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各向异性Kelvin泡沫胞元高径比对其流动传热特性的影响 被引量：1
1
作者 张超 孔祥壮 +2 位作者 杜雁霞 王娴 肖光明 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期55-66,I0002,共13页
飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速... 飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速技术,实现了同时考虑泡沫骨架导热和多胞元孔隙尺度强迫对流换热的共轭传热数值模拟。在上述基础上,分别选取了Re=10、100、1000计算条件,开展了不同胞元高径比(H/D=0.5、0.75、1.0、1.5、2.0)对其流动传热特性的影响规律研究。结果表明,在不同Re条件下,随着各向异性Kelvin泡沫H/D的减小,其泡沫内部的流动阻力及努塞尔数均增大,且随着Re的增大,对流换热的作用增强,H/D的影响也更为明显。此外,相比于流动阻力,结构传热性能受H/D的影响变化速率更大,由此造成综合传热因子(j/f^(1/3))与H/D成反比关系,即减小Kelvin胞元H/D可有效提高泡沫结构的综合传热性能。 展开更多
关键词 各向异性 Kelvin泡沫 流动阻力 综合传热因子
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波节形状对波节管结构稳定性和传热特性的影响 被引量：9
2
作者 张伟玮 韩聪 +2 位作者 韩怀志 苑世剑 李炳熙 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期57-62,共6页
针对不同形状的波节管的成形精度、结构稳定性以及传热特性差异较大.通过实验研究、理论校核和数值模拟相结合的方法,重点研究不同的波节形状(波谷圆角半径R和波节高度H)对波节管成形精度、轴向补偿能力、平面抗失稳能力以及传热特性的... 针对不同形状的波节管的成形精度、结构稳定性以及传热特性差异较大.通过实验研究、理论校核和数值模拟相结合的方法,重点研究不同的波节形状(波谷圆角半径R和波节高度H)对波节管成形精度、轴向补偿能力、平面抗失稳能力以及传热特性的影响规律.研究结果表明:内高压成形波节管的成形精度随着波谷圆角半径R的增大而提高;波节管的轴向位移补偿能力随波节高度H的增加而增大;抗平面失稳能力和抗疲劳能力随波节高度H的增加而降低;综合传热因子η随着波谷圆角半径R增大和波节高度H的增加均是先增大后减小.综合考虑上述各个因素,对于所研究的内高压成形波节管,当波节高度H为2.5 mm,波谷圆角半径R为30 mm时,波节管具备良好的综合特性. 展开更多
关键词 波节管 内高压成形 成形精度 结构稳定性 综合传热因子
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波节管管内氦气流动与传热的计算及分析 被引量：4
3
作者 韩怀志 李炳熙 何玉荣 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第1期59-63,共5页
针对氦气在光管及波节管中的传热特性及阻力特性进行了Reynolds Stress Model(RSM)数值模拟研究。对比了不同结构波节管努塞尔特数Nu和摩擦阻力系数f的变化规律,为了深入研究强化换热,随后又分析了不同结构下综合传热因子η的变化规律... 针对氦气在光管及波节管中的传热特性及阻力特性进行了Reynolds Stress Model(RSM)数值模拟研究。对比了不同结构波节管努塞尔特数Nu和摩擦阻力系数f的变化规律,为了深入研究强化换热,随后又分析了不同结构下综合传热因子η的变化规律。结果表明波距P和波谷半径r对波纹管传热性能、阻力性能和综合传热性能都有一定程度的影响。在雷诺数较低,波距较大,波谷半径较大的情况下,波节管具有更佳综合性能。 展开更多
关键词 波节管 雷诺应力模型 努塞尔特数 摩擦因子 综合传热因子
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管壳式换热器中旋流片强化管外传热的数值模拟(英文) 被引量：1
4
作者 周水洪 邓先和 徐伟 《陕西科技大学学报（自然科学版）》 2007年第2期42-46,共5页
提出并分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管壳式换热器管隙间支撑物的传热强化机理.在实验基础上,采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性,并采用分段综合因子分析了传热强化的机理.结果... 提出并分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管壳式换热器管隙间支撑物的传热强化机理.在实验基础上,采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性,并采用分段综合因子分析了传热强化的机理.结果显示,旋流片能起到扰流作用,并使流体强烈地冲刷传热管壁面强化传热.有旋流片段的综合因子最小,尾流段的综合因子接近于1,在自旋流段的综合因子最佳,应当充分利用自旋流段低阻高效的特点对换热器进行优化. 展开更多
关键词 旋流片 自旋流 换热器 数值模拟 传热综合因子
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管内中心多股射流轴向间距对传热性能影响的模拟研究
5
作者 李航 王宗勇 +2 位作者 刘家栋 李权 林茹亭 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期310-316,共7页
提出了一种沿轴向等间隔排布的由中心射向管壁的多股射流管式反应器,利用数值模拟方法研究了射流轴向间距(l)对反应器内传热性能的影响。实验结果表明,圆形管道内中心多股射流能够显著提高Nu和综合传热性能评价因子(PEC);射流分布区域... 提出了一种沿轴向等间隔排布的由中心射向管壁的多股射流管式反应器,利用数值模拟方法研究了射流轴向间距(l)对反应器内传热性能的影响。实验结果表明,圆形管道内中心多股射流能够显著提高Nu和综合传热性能评价因子(PEC);射流分布区域恒温壁面局部Nu沿流向呈波状分布,极大值位置与射流管分布位置基本对应;周向局部Nu的波峰(极大值)均位于射流管所处的方位,l和流速比影响极值大小。在射流管总数不变的情况下,增加射流管l会提高反应器芯管长度范围平均Nu,但射流管区域范围的平均Nu会有所下降。 展开更多
关键词 多股射流 传热 数值模拟 努赛尔数 综合传热性能评价因子
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板式扩散焊矩形微通道换热器中S-CO_(2)流动与传热特性的数值模拟 被引量：4
6
作者 李洪 任燕 +3 位作者 章立新 高明 刘婧楠 杨其国 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1174-1182,共9页
基于加工工艺便捷高效的板式扩散焊矩形微通道换热器,建立了以冷热直通道换热单元为研究对象的数学物理模型,研究了超临界二氧化碳(S-CO_(2))在不同边界条件和通道结构下的流动与传热特性。结果表明:随着雷诺数(Re)的增大,冷热直通道内... 基于加工工艺便捷高效的板式扩散焊矩形微通道换热器,建立了以冷热直通道换热单元为研究对象的数学物理模型,研究了超临界二氧化碳(S-CO_(2))在不同边界条件和通道结构下的流动与传热特性。结果表明:随着雷诺数(Re)的增大,冷热直通道内的湍流增强,传热性能得到提升,流动摩擦阻力系数减小;与无格栅时矩形通道相比,格栅水平设置在矩形通道两侧时的扰流效果和传热性能最优,综合传热增强因子(PEC)相对最高,但与半圆形直通道相比其PEC仍有待进一步提高。 展开更多
关键词 板式扩散焊矩形微通道 换热器 S-CO_(2) 传热特性 摩擦阻力 综合传热增强因子
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超临界CO_(2)板式扩散焊矩形微通道换热器扰流格栅结构优化研究 被引量：1
7
作者 任燕 王沛东 +4 位作者 李洪 刘婧楠 武卫东 章立新 杨其国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4850-4858,I0020,共10页
为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以... 为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以冷热通道换热单元为研究对象的数学物理模型。研究不同运行工况下,通道内扰流格栅间距对S-CO_(2)流动传热特性的影响机理和影响规律。结果表明:不同格栅间距的热通道内S-CO_(2)的流速均沿程逐渐减小,而冷通道内S-CO_(2)的流速反而沿程逐渐增大。冷热通道内的流动摩擦阻力系数(f)和努塞尔数(Nu)均随着格栅间距的增大而逐渐增大,但不同格栅间距的冷通道内的f和Nu均大于其对应的热通道内的f和Nu。当格栅间距为5.97 mm时,矩形截面通道具有相对最优的综合性能,可以在阻力损失较小的情况下实现强化换热。研究结果可为全蚀刻工艺矩形截面PCHE的性能提升和结构优化提供理论依据和数据支撑。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳(S-CO_(2)) 印刷电路板式换热器 矩形截面 格栅间距 综合传热增强因子
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横纹槽管结构优化的正交数值模拟试验研究 被引量：17
8
作者 黄维军 邓先和 黄德斌 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1445-1450,共6页
运用正交试验法设计了横纹槽管结构优化的试验,试验运用数值模拟方法进行,采用标准K-ε方程湍流模型和速度分布两层模型进行模拟计算,研究了横纹槽管结构参数e/d,p/d,a/e和流动Reynolds数对热阻力性能的影响.试验结果表明:在试验参数范... 运用正交试验法设计了横纹槽管结构优化的试验,试验运用数值模拟方法进行,采用标准K-ε方程湍流模型和速度分布两层模型进行模拟计算,研究了横纹槽管结构参数e/d,p/d,a/e和流动Reynolds数对热阻力性能的影响.试验结果表明:在试验参数范围内,影响横纹槽管综合传热性能的主要结构参数为肋节距p/d和肋形a/e,而肋高e/d影响较小,并且传热综合因子随流动Reynolds数增大而迅速降低.通过分析正交试验结果,提出了较佳横纹槽管管型. 展开更多
关键词 正交试验 数值模拟 横纹槽管 传热综合因子 管型
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不同截面形状超疏水微肋阵内对流换热特性 被引量：6
9
作者 祝叶 管宁 +2 位作者 李栋 赵孝保 刘志刚 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期63-71,共9页
通过在圆形、菱形以及椭圆形微肋阵表面固化含有微纳米颗粒涂层制备超疏水微肋阵,并对不同截面形状超疏水微肋阵内流动与对流换热特性进行实验研究,测量得到了超疏水处理前后各截面形状微肋阵内流动阻力系数f以及Nusselt数。此外,通过... 通过在圆形、菱形以及椭圆形微肋阵表面固化含有微纳米颗粒涂层制备超疏水微肋阵,并对不同截面形状超疏水微肋阵内流动与对流换热特性进行实验研究,测量得到了超疏水处理前后各截面形状微肋阵内流动阻力系数f以及Nusselt数。此外,通过计算超疏水微肋阵内的综合传热强化因子ε,定量分析了超疏水处理对不同截面形状微肋阵内流动与换热特性的综合影响。研究结果表明,超疏水处理后圆形、菱形、椭圆形微肋阵内摩擦阻力系数与未处理前相比最大可降低72%、66%、70%;同时,3种截面微肋阵内Nu有所降低,且疏水前后微肋阵Nu偏差随加热功率的增加逐渐减小,高加热功率下3种微肋阵超疏水处理前后Nu偏差最大分别不超过44%、17%、47%;高加热功率下超疏水菱形微肋阵在Re<1200范围内具有良好的综合传热强化性能,ε始终高于1.17。 展开更多
关键词 微肋阵 超疏水性 减阻率 对流换热 综合传热强化因子
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