旋轉(zhuǎn)附加力對(duì)方通道內(nèi)流動(dòng)與換熱的影響機(jī)理

對(duì)旋轉(zhuǎn)矩形通道內(nèi)的湍流流動(dòng)和換熱進(jìn)行了直接數(shù)值模擬.非穩(wěn)態(tài)n-s方程的空間離散采用二階中心差分法,時(shí)間推進(jìn)采用二階顯式adams-bashforth格式.分析了旋轉(zhuǎn)對(duì)通道截面上主流平均速度、截面流速以及截面平均溫度的影響,結(jié)果表明:在不考慮離心力的作用時(shí),隨旋轉(zhuǎn)數(shù)的增大,管道截面的平均速度減小,平均湍動(dòng)能減小,與靜止時(shí)相比,旋轉(zhuǎn)數(shù)為1.5時(shí)平均湍動(dòng)能減小了33%;在考慮離心力的影響時(shí),對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向出流,平均速度增大,平均湍動(dòng)能增大,而對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向入流,結(jié)果相反.在旋轉(zhuǎn)數(shù)為1.5時(shí),與不考慮浮升力相比,對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向出流,平均湍動(dòng)能增大了17%,而對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向入流,平均湍動(dòng)能減小了43%.

利用計(jì)算流體力學(xué)軟件fluent,采用數(shù)值模擬方法究了幅值不同的兩種波紋管傳熱狀況,發(fā)現(xiàn)幅值為4mm的波紋管的傳熱狀況優(yōu)于幅值3mm波紋管的傳熱狀況,這是由前者管內(nèi)湍流強(qiáng)度高于后者所致。同時(shí),回歸了兩波紋管的換熱準(zhǔn)則方程,為波紋管的校核計(jì)算及工程應(yīng)用提供依據(jù)。

入口射流角度對(duì)通風(fēng)方腔內(nèi)流動(dòng)的影響——用數(shù)值方法探討了入口射流角度對(duì)頂部對(duì)稱送風(fēng)方式的方腔內(nèi)流動(dòng)的影響．計(jì)算的物理模型為固定寬高比為1，進(jìn)風(fēng)角度分別取20。，45。，70。，90。，110。，135。及160。．計(jì)算結(jié)果表明，不同的射流角度對(duì)通風(fēng)方腔內(nèi)流動(dòng)的...

采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)波形隔板結(jié)構(gòu)復(fù)合通道的換熱和流阻特性進(jìn)行研究.設(shè)計(jì)了6種不同穿流孔孔徑的隔板,研究孔徑對(duì)通道中流動(dòng)和換熱的影響.將大小相間孔隔板結(jié)構(gòu)的數(shù)值結(jié)果與已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,趨勢(shì)符合較好.數(shù)值研究結(jié)果表明:在均孔隔板結(jié)構(gòu)中,當(dāng)孔徑小時(shí),通道換熱好,同時(shí)流阻大;當(dāng)孔徑增大時(shí),通道換熱變差,同時(shí)流阻降低.當(dāng)隔板上穿流孔總穿流面積一定時(shí),大小相間孔的隔板結(jié)構(gòu)與均孔隔板結(jié)構(gòu)相比,換熱略好些.

微通道內(nèi)流動(dòng)沸騰的研究進(jìn)展——微通道內(nèi)的流動(dòng)沸騰在能源、電子冷卻、生物醫(yī)療等高新技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)微通道內(nèi)流動(dòng)沸騰的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，研究工質(zhì)涉及到水、制冷劑、液氮等，內(nèi)容包括微通道與常規(guī)通道的劃分，微通道的傳熱特性、臨界熱流密度、...

采用κ-ε紊流模型及貼體坐標(biāo),應(yīng)用整體求解法計(jì)算了空調(diào)車室內(nèi)氣固耦合傳熱問題.用montecarlo法分析計(jì)算了太陽透射輻射在車室內(nèi)各固體表面引起的附加熱流變化,并以此作為能量方程的附加源項(xiàng),對(duì)不同風(fēng)口布置的空調(diào)客車室內(nèi)流動(dòng)與傳熱進(jìn)行了數(shù)值模擬研究.結(jié)果表明,送回風(fēng)口的布置對(duì)空調(diào)車室內(nèi)空調(diào)效果有較大影響.

風(fēng)口布置對(duì)空調(diào)車室內(nèi)流動(dòng)與傳熱影響的數(shù)值研究——采用紊流模型及貼體坐標(biāo)，應(yīng)用整體求解法計(jì)算了空調(diào)車室內(nèi)氣固耦合傳熱問題．用montecarlo法分析計(jì)算了太陽透射輻射在車室內(nèi)各固體表面引起的附加熱流變化，并以此作為能量方程的附加源項(xiàng)，對(duì)不同風(fēng)口布置...

以實(shí)際礦井為研究背景,采用大型商業(yè)軟件flac3d模擬了凍結(jié)管腐蝕對(duì)井壁附加力的影響,模擬結(jié)果顯示,凍結(jié)管腐蝕所引起的附加力在底部含水層下部達(dá)到最大,在一定時(shí)間段內(nèi),該值隨時(shí)間呈近似線性增加的關(guān)系.通過該值與底部含水層疏排水引起的豎直附加力的對(duì)比分析,凍結(jié)管腐蝕給井壁所帶來的附加力不能忽視,底部含水層長期疏排水和凍結(jié)管腐蝕對(duì)井壁破裂均產(chǎn)生影響.

對(duì)不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)螺紋管內(nèi)空氣-水兩相流動(dòng)的阻力特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,從實(shí)驗(yàn)方面得出了影響內(nèi)螺紋管阻力特性的主要幾何參數(shù)(螺紋高度,螺紋升角,螺紋寬度等)對(duì)內(nèi)螺紋管阻力特性的影響規(guī)律。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引入了研究內(nèi)螺紋管阻力特性的并聯(lián)管路模型,最終得出適用于不同結(jié)構(gòu)內(nèi)螺紋管的阻力特性半理論經(jīng)驗(yàn)公式。通過該公式可以較好地反映出各個(gè)幾何參數(shù)對(duì)內(nèi)螺紋管阻力特性的影響規(guī)律。

對(duì)包含人體的3維空調(diào)車室內(nèi)部空氣流動(dòng)的速度分布和溫度分布進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算.采用集總參數(shù)法建立人體模型,將該模型計(jì)算出的人體表面溫度作為cfd(computationalfluiddynamics)計(jì)算的邊界條件,從而更細(xì)致地考慮了散熱量在人體表面的分布情況.cfd計(jì)算采用六面體網(wǎng)格、simple算法,考慮了自然對(duì)流換熱和固體壁面間的輻射,應(yīng)用整體求解法計(jì)算車內(nèi)傳熱問題.針對(duì)一款實(shí)車的試驗(yàn),證明了計(jì)算的準(zhǔn)確性.

以北京某辦公樓的外呼吸式雙層玻璃幕墻為模型,數(shù)值模擬幕墻內(nèi)部的三維流場(chǎng)和溫度場(chǎng),給出典型幕墻的綜合換熱系數(shù),討論提高幕墻熱工性能的具體措施。該結(jié)果對(duì)實(shí)際工程設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。

混合制冷劑在微肋管內(nèi)流動(dòng)沸騰的換熱關(guān)系式——基于作者以前研究得到的三元非共沸混合制冷劑r417a在水平光滑管和2種不同幾何參數(shù)的內(nèi)螺紋管中流動(dòng)沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)用r417a在光滑管內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)kattan模型進(jìn)行修正，并通過在修-kattan模型中引入強(qiáng)化因...

基于換熱器小型化的研究背景,對(duì)水在矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰阻力特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與分析,并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)常規(guī)通道和窄通道的兩相摩擦壓降計(jì)算的6種方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,應(yīng)用于常規(guī)通道的關(guān)系式已不適于窄通道中流動(dòng)沸騰壓降的計(jì)算,而基于窄通道的zhang-mishima及sun-mishima關(guān)系式預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值符合較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析表明,利用分相流方法得到的分液相摩擦因子計(jì)算式中chisholm系數(shù)c與martinelli參數(shù)x存在指數(shù)關(guān)系,且隨著質(zhì)量流速的變化也有所不同,據(jù)此給出了新的分液相摩擦因子的計(jì)算方法,新方法具有更高的計(jì)算精度。

為了研究通風(fēng)槽鋼近軸端的徑向位置對(duì)通風(fēng)溝內(nèi)流體流動(dòng)形態(tài)的影響,依據(jù)計(jì)算流體力學(xué)理論,以ykk400-6、690kw中型高壓異步電機(jī)為例,建立高壓異步電機(jī)三維定轉(zhuǎn)子徑向通風(fēng)溝物理模型和數(shù)學(xué)模型,給出相應(yīng)的基本假設(shè)和邊界條件,并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和分析,得到了徑向通風(fēng)溝內(nèi)三維流體場(chǎng)分布。在定子通風(fēng)槽鋼長度不變的基礎(chǔ)上,改變定子通風(fēng)槽鋼近軸端的徑向位置,通過分析定子通風(fēng)溝繞組兩側(cè)流體的流動(dòng)特性,得到定子通風(fēng)槽鋼近軸端的徑向位置對(duì)流體流動(dòng)形態(tài)的影響。計(jì)算結(jié)果表明,通風(fēng)槽鋼的徑向位置直接影響定子繞組的冷卻效果。研究結(jié)果為電機(jī)通風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù),并為基于耦合場(chǎng)求解溫度場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。

為研究轉(zhuǎn)杯紡成紗機(jī)制,需要對(duì)紡紗通道內(nèi)氣體流場(chǎng)加以分析,應(yīng)用fluent流體計(jì)算軟件對(duì)紡紗通道內(nèi)氣體流場(chǎng)進(jìn)行模擬研究。模擬結(jié)果揭示了紡紗通道內(nèi)的氣流特征:轉(zhuǎn)杯內(nèi)部存在負(fù)壓,在纖維輸送管道出口處負(fù)壓值最小;纖維輸送管道出口處的凝聚槽受到較大壓力,致使轉(zhuǎn)杯受力不平衡;氣流在纖維輸送管出口處流速最大,進(jìn)入轉(zhuǎn)杯后形成渦流,且沿轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)向氣流速度逐漸減小;氣流隨轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)向流過大約90°時(shí),開始流向轉(zhuǎn)杯口,并且有產(chǎn)生回流趨勢(shì);滑移面角度大于27°后,流場(chǎng)特征發(fā)生明顯消極變化,故滑移面角度大于27°的滑移面設(shè)計(jì)不宜采用。

運(yùn)用七孔球探針對(duì)直切型旋風(fēng)分離器及入口加擋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流場(chǎng)的測(cè)量,并對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了研究,指出了隨擋板角度變化,流場(chǎng)的變化規(guī)律,結(jié)果表明隨擋板角度變大,切向速度提高,切向速度峰值位置沿徑向外移,下行流的軸向速度提高,上行流的軸向速度降低。

采用直接數(shù)值模擬方法對(duì)繞截面中心軸旋轉(zhuǎn)的方通道內(nèi)的充分發(fā)展湍流進(jìn)行了數(shù)值模擬,湍流雷諾數(shù)和普朗特?cái)?shù)分別為400和0.71.為了分析浮升力對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的影響,給出了不同格拉曉芙數(shù)gr下的主流平均速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、二次流、湍流強(qiáng)度、雷諾應(yīng)力等湍流統(tǒng)計(jì)量的分布情況,并對(duì)旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的穩(wěn)定與否以及由此對(duì)湍流統(tǒng)計(jì)量的影響進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:旋轉(zhuǎn)效應(yīng)穩(wěn)定的區(qū)域湍流受到抑制,旋轉(zhuǎn)效應(yīng)不穩(wěn)定的區(qū)域湍流增強(qiáng),隨gr的增加旋轉(zhuǎn)效應(yīng)穩(wěn)定性變得更加復(fù)雜;浮升力對(duì)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)有明顯的影響,隨gr的增加影響更加明顯.

本文采用標(biāo)準(zhǔn)兩方程k-ε湍流模型結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法研究了縱向渦發(fā)生器對(duì)矩形通道內(nèi)流動(dòng)換熱的影響。從渦量強(qiáng)度以及場(chǎng)協(xié)同的角度對(duì)縱向渦發(fā)生器強(qiáng)化換熱的機(jī)理進(jìn)行分析,并與光通道進(jìn)行了對(duì)比.結(jié)果表明縱向渦發(fā)生器后垂直于主流方向的橫向流動(dòng)大幅增加,渦量成千倍的增加,遠(yuǎn)大于光通道,從而產(chǎn)生較強(qiáng)的擾動(dòng);場(chǎng)協(xié)同原理分析表明帶有縱向渦發(fā)生器的矩形通道內(nèi)速度矢量和溫度梯度矢量之間的夾角相比于光通道較小,因而對(duì)流換熱能力得到增強(qiáng),從而在事故情況下降低板狀燃料元件表面溫度和堆芯損壞頻率。

采用cfx等計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件,通過氣熱耦合數(shù)值模擬方法,對(duì)比分析了梯形冷卻通道和矩形冷卻通道內(nèi)空氣的流動(dòng)和換熱特性.

在管內(nèi)徑9.0mm、壁厚1.5mm、螺旋管繞徑283.0mm的立式螺旋管內(nèi),對(duì)co2流動(dòng)沸騰換熱特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。分析熱流密度(q=1.4~48.0kw/m2)、質(zhì)量流速(g=54.0~400.0kg/(m2·s))和運(yùn)行壓力(pin=5.6~7.0mpa)對(duì)內(nèi)壁溫分布和換熱特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:螺旋管內(nèi)壁溫周向分布不均勻,單相液體以及過熱蒸汽區(qū)離心力的作用使內(nèi)側(cè)母線溫度最高、外側(cè)母線溫度最低,在兩相沸騰區(qū)蒸汽受到浮升力作用聚集在管上部而容易發(fā)生蒸干,因此上母線溫度最高,溫度最低值則由離心力和浮升力的相對(duì)大小共同決定。局部平均換熱系數(shù)隨熱流密度以及進(jìn)口壓力的增加而顯著增加,但增大質(zhì)量流速對(duì)換熱系數(shù)的影響不大,表明核態(tài)沸騰是co2在螺旋管內(nèi)流動(dòng)沸騰的主要傳熱模式而強(qiáng)制對(duì)流效應(yīng)較弱;發(fā)現(xiàn)了隨著熱流密度增加所引起的核態(tài)沸騰強(qiáng)度變化以及干涸和再潤濕使得換熱系數(shù)隨干度的變化可分成3個(gè)區(qū)域。并基于實(shí)驗(yàn)獲得的2124個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合兩相區(qū)沸騰換熱關(guān)聯(lián)式。

提出了旋轉(zhuǎn)式造粒噴頭流體力學(xué)計(jì)算模型,利用數(shù)值求解的方法計(jì)算了在穩(wěn)定工作時(shí),噴頭內(nèi)熔融尿素速度、壓力分布規(guī)律,自由液面形狀變化規(guī)律.分析了噴頭結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作參數(shù)對(duì)噴頭內(nèi)熔融尿素流場(chǎng)的影響,為進(jìn)一步改進(jìn)熔融尿素造粒噴頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論數(shù)據(jù)和仿真軟件.

旋轉(zhuǎn)式造粒噴頭內(nèi)流場(chǎng)分析