X型开缝翅片传热与流动性能的数值模拟

对X型开缝翅片的流动与传热性能进行数值模拟,并把计算结果与平片和开缝翅片的计算结果进行比较.结果表明:从3种开缝翅片的JF因子看,X型开缝翅片的最大,说明其性能最优.2种X型开缝翅片管的尾迹区较小,因此该种结构能有效减小尾迹区对换热的影响.     

螺旋翅片强化定形机热管换热器的空气侧流动与传热性能

以螺旋翅片强化定形机热管换热器为研究对象,使用Fluent软件对空气侧流动与传热过程进行数值计算,对比分析了螺旋翅片管、平直翅片管和光管的传热性能,得到了螺旋翅片厚度、间距、横向管间距对热管管束性能的影响结果。计算分析入口风速为2～8 m/s、翅片间距为3～6 mm、翅片厚度为0.8～1.2 mm、横向管间距为50～90 mm的不同参数组合模型的努塞尔数Nu、欧拉数Eu、综合评价因子j/f。结果表明:新风入口速度增大,Nu与j/f减小,Eu增大,换热器换热性能下降,所受阻力增大,因此入口风速不宜过大;螺旋翅片的强化换热效果最好,综合评价因子j/f比平直翅片、光管提高了9.27%、202.30%;在一定范围内,减小翅片厚度和横向管间距能够提升换热器的换热性能,翅片间距为5 mm时热管管束综合性能最好。     

培养箱内部热流场的数值模拟及开关门过程的影响

基于CFD软件Fluent,对某种新型二氧化碳培养箱及其工艺参数,建立气体流动、传热的数学模型。对其内部的流动、传热进行非稳态数值模拟,并对开关门过程的影响进行分析。结果表明:培养箱打开外门5s内,外界空气对箱内温度影响不大;打开玻璃门25s内,外界空气对箱内温度影响区域顺序分别为从门框附近到箱体内部,从箱内下部到上部,从开门位置的左壁面到已开启的外门一侧的右壁面附近区域;关闭外门后,箱内靠近背壁面以及右壁面附近区域温度的恢复效果较好,靠近门附近区域的温度较难恢复。     

波纹翅片管心偏移条件下空气侧传热流动性能数值研究

建立了波纹翅片管换热器空气侧流动传热的数学与物理模型,并用CFD软件Fluent进行了数值模拟,计算模型的可靠性通过实验进行了考核.研究了单排波纹片在不同管心偏移量下的压降和换热量的变化规律,分析了在7种管心偏移量和5个迎风面流速下的空气侧流动与换热特性,发现管心向下游偏移2.0 mm可以获得最大的换热量.     

换热器管内强化传热的模拟分析

用CFD软件模拟流动场和温度场分布,得出纵流管壳式换热器不同结构形式的流动与传热的细观信息光滑管内,速度矢量与温度梯度矢量之间的夹角接近90°,传热效果较差;在管内插入物情况下,二者之间的夹角小于90°,流动场与温度场协同性更好,因而实现了强化传热.     

双向载荷下双轴向经编柔性复合材料有限元模拟

柔性复合材料在日常使用过程中不仅常常受到双向及多向拉伸载荷的作用,而且在有小裂缝的情况下还会继续使用。为更好地了解双向载荷下双轴向经编柔性复合材料拉伸和开缝撕裂性能,为材料性能评价及预测提供理论参考。本文利用有限元方法对双向载荷下双轴向经编柔性复合材料拉伸和开缝撕裂的应力应变曲线进行模拟,特别对三种不同加载比率下双向拉伸和双向载荷下开缝撕裂的应力应变曲线进行计算模拟。结果表明：有限元模拟的双轴向拉伸及开缝撕裂的应力应变曲线与试验结果在弹性阶段的拟合精确度很好,但材料屈服后拟合值偏大;不仅可以模拟现在试验可以测试的1：1加载比率下材料的应力应变曲线,而且可以模拟目前试验无法完成的其它任意载荷比下的应力应变曲线。     

计算流体力学在食品传热传质过程中的应用

对计算流体力学(CFD)技术进行了简单介绍，并对采用CFD技术模拟食品加工过程中的传热传质过程的研究现状进行了综述，探讨了采用CFD对这些传热传质过程进行数值模拟的优势。CFD模拟的结果详细、直观，模拟得到的流体流动和各种热力学参数的分布信息，可以为装置的设计、传热过程的优化提供参考。     

出流孔型对平板气膜冷却影响机理的研究

为了研究不同孔型对平板气膜冷却的影响,针对圆形,扇形,水滴形,收敛缝形四种气膜出流孔型的流动和传热特性进行了数值模拟。研究结果表明,圆形孔、扇形孔和水滴形孔气膜出口下游出现从中心向上抬升的反向旋转涡对,将主流燃气卷吸进来;收敛缝形孔在侧向的扩张型面使得气膜出流在展向的覆盖更为均匀,这有效地阻止了高温气体的侵入;在相同吹风比下,收敛缝形孔在气膜出口附近区域的平均绝热冷却效率则明显要高于其余三种孔,随着吹风比的增大,这种差距越发明显;孔型对对流换热系数增强比的影响区域仅局限在邻近气膜孔出口大约7倍气膜孔径的范围内。      

热管换热器结构优化研究

中低温烟气回收容易被忽视,而热管换热器由于具有传热系数高,阻力小等优点在中低温烟气回收领域具有更广泛的前景。笔者采用改变翅片倾斜角的方法对热管进行优化,并采用fluent软件进行模拟计算。经计算后发现结构优化后,传热性能提高33. 3%,当允许压力有较高降低时,可以采用改变翅片倾斜角的方法对热管进行优化。     

TIEC管内插入螺旋线强化一次空气传热的研究

提出了在管式间接蒸发冷却器（TIEC）管内插入螺旋线以强化一次空气传热的方法，并通过实验探讨了风量、风量比、温度、螺旋线插入物对换热效率及流体阻力的影响．结果表明，插入螺旋线换热器与光管换热器相比，换热效率可提高25％～34％，但一次空气流动阻力只增加了4％～15％．     

THERMAL TRANSPORT IN A MULTIPLE JET IMPINGEMENT OVEN

Three‐dimensional numerical simulation of flow field and heat transfer in a jet impingement oven with multiple jets was carried out. Distribution of local heat transfer coefficient on a model cookie in the oven cavity was obtained from the predicted flow and temperature fields, and compared with the experimentally measured values. Effects of air temperature (400, 450K) and air velocity (2.5, 5, 10 m/s), on the surface heat transfer coefficient were studied. Numerical predictions showed good agreement with the experimental results. It was found that heat transfer coefficient was a strong function of air velocity while air temperature had no effect on the heat transfer coefficient. Local heat transfer coefficient values ranged between 11 and 66 W/m²K whereas average heat transfer coefficient values ranged between 24 and 42 W/m²K. Results also showed that because of the presence of the suction fan in the oven, flow field near the model cookie surface was quite different from that for a jet impinging on a flat surface.     

高效传热斜齿扭带的自动清洗动力学设计理论

塑料斜齿扭带是自动清洗扭带技术研究30多年来取得的最重要进展,突破了低流速自动清洗难关,极大地拓宽了应用范围,突破传热强化弱的难关成为高效传热强化的一种新元件。本文专题研究了这一新技术的动力学设计理论及其工程应用问题。研究中将复杂的斜齿扭带动力矩近似分解为虚拟的光滑扭带动力矩及其螺旋线液流对斜齿的冲推力矩之和,建立了动力矩理论计算式。通过对该计算式的工程应用研究,得到了有关优化设计方面诸多的重要结论。在该式指导下设计的斜齿扭带优化试验结果表明,斜齿扭带的自转动力矩和传热系数均比光滑扭带成倍提高,设备总阻力也在工程许可范围内。     

多通道烘缸通道截面变化的凝结换热研究综述

在造纸干燥部的革新中,多通道烘缸是一种创新的设计理念。本文介绍了多通道烘缸工作的基本原理和工作方式,综述了小通道在散热研究中的三个研究重点:换热系数、流型变化和压降。探讨了截面变化在通道凝结换热中的重要作用,指出了利用通道截面形状变化可以提高换热系数。从实验、理论和加工三个方面对不同截面形状通道内气液两相流的研究和应用前景进行了展望。     

自动清洗强化斜齿扭带的工程应用研究

自动清洗强化斜齿扭带，其原理是在扭带表面上按一定规律排列不对称斜齿，使被导向的传热流体对扭带的不对称反作用力形成一个旋转力矩。解决了现有的塑料扭带不能用于低流速传热设备的自动清洗问题。试验结果表明，与现有光滑扭带相比，斜齿型扭带自转清洗力矩增大了2倍多、传热系数平均提高了30％，即使6m长传热管、4管程的传热设备的阻力也只有0．15MPa左右，仍然在一般的工程许可的范围内，具有广阔的应用前景。     

管排数对球突翅片管式换热器传热特性的影响

通过数值对比研究了不同管排数对球突翅片管式换热器的换热和流动特性的影响.结果表明:随着管排数的增加,热量/压降(Q/ΔP)和COP值逐渐减少,2排管的Q/ΔP和COP值最大.在Re=1 138~3 415范围内,2排管平均Nu数分别比3,4,5排管增大11.1%,21.7%,23.2%.流场图显示,不同管排数均因球突增强了扰动,而强化了换热,但4,5排管的温度场几乎无变化,说明管排数的增加并不能增强换热.综上2排管换热综合性能较好.     

喷气涡流纺纱线细节产生机制分析

通过数值计算对喷气涡流纺喷嘴内部流场衰减规律进行探讨。讨论加捻腔中纤维的受力情况及涡流作用下的运动状况;建立倒伏在空心锭上的纤维自由端绕空心锭旋转的临界角速度与进入纱尾的纤维头端长度、纤维半径等参数间的函数关系,以临界角速度作为衡量纤维头端是否被抽拔的依据,解释喷气涡流纺落纤、成纱细节产生的原因。临界角速度随进入纱尾纤维头端长度的增加而增大;纤维半径越大,临界角速度越小,在同一喷嘴气压下,半径大的纤维纺纱时落纤、成纱细节较多;增加喷嘴气压对成纱强力有利,超过某临界值落纤、成纱细节增加,对成纱质量不利;增加喷嘴内部负压,适当减小前罗拉与空心锭的距离可减少落纤、细节的产生。     

压力条件对不同尺寸条缝喷嘴换热的影响

以条缝喷嘴型的上下冲击式速冻机内部流场为研究对象,利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟和实地测试,对比了3种尺寸的喷嘴结构分别在不同压力(190,170,160Pa)条件下3种不同尺寸的喷嘴结构,条件下内部流场及换热特性的区别。结果表明:条缝喷嘴T_0在190Pa条件下的出口风速、努塞尔特数、均匀性比在170Pa条件下的理想,同时横流风速也低。条缝喷嘴T_1在170Pa条件下的出口风速、努塞尔特数、均匀性比在160Pa条件下的理想,但横流风速反而增加。条缝喷嘴T_2与T_0在同一入口压力下相比,只有横流风速较低。在换热强度方面,当入口压力为190Pa时,条缝喷嘴T_1所对应的钢带表面的局部努塞尔特数最大,而T_0与T_1的平均努塞尔特数相差不大。在换热均匀度方面,条缝喷嘴T_0在入口压力为190Pa时的不均匀度最低,换热最均匀。故当空气的质量流量相同时,入口压力为190Pa时所对应的条缝喷嘴T_0能更好地提升换热效率,有利于提升食品的冻结速率。     

非稳态自然对流换热系数计算方法及其在防护服隔热预报中的运用

为得到相对精确的热防护服非稳态隔热性能预测数值,基于传热系统的非稳态传热模型,在防护服材料外表面分别为恒温边界条件和Howard模型对流边界条件下,利用有限差分法分别计算了2种边界条件下模拟皮肤处温度的时程曲线,所得结果均与实验测量值差别较大。在细致分析传热过程的基础上,综合运用傅里叶定律、牛顿冷却定律、以及Howard模型对流边界条件,在线化假设下提出了一种自然对流换热系数计算方法,代入非稳态模型后利用有限差分法进行了求解,随着时间步长的加密,计算结果迅速向实验测量值收敛,当时间步长为0.001 s时,计算结果与测量结果误差小于0.1 ℃。     

31—THE RÔLE OF AXIAL DISPERSION IN HEAT TRANSFER IN FIBRE BEDS

The problem of heating beds of textile fibres by forced convection (through flow) is considered. It is shown that a transport phenomenon called ‘axial dispersion’, which accounts for the flow characteristics of the fluid passing through the bed, plays a dominant role in the mechanism of heat transfer. Measurements of the dispersion coefficient for several typical textile structures are reported, and the influence of air velocity and porosity of the structure on the value of the coefficient is investigated.