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微通道冷却非均匀热流密度芯片的流动换热特性 被引量：4
1
作者 申利梅 季俊杰 +3 位作者 罗凡 陈建业 谢军龙 黄涛 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1809-1816,共8页
为研究微通道冷却非均匀热流密度芯片的流动换热特性,采用VOF方法,通过数值模拟分析局部热点对微通道内流型、温度、换热系数及压降的影响。研究结果表明:随着热流密度增大以及流速减小,整体的流型呈现出从泡状流到环状流的变化过程;而... 为研究微通道冷却非均匀热流密度芯片的流动换热特性,采用VOF方法,通过数值模拟分析局部热点对微通道内流型、温度、换热系数及压降的影响。研究结果表明:随着热流密度增大以及流速减小,整体的流型呈现出从泡状流到环状流的变化过程;而提高热点热流密度并不会显著改变微通道内的整体流型;热点热流密度提升不仅会使该处区域的温度骤升,而且其温度波动也会大幅提高,在500 W/cm2的热点热流密度下壁面温度波动高达250 K;随着整体热流密度提高,换热系数呈现先增大后减小的趋势,热点热流密度会一定程度上提高该处换热系数并导致通道后半段的换热系数有所降低。微通道内的两相压降受随流速和整体热流密度综合影响,并随两者提高而增大,而局部热点热流密度提高对微通道内的流动压降稳定性影响不大。 展开更多
关键词 微通道 非均匀热流密度 VOF(volume offluid)方法 流动换热特性
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熔盐基纳米流体管内流动换热特性模拟 被引量：2
2
作者 何伯述 应兆平 +3 位作者 苏良彬 丁广超 何頔 段志鹏 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期33-39,共7页
为研究Al2O3-HITEC熔盐基纳米流体在恒热流加热管内流动换热特性,采用计算流体力学的研究方法,利用单相流热扩散模型进行了数值模拟。分析了不同质量分数的纳米颗粒对熔盐换热性能的影响,并从流体热物性的角度探讨了换热性能改变的原因... 为研究Al2O3-HITEC熔盐基纳米流体在恒热流加热管内流动换热特性,采用计算流体力学的研究方法,利用单相流热扩散模型进行了数值模拟。分析了不同质量分数的纳米颗粒对熔盐换热性能的影响,并从流体热物性的角度探讨了换热性能改变的原因。对比结果说明热扩散模型可以用于模拟熔盐基纳米流体管内流动换热。模拟结果表明:与纯熔盐管内温度分布相比,采用纳米流体降低了管内温度,且质量分数为0.063%时温度降低最明显;4个截面处的温度分布表明在壁面热流的作用下,熔盐和熔盐基纳米流体的温度沿径向升高,而熔盐基纳米流体的温度比纯熔盐低,说明纳米流体吸收和带走了更多的能量;与纯熔盐相比,熔盐基纳米流体的换热性能提高了,证明了添加纳米颗粒具有强化熔盐换热的效果,但强化效果并非随纳米颗粒的浓度增大而线性变化,而是0.063%(质量分数)的纳米流体换热强化程度最大,其在充分发展区换热系数比纯熔盐提高了6.5%。最后通过分析熔盐与熔盐基纳米流体物性变化,发现了比热容的剧烈变化是导致换热性能变化的主要原因。 展开更多
关键词 熔盐基纳米流体 热扩散模型 流动换热特性 数值模拟
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超临界二氧化碳在印刷电路板式换热器内的流动换热特性研究 被引量：13
3
作者 徐哲 张明辉 +3 位作者 段天应 付文 李秋龙 李培跃 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期849-855,共7页
印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有换热效率高、耐高温、耐高压等优势,可广泛应用于海洋工程、核能、光热发电等领域。本文采用数值模拟的方法,计算了跨拟临界点超临界二氧化碳(SCO_(2))在印刷电路板式换热器内的流动换... 印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器,具有换热效率高、耐高温、耐高压等优势,可广泛应用于海洋工程、核能、光热发电等领域。本文采用数值模拟的方法,计算了跨拟临界点超临界二氧化碳(SCO_(2))在印刷电路板式换热器内的流动换热特性。结果表明:SCO_(2)流体温度达到拟临界温度时,流通截面内流体温度分布最均匀,因为此时流体的有效导热系数最大;SCO_(2)侧对流换热热阻在总热阻中占比最大,其次为导热热阻,水侧对流换热热阻最小;采用等效厚度法计算得到的导热热阻偏大;雷诺数越大,在拟临界温度附近换热强化的程度越大。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板式换热器 流动换热特性 拟临界温度 数值模拟
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多孔介质中受限层流冲击射流的流动与换热特性 被引量：3
4
作者 张红军 邹正平 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2033-2044,共12页
基于两区(two-domain)模型采用基于预处理的时间推进法对铺设有多孔介质层的恒温平板在受限层流冲击射流作用下的流动与换热特性进行了研究,其中多孔区域动量方程采用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程则采用局部热平衡(LTE)... 基于两区(two-domain)模型采用基于预处理的时间推进法对铺设有多孔介质层的恒温平板在受限层流冲击射流作用下的流动与换热特性进行了研究,其中多孔区域动量方程采用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程则采用局部热平衡(LTE)模型,并对porous/fluid交界面切应力跳跃条件对多孔介质冲击射流的影响进行了分析。流体的控制方程采用基于密度的有限体积法来求解,并针对于多孔区域低速流动特点采用相对应的预处理矩阵来消除控制方程的刚性。还对Reynolds数、孔隙率、Darcy数、热导率比、多孔介质层厚度等参数的变化对流动结构及换热特性的影响进行了分析。研究结果表明,在目前的计算条件下,在其他参数一定时,Reynolds数、孔隙率对通道内流动结构的影响有限;Darcy数、多孔介质层厚度则对流动结构的影响很大;上述参数对受冲击平板的总体换热性能均有明显的影响。在受冲击平板上铺设适当厚度的高渗透率、高热导率的多孔材料能有效地增强换热性能。 展开更多
关键词 多孔介质层 冲击射流 基于预处理的时间推进法 流动与换热特性
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不同强化换热管内流动沸腾换热特性对比 被引量：11
5
作者 唐苇羽 陈景祥 +3 位作者 韩锦程 何燕 李蔚 刘志春 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1216-1222,共7页
采用实验方法对比制冷剂R410A在6根强化换热管和1根光滑管内的流动沸腾换热特性.实验测试段饱和温度为6℃,进出口干度分别为0.2和0.9,质量流速变化范围为80~350kg/(m2s).实验结果表明:三维强化管相对光滑管流动沸腾换热系数的强化倍率可... 采用实验方法对比制冷剂R410A在6根强化换热管和1根光滑管内的流动沸腾换热特性.实验测试段饱和温度为6℃,进出口干度分别为0.2和0.9,质量流速变化范围为80~350kg/(m2s).实验结果表明:三维强化管相对光滑管流动沸腾换热系数的强化倍率可达1.14~1.53,因为强化表面上的凹痕阵列能够增强两相间湍动、提高汽化核心数目并打断液膜边界层制造分离流和二次流从而强化换热.三维强化管中,管1EHT在低质量流速范围内具有较好的换热性能,而管2EHT在相对较高的质量流速时强化性能更优;齿形参数不同的3根内螺纹管间的换热系数差距较大,其中当内螺纹管螺旋角足够大时齿高与液膜厚度之比相近的内螺纹管具有较好的换热性能. 展开更多
关键词 三维强化管 内螺纹管 流动沸腾换热特性 制冷剂R410A 凹痕
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翼型印刷电路板式换热器内流动与换热特性 被引量：4
6
作者 刘妍君 邵应娟 钟文琪 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期320-327,共8页
为了探究翼型印刷电路板式换热器(PCHE)内流动与换热特性,采用数值模拟方法,以S-CO_(2)为工质,针对S-CO_(2)布雷顿循环燃煤系统中的高温回热器,研究了质量流量、进口温度和出口压力对PCHE流动和换热特性的影响,分析压降、范宁摩擦因子... 为了探究翼型印刷电路板式换热器(PCHE)内流动与换热特性,采用数值模拟方法,以S-CO_(2)为工质,针对S-CO_(2)布雷顿循环燃煤系统中的高温回热器,研究了质量流量、进口温度和出口压力对PCHE流动和换热特性的影响,分析压降、范宁摩擦因子、努塞尔数及综合换热性能评价指标的变化规律,提出S-CO_(2)在翼型PCHE中新的流动和传热关联式.结果表明:冷流体质量流量从1.27 g/s提高到10.20 g/s,PCHE综合性能提升4.6倍;在冷流体进口流量为6.36 g/s时,热流体压降已经达到进口压力的2%;在相应温度变化范围内,温度对范宁摩擦因子f的影响在6%以内,冷流体进口温度提高40 K后,冷流体综合性能提高22%;采用9.5 MPa热流体出口压力时,可以在保持换热器性能的同时减少20%的压力损失. 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 印刷电路板换热器 流动及换热特性 努塞尔数
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直接空冷凝汽器翅片管积灰流动换热的数值研究
7
作者 张学镭 孙苗青 《汽轮机技术》 北大核心 2016年第5期357-360,364,共5页
为了深入研究空冷凝汽器散热管束积灰时的流动换热特性,利用FLUENT软件数值模拟了翅片管外不同积灰厚度的流动换热情况,得到了夏季工况翅片管4种积灰厚度的对流换热系数、传热系数及流动阻力随迎面风速的变化曲线,非线性拟合得到了摩擦... 为了深入研究空冷凝汽器散热管束积灰时的流动换热特性,利用FLUENT软件数值模拟了翅片管外不同积灰厚度的流动换热情况,得到了夏季工况翅片管4种积灰厚度的对流换热系数、传热系数及流动阻力随迎面风速的变化曲线,非线性拟合得到了摩擦系数、努赛尔数与雷诺数之间的关联式。利用性能评价指标PEC,对翅片管束积灰前后的流动换热性能进行了比较。结果表明:随着迎面风速的增加,积灰前后的管外对流换热系数,传热系数以及流动阻力逐渐增加;随着翅片管外积灰厚度的增加,对流换热系数、流动阻力以及摩擦系数变大,传热系数变小。 展开更多
关键词 翅片管束 积灰厚度 流动换热特性 性能评价指标
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波纹和百叶窗型表冷器空气侧换热性能的实验研究及分析方法 被引量：1
8
作者 吴鹏展 谷波 曾炜杰 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期64-72,共9页
本文对方形组合式空调机组翅片管换热器空气侧的换热性能进行了实验研究和计算模型分析。将分布参数法(TTM)和创新的分排参数法(RDDM)拓展至方形组合式空调机组制热工况的实验数据处理中,分析翅片管换热器空气侧的换热性能,并与传统的ε... 本文对方形组合式空调机组翅片管换热器空气侧的换热性能进行了实验研究和计算模型分析。将分布参数法(TTM)和创新的分排参数法(RDDM)拓展至方形组合式空调机组制热工况的实验数据处理中,分析翅片管换热器空气侧的换热性能,并与传统的ε-NTU法、集中参数法(LMTD)对比,4种方法计算的j因子和传热系数h偏差均在10%的范围内;基于分排参数模型,研究不同翅片形状、不同翅片间距、不同管径和不同翅片管排数下,传热因子j的变化情况。结果表明:j随Re的增加逐渐减小,Re从3000增至6020,j下降了25.6%。相同Re下,开窗翅片比波纹翅片的j大,并随着Re的增加两者之间的最大偏差从26.3%缩小为8.3%。j随翅片间距和管径的增大而增大,随着管排数增加而降低,8排管时j急剧降低至约0.008。 展开更多
关键词 翅片管换热器 流动换热特性 分排参数法 分布参数法 空调机组
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印刷电路板式氦加热器热力设计方法与性能 被引量：1
9
作者 张业雷 赵剑 +1 位作者 马挺 王秋旺 《火箭推进》 CAS 2023年第1期36-43,共8页
印刷电路板换热器作为一种新型的微通道换热器,具有紧凑高效、耐温耐压、可模块化等优势,在火箭发动机中具有很好的应用前景,但目前将印刷电路板换热器应用于火箭发动机的研究很少。对火箭发动机氦加热器提出了印刷电路板换热器的设计思... 印刷电路板换热器作为一种新型的微通道换热器,具有紧凑高效、耐温耐压、可模块化等优势,在火箭发动机中具有很好的应用前景,但目前将印刷电路板换热器应用于火箭发动机的研究很少。对火箭发动机氦加热器提出了印刷电路板换热器的设计思路,开发了热力设计程序,并对其进行了数值模拟。结果表明:印刷电路板式氦加热器芯体具有较小的体积和质量,冷热侧温降的模拟值与计算值最大相对误差为1.33%,冷热侧压降的模拟值与计算值之间的最大相对误差为18.51%,证明了所开发的分段热力设计方法用于印刷电路板式氦加热器具有较高的准确性。氦加热器的冷端换热能力最强,热侧流体流动更加剧烈,换热能力更强,但同时也有更大的压降。 展开更多
关键词 印刷电路板换热器 氦加热器 热力设计 流动换热特性
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不同纵向涡发生器翅片通道内速度场与温度场协同的数值研究 被引量：2
10
作者 曾卓雄 王漳军 刘建全 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第7期744-755,共12页
为了探究加装矩形小翼和三角型小翼纵向涡发生器的H形翅片通道的换热流动,采用场协同理论进行分析.结果表明,相同攻角时,三角形小翼的面平均协同角和体平均协同角要比矩形小翼的大,同时,体平均协同角比面平均协同角大;随着攻角的增大,... 为了探究加装矩形小翼和三角型小翼纵向涡发生器的H形翅片通道的换热流动,采用场协同理论进行分析.结果表明,相同攻角时,三角形小翼的面平均协同角和体平均协同角要比矩形小翼的大,同时,体平均协同角比面平均协同角大;随着攻角的增大,面平均协同角和体平均协同角都先减小后增大,矩形小翼在攻角为60°时最小,三角形小翼在45°时最小;相同进口速度时,45°三角形小翼的面平均协同角和体平均协同角要比60°矩形小翼的大,随着进口速度的增加,60°矩形小翼和45°三角形小翼的面平均协同角和体平均协同角都增大. 展开更多
关键词 纵向涡发生器 对流换热流动特性 场协同原理
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