变扭率扭旋叶片强化传热特性

为探究扭旋叶片的结构参数——扭率变化率Tv对管道换热的影响,以水为介质,在Tv=-5～5范围内,采用实验和数值模拟方法研究了恒壁温条件下流体的传热和阻力特性,并分析了综合传热性能及强化传热机理。结果表明,沿流动方向Tv〉0的扭旋叶片安装方式强化传热效果优于Tv=0,研究范围内Tv=2.5时综合强化传热比最高,相对Tv=0平均提高5.0%。而Tv〈0时强化传热效果劣于Tv=0,应避免此种叶片安装方式。扭率的变化影响了流场结构,当Tv〉0时,在近1/2流动区域内绕流旋涡的涡量和影响区域明显增加,同时,在绕流旋涡流动区域,压力、速度和温度的三场协同程度得到提高,进而强化了换热管道的传热效果。

不同浓度条件下液溶胶丁达尔现象的研究

为了研究液溶胶物质的量浓度对丁达尔现象的影响，利用红色激光对不同浓度氢氧化铁液溶胶中形成的光路进行拍照，采用HSV色彩模式对9种浓度条件下的图像进行分析。结果表明，色调和饱和度与光路的沿程位置无关，强度值与光路的沿程位置相关，当液溶胶浓度为0．0846-0．0617mol／l。时，强度值沿光线方向全程衰减，其衰减程度与液溶胶浓度成正比；当液溶胶浓度为0．0555-0．0364mol／L时，强度值沿光线方向先衰减后提升。色调和饱和度均值与液溶胶的浓度相关，具有阶段性。强度值均值随着浓度的降低呈现降低、升高、再降低的趋势，峰值点在浓度值为0．0405mol／L处，谷值点在浓度值为0．0617mol／L处。

Kenics型静态混合器充分发展段纵向涡演变分析

为分析Kenics型静态混合器内充分发展段沿轴向二次流纵向涡的形成诱因及演变过程,运用大涡模拟对混合器内流场进行研究,数值模拟结果与实验结果吻合较好.结果表明,在第7个扭旋叶片所在区域内含3种旋涡,分别为叶片入口分割上一段流体后产生的合并旋涡、随扭旋叶片一起旋转的内流旋涡和绕流旋涡.绕流旋涡是扭旋叶片高扭率产生的科氏力导致单侧流体压力不平衡,使边界层产生分离形成的诱导旋涡.沿轴向将第7个扭旋叶片所在区域流场平均分成4段,第一和第二段的横截面上存在5个纵向涡,涡量和湍动强度平均值分别比第三和第四段高23.0%和8.93%.在相邻叶片的分界面处,旋涡破碎和聚合产生能量损耗,使近壁面的涡量陡增,高出平均值73.0%.

螺距和搭接对螺旋半管夹套强化传热的影响

以导热油YD-300为介质,采用数值模拟方法研究了恒壁温条件下流体的传热和阻力特性,分析了强化传热机理.结果表明,螺距参数τ接近1.96时强化传热效果最好,阻力最高.τ>1.96的非搭接结构,螺距变化对半管夹套侧传热系数和阻力系数的影响很小;τ<1.96的搭接结构,随螺距缩短半管夹套侧传热系数增加下降明显.小范围搭接形式(1.96>τ≥1.86)改善了搭接壁面与换热壁面附近的速度场结构,有利于强化换热;大范围搭接(τ≤1.47)降低了搭接壁面和换热壁面附近的速度、温度梯度与静压力梯度间的协同程度,降低了换热系数,同时提高了阻力.