对流传热

摘要： 针对型面电解加工过程中的间隙温度分布难以预测和测量的问题,建立型面二维电解加工温度多物理场耦合仿真模型,分别基于SA、k-ε、k-ω、SST和低雷诺数k-ε等湍流模型求解加工间隙流场分布,耦合电场、流场和温度场求解间隙温度场分布,并将计算值与试验值进行对比。结果表明,求解近壁区流速时采用低雷诺数壁处理比采用壁函数处理的精度高,间隙温升能在较短时间内达到准稳态,基于SST、低雷诺数k-ε模型的间隙温度仿真值非常接近,其耦合气泡的温度多场耦合模型仿真值与试验值更为接近。

摘要： 传统蒸汽转化炉中,主要传热机制是辐射,在对流段贡献较小(约10%)。由于辐射是效率最低的传热机制,因此可以通过增加对流在整个传热过程中的比例提高转化炉热效率。对流转化装置中,燃烧室为水平燃烧室,顶部是垂直催化管。燃烧室单燃烧器产生的热烟气沿管外壁向上流动,为反应提供对流热。反应物在充满催化剂的环形空间向下流动,反应产物在内管中向上流动进行聚集。对流传热机制份额高于传统SMR中份额,同时可显著减少二氧化碳排放。

摘要： 针对目前高校常用的传热综合实验装置所存在的单一性、操作复杂性等问题,进行了集成优化设计,提出了光滑管、螺旋槽管和螺旋扁管的新型集成实验装置。其优点在于占地面积小、实验项目功能较多、操作方便、安全性高,方便比对三种不同管道的传热效果,容易加深理解传热知识和综合运用。

摘要： 化工原理是化工类及相关专业的一门重要的专业基础课,将思政元素渗透到化工原理授课全过程,将有助于学生对专业知识的认识和理解,提高他们对化工专业的归属感与认同度,帮助学生树立正确的三观。以学生为中心,加强教学设计,巧妙展现专业知识中所承载的思想内涵和价值理念。本文以对流传热的教学内容为例,展示了融入思政元素的化工原理课程教学样例的设计过程,并指出了课程思政过程中需要注意的问题。

摘要： 设计一种在微通道底面中心设置波浪状肋片以及在微通道两侧壁面设置矩形肋片的复杂波浪形微通道(WMC-RP),采用数值方法研究其对流传热和熵产特性。将所得结果与光滑波浪形微通道(WMC-S)、仅带有波浪状肋片的波浪形微通道(WMC-R)和仅带有矩形肋片的波浪形微通道(WMC-P)进行对比。结果表明:在所研究的雷诺数范围内,相较于WMC-S、WMC-R和WMC-P,WMC-RP的摩擦阻力系数平均值分别增大了228.15%、42.96%、98.48%,WMC-RP的努塞尔数平均值分别增大了12.08%、8.42%和35.28%,WMC-RP的熵产增大数平均值分别降低12.72%、4.24%、21.04%,这表明WMC-RP的换热效果好、能量利用率最高。

摘要： 为研究混合纳米流体管内对流传热性能,采用两步法制备Al_(2)O_(3)-CuO/水混合纳米流体,测量黏度与导热系数随温度及体积分数的变化,研究层流与紊流时对流传热性能。结果表明,对于静置的混合纳米流体,体积分数越高导热系数越大,布朗运动加快水分子和粒子间温度趋于一致的速度。当Al_(2)O_(3)-CuO/水混合纳米流体体积分数为0.03%,对流传热系数在雷诺数Re分别为2300和6530时比水增大了24.3%和20.3%,这主要源自于导热系数的增大和粒子迁移运动,流体受泵驱动向前运动,在近壁处流体温度高于管中心,热泳运动驱动粒子从高温区移向低温区,由于粒子导热系数大于水,温度梯度沿管径变化更平缓,使对流传热系数增大。

摘要： 为了研发一种对痛风具有预防作用的保健产品,以茯苓、枸杞等药食同源中药材为主要原料,以多糖得率和干膏得率为评价指标,采用正交实验对茯苓枸杞饮的加水倍数、煎煮时间和煎煮次数进行优化。检测茯苓枸杞饮与苯溴马隆对黄嘌呤氧化酶(XOD)活性的体外抑制作用,通过紫外分光光度法确定最佳检测条件。结果表明,最佳水提工艺为加8倍水、浸提3次、每次90 min,重复性实验证明,按此工艺参数,可制备品质稳定的茯苓枸杞饮。且在290 nm处、酶浓度200μg/mL条件下,茯苓枸杞饮相对于苯溴马隆,对XOD一定的抑制作用,且抑制率为(43.79±0.685)%,IC 50为(87.25±0.254)mg/mL。该制备工艺设计合理,操作简单可行,且对XOD有一定的抑制作用,可起到预防痛风的作用,可为生产提供可靠试验依据。

摘要： 为降低超临界CO_(2)的工作压力并强化传热,在恒热流冷却工况下对螺旋槽管内超临界状态下CO_(2)和CO_(2)/R41混合工质的流动传热过程进行了数值模拟,分析了热流密度、质量流速和倾斜角度等因素对流动传热过程的影响。结果表明:相较于超临界CO_(2),超临界CO_(2)/R41混合工质在临界压力差更大的情况下,其最大传热系数提高了7.7%,且传热系数衰减幅度更小;螺旋槽管在高温区的传热系数相较于低温区有明显提升,且热流密度越大,传热系数越大;受浮升力影响,倾斜角度小于0°时传热系数较大,倾斜角度在45°~90°时会发生传热恶化,且倾斜角度为-45°~45°时凹槽处会形成涡旋。

摘要： 对流传热学是化工原理实验教学内容中比较重要的一部分.为了适应培养应用型人才目标的要求和学校具体实验教学情况,对原来的对流传热综合实验装置进行分析改进和创新,减少实验装置的占地面积和节约了实验设备经费,增加了实验项目内容,学生对实验操作学习更有兴趣,实验动手能力和分析解决问题的能力得到提升.

摘要： 超临界CO2(sCO2)可作为能量转换工质用于4代堆,使用sCO2不但能提高能量转换效率,而且可以大幅缩小设备尺寸.不过,由于sCO2的物性很特殊,目前尚没有成熟的工具来模拟sCO2的流动与传热.本文使用开源计算流体力学工具OpenFOAM,经过对热物理模型的改写与编译,开发了适用于sCO2流动与传热的专用求解器sCO2Foam.并以sCO2在进口雷诺数约为9 000的条件下,向上流过和水平流过直径为2 mm的加热圆管为例,研究管内传热与沿程摩擦压降,将模拟计算结果分别与实验数据和/或经验关联式的计算结果对比,以验证sCO2Foam的适用性.结果表明:sCO2Foam采用k-ω湍流模型模拟出的壁温分布与实验值十分吻合;模拟计算得到的摩擦压降与经验关联式计算结果的相对误差很小.sCO2Foam具备良好的准确性、可移植性和可拓展性,可用于sCO2流动与传热问题的研究.

摘要： 采用Euler-Lagrange算法研究了活塞环-气缸套纳米润滑油流体润滑对流传热和润滑摩擦耦合的问题,考虑了纳米颗粒微运动和相间作用力的影响,结果表明纳米颗粒的微运动可以强化润滑油的换热能力,但并不会增加摩擦阻力.以体积分数为1％、粒径为50纳米的金刚石纳米润滑油为例,相对于基础润滑油,对流传热系数提高了5.4％,摩擦阻力系数降低了2.9％.考虑了纳米颗粒的受力对微运动的影响,当Re数较大时,温度无关力对纳米颗粒的微运动影响占82.47％;当Re数较小时,温度无关力对纳米颗粒的微运动影响仅占35.99％.

摘要： 本文用数值模拟的方法模拟研究了通道内针-板型结构中空气放电强化对流传热的过程,目的在于研究电场力及其诱导的流动对通道内平板对流传热的影响.文中采用COMSOL Multiphysics软件建立了三维计算模型,并对模拟方法进行了校核验证.文中研究了空气放电时通道内的速度场的分布情况,并给出相应的对流传热系数的变化规律.同时还研究了给定来流速度不施加电场、只有电场作用和给定来流速度同时加入电场三种情况下对流传热的强化比率随Re数和NEHD数的变化规律.研究结果表明电场力是影响空气放电强化传热效果的一个重要因素.

摘要： 砖瓦快速焙烧系统的研究(一)(二)分别刊登在2018年1期和5期,本文是砖瓦快速焙烧系统系列研究最后一篇.文章内容是关于窑内压力分布,热流量分布情况,通过热流量的分布情况分析对流传热的过程,以确定最佳参数和黏土砖瓦快速焙烧窑的临界条件,阐述快速焙烧窑的优点和经济指标参数.

摘要： 这里主要总结近年来对转动Rayleigh-Bénard(RB)湍流热对流系统的实验测量结果.实验主要在一系列圆柱形的封闭装置中进行,装置的径高比Γ=D/L分别为0.5,1,和2(D和L分别为装置的直径和高度).Ra数范围为[3×108,2×1012],Pr数范围为[0.74,35.5].针对一个固定的Ra数,Pr数,实验上测量Nu数随着旋转转速1/Ro的依赖关系.随着1/Ro增加到第一个临界点1/Roc,Ekman涡旋在旋转RB系统中出现,使得Nu数呈现突然增长(sharp transition).在较高转速时,Taylor-Proudman层化效应抑制竖直方向的对流传热,因此Nu数下降.发现1/Roc与1/Γ呈二次方关系式,对于Γ=1的条件下,1RocαPr-0.41.在较高Ra数下,发现Nu～1/Ro的关系曲线上,出现了一系列尖锐的转变点1/Roc,i(i=1,…4).

摘要： 为研究飞机驾驶舱水平减速和加速过程中,不同加速度对驾驶舱内部环境及对流传热的影响,对B737-800驾驶舱内部结构进行详细研究,根据具体结构尺寸建立物理建模;以空气为研究介质,考虑重力影响,采用控制体积法对数学模型进行离散,并选取-2g、-g、-0.5g、0、0.5g、g、2g七种不同水平加速度对物理模型进行数值求解,得出驾驶舱内的温度场和流场,着重分析不同加速度对自然对流传热流型、传热效果和传热性能的影响.计算结果表明:随着驾驶舱水平加速度的增大,低温壁面平均努塞尔数先增大再减小,涡型结构越来越明显.正方向水平加速度对移动的驾驶舱内自然对流具有抑制作用,|ψ|max由D=0时的0.000196减小到D=2时的0.000065,靠近驾驶舱前部控制面板和驾驶员后侧驾驶舱壁板附近的温度梯度随加速度的增大而减小;负方向水平加速度对驾驶舱内自然对流具有促进作用,飞机驾驶员座椅所在中心区域温度梯度分布随负方向水平加速度增大而增大,热流密度也不断增大.因此在研究飞机驾驶舱自然对流换热过程中,不能忽略加速度对其影响.研究不同加速度下驾驶舱内部自然对流换热为机体的设计及驾驶人员的舒适性提供了一定的理论依据.

摘要： 航空发动机防火试验是发动机适航验证的重要组成部分,冲击火焰与试验件之间的热传递对试验结果产生重要影响.本文通过开展计算流体力学和传热分析,确定了冲击火焰喷射平板表面对流传热和辐射的热传递.主要分析了冲击火焰喷射的性能,包括浮升力影响、对流和辐射传热的热传递过程.通过模拟计算得到了平板对流和辐射占总热流量的比例,以及流场中其他各种基本的参数.计算结果可为发动机部件防火试验提供指导.

摘要： 本文针对常重力条件、熔体顶部为自由表面时,横向磁场下分离结晶法生长CdZnTe晶体过程的熔体部分建立三维数学物理模型,通过FLUENT软件模拟熔体内部的对流传热,得到不同磁场强度下熔体的流场和温度场,并就横向磁场对熔体流动的影响进行了分析.结果表明:施加横向磁场可以明显抑制熔体内部的热毛细-浮力对流,并且随着磁场强度的增加,这种抑制作用会增强.

摘要： 利用三维数值模拟,研究了翼片间距、夹角和个数对管内传热特性及阻力特性的影响.对比发现,间距小、与壁面的夹角较大、沿周向布置数目多的翼片能够大幅度提升管内的传热系数,但同时也带来较大的压降.当Re数较低时,翼片的间距越大,PEC值越高,Re数增大,小间距翼片的综合性能占优.相较不同间距,翼片角度及个数对综合性能的提升更为明显,翼片迎流放置优于顺流放置,沿周向布置的翼片个数越多,对其综合性能的提升越明显.Re数较低时,增大迎流翼片的夹角与增加个数对PEC值的提升相差不大,在Re数较高时,采用增加翼片个数的方法更优.

摘要： 利用三维数值模拟,研究了翼片间距、夹角和个数对管内传热特性及阻力特性的影响.对比发现,间距小、与壁面的夹角较大、沿周向布置数目多的翼片能够大幅度提升管内的传热系数,但同时也带来较大的压降.当Re数较低时,翼片的间距越大,PEC值越高,Re数增大,小间距翼片的综合性能占优.相较不同间距,翼片角度及个数对综合性能的提升更为明显,翼片迎流放置优于顺流放置,沿周向布置的翼片个数越多,对其综合性能的提升越明显.Re数较低时,增大迎流翼片的夹角与增加个数对PEC值的提升相差不大,在Re数较高时,采用增加翼片个数的方法更优.

摘要： 利用三维数值模拟,研究了翼片间距、夹角和个数对管内传热特性及阻力特性的影响.对比发现,间距小、与壁面的夹角较大、沿周向布置数目多的翼片能够大幅度提升管内的传热系数,但同时也带来较大的压降.当Re数较低时,翼片的间距越大,PEC值越高,Re数增大,小间距翼片的综合性能占优.相较不同间距,翼片角度及个数对综合性能的提升更为明显,翼片迎流放置优于顺流放置,沿周向布置的翼片个数越多,对其综合性能的提升越明显.Re数较低时,增大迎流翼片的夹角与增加个数对PEC值的提升相差不大,在Re数较高时,采用增加翼片个数的方法更优.

摘要： 本申请涉及激光器技术领域，并提供了一种光谱合束半导体激光器对流传热系数计算方法，包括以下步骤：建立半导体激光器光‑热场耦合数值模型；并且设置光‑热场的初始条件和边界条件；设置光学元件与环境流体间的对流传热系数参数，设置时间步长参数，求解得到不同时刻不同对流传热系数下光学元件的光场分布和温度场分布；导出不同时刻不同对流传热系数光栅上选定点的温度数据，对数据进行预处理后，输入LSTM网络进行训练；网络训练完成后，输入未经训练的温度数据片段，验证网络预测对流传热系数精度。本申请提供的计算方法，不需要多次迭代，且不仅限适用于稳态传热模型，应用范围不受受限，计算时间比较短。

摘要： 本发明公开了一种精细表面单相及两相对流传热传质实验装置及其制备方法，本发明的装置由实验段、进口保护段和出口保护段组成；所述进口保护段、所述实验段和所述出口保护段依次拼接成整体；并对拼接之后的整体金属表面进行精细化处理；所述进口保护段和出口保护段的金属材料与所述实验段的金属材料不相同，且所述进口保护段和出口保护段的材料根据强度、电阻率、热膨胀系数以及可加工性因素来确定；本发明的实验装置通过进出口端盖嵌入进出口联箱，并辅以绝缘块和承压壳实现电加热时的绝缘和高压下的承压能力。本发明利用保护金属有效避免了焊接过程中高温对精细表面的影响，提高精细化表面传热传质实验数据的准确性。

摘要： 本发明公开了一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统及方法，本发明通过温控系统或总控系统提供试验所需温度，通过水箱控制器或总控系统对绝热试验箱内的裂隙岩样进行供水，通过绝热试验箱内的压传感器、未冻水含量传感和所有温度传感器采集实时数据，通过总控系统进行数据分析得到最终结果。本发明设置了供水系统，在低温裂隙岩体传热试验时考虑到对流传热和冰‑水相变作用，能测量低温裂隙岩体的传热性能，从而更安全有效地解决寒区工程遇到的冻岩问题。

摘要： 本申请涉及用于促进与热源或冷源的对流传热的传热设备和方法。用于封罩热源并促进从热源的对流传热的传热设备和方法。传热设备包括：外壁，其具有暴露于传热设备的环境并且限定传热设备的外部形状的外表面；内壁，其限定通过传热设备的流动通道。外壁和内壁共同限定被配置成容纳热源的内部容积。所述流动通道包括：被配置成接收来自环境的流体的入口；以及被配置成排出来自流动通道的流体的出口，流动通道包括在入口和出口之间延伸并且被配置成从入口向出口输送流体的核心区域，并且允许热量在核心区域内的流体和内部容积之间交换。

摘要： 本发明涉及一种缠绕形成强化管内对流传热的内插芯的制作工艺。用直径为d1钢丝绕制成直径为D1圆环或钢螺旋丝环，截2L长度直径为d2的钢丝，双折形成两段钢丝，形成折弯，在其一段穿上规定数量的钢丝圆环或钢螺旋丝环，以折弯为一固定端，缠绕双折形成两段钢丝，直到目标长度L’，最后一步是制作固定环，这样就完成了一种强化管内对流传热的内插芯的制作。所述钢丝圆环或钢螺旋丝环的直径D1及其钢丝直径d1依据管子内径D0及所形成内插芯在管子内部配合紧密程度经多次试验确定。所述双股缠绕钢丝直径钢丝直径d2及其长度2L依据固定钢丝圆环或钢螺旋丝环紧密程度及其个数N经多数次试验确定。

摘要： 本申请涉及激光器技术领域，并提供了一种光谱合束半导体激光器对流传热系数计算方法，包括以下步骤：建立半导体激光器光‑热场耦合数值模型；并且设置光‑热场的初始条件和边界条件；设置光学元件与环境流体间的对流传热系数参数，设置时间步长参数，求解得到不同时刻不同对流传热系数下光学元件的光场分布和温度场分布；导出不同时刻不同对流传热系数光栅上选定点的温度数据，对数据进行预处理后，输入LSTM网络进行训练；网络训练完成后，输入未经训练的温度数据片段，验证网络预测对流传热系数精度。本申请提供的计算方法，不需要多次迭代，且不仅限适用于稳态传热模型，应用范围不受受限，计算时间比较短。

摘要： 本发明属于换热器强化传热技术领域，公开了一种磁场强化管壳式换热器对流传热方法，为提高管壳式换热器流动传热性能，提出在管壳式换热器内使用磁性纳米流体作为工质并在外部施加磁场，让管壳式换热器的对流换热性能因磁场对磁性纳米流体的影响而增强。本发明与没有加入磁性纳米粒子和施加磁场的换热器相比，在对泵功消耗影响不大的情况下，传热率大幅提高，综合传热性能显著增强，相比于其他管壳式换热器强化传热方法具有一定优势，容易实施，并且不用增设能量输入设备，通过在管壳式换热器内部使用磁流体工质，外部放置永磁体即可；在不改变换热器原结构设计的基础上，可以大幅提高传热率，提高换热器的综合传热性能，具有推广价值。

摘要： 本发明公开了一种用于暖风机的PTC发热元件表面对流传热系数测量装置和方法，所述装置包括变频风机(1)，风道(3)、第一温度传感器组(4)、热成像仪(5)、风速仪(8)、第二温度传感器(9)、整流格栅(10)及温度采集仪(13)，变频风机与风道的一端连接，待测PTC发热元件设置在风道中；第一温度传感器组设置在待测PTC发热元件上游的风道之中；热成像仪设置在风道的管道上，用于对待测PTC发热元件进行热成像测量；风速仪设置在待测PTC发热元件下游的风道之中；第二温度传感器设置在风速仪下游的风道之中；整流格栅设置在风道的另一端；温度采集仪与第一温度传感器组及第二温度传感器连接，用于采集温度测量数据。

摘要： 本实用新型公开了一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，本实用新型通过温控系统或总控系统提供试验所需温度，通过水箱控制器或总控系统对绝热试验箱内的裂隙岩样进行供水，通过绝热试验箱内的压传感器、未冻水含量传感和所有温度传感器采集实时数据，通过总控系统得到最终结果。本实用新型设置了供水系统，在低温裂隙岩体传热试验时考虑到对流传热和冰‑水相变作用，能测量低温裂隙岩体的传热性能，从而更安全有效地解决寒区工程遇到的冻岩问题。

摘要： 本实用新型公开了一种采用对流传热式的节能梭式窖，包括壳体和窖门，所述壳体的顶部外壁固定连接有电动伸缩杆，所述壳体的顶部外壁固定连接有滑架，滑架内活动连接有齿条，且电动伸缩杆与齿条相固定，所述壳体的顶部外壁活动连接有转轴，转轴的外侧固定连接有齿轮，且齿轮与齿条相啮合，所述转轴的外侧固定连接有第三连接杆，且第三连接杆与窖门转动连接。本实用新型不仅能够使窖门进行自动开合，避免工作人员在打开温度过高的窖门时容易被烫伤，提高了装置的安全性，同时能够通过防尘檐对烟囱进行防尘，提高了装置的防尘效果，还能够通过防滑纹增大窖车与辅助板之间的摩擦力，提高了装置的防滑效果。