Sitrling发动机燃烧及换热分析

基于碳氢燃料燃烧化学平衡反应计算，得到燃烧产物温度及组分成份，在此基础上计算燃气物性，从而计算了热气机外燃系统加热管的对流换热系数，辐射换热系数及后排换热管的肋片换热对燃用空气和液氧两种燃烧情形进行了对比计算。     

超临界压力下乳化碳氢燃料换热特性实验研究

为研究乳化碳氢燃料在矩形通道内的换热特性,在压力为3 MPa,质量流量为2.6 g/s,出口流体温度分别为450、500、550、600和650℃,乳化碳氢燃料含水质量分数分别为10%、20%、30%和50%的实验条件下,进行了实验研究,分析了乳化碳氢燃料的含水质量分数与出口流体温度对燃料在矩形通道内的热沉、热流密度与对流换热系数的影响,并与纯碳氢燃料作对比。研究表明:燃料在通道内热沉与热流密度均随含水质量分数与出口流体温度的增加而增加;纯碳氢燃料在通道内的对流换热系数沿轴向逐渐增加;乳化碳氢燃料在通道内会发生传热恶化,第一次传热恶化点随出口流体温度的增加向通道入口方向移动;含水质量分数越高,第一次传热恶化发生越早,第二次传热恶化发生越晚。     

Stirling 发动机燃烧及换热分析

基于碳氢燃料燃烧化学平衡反应计算，得到燃烧产物温度及组分成份，在此基础上计算燃气物性，从而计算了热气机外燃系统加热管的对流换热系数、辐射换热系数及后排换热管的肋片换热，对燃用空气和液氧两种燃烧情形进行了对比计算，并计算了各种因素对燃烧的影响，对计算结果进行了分析和讨论，得到了很有价值的结论，为热气机外燃系统结构设计提供了借鉴。     

缸内对流换热与气体流动的计算分析

摘要本文将内燃机燃烧室简化成轴对称的二维空间,将计算缸内流动的二维模型与边界层模型相结合,分析了缸内气体的迁移特性与对流换热.文中介绍了在内燃机工作过程中缸内气体边界层的分布与变化、边界层对对流换热的影响,给出了对流挟热系数沿燃烧室表面的分布与变化.与实测结果的比较表明,本文的模型具有较高的精度.     

超声速燃烧室再生冷却结构对传热的影响分析

采用有限容积法结合对流换热关联式与蒙特卡罗法,建立了超声速燃烧室再生冷却通道的耦合换热计算模型。冷却燃料为煤油,其密度、导热系数、动力粘度随温度和压力变化,煤油比热容与金属结构的热物性随温度变化。在考虑再生冷却面板尺寸与冷却燃料量保持不变的耦合性限制条件下,计算分析了非均匀热流密度下,冷却通道内壁厚度、高度、宽度及侧肋厚度对冷却性能的影响。研究结果表明,通道结构参数的变化引起结构传热热阻和冷却剂对流换热性能以及总换热面积、通道个数的变化,在传热分析中应综合考虑。     

超临界碳氢燃料流动换热的仿真研究

建立了适用于温度、压力大范围变化的超临界碳氢燃料换热特性研究的一维模型,试验验证了模型的可靠性,基于该模型分析了质量流率、换热状态转换和压力等因素对超临界碳氢燃料的换热特性的影响。结果表明:4.0 MPa的低压力工况下,在超临界碳氢燃料的拟临界温度附近存在传热强化现象,而7.0 MPa的高压力工况下,该传热强化现象消失;不论质量流率的大小,4.0 MPa工况下的传热系数始终高于7.0 MPa工况下的传热系数,压力的高低在超临界碳氢燃料的汽相换热区对传热性能的影响更为显著;40kg/(m2.s)的低质量流率条件下,由液相换热区向汽相换热区的换热状态转换将导致转换区附近的传热恶化,而增大质量流率则可避免该问题的发生。     

对流换热场协同理论的新视角

从能量方程出发，对过增元教授提出的对流换热场协同理论公式变形，得到另一种形式的速度场和温度场的协同关系。研究表明，除物性外对流的换热强度主要取决于与温度和速度积的散度，并通过例子对其进行了探讨。     

乳化碳氢燃料与碳氢燃料传热特性实验对比研究

在压力为3 MPa,质量流量为2. 6 g/s,出口流体温度加热至900 K的条件下,实验研究超临界压力下,对比含水量分别为20%和30%的乳化碳氢燃料与碳氢燃料的传热特性。实验结果表明:超临界压力下乳化碳氢燃料比碳氢燃料的热沉更大、热流密度更大、定压比热容更大、换热能力更强。故乳化碳氢燃料的传热特性更好,更适用于作为发动机再生冷却的冷却剂。     

基于辐射-对流耦合的中餐灶热能优化研究

基于对流-辐射耦合机理,采用理论计算和数值模拟相结合的方法对中餐一体化炉灶进行热能优化研究。研究结果表明:烟气物性对耦合换热影响较大,锅底物性对耦合换热影响较小,且辐射抑制对流传热过程,当锅底的对流传热量占总吸热量比例较大时,传热效率较高。     

粗糙圆管内超临界航空煤油湍流换热特性分析

给出了国产航空煤油RP-3的三组分热物性替代燃料模型。采用k-ε湍流模型结合增强壁面处理的方法对超临界压力下航空煤油RP-3在圆形粗糙冷却通道中的流动与换热过程进行数值研究。分析了粗糙元形状、高度以及间高比等因素对其超临界流动和传热特性的影响规律,探究了人为粗糙度强化超临界航空煤油换热的机理。结果表明,人为设置粗糙元能使壁面附近产生局部回流区和旋涡结构,强化煤油与受热壁面间的对流换热。通过合理布置粗糙元结构,能大幅降低圆形冷却通道的壁面温度,有效抑制航空煤油的超临界传热恶化现象的发生。     

水平单管外混合气体对流冷凝换热的理论研究

采用修正的膜模型与Nusselt凝结理论结合的方法,对含湿混合气体自上而下横掠水平管外时的对流冷凝换热机理进行研究,建立了液膜流动和传热模型,进行数值求解并分析了雷诺数、壁面温度及水蒸汽浓度等因素对混合气体冷凝换热的影响。计算结果表明:水管外壁液膜厚度分布很大程度上受气体边界层对液膜剪切力的影响。而局部努谢尔数不同于纯蒸气的的冷凝换热,它受气相热阻的影响很大,其分布状况类似于单相气体管外的对流换热。     

基于等效比热的MPCMs平板层流传热理论模型

采用边界层的能量积分方程法，基于等效比热模型，对微胶囊相变悬浮液(Microencapsulated Phase Change Materials slurry, MPCMs)的热边界层进行理论建模，推导出了MPCMs外掠平板换热加热等壁温边界条件层流工况下，包含斯蒂芬数的MPCMs的对流换热关联式，然后与数值模拟结果进行比较。结果表明，对流传热系数的解析解与数值模拟结果趋势上相一致，修正后的解析解与数值模拟结果高度吻合。     

自然对流控制下水平圆管外凝固问题的研究

对自然对流控制下水平圆管外的凝固问题进行了理论分析，对于液相区的自然对流采用边界层理论进行求解，对固相区中的温度分布则用积分近似解进行求解，得到了固液界面换热系数，凝固率的计算公式。     

环形通道内空气湍流正在发展流与壁面辐射的耦合换热研究

对内环壁面加热、外环壁面绝热的圆环型通道,数值研究了空气湍流正在发展流与壁面辐射的稳态耦合换热。采用低雷诺数k-ε模型与SIMPLEC算法求解气流的湍流流动与对流换热,采用蒙特卡罗法求解壁面间的辐射换热,对流换热与表面间辐射换热通过绝热壁面边界条件进行耦合。通过模拟计算,分析了相关参数及物性变化的影响。研究结果表明,入口Re数与壁面发射率均对通道内的换热有重要影响;考虑空气物性变化与否所预测到的对流热流分布形态相差非常大,常物性下的模拟结果会导致对通道内热输运特性的不正确认识。     

混合气体横向冲刷水平管时对流冷凝换热的机理研究

采用修正的膜模型与Nusselt凝结理论相结合的方法，对含湿混合气体以一定速度冲刷水平管外时对流冷凝换热进行研究，在考虑气相边界层分离的情况下讨论了液膜流动和换热的情况，同时研究了气体来流冲刷角度对总体换热的影响。结果表明，冷凝液膜是一个相当薄的膜层，液相导热热阻在整个换热的过程中基本可以忽略。     

井下换热器周围对流型地热储传热特性

采用Darcy自然对流传换模型分析了同轴管式井下换热器（DCHE）在对流型地热储中的换热物性，在假设井下换热器外壁温度变化与其高度成幂函数关系的基础上，建立了数学模型并得出了相似妥，为其进一步工程应用奠定了较好的理论基础。     

带纵肋环形烟管流动与传热试验研究

提出了一种新型的油田加热炉强化对流换热的烟管结构－－带纵内肋的环形烟管,并对其进行了流动及对流换热的试验研究,给出了换热的准则方程式。     

强化传热管在能源节约中的应用

强化传热技术是利用各种型式的翅片管,多孔表面管、表面粗糙化管,螺旋槽管,管内插件等换热元件或在流动介质中附加电场,磁场、超声波,机械振动,添加剂等辅助设施,促使流过换热元件的介质产生湍流,减薄边界层使整个对流换热热阻减少,起到强化传热作用的技术。 由光管滚轧制成的内外表面螺旋槽管是促使流体形成边界层分离流和螺旋流,具有     

流体变物性对带肋套管内耦合换热的影响

数值模拟了变物性带均布纵肋的同心套管换热芯的导热和对流换热耦合问题三维温度场和流场以及Nu数，与常物性下的结果进行了对比。对微型燃气轮机回热器．必须考虑物性的变化对流动和传热的影响。在相同质量流量和几何条件下．考虑物性变化时的平均Nu与常物性时要小很多。变物性对摩擦系数影响非常大．温度升高摩擦阻力也增大。在相同的Re下．变物性和常物性时的平均Nu相差很小．其比值在0．97～0．99之间．因此在常物性时所得的平均Nu．仍具有参考价值。     

某船用锅炉联箱在复杂换热条件下的瞬态温度场有限元分析

本文利用瞬态温度场的基本理论和非线性有限元方法，对某船用主锅炉联箱在复杂换热条件下的对流换热系数成功地进行了反算，并以此对锅炉联箱进行了三维等值带温度场的非线性有限元分析，给出了其温度分布三维彩图。