振荡管管壁轴向导热的试验研究

对振荡管管壁的轴向导热进行了实验研究，得出了一定振荡频率和膨胀比下隔阻管壁轴向导热对振荡管等熵制冷效率及管内流动的影响规律．结果表明：隔阻振荡管冷、热端管壁的轴向导热，使管内激波幅值增大，激波形成点后移，等熵制冷效率有显著提高．

壁面轴向导热对微细管内对流换热的影响

本文通过数值解析的方法研究了考虑壁面轴向导热时微细管内的对流换热。结果表明,当管外为对流换热边界条件时,管内充分发展对流换热的Nu依然在3.66～4.36之间。但若忽略壁面轴向导热,采用一维热阻模型整理微细管内对流换热的实验数据将会导致错误的结论。

轴向导热对逆流式板翅换热器传热性能的影响

为了确认轴向导热对复叠逆流式板翅换热器传热性能的影响,通过数学分析建立了一组控制方程,定义了无量纲轴向当量热扩散系数(φ).用φ来表示换热器的轴向导热能力可以使换热器的二维模型实现一维简化,使计算工作更加简单方便,并可采用差分法解出其数值解.计算结果表明,轴向导热对换热器性能的影响随着φ和传热单元数(NNtu)的增大而加剧,导致换热器换热性能的恶化.为了减少轴向导热损失,应尽可能减小换热器的横截面积.同时,高导热性能的换热器材料也会加大轴向导热损失.

轴向导热对微通道内传热特性的影响

以去离子水为工质,在当量直径为155.3μm的三角形硅基微通道中进行了传热特性的实验研究;采用轴向导热与总加热量的比值和轴向导热准则数来分析轴向导热对微通道内传热特性的影响;基于实验结果,对入口段长度进行了计算。根据红外热像仪的测量结果,局部壁面温度沿流动方向上呈非线性规律分布,并计算得出局部Nusselt数沿流动方向上的分布规律。轴向导热与总加热量的比值的变化范围为0.106～0.275,表明轴向导热对微通道内传热特性的影响显著,特别是在Reynolds数较小的情况下。对轴向导热准则数进行了新的修正,在热流密度与入口温度相近的情况下,轴向导热准则数随Reynolds数的增加而减小。

不同热边界条件下板翅式换热器轴向导热对换热的影响

基于MATLAB编程,采用分布参数法构建了逆流板翅式换热器的二维计算模型,并与Claude循环氦液化器中多股流板翅式换热器的实验结果进行比较,数值结果和实验结果的吻合程度很好。研究了轴向导热对板翅式换热器换热能力的影响,发现考虑轴向导热的有效度相较于不考虑轴向导热降低了21.8%,且由于轴向导热将隔板冷端和热端的绝热边界条件施加的影响向换热器计算域内部传递,引发了换热器入口区域流体温度的畸变。而在隔板的冷端和热端分别采取定壁温或定热流的边界条件时,流体入口区域温度畸变几乎消失。在考虑轴向导热时,与隔板两端绝热边界条件相比,定壁温边界条件有效度增加35.8%(εc)和31.7%(εh),定热流边界条件有效度增加22.8%(ε)。

微钢管轴向导热对对流换热的影响

以氮气为工质,流过内径为168μm、外径406μm微钢管,采用直接通电法进行加热,并使用红外成像仪加红外专用放大镜头测量了在恒定的流量下、不同加热功率以及相同加热功率、不同流量下的微钢管壁面的温度场,获得精确的微管外壁温度分布,同时测量了氮气的进出口温度和流量.根据实验结果分析了微管轴向导热对管内部对流换热的影响.研究表明,在氮气为工质下,微钢管轴向导热导致内部换热的减弱,减少量超过总对流换热量的2%.

轴向导热对管式固定床反应器操作特性的影响

以邻二甲苯氧化制苯酐为工作反应，建立带有轴向导热的一维拟均相模型，采用迭代法进行模拟计算。结果表明，增大床层有效导热系数，床层热点温度下降，热点位置提前，因此可以提高反应器的进料浓度。单管实验证实了模型的预测。

填料间壁式低温换热器的轴向导热

网络方法是便于计算机模拟复杂结构换热器特性的有效方法。减少轴向导热量是提高换热器效率的有效措施之一。以填料间壁式换热器的热网络模型为基础￣［１］，定量地分析了轴向导热对换热器性能的影响，确定了轴向导热对换热器性能影响最为严重的部位；为设计和制造高效率的填料间壁式换热器提供依据。

对流换热条件下微钢管壁面轴向导热的实验研究

以蒸馏水和氮气为工质,流过内径为168μm外径为406μm的不锈钢微管.通过直接通电法对微钢管进行加热,并采用红外成像仪及专用放大镜头来测量微钢管外壁的温度场,获得了在雷诺数恒定、不同加热功率下微钢管外壁面温度场分布.经过图像处理及修正后,得到较为精确的沿壁面的温度分布,进而求得微管沿壁面的导热量.实验结果表明,对于液体流动的微管对流换热,计算管壁的表观换热系数时可以忽略管壁轴向导热的影响.而对于微钢管的气体流动换热,在自然对流边界条件下,管壁轴向导热量与总加热量之比达到2.1%.

对流换热实验中忽略壁面轴向导热的误差分析

以水和空气在钢管中的热充分发展的层流过程为对象,通过数值计算分析了轴向导热给圆管内对流换热的一维壁面导热带来的误差。在二维导热模型的基础上,添加等热流、绝热边界条件,用Fortran语言编写数值计算程序进行计算,定义了相对误差。结果表明,相对误差近似和壁厚与内径的比值成正比,而不同的流体介质数值大小不同。

液态金属在环管进口段的传热以及轴向导热的影响

从一般控制方程出发,根据环管热进口段传热特点,结合优化选择影响传热的诸如速度分布、湍流热量扩散率和动量扩散率等半经验关系式,建立能借助计算机理论求解的计算模型,并在进一步简化条件下计算、分析了轴向导热对进口段传热的影响。

高频微型非金属脉冲管制冷机轴向导热损失的计算分析

针对所开发的高频微型同轴非金属脉冲管制冷机进行了轴向导热损失的计算与分析,并与相同几何尺寸的金属脉冲管制冷机进行了比较。仅从降低轴向导热损失的角度讲,使用低导热率的非金属材料制作制冷机部件对制冷性能有较大的积极作用。对于2台实验样机而言,通过蓄冷器和脉冲管内的气体的轴向导热损失已经超出通过各自管壁的轴向导热而成为最大的导热损失项,但通过蓄冷填料的轴向导热损失却成为三项损失中一个可以忽略的小量,这是非金属脉冲管制冷机区别于相同几何尺寸的常规金属脉冲管制冷机的显著特点。

轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响

为了降低轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响,利用计算流体力学软件Fluent,分别计算了考虑轴向导热模型和不考虑轴向导热模型的换热因子,引入无量纲参数传热恶化率(η)来评价轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响程度,讨论了流体工况下翅片类型(平直翅片和锯齿翅片)、翅片结构、流体种类、翅片材料等因素对η的影响。计算结果表明,轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响程度较大,流体工况下翅片类型、流体种类、翅片结构、翅片材料等因素对η均有所影响。其中,对于不同流体工况,当Re小于等于600时,η较大,此时在翅片的设计和选型时需要考虑轴向导热对其传热性能的影响;对于不同的翅片类型,在Re小于等于600时,锯齿型翅片的η低于平直翅片;对于不同翅片结构,无量纲参数β为70、翅片密度为4.1的此类平直翅片的η最大,在翅片选型时应尽量少选此类平直翅片;对于低温流体,Pr越大,其η越大;对于不同翅片材料,在综合考虑强化换热和减小轴向导热影响两方面因素下,并非高导热系数材料的传热性能最佳,而是在不同Re下,最大换热因子均对应一个最佳的导热系数。

PCHE内轴向导热对局部换热性能的影响研究

通过改变印刷电路板式换热器(PCHE)通道壁厚、直径以及冷热侧CO2进口温度差,数值分析了层流条件下,轴向导热对PCHE内超临界压力CO2流动换热的影响。结果表明,考虑轴向导热时,局部热通量沿程变化更加平缓,冷侧对流传热系数在小于拟临界温度区域变小,而热侧对流传热系数在小于拟临界温区域增大;轴向导热仅对热效率峰值附近区域有所影响,其使得峰值略有增大且向低温侧移动;传热熵产主要发生在高温区域,轴向导热可有效降低局部传热熵产。增大壁厚和直径可增大轴向导热的影响,而增大进口温差,轴向导热的影响变化不大。

轴向导热对换热管及壳程圆筒壁温影响的理论分析与数值模拟

通过理论分析和数值计算,分析了换热管和壳程圆筒内轴向导热的影响因素、影响大小和影响范围,得到了换热管横截面上平均轴向温度梯度的估值公式、换热管和筒体轴向导热对主体传热影响的公式,为严格的传热实验研究和工程设计提供了依据.

钻井液径向温度梯度与轴向导热对井筒温度分布影响

本文基于井筒与地层间能量平衡原理,将井筒钻井液划分成不同径向单元网格,建立了考虑径向温度梯度条件下钻井液层间温度模型;同时引入钻井液轴向导热项,建立了钻井液轴向导热温度模型,将数学模型应用隐式有限差分法离散与求解.计算结果表明:钻井液径向温度梯度对井筒径向与轴向温度产生的误差分别为0.15℃和0.2℃左右;而钻井液轴向导热对井筒温度分布几乎不产生影响.因此,通过建立的数学模型进行系统分析表明,在建立井筒-地层耦合瞬态传热模型时可忽略两者对井筒温度分布的影响.基于数学建模方法验证了以前学者模型假设条件的正确性,为油气井与地热井井下温度分布规律深入研究奠定了可靠的理论基础.

格林函数法求解含移动介质轴向导热的稳态温度场

用格林函数法求解了考虑移动介质轴向导热影响的稳态温度场,推导了第1类和第2类非齐次边界条件下求解稳态温度场的数学表达式,利用特征值和特征函数获得了格林函数解,证实格林函数法可以解决非齐次边界条件下的稳态传热问题.以平行板间和圆管内均匀速度移动介质的稳态传热为例,获得了在半无限长壁面和在有限长壁面有均匀热流密度两种情况下所对应的温度场的无量纲解析解,分析了移动介质轴向导热与Pe和x/H之间的关系.结果表明:在所分析的两种热流密度边界条件下,Pe越大无量纲温度越小;在半无限大区域有均匀热流密度条件下,无壁面热流密度区域温度变化越剧烈,有均匀壁面热流密度的区域无量纲温度随x/H的变化几乎不受Pe大小的影响;在有限区域有均匀热流密度条件下,与半无限大区域均匀加热的情况有显著差异,在全计算域内温度变化越剧烈.

轴向导热对印刷电路板式换热器换热性能影响

对不同工作条件对锯齿型通道印刷电路板式换热器(PCHE)轴向导热的影响进行了数值研究,结果表明,在雷诺数较小时轴向导热对PCHE的换热性能影响较大,但是随着雷诺数增大,其影响逐渐减小,在高雷诺数时其影响可以忽略;随着工作压力增大,PCHE换热性能减弱,并且工作压力较大时,轴向导热对PCHE换热性能的影响较小;冷通道入口温度为195 K时PCHE换热性能最好,入口温度为220 K时换热性能最差,但是冷通道不同的进口温度对PCHE内轴向导热的影响相差很小。

微通道轴向导热的拉曼测温实验研究及数值模拟

建立了使用共焦显微拉曼光谱图的微尺度水温测量方法,并用于单相水的对流传热实验。将实验与数值模拟相结合,研究了微通道内轴向导热对流体的传热影响。研究发现,通道入口处壁面热通量最大、液温和壁温均呈非线性发展;局部Nu数曲线出现奇异点,且奇异点位置随着雷诺数的增大往出口处移动;努塞尔数随着雷诺数的增大而增大。

毛细结构对平板热管性能的影响

详细研究了毛细结构对于平板热管性能的影响,对3种具有同样外形尺寸的深微槽道、交错孔道和双微槽道毛细结构的铜-水平板热管进行了系统的实验研究和分析。研究结果表明,双微槽道热管的热阻最小,深微槽道热管的热阻最大。在轴向导热能力方面,双微槽道热管的性能最好,其次为交错孔道热管,深微槽道热管最差。在径向均热能力方面,双微槽道热管最好,而深微槽道热管与交错孔道热管的均热能力相近。可见,双微槽道热管是最佳毛细结构,其热阻最小,具有最好的轴向导热性能与径向均热性能,原因是蒸发面和冷凝面上的微槽道结构强化了相变换热,降低了相变热阻。