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环形内肋凸胞管传热与流动特性
1
作者 李治淼 张新灵 +2 位作者 李渊 周华 邱衍辉 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8498-8507,共10页
为了提升热传递效率并增强热交换性能,对一种结合环形内部鳍片与突出单元的复合强化热交换技术进行探讨,旨在创造一种创新的热交换结构。通过数值模拟方法,研究在雷诺数Re范围为8 000~20 000该结构的流动和热传递特性。分析结果显示,突... 为了提升热传递效率并增强热交换性能,对一种结合环形内部鳍片与突出单元的复合强化热交换技术进行探讨,旨在创造一种创新的热交换结构。通过数值模拟方法,研究在雷诺数Re范围为8 000~20 000该结构的流动和热传递特性。分析结果显示,突出单元的布局以及4个参数(深度、半径、间距和数量)对热性能有显著影响。通过场协同理论解释了强化热传递机制。在最佳参数下,深度为2 mm、半径为特定值、间距为20 mm、数量为6个突出单元时,实现了最佳的热交换性能,与内部鳍片管相比,整体热传递性能提高了4.71%~23.59%。增加深度、半径和数量,同时减少间距,虽然增强了热传递,但也增加了阻力,限制了整体热传递性能的增长。场协同分析表明,该结构促进了强烈的二次涡流,显著增强了速度场与温度场之间的协同效应。 展开更多
关键词 内肋管 强化传热 综合传热性能 数值模拟 场协同
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内置椭球形插件的环形内肋凸胞管换热特性
2
作者 李治淼 陆鸿飞 +2 位作者 韩嘉发 方方 李渊 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第23期9828-9839,共12页
为探究内置椭球形插件的环形内肋凸胞管的流体动力学及热传递特性,以增强其综合热交换效能,采用数值模拟技术对光滑管与环形内肋凸胞管内置椭球形插件的流体流动及热交换特性进行了对比分析。通过此分析,验证了环形内肋凸胞管内置椭球... 为探究内置椭球形插件的环形内肋凸胞管的流体动力学及热传递特性,以增强其综合热交换效能,采用数值模拟技术对光滑管与环形内肋凸胞管内置椭球形插件的流体流动及热交换特性进行了对比分析。通过此分析,验证了环形内肋凸胞管内置椭球形插件在热交换方面的优势,并进一步探讨了长短轴比、倾角、节距三种插件结构参数对环形内肋凸胞管热工性能的影响。研究结果显示,在环形内肋凸胞管中引入插件后,由于插件与凸胞的协同作用,显著提升了热交换效率。与未引入插件的环形内肋凸胞管相比,其性能评价系数(performance evaluation criterion,PEC)最大增幅可达13.62%。在保持倾角和节距不变的条件下,长短轴比为9∶5时,PEC值可达到最大值1.34。在固定节距和长短轴比的情况下,当倾角为30°时,管内综合热传递性能最优。而在保持倾角和长短轴比不变的条件下,节距为20 mm时,PEC相较于环形内肋凸胞管的最大增幅可达20.30%。 展开更多
关键词 换热管 环形内肋凸胞管 椭球形插件 强化换热 数值模拟 综合换热性能
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管内分干度蒸发过程热力特性模拟研究
3
作者 白浩贤 钟天明 +1 位作者 颜馨 丁力行 《可再生能源》 北大核心 2025年第8期1029-1036,共8页
为探究管内分干度蒸发过程对蒸发换热性能的影响,文章采用Fluent模拟研究了管内分干度蒸发器中单流程干度调节蒸发换热前、后的传热与流动特性,采用翅片式换热器测试平台对其传热性能与阻力压降进行了实验验证,并采用热性能因子和总熵... 为探究管内分干度蒸发过程对蒸发换热性能的影响,文章采用Fluent模拟研究了管内分干度蒸发器中单流程干度调节蒸发换热前、后的传热与流动特性,采用翅片式换热器测试平台对其传热性能与阻力压降进行了实验验证,并采用热性能因子和总熵增对管内蒸发过程进行热力性能评价。结果表明,在截面质量流量为250~750 kg/(m^(2)·s)时,与普通蒸发器中没有干度调节的单管程换热相比,管内分干度蒸发器中进行一个管程分流换热呈现更显著的温度变化和更高的管内传热系数,进行干度调节分流后,平均管程压降增大约17.3%。在低干度域进行0.85与0.00分干度换热,管内分干度蒸发器可获得较普通非分干度蒸发器更优的热力性能。 展开更多
关键词 管内分干度蒸发 传热系数 压降 热性能因子 管内熵增
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水平埋管换热器换热性能影响研究进展
4
作者 汤旭阳 吕超 杨家恒 《新能源进展》 北大核心 2025年第3期337-345,共9页
水平埋管地源热泵因其高效节能环保、运行稳定可靠、安装简单且成本较低,成为实现“双碳”目标的重要技术之一。水平埋管换热器作为系统的核心部件,其换热性能直接影响整个系统的能量转换效率和经济成本。综述了水平埋管换热器换热性能... 水平埋管地源热泵因其高效节能环保、运行稳定可靠、安装简单且成本较低,成为实现“双碳”目标的重要技术之一。水平埋管换热器作为系统的核心部件,其换热性能直接影响整个系统的能量转换效率和经济成本。综述了水平埋管换热器换热性能的影响因素,包括水平埋管换热器自身因素、地下因素、气象参数、换热系统形式及运行方式。其中换热器结构形式、土壤的导热系数、空气温度是影响水平埋管换热性能的关键因素。为提高水平埋管的应用价值,未来可考虑研发更具性价比的新型水平埋管形式、人为创造有利的换热环境。研究结果可为优化水平埋管换热器设计、提高系统能效和降低成本提供参考。 展开更多
关键词 地源热泵 水平埋管换热器 换热性能 影响因素
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高温地区轨道交通车辆用隔热材料热性能评估方法研究
5
作者 郭建强 石卫兵 +2 位作者 贺基贤 薛参 李鹏 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第8期209-215,223,共8页
为合理、准确评估高温地区轨道交通车辆用隔热材料热性能,提出一种新的隔热材料热性能评估方法。该方法结合车辆与环境的热交换物理过程,综合考虑太阳辐射、环境气候以及材料属性对车辆温度场的影响,提出一种包含材料导热系数、厚度以... 为合理、准确评估高温地区轨道交通车辆用隔热材料热性能,提出一种新的隔热材料热性能评估方法。该方法结合车辆与环境的热交换物理过程,综合考虑太阳辐射、环境气候以及材料属性对车辆温度场的影响,提出一种包含材料导热系数、厚度以及辐射率等关键因素的隔热材料热性能评估方法。为验证该方法的有效性,结合车辆实际运行工况,模拟计算车辆表面材料导热系数、材料厚度以及辐射率不同时,车辆内部温度随时间的变化情况,并将计算结果与评估结果进行对比。计算结果表明,计算结果TIE值越小,车辆内部温度越高,说明隔热材料的隔热性能越差;TIE值越大,车辆内部温度越低,说明隔热材料的隔热性能越好。验证了方法的有效性,相较于K值或导热系数方法对隔热材料热性能进行评估,该方法更具有效性。 展开更多
关键词 轨道交通 车辆 传热分析 隔热材料 隔热性能评估
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桥梁工程碳排量计算和低碳性能评价研究进展与展望
6
作者 宋泰宇 邓青儿 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期33-40,共8页
为助力我国桥梁工程实现低碳发展,对桥梁工程碳排量计算和低碳性能评价进展进行归纳总结。桥梁工程碳排量计算研究主要包括单独桥梁的碳排量计算和不同桥梁的碳排量对比2个方面,在单独桥梁的碳排量计算方面,采用排放因子法计算桥梁碳排... 为助力我国桥梁工程实现低碳发展,对桥梁工程碳排量计算和低碳性能评价进展进行归纳总结。桥梁工程碳排量计算研究主要包括单独桥梁的碳排量计算和不同桥梁的碳排量对比2个方面,在单独桥梁的碳排量计算方面,采用排放因子法计算桥梁碳排量,桥梁碳排量主要来自建材生产和运维阶段,建材生产阶段碳排量主要来自混凝土和钢材;在不同桥梁的碳排量对比方面,明确了桥梁材料、结构形式等关键参数对桥梁全寿命周期碳排量的影响。桥梁低碳性能评价体系研究主要包括低碳性能评价方法和桥梁综合评价体系2个方面,在低碳性能评价方法方面,提出了多种基于权重体系的低碳性能评级和评分方法;在桥梁综合评价体系方面,初步建立了桥梁低碳性能与经济性、可靠性等其它性能指标的联系。针对4个方面的研究不足,应开展更多桥梁排放因子数据库和桥梁建造方式对碳排量影响的研究;应采用基于大数据的低碳性能评价方法,以避免权重体系带来的主观偏差;桥梁综合评价体系应将碳排放指标、环境成本、全寿命周期成本等考虑到桥梁方案设计和教育理念中,这也应作为桥梁工程碳排放研究的最终目标。 展开更多
关键词 桥梁工程 低碳发展 碳排量 排放因子法 全寿命周期 低碳性能指标 综合评价体系 发展前景
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非牛顿流体在叶片式静态混合器中的传热强化特性 被引量：2
7
作者 禹言芳 丁鹏程 +2 位作者 孟辉波 石博文 姚云娟 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1145-1156,共12页
非牛顿流体在化学、食品和材料等领域具有关键作用,但高表观黏度使其通常具有低传热特性。叶片式静态混合器作为一种高效的传热强化设备,在化工过程强化中具有鲜明的技术特色。本文针对非牛顿流体在Kenics静态混合器(KSM)和Lightnin静... 非牛顿流体在化学、食品和材料等领域具有关键作用,但高表观黏度使其通常具有低传热特性。叶片式静态混合器作为一种高效的传热强化设备,在化工过程强化中具有鲜明的技术特色。本文针对非牛顿流体在Kenics静态混合器(KSM)和Lightnin静态混合器(LSM)内的流动和传热特性进行了比较研究。重点分析了体积流量、元件长径比及流体浓度等参数对羧甲基纤维素(CMC)幂律流体的流动及传热影响。结果表明,在相同工况下,随着CMC溶液的体积流量增大,管道内的换热系数和压降均增大。静态混合元件的插入使得换热系数和压降显著提高且Lightnin元件产生的影响更明显。元件长径比和CMC溶液浓度影响流体在管道内的流动和换热。随着长径比的减小,传热性能得到提高,但其增大的阻力系数影响占据主导地位,综合换热性能系数(PEC)降低。溶液浓度的增大使得管道换热能力逐步削弱,并对管道内压降的提升有显著影响,综合换热性能降低。总结得出,在体积流量为4.5×10^(-4)m^(3)/s,质量分数为0.374%、长径比为3.0时,KSM的PEC最大为2.114。 展开更多
关键词 非牛顿流体 静态混合器 传热 综合换热性能系数 数值模拟
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叠层交错凹穴微通道热沉内流动与传热特性 被引量：2
8
作者 柳林 张玲 +2 位作者 张鑫宇 曹杨 曹子勇 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期11-16,共6页
为改善日益呈现微型化和高功率化的微化工器件的散热性能,提出一种叠层交错凹穴微通道热沉。运用数值模拟方法研究该微通道热沉内流动和传热特性,考查扩缩比φ和高度比β对热性能的影响,并与直微通道热沉和单层三角形凹穴微通道热沉分... 为改善日益呈现微型化和高功率化的微化工器件的散热性能,提出一种叠层交错凹穴微通道热沉。运用数值模拟方法研究该微通道热沉内流动和传热特性,考查扩缩比φ和高度比β对热性能的影响,并与直微通道热沉和单层三角形凹穴微通道热沉分别进行对比,评估其综合性能C_(PE)。结果表明:具有叠层交错凹穴的微通道热沉的努塞尔数Nu和摩擦因数f分别比单层三角形凹穴微通道高10.1%—34.4%和5.9%—28.7%。Nu、f、C_(PE)均随φ的增大而减小。当固定φ值且β=0.5时,Nu、f、C_(PE)在相应雷诺数Re下达到最大值。在相同Re条件下,β在0.25—0.75内的变化不会引起流动阻力的显著波动。叠层交错凹穴微通道热沉可以加强流体的混合,中断热边界层的再发展,具有强化传热作用。 展开更多
关键词 叠层交错凹穴 微通道 热沉 数值模拟 综合性能 强化传热
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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
9
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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水滴形热管阵列预冷器综合换热特性数值研究 被引量：1
10
作者 侯温馨 吕元伟 +2 位作者 张镜洋 张靖周 王奉明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期182-191,共10页
提出了一种应用于高超声速飞行器进气预冷的水滴形热管阵列预冷器构想,以实现进气预冷的高效换热和低流动损失。基于将热管处理为恒定温度导热体的简化模型假设,采用数值模拟方法研究了水滴形热管预冷器的流动换热特性以及水滴热管形状... 提出了一种应用于高超声速飞行器进气预冷的水滴形热管阵列预冷器构想,以实现进气预冷的高效换热和低流动损失。基于将热管处理为恒定温度导热体的简化模型假设,采用数值模拟方法研究了水滴形热管预冷器的流动换热特性以及水滴热管形状、纵向间距和来流马赫数的影响,并与具有相同截面积的圆形热管预冷器进行了对比分析。结果表明,水滴外形减少了外掠高温来流在热管尾缘脱落涡的产生,流动变得平滑。与圆形热管预冷器相比,水滴形热管预冷器极大地减小了高温来流流动损失,仅为圆形热管阵列的30%。虽然温降有所降低,但综合性能因子大于圆形热管预冷器。在本文的研究参数范围内,存在相对较优的水滴形状和热管纵向间距,可以获得更高的综合换热特性;随着来流马赫数增大,预冷器的综合换热特性有所提升。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 水滴形热管预冷器 温降 对流换热系数 压力损失系数 综合性能因子
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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
11
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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车载紧凑式换热器高效轻质的性能优化研究 被引量：2
12
作者 杨佳琪 曹元福 +1 位作者 姜涛 李明佳 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期138-145,共8页
针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了... 针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了已有换热器的传热与流动特性;然后,基于实验数据构建了锯齿型翅片通道的三维数值计算模型,获得了适用结构参数范围更加宽泛且拟合精度良好的换热器流动换热关联式,同时基于换热器几何结构获得了整机质量计算模型;最后,结合非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)以及传热与流动阻力综合性能评价图,开展了车载锯齿型板翅式换热器关键翅片结构参数的多目标优化研究,给出了综合性能优异的换热器结构参数。结果表明:优化后锯齿型板翅式换热器的阻力系数降低了14.3%,综合性能评价因子增加了10.7%,整机质量减少了18.2%,实现了换热器高效轻质的优化目标。所提车载锯齿型板翅式换热器优化方案,对提升其综合性能与降低制造成本具有参考价值。 展开更多
关键词 车载紧凑式换热器 锯齿型翅片 综合性能评价图 遗传算法 综合性能优化
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加装螺旋导流板的双层铜管换热器传热性能分析 被引量：1
13
作者 孙亚茹 李德权 +1 位作者 季家东 华子森 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期114-123,共10页
为提高螺旋铜管(SCT)换热器的综合传热性能,通过在换热器内加装螺旋形导流板,采用双向流固耦合计算方法,分析了不同入口流速和导流板安装位置下对换热器内部双层SCT的振动和传热性能的影响。数值结果表明:双层SCT换热器外层SCT的振动强... 为提高螺旋铜管(SCT)换热器的综合传热性能,通过在换热器内加装螺旋形导流板,采用双向流固耦合计算方法,分析了不同入口流速和导流板安装位置下对换热器内部双层SCT的振动和传热性能的影响。数值结果表明:双层SCT换热器外层SCT的振动强度明显高于内层;无振动时内层SCT的传热系数高于外层,有振动时外层SCT的传热系数高于内层;随着入口流速增加,内外层SCT的振幅均增大,传热系数提高;导流板的安装位置会直接影响SCT的振动和传热特性,且在SCT呈现最大振动强度和最佳传热性能时的安装位置并不相同;对比振动强化传热参数Q PEC和综合传热性能因子R JF发现,双层SCT换热器的Q PEC和R JF均高于单层,两螺旋导流板分别安装在换热器的左、下位置时,Q PEC最大,安装在换热器的左、上位置时,R JF最大且比安装在左、下位置时最高增大了7.99%。该研究可为高性能SCT换热器的设计提供理论和数据支撑。 展开更多
关键词 螺旋铜管 换热器 螺旋导流板 综合传热性能 振动强化传热
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湿工况下带翼翅片管传热传质特性的数值研究 被引量：1
14
作者 朱建利 阴继翔 +2 位作者 李娜英 陈实 乔鹏飞 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期45-50,共6页
采用壁面反应原理建立冷凝传热模型,模拟研究平直翅片管、矩形翼翅片管以及弓形翼翅片管的通道内湿空气流动及传热传质特性。结果表明:当湿空气入口温度为328 K,水蒸气质量分数为11.2%时,矩形翼翅片管和弓形翼翅片管的传热因子相比于平... 采用壁面反应原理建立冷凝传热模型,模拟研究平直翅片管、矩形翼翅片管以及弓形翼翅片管的通道内湿空气流动及传热传质特性。结果表明:当湿空气入口温度为328 K,水蒸气质量分数为11.2%时,矩形翼翅片管和弓形翼翅片管的传热因子相比于平直翅片管分别提高了24.9%—35.7%、26.7%—36.4%,传质因子分别提高了24.1%—35.4%、25.9%—38.3%,但矩形翼翅片管和弓形翼翅片管通道内工质的流动阻力系数分别增加了19.4%—25.3%、16.8%—22.9%,说明了矩形翼和弓形翼均可提高翅片管的传热传质特性,但也造成了阻力损失的增加。通过对综合传热性能评价因子的分析,矩形翼翅片管和弓形翼翅片管的综合传热性能评价因子值均>1,其综合传热性能均优于平直翅片管,且弓形翼翅片管综合传热性能最优。 展开更多
关键词 壁面反应原理 传热 传质 矩形翼和弓形翼 综合传热性能
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新型鸟喙式涡流发生器强化传热数值模拟
15
作者 牛壮 郝敏 +1 位作者 王玉鑫 张佳亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期264-271,共8页
将仿生鸟喙式结构引入涡流发生器中,结合Fluent软件在Re=6000~26800范围内对其换热能力j、流动阻力f与综合热性能C_(PEC)变化规律进行研究。结果表明:鸟喙式涡流发生器是一种高换热低流阻的高效换热元件,在Re=13000时C_(PEC)较传统矩形... 将仿生鸟喙式结构引入涡流发生器中,结合Fluent软件在Re=6000~26800范围内对其换热能力j、流动阻力f与综合热性能C_(PEC)变化规律进行研究。结果表明:鸟喙式涡流发生器是一种高换热低流阻的高效换热元件,在Re=13000时C_(PEC)较传统矩形翼提高62.35%。此外其综合热性能随着迎流攻角α的增大先增大后减小,在α=30°时达到最大,较空通道提高26.83%。增大斜截角度β是降低流动阻力的一种有效方式,β=24°的结构较无截角结构流阻f降低47.03%。 展开更多
关键词 数值模拟 换热性能 导热系数 涡流发生器 综合热性能
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中深层地热井换热特性多因素影响规律研究 被引量：3
16
作者 韩永亮 王凯鹏 +5 位作者 王义杰 苟立 杨延斌 雷燕子 武芳丽 沈浩 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期104-116,共13页
积极推进中深层地热能供暖技术,是践行国家碳达峰碳中和“双碳”目标的重要举措。中深层同轴套管式换热系统可避免对地下水资源和环境造成损害,且影响要素之间存在着复杂的非线性相互作用。基于中深层同轴套管式换热器的理论分析和数学... 积极推进中深层地热能供暖技术,是践行国家碳达峰碳中和“双碳”目标的重要举措。中深层同轴套管式换热系统可避免对地下水资源和环境造成损害,且影响要素之间存在着复杂的非线性相互作用。基于中深层同轴套管式换热器的理论分析和数学描述,建立地热井分层换热模型,并验证其可靠性;以陕西关中盆地某中深层地热井为依托,采用数值模拟方法对各项因素影响下的地热井换热性能及连续运行过程的取热能力进行系统分析。结果表明:采用均质模型、分层模型计算地热井出水温度与实测值最大相对误差分别为14.08%、11.50%,平均误差分别为7.29%、6.93%,分层模型较均质模型具有较高的计算精度;影响因素中地热井深度、地温梯度及地层导热系数对取热功率影响最为显著,在一定程度上取热功率与地温梯度、进水温度、内管导热系数基本呈线性关系,且固井材料导热系数对传热过程具有热阻效应;中深层地热井取热量随运行年限的增加而降低,前5个供暖季取热量降幅较大,之后取热量降幅减缓,经过50个供暖季,年平均取热功率下降15.59%,将地温下降值超过1℃视为地温场受到影响,地温场平均受影响半径约为65 m,此外,由于地层的差异性,地热井周围地层温度下降及恢复等值线在地层交界面处出现了“阶梯式”变化,岩石导热系数较大的地层在地层交界面附近造成的温度扰动距离更远。研究成果可应用于中深层地热井取热换热能力的评估,同时为中深层同轴套管式换热系统的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 地热能开发 套管式换热器 分层换热模型 换热性能 影响因素分析 影响半径
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旋流条件下螺旋弹性铜管振动强化传热性能分析
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作者 孙亚茹 李德权 +1 位作者 季家东 华子森 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期1-9,共9页
为了充分利用流体诱导螺旋弹性铜管(helical elastic copper tube,HECT)振动增强传热,以获得更高综合传热性能的HECT换热器装置,基于安装正向螺旋引流板的螺旋弹性铜管(helical elastic copper tube-forward spiral baffle,HECT-FSB)换... 为了充分利用流体诱导螺旋弹性铜管(helical elastic copper tube,HECT)振动增强传热,以获得更高综合传热性能的HECT换热器装置,基于安装正向螺旋引流板的螺旋弹性铜管(helical elastic copper tube-forward spiral baffle,HECT-FSB)换热器和逆向螺旋引流板的螺旋弹性铜管(helical elastic copper tube-reverse spiral baffle,HECT-RSB)换热器,采用双向-流固耦合法,研究了旋流条件下入口流速(U_(in))对HECT振动强化传热性能的影响。研究表明:U_(in)在计算范围内增加,HECT的振幅增大、传热系数提高,HECT换热器的进出口压降增大、PEC(performance evaluation criteria)值减小;HECT-RSB换热器的HECT振幅和传热系数、进出口压降明显高于HECT-FSB换热器。HECT-FSB换热器的PEC值高于HECT-RSB换热器,振动强化传热性能更佳,当U_(in)=0.3 m/s时,PEC值高出了9.00%。HECT-RSB换热器的综合传热性能因子JF值最大,综合传热性能最佳,与已发表文献中的换热器相比,U_(in)在计算范围内综合传热性能因子JF值平均提升了2.7%。该研究可为HECT换热器装置综合性能的提升提供技术支撑。 展开更多
关键词 螺旋弹性铜管(HECT) 综合传热性能 引流板 旋流 振动强化传热
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楔形歧管微通道流动与沸腾换热
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作者 冀昕宇 张芫通 +1 位作者 杨小平 魏进家 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4196-4204,共9页
为实现高热通量电子器件冷却,以HFE-7100作为工作流体,对3种楔形歧管微通道流动沸腾特性进行实验研究,并与常规的矩形歧管微通道进行对比,讨论了不同流量和过冷度条件下两种歧管几何形状和两种表面强化结构对沸腾传热系数、临界热通量... 为实现高热通量电子器件冷却,以HFE-7100作为工作流体,对3种楔形歧管微通道流动沸腾特性进行实验研究,并与常规的矩形歧管微通道进行对比,讨论了不同流量和过冷度条件下两种歧管几何形状和两种表面强化结构对沸腾传热系数、临界热通量和流动压降的影响。结果表明:楔形歧管结构能够促进流型由搅拌流转变为环状流,并提高流体输送效率与蒸汽排放效率,从而在改善换热性能的同时降低流动压降。与微针翅结构相比,采用激光烧蚀的多孔表面提供了一种简单便捷的强化沸腾换热的方法,能够极大地拓展换热表面,提供大量的成核位点,显著提高临界热通量(CHF)。将楔形歧管供液结构与多孔微通道相结合,歧管微通道平均两相传热系数提高了21.6%,临界热通量提高了30.4%,两相压降降低了12.7%,实现微通道散热器综合性能的显著提升。 展开更多
关键词 微通道 流动沸腾 换热 两相流 综合性能
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含相变材料的充填体内置采热管群热压性能研究
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作者 张小艳 杜强强 +3 位作者 刘浪 许慕妍 柯亚萍 王雪丽 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期649-669,共21页
通过将采热管群与充填采矿技术相结合可提取矿井中的地热能,有效缓解高地热带来的热害问题。本文以采热管群为研究对象,分析了充填体放热过程中传热流体的温度、速度和压力分布,讨论了雷诺数、管径、管间距和管排方式对采热管群性能的... 通过将采热管群与充填采矿技术相结合可提取矿井中的地热能,有效缓解高地热带来的热害问题。本文以采热管群为研究对象,分析了充填体放热过程中传热流体的温度、速度和压力分布,讨论了雷诺数、管径、管间距和管排方式对采热管群性能的影响。结果表明:当雷诺数从100增加到5000时,换热量从2.24×10^(3)kJ增加到16.78×10^(3)kJ,综合评价因子从0.087增加到1.31。当管径从4 mm增加到6 mm时,换热量从15.07×10^(3)kJ增加到17.11×10^(3)kJ,综合评价因子从1.157增加到1.388。当管间距从130 mm增加到170 mm时,换热量从14.24×10^(3)kJ增加到16.25×10^(3)kJ,综合评价因子从1.013增加到1.263。此外,四路并联布置可以保证较高的换热量和较低的压降,从而获得较高的综合评价因子。该研究为充填体中采热管群的设计和优化提供了理论参考。 展开更多
关键词 采热管群 充填体 换热 压降 综合性能
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汽车散热器的性能分析及翅片结构优化 被引量：21
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作者 郭健忠 徐敏 +3 位作者 张光德 胡溧 朱鸣飞 黄玮隆 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第26期58-64,共7页
运用CFD方法对某型汽车管带式百叶窗散热器进行性能分析及翅片结构优化,建立某型汽车散热器单周期翅片组模型并对其进行不同风速工况下的三维模拟计算。基于计算结果设置某型散热器多孔介质的物性参数,将该散热器仿真计算结果与试验结... 运用CFD方法对某型汽车管带式百叶窗散热器进行性能分析及翅片结构优化,建立某型汽车散热器单周期翅片组模型并对其进行不同风速工况下的三维模拟计算。基于计算结果设置某型散热器多孔介质的物性参数,将该散热器仿真计算结果与试验结果进行对比,验证该方法的可行性。通过综合性能评价因子j/f^(1/3)研究并找出本次研究百叶窗翅片中,综合性能最佳的翅片,利用上诉方法计算最佳结构翅片整体散热器的换热特性和阻力特性。研究结果表明:多孔介质模型计算结果与试验结果比较吻合,验证了这种散热器研究方法的可行性。本次研究百叶窗翅片结构中综合性能最佳的翅片结构是间距2.4 mm,开窗角度27°。 展开更多
关键词 百叶窗散热器 多孔介质 换热特性 阻力特性 综合性能评价因子
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