正弦波温度边界下多孔介质方腔内非热平衡对流传热数值模拟 被引量：3

1

作者 吴峰 王刚 马晓迅 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期381-386,共6页

采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化、右侧壁面温度均一的边界条件下,通过SIM-PLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流... 采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化、右侧壁面温度均一的边界条件下,通过SIM-PLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:正弦波温度边界使得方腔内的流场出现了复杂的变化,流体及固体区域左侧壁面附近出现了周期性的正负变化的温度场分布,左侧壁面局部Nusselt数出现了周期性的震荡现象;存在一个最佳温度波动参数N=1,此时多孔介质方腔内的整体散热量达到最大值;增加方腔高宽比会显著地削弱方腔内的自然对流传热过程,小高宽比也会在一定的程度上削弱多孔介质方腔内的对流传热。 展开更多

关键词 非热平衡模型 正弦波温度边界 自然对流 数值模拟

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间断等温边界下多孔介质方腔内非热平衡自然对流传热数值模拟 被引量：1

2

作者 吴峰 王刚 马晓迅 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期712-718,共7页

采用局部非热平衡模型,在方腔两侧壁面布置间断式等温边界,采用SIMPLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,探讨了6种等温边界布置方案、孔隙率ε及Da数对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:在... 采用局部非热平衡模型,在方腔两侧壁面布置间断式等温边界,采用SIMPLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,探讨了6种等温边界布置方案、孔隙率ε及Da数对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:在左右对称的等温边界条件下,多孔介质方腔内的流场、温度场分布出现了左右对称分布特性。孔隙率ε及Da数的增加有利于提高多孔介质方腔的整体传热量,当Da数小于10-5时,传热量Q值随Da数变化不大,且不同等温边界布置方案的Q值差别不大。随着Da数的增大,多孔介质方腔内的热对流逐渐得到发展,此时不同传热方案的Q值出现了显著的差异,并随着Da数的增大而增加。 展开更多

关键词 非热平衡模型 间断等温边界 自然对流 数值模拟

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基于非平衡热模拟的粮糟摊晾工艺优化

3

作者 张超 陈涛 +1 位作者 周中林 杨健 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2024年第10期101-107,共7页

[目的]提高粮糟摊晾温度控制的自动化程度。[方法]采用SST k-ω湍流模型及粮糟非热平衡模型进行理论分析,利用Fluent软件仿真运算并结合工艺验证,探究粮糟摊晾过程中的温度场分布规律,并对摊晾工艺进行优化。以摊晾完出料温度符合工艺... [目的]提高粮糟摊晾温度控制的自动化程度。[方法]采用SST k-ω湍流模型及粮糟非热平衡模型进行理论分析,利用Fluent软件仿真运算并结合工艺验证,探究粮糟摊晾过程中的温度场分布规律,并对摊晾工艺进行优化。以摊晾完出料温度符合工艺要求的程度为评价标准,分析粮糟层厚度、板链行进速度以及排风量对空气流动分布、温度场分布及粮糟在整个行进过程中的温度变化情况。[结果]经过分析,料层厚度对摊晾出料温度存在显著影响,板链行进速度以及排风量的影响次之,分别确定了出料温度对粮糟处理量和排风量的关系式,便于工艺变更时的出料温度预测。[结论]经工艺验证,非平衡热模拟方法对摊晾过程仿真准确有效。该摊晾机最佳的工艺条件为粮糟摊晾厚度20 cm,板链行进速度0.150 m/s,排风量5000 m^(3)/h。 展开更多

关键词 粮糟 非热平衡模型 FLUENT 摊晾工艺 温度场

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液氦贮罐的自增压理论模拟及实验研究

4

作者 郭梁 陈烨 +1 位作者 贾启明 谢秀娟 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3561-3571,共11页

针对11 m^(3)液氦贮罐建立了非热平衡理论模型,该模型能够模拟不同漏热量、充液率的液氦贮罐自增压过程。通过对液氦贮罐以液氦为工质进行了日蒸发率测试,并开展56.48%和70.26%两种充液率下的自增压实验,获得了稳定蒸发流量、罐内压力... 针对11 m^(3)液氦贮罐建立了非热平衡理论模型,该模型能够模拟不同漏热量、充液率的液氦贮罐自增压过程。通过对液氦贮罐以液氦为工质进行了日蒸发率测试,并开展56.48%和70.26%两种充液率下的自增压实验,获得了稳定蒸发流量、罐内压力、液氦温度和液位实验结果。通过热力学分析得到了内能的变化,确定56.48%和70.26%两种充液率下液氦贮罐漏热量分别为79.9 W和88.5 W,以及热量分配系数为3,验证了液氦贮罐的非热平衡模型的有效性。结合实际气体状态方程的分解,进一步探究了温度、压缩因子、质量和体积对液氦贮罐自增压过程的影响。分析结果表明,在56.48%~70.26%范围内,充液率越高,漏热量越大,增压速率越大,且液氦区域热分层越显著;液氦温度实验曲线整体变化趋势接近线性增长。液氦贮罐过热氦气温度快速增长是导致压力增长的主要因素,降低气相温度能够有效地降低增压速率、延长储存时间。 展开更多

关键词 热力学 界面 预测 液氦贮罐 自增压 充液率 非热平衡模型

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多孔介质平板通道传热模型的两种求解方法 被引量：8

5

作者 王克用 王大中 李培超 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第5期494-504,共11页

基于Brinkman-Darcy扩展模型和非局部热平衡模型,考虑液相和固相含有内热源的情况,建立了多孔介质平板通道传热的一般模型.分别采用直接法和间接法将液相与固相能量方程解耦,进而求得充分发展传热条件下的多孔介质温度场.与直接解耦法相... 基于Brinkman-Darcy扩展模型和非局部热平衡模型,考虑液相和固相含有内热源的情况,建立了多孔介质平板通道传热的一般模型.分别采用直接法和间接法将液相与固相能量方程解耦,进而求得充分发展传热条件下的多孔介质温度场.与直接解耦法相比,间接解耦法可在原始边界条件下求解二阶微分方程,更加简单易行.通过对无量纲温度表达式系数以及温度分布的比较,验证了两种求解方法的等价性.在两种极限情形下,间接法所得温度分布解析解与现有文献结果相当吻合,这也在一定程度上证明了所建模型更具一般性.参数分析表明,液固两相温差随着Biot数或有效导热系数比的增大而减小,Nusselt数随着内热源比的增大而减小. 展开更多

关键词 多孔介质 Brinkman-Darcy扩展模型 非局部热平衡模型 内热源 恒定热流

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脉管制冷机的整机数值模拟 被引量：4

6

作者 何雅玲 高凡 +1 位作者 陶于兵 刘迎文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1-9,共9页

建立了适用于基本型、小孔型和双向进气型等脉管制冷机整机模拟的一维和二维混合计算模型,采用Darcy-Brinkman-Forchheimer模型和局部非热平衡模型描述回热器内部的流动与换热,并给出了一维与二维计算区域连接界面的速度和温度等重要参... 建立了适用于基本型、小孔型和双向进气型等脉管制冷机整机模拟的一维和二维混合计算模型,采用Darcy-Brinkman-Forchheimer模型和局部非热平衡模型描述回热器内部的流动与换热,并给出了一维与二维计算区域连接界面的速度和温度等重要参数的传递法则.开发了基于1-2混合计算模型的脉管制冷机整机数值模拟程序,对3种脉管制冷机主要部件的流场和温度场特性进行了详细分析,直观地刻画了脉管制冷机内的工作过程以及复杂流动和换热现象,例如"速度转向"、"速度环效应"、"温度环效应"和DC流等.结果表明,双向进气阀的引入形成了脉管制冷机的闭合回路,带来了DC流现象,文中运行参数下的DC流占总流量的4.66%. 展开更多

关键词 脉管制冷机 混合模型 Darcy-Brinkman-Forchheimer模型 局部非热平衡模型

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介质参数对多孔介质腔内自然对流换热的影响 被引量：2

7

作者 吴峰 王刚 +1 位作者 陈志 陈军斌 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第S1期51-53,共3页

采用局部非热平衡模型,对非热平衡多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究,采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型描述多孔介质内的流动,研究在不同参数条件下,即Pr、Da、空隙率φ、Ra等参数的不同取值下,有效导热系数比γ及无量... 采用局部非热平衡模型,对非热平衡多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究,采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型描述多孔介质内的流动,研究在不同参数条件下,即Pr、Da、空隙率φ、Ra等参数的不同取值下,有效导热系数比γ及无量纲容积换热系数H对多孔介质自然对流换热的影响,研究表明:γ的增加会削弱方腔内自然对流换热;ε、Da数的增大能够增加流体相平均Nu数,而对于固体相则有降低的作用;综合表明,只有在γ取值达到10.0以上时,局部热平衡假设才能得以成立。 展开更多

关键词 非热平衡模型 多孔介质 自然对流 数值模拟

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侧壁不连续边界下多孔介质自然对流数值模拟 被引量：1

8

作者 吴峰 王刚 马晓迅 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期18-22,49,共6页

采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面布置不连续等温边界条件,数值模拟了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流传热,探讨了不同等温边界布置方案及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流传热的影响规律。计算结果表明:由于单向... 采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面布置不连续等温边界条件,数值模拟了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流传热,探讨了不同等温边界布置方案及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流传热的影响规律。计算结果表明:由于单向重力影响,多孔介质方腔内流函数结构呈现上下不对称特性,而固体相温度场分布呈现出上下对称分布规律;流体相局部Nu数的大小及分布规律与等温边界的位置相关,局部Nu数随着Y=0.5值的增大而增加,固体相局部Nu数则以Y=0.5处为中心呈现上下对称分布规律。存在一个最佳ξ值及高宽比值,使得多孔介质方腔内的整体向外传热量达到最大值,等温边界布置于方腔上侧更有利于强化方腔整体的自然对流传热。 展开更多

关键词 非热平衡模型 不连续等温边界 自然对流 数值模拟

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回转式空气预热器温度场三维数值模拟 被引量：12

9

作者 闫顺林 曹保鑫 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第4期51-57,共7页

烟气经选择性催化还原(SCR)脱硝后,产生的硫酸氢铵会造成空气预热器(空预器)冷端蓄热元件腐蚀和堵塞。将三分仓回转式空预器转子看成多孔介质,建立了非热平衡模型,模拟得出某600 MW机组空预器工质和受热面三维温度分布,分析了烟风出口... 烟气经选择性催化还原(SCR)脱硝后,产生的硫酸氢铵会造成空气预热器(空预器)冷端蓄热元件腐蚀和堵塞。将三分仓回转式空预器转子看成多孔介质,建立了非热平衡模型,模拟得出某600 MW机组空预器工质和受热面三维温度分布,分析了烟风出口温度和受热面转子温度沿旋转方向的变化规律。结果表明:烟气沿流动方向温度逐渐降低,空气沿流动方向温度逐渐升高,出口温度沿旋转方向几乎呈线性关系,且由于分仓的存在,沿旋转方向各个分仓的交界面上温度是不连续的;蓄热元件温度从热端到冷端逐渐降低,沿旋转方向呈先增后减的趋势;低温腐蚀危险区域主要集中在冷段,硫酸氢铵沉积危险区域主要集中在冷段和热段交界处。 展开更多

关键词 三分仓 回转式空气预热器 多孔介质 非热平衡模型 硫酸氢铵沉积 腐蚀 堵塞

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基于多尺度方法的机油冷却器数值模拟 被引量：2

10

作者 苏峰华 冯文营 袁熙 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期112-117,共6页

基于多尺度方法,采用Ansys Fluent模拟机油冷却器的压降及传热性能。为提高仿真精度,根据机油冷却器精细结构模型的仿真数据,提出并建立了任意坐标处散热翅片的热流密度方程。仿真条件分别为热侧速度0.001、0.1、0.2、0.3 m/s,冷侧速度... 基于多尺度方法,采用Ansys Fluent模拟机油冷却器的压降及传热性能。为提高仿真精度,根据机油冷却器精细结构模型的仿真数据,提出并建立了任意坐标处散热翅片的热流密度方程。仿真条件分别为热侧速度0.001、0.1、0.2、0.3 m/s,冷侧速度0.1、0.2、0.3、0.4 m/s。在此基础上,利用精细结构模型数据,计算得到动量源项方程及热流密度方程。在油冷器热侧质量流量分别为0.04、0.08、0.12、0.16 kg/s,冷侧体积流量为5×10-4 m3/s的条件下,对油冷器压降及传热性能进行模拟。结果表明:仿真数据与实验测量数据吻合度较高,相对误差在10%以内。多尺度仿真方法的精度满足一般工程应用需求。 展开更多

关键词 机油冷却器 多尺度方法 热流密度 多孔介质 非热平衡模型

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单侧周期性温度边界下多孔介质方腔内自然对流传热数值模拟

11

作者 裴承河 吴峰 陈军斌 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期73-78,10,共6页

采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化的边界条件下,应用SIMPLER算法数值模拟研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N、振幅A及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流与传热的... 采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化的边界条件下,应用SIMPLER算法数值模拟研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N、振幅A及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:方腔左侧壁面附近出现了周期性的正负变化的温度场分布,壁面局部传热系数出现了周期性的震荡现象;存在一个最佳温度波动参数N=3,此时流体相壁面的平均Nu达到最大值;存在一个最佳的方腔高宽比M/L=0!1,使得多孔介质方腔内自然对流传热效果最好,增加或减小高宽比都会在一定程度上削弱多孔介质方腔内的传热效果;相对于温度均一的边界条件,正弦波温度边界条件能够增大壁面的平均Nu数,起到强化传热的作用。 展开更多

关键词 多孔介质 非热平衡模型 正弦波温度边界 自然对流 数值模拟

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