气候实验室高传热比换热器的设计与验证方法

针对大型气候实验室的宽温域大流量空气循环加热与冷却问题,基于空气处理系统需求和换热器原理,采用“正设计法”确定特征参数,开展不同实验条件下的定片距与变片距翅片管换热器的设计研究,并针对已设计的换热器开展低温工况换热特性试验验证,探究换热器传热系数、压降随时间的变化规律,对比两种换热器在低温工况下的响应特征,通过分析特征参数来表征所设计的换热器构型满足气候试验需求。研究表明,两种换热器所有工况换热系数的实验值与计算值误差在6.8%以内,换热器压降误差都在45 Pa以内,满足设计要求;相比于定片距换热器,变片距换热器换热系数增加、压降减少。

大长径比高温热管传热性能试验研究

大长径比高温热管作为一种具有特殊几何参数的高温热管,在核能、太阳能开发等领域具有广阔的应用前景。因结构比例特殊,其运行特性与常规尺寸的高温热管存在明显差异。因此,针对2种不同充液率的大长径比高温钠热管(外径D=16 mm,轴向长度L=2400 mm,长径比L/D达150),开展了不同工况条件下热管的传热性能试验研究。结果表明:15%充液率的高温热管综合性能优于25%充液率;在高热负荷条件下,前者在低倾角(15°、30°)时易出现传热恶化,而后者在高倾角(60°、75°、90°)时易出现传热恶化;正常工况下,热管的传热性能随着倾角的增大而降低,且倾角对15%充液率热管传热性能影响程度低于25%充液率;输入功率的提升有助于提高热管的整体传热性能,证明在一定条件下大长径比高温热管具备较好的抗热冲击性能。

大长宽比矩形微通道内的气泡生长与相变传热分析

研究了液体工质FC-72在大长宽比矩形截面微通道内流动沸腾过程中的单个气泡生长情况。选取的微通道水力直径为571、762和1 454μm,通道截面的长宽比分别为20、20和10。实验中运用透明加热技术,在对微通道表面加热的同时实现了通道透明可视化。观测获取了完整气泡生长周期内的三个生长阶段,探讨了气泡形状变化的主导因素。此外,气泡生长过程中几何形状的演变与通道截面长宽比密切相关。讨论了气泡当量半径、气泡长宽比等随热流密度、面积质量流量以及微通道尺寸和形状等的变化趋势。此外,还探讨了基于气泡体积增长得到的蒸发热流密度及其影响因素,对气泡生长过程中的热量传递进行了初步的分析。研究表明,蒸发热流密度随着气泡的生长逐渐升高,当气泡开始快速指数增长后蒸发热流密度高于微通道壁面的热流密度。另外,蒸发热流密度随着面积质量流量的增加而有所降低。

高主流湍流度下大倾角异型气膜孔冷却特性实验研究

为了研究高主流湍流度下大倾斜角异型气膜孔的冷却特性,在主流湍流度为11.82%的流动工况下,采用瞬态液晶传热测量技术对倾斜角均为60°的圆柱孔、水滴孔以及曲面簸箕孔进行了研究。在吹风比为0.5的工况下,3种孔型的气膜贴壁性都较好,上游冷却效率高于下游;在吹风比为1.0的工况下,圆柱孔和水滴孔出现气膜脱离壁面再附着现象,上游冷却效率低于下游;在更大吹风比下,曲面簸箕孔气膜也出现脱离再附着现象。吹风比的增加会显著增强各个气膜孔的对流换热强度,曲面簸箕孔的换热系数比在各个吹风比下都低于圆柱孔和水滴孔,圆柱孔和水滴孔的换热系数比在上游区域较高,而曲面簸箕孔的换热系数比在大吹风比下呈现出先上升后下降的分布特征。实验结果表明,在高主流湍流度条件下,大倾斜角水滴孔和圆柱孔的气膜冷却效果相近,曲面簸箕孔的气膜冷却效果优于这两种孔型。

双级压缩高温热泵换热器型号优化设计仿真

介绍了高温热泵系统形式及换热器初步设计,编制了系统仿真程序,得到了8种换热器型号下系统COP、换热器传热系数、水侧压降等关键参数随换热面积的变化关系。针对该热泵系统,给出了一定换热面积范围内较优的换热器型号。

高湍流度时全气膜涡轮叶片表面冷却和换热特性的实验研究

为获得高主流湍流度时全气膜涡轮叶片表面的冷却和换热特性,在跨声速风洞中实验研究了质量流量比(MFR)和主流雷诺数(Re)对叶片表面气膜冷却效率和换热系数比的影响。在叶片前缘布置了5排圆形孔,在吸力面和压力面分别布置了3排和6排圆形孔,实验结果由嵌入在叶片中截面的热电偶测得。实验中基于弦长的主流雷诺数的范围为3.0×105~9.0×105,叶栅出口马赫数Ma为0.8,MFR的范围是5.5%~12.5%,主流湍流度Tu为14.7%。实验结果表明:主流雷诺数升高显著增强了叶片表面的换热,使层流边界层到湍流边界层的转捩位置提前。对于吸力面S/C>0.2的区域(S/C为当地弧长与弦长之比),气膜冷却效率受MFR影响明显,当MFR大于7.7%时提高MFR会导致气膜冷却效率降低;该区域的换热系数比在中低雷诺数时受MFR影响较小,在高雷诺数时随MFR升高而升高。压力面S/C<-0.7区域的气膜冷却效率随MFR升高而升高,-0.7<S/C<-0.4区域的气膜冷却效率受MFR影响较小,对于整个压力面而言,MFR升高提高了叶片表面的换热系数。相对于叶片其它区域,压力面后半段区域和吸力面的气膜冷却效率受雷诺数影响较大。

房间空调器高效节能技术分析

本文主要介绍了高效节能型空调器的优化设计 ,包括选用高效压缩机、增大换热面积 ,增大风量、管路的合理设计 ,旨在提高制冷量 ,降低功耗 。

耐高温热转印卷材涂料的制备

首先对几种不同类型的有机硅树脂进行了筛选,然后以1053为基料树脂,钛白粉为颜料,KH-550为固化剂,制备了一种耐高温热转印卷材涂料.主要考察了颜基比和固化剂用量对涂膜机械性能和耐温性能的影响,并通过引入极性树脂——800#聚酯,提高了涂膜的表面张力,解决了纯有机硅树脂因为表面张力过低无法热转印的问题.试验结果表明:颜基比为1.5、800#聚酯的用量为树脂总量的2%、固化剂KH-550的加入量为总漆量的2%时,涂膜的综合性能最佳.

房间空调器高效节能技术分析

介绍了高效节能型空调器的优化设计,包括选用高效压缩机、增大换热面积、增大风量、管路的合理设计,旨在提高制冷量、降低功耗,提高能效比。

高速条件下吸力面复合角孔气膜冷却特性

为探究高速条件下涡轮叶片吸力面上复合角孔的气膜冷却特性,在高速风洞中实验测量了吸力面复合角孔的气膜冷却效率与传热系数比,并通过净热通量减少(NHFR)衡量了复合角孔对吸力面的气膜冷却净收益。分析了雷诺数、吹风比以及湍流度对气膜冷却效率、传热系数比及净热通量减少的影响规律,结果表明:低雷诺数下气膜冷却效率受雷诺数影响较大,但当雷诺数增大至6.4×10^(5)以上时,气膜冷却效率几乎不再变化;随湍流度的增大,气膜冷却效率整体降低,低吹风比下气膜冷效对雷诺数、湍流度较为敏感。传热系数比随气膜吹风比增加而增大,但在湍流度较大时,气膜冷却对传热系数的影响降低。湍流度的增大使NHFR有所升高。研究表明对高的湍流度工况,吹风比为0.8时复合角孔呈现最佳的气膜冷却性能。

高效螺纹管强化传热机理研究

通过数值模拟的方法在雷诺数2 000~40 000范围内,对比分析了高效螺纹管与单向螺纹管在传热性能和压降性能的影响。结果显示,高效螺纹管由于交叉螺旋线使得壁面产生一定的宏观变形产生一个持续的湍流导致边界层减薄,管内螺旋线并没有使管内流体产生旋转流动,管内平均努塞尔数几乎为零,而单向螺纹管管内流体随螺旋线产生旋转流动;高效螺纹管受螺纹深度及螺旋角度影响较大,当H=0.7 mm时,努塞尔数增大1.57~1.83倍,但压降增大了3.83倍,当螺角为50°时努塞尔数增大1.76~1.89倍,但压降也增大了5.6倍,高效螺纹管深度为0.7 mm,螺旋角为50°时能够得到一个比较好的传热效果。