R410A在水平内螺纹管中沸腾换热实验研究

对于非共沸混合制冷剂R410A在外径9.52mm、5mm的两种不同的几何参数的内螺纹的流动沸腾换热进行了实验研究,分析讨论了制冷剂质量流速、管外水流量变化、强化管的参数、强化管的压降对换热系数影响以及其机理。试验的结果表明:换热系数随着流量的增大而增大,管径的大小对换热系数的影响较大,在相同的流量下,9.52mm的换热系数比5mm的大到110%~230%,5mm管的压降比9.52mm的大200%~300%。     

平行多微通道入口突缩压降系数的实验研究

本文实验研究了平行多微通道入口处的特殊突缩结构所引起的单相气体流动压力损失。通过测定压缩空气流经通道入口前后的温度、压力和流量,得到了压力损失系数与单个微通道内流体Re数(3100～19000范围内)之间的关系式,与相关文献结果对比发现,现有的基于常规尺寸和微细尺寸的单通道突缩压降系数经验关联式不能正确预测平行多微通道入口突缩压力损失系数随Re数的变化。另外该关联式还能较好地预测饱和水蒸气的单相流动突缩压降系数。     

螺旋型波纹管流阻测量系统研制及液氮压降测量

超导电缆芯通常内嵌于真空绝热波纹管并被管内低温流动介质冷却和保护。螺旋型波纹管因一次成型制作长度上的优势更适合于大长度超导电缆应用。设计并搭建了螺旋型波纹管液氮流动压降特性实验台,不仅可以方便地更换被测波纹管样品,而且允许插入不同规格的线芯模拟物。利用该实验台测量了液氮流量1～9 L/min区间内不同规格(通径11～15 mm)螺旋型波纹管插入4 mm线芯后的流动压降特性。实验结果验证了三维波纹管压降损失数值模型的准确性。同时,通过进行不同尺寸波纹管实验,发现尺寸变化对摩擦因子变化规律的影响不明显,这为通过该实验台获得小管径实验数据用于指导大管径实际应用波纹管设计提供了理论基础。     

椭圆管内层流结冰的数值研究

为预防椭圆管换热器等设备内部结冰甚至堵塞,本文采用流体计算软件fluent建立了三维椭圆管内流动换热模型,研究了一定热边界条件下椭圆管内层流流体的结冰规律.通过对不同工况的模拟分析,得到了流体在管内不同位置的结冰规律以及进口温度、进口Re数、长短轴之比对冰层厚度以及管内换热产生的影响,结果表明:椭圆管截面内,不同径向位置的冰层厚度不同;沿轴向管内冰层厚度逐渐增加,压力损失增大,局部Nu逐渐减小;Re数减小,进口水温降低,都会使管内各处冰层厚度增大,从而增加了管道堵塞的危险.而长短轴比例增大时,长短轴方向冰层变化趋势相反.     

微柱群阻力特性实验研究

以去离子水为工质,流经直径为0.5 aim,高度分别为1.0 mm、0.75 mm、0.5 mm和0.25 mm的圆柱组成的柱群板,其宽度与长宽分别为3.5 mm和40 mm,测量通道进出口压差及流量,研究微柱群内部分别在叉排和顺排时液体流动的阻力特性.研究表明,微柱群内流动阻力系数f,随Re数的增大而逐渐减小,当Re数大于500时,f基本不变;微柱高度和直径之间存在一个有利于流动的最佳比例,该值介于1到1.5之间;顺排微柱群的f明显小于叉排微柱群,其,值为叉排微柱群的0.5倍.     

不同组分天然气在绕管内流动传热特性数值研究

针对目前LNG绕管换热器设计时,考虑不同天然气组分对流动换热性能的影响,采用数值模拟方法分析了不同组分天然气在绕管内流动的传热特征。研究采用6.4MPa的6组不同组分的甲烷和乙烷混合物作为工质,探讨了混合物乙烷组分比重、雷诺数Re、普朗特数Pr对压降和努塞尔数Nu的影响。结果表明:在气态时随着乙烷组分比重的增加,混合物压降随Re数增加幅度变小;而在液态时混合物压降则随着混合物中乙烷组分比重的增加,压降随Re数增加幅度变大。在气态时乙烷组分增大有利于传热,而在液态时乙烷组分增大不利于传热,最后根据模拟结果拟合出适用的Nu公式。     

微小扰流元件对阵列冲击冷却流动换热的影响

通过实验方法,开展了Re数,冲击高度Z/D,微小扰流元件高度对阵列冲击冷却流动换热特性影响的研究。微小扰流元件的形状为长方体,尺寸为0.4 mm×0.4 mm(长×宽)。冲击孔直径D=4mm,孔间距X/D=Y/D=4,冲击距离Z/D的范围为0.75和3,微小扰流元件高度的范围为0.05D、0.2D、0.4D.对于冲击距离Z/D=0.75,Re数(基于冲击孔直径)的范围为2500～10000;对于冲击距离Z/D=3,Re数范围为5000～20000.结果显示,在微小扰流元件存在的情况下,换热系数显著增强,在本文实验工况下,换热增强达到30%～120%,同时,出流系数基本不变.     

叉流式新风换热器数值模拟

换热器是新风系统的核心部件,以某品牌新风换热器为模型,对该换热器进行数值模型,分析换热过程中换热和流动特性,以及流速、流道高度对换热性能的影响。建立不同流道高度时新风侧温差、压差、努塞尔数、阻力系数、综合传热性能因子随速度的变化关系。发现在换热器内存在"换热死区",随速度增加"换热死区"范围增大,在流速0.5m/s～1.6m/s、流道高度3mm～5mm范围内,增加流速可提高换热能力、减小阻力系数,但压降同样增加;相同速度时,提高流道高度不仅提高了换热性能,还减小了压降。     

带通道插件管道流磁流体动力学效应的数值模拟

采用二维完全发展流模型对聚变反应堆包层带通道插件和压力平衡槽隙的矩形磁流体管流的MHD效应进行数值模拟,分析速度分布,MHD压降随哈德曼数以及通道插件的电导率的变化规律.与无插件磁流体管流相比,带绝缘通道插件管流MHD压降显著降低,MHD压降随哈德曼数的增加而减小,通道插件材料的电导率增加MHD压降系数减小.压力平衡槽隙处的回流与通道插件的电导率有关.在宏观上计算结果与实验结果和简化理论结果一致.     

微型管内流动特性的实验研究

以四氯化碳作为工质,流经内径分别为0.168 mm、0.399 mm、0.799 mm不锈钢管及内径分别为0.242 mm、0.315 mm、0.520 mm石英玻璃管,测量压降与流量的关系,从而获得摩擦因子f与雷诺数Re的关系。实验结果表明, 当雷诺数Re小于1600-1800时,除内径为0.168 mm的不锈钢管外,别的内径的微管内的摩擦因子与经典层流理论值几乎一致,而内径为0.168 mm的不锈钢管由于更大的相对粗糙度(8%-10%左右),其f值比经典理论值高约5%-10% 左右。当雷诺数Re越过1800时,f的值明显偏离经典层流理论值。     

矩形微槽道纳米流体沸腾传热压降特性研究

为研究纳米流体微尺度沸腾传热流阻及压降特性,文中以体积浓度为0.2%的水基Al2O3纳米流体为试验工质,在尺寸为0.6mm×2mm矩形微槽道中进行沸腾传热实验,建立实验模型,分析纳米流体沸腾传热两相摩擦乘子的影响因素及进出口压降组成,并将本实验的两相摩擦压降值与现有理论模型及参数修正后理论模型预测值进行比较。结果显示,在本实验给定的条件下,实验段两相流压降中88.6%为两相摩擦压降。与L-M模型相比,M-H修正模型和Z-M修正模型都能较好地预测实验结果。其中经M-H修正模型能更好地预测本实验的实验值,使得平均误差减小为21.2%,大大降低了原L-M模型的误差。     

微细多孔介质中流动及换热实验研究

本文对空气流过烧结微细多孔介质的流动和对流换热进行了实验研究。分析了不同颗粒直径条件下摩擦阻力系数与等效雷诺数的关系,并通过实验数据拟和得到了渗透率K和惯性常数F。结果表明:当颗粒直径比较大时,摩擦阻力系数的实验结果与计算关联式基本吻合;随着颗粒直径的减小,二者的差别增大。通过实验得到了微细烧结多孔介质内部体积平均对流换热系数,并与已有关联式的计算结果基本吻合。     

不同布置形式百页窗翅片通道热力性能的试验研究

本文以空气为介质,对四组百页窗式翅片通道的传热特性和流动阻力进行了试验研究。四组试验件的几何尺寸相同,只是翅片上百页窗的开窗段不同,分别是３ｍｍ、 ６．５ ｍｍ、前３ｍｍ后 ６．５ ｍｍ及各组开窗段间距交替为 ３ ｍｍ与 ６．５ ｍｍ。传热试验得出的四种试验通道 Ｎｕ～ Ｒｅ关系相同,而阻力则以开窗段间距 ３ ｍｍ的为最低。     

低温蓄冷器流动特性的理论分析和实验研究 第三部分:压降因子和摩擦系数

交变流动蓄冷器的压降因子和阻力系数对实际的工程计算、数值模拟及制冷机的设计有重要的意义 ,然而对低温交变流动蓄冷器的阻力特性一直缺乏系统的实验结果。文中给出了低温交变流动蓄冷器的压降因子及液氮温区交变流动蓄冷器摩擦系数的拟合公式 ,并为常温下的实验对比 ,对低温蓄冷器的设计提供了参考     

A Way to Reduce Pressure Drop in Once-through Micro-Evaporators

This investigation explores the possibilities to reduce the pressure drop of a single-channel micro-evaporator. The availability of micro-technology to create three-dimensional structures at a micro-meter scale opens opportunities to better control process conditions in once-through boilers. However, process miniaturization possesses some inherent drawbacks as well. Among others, the relatively large pressure drop in a micro-system makes it rather unsuitable for low-pressure applications. Especially in phase-change processes, the pressure drop may become large due to the expansion in small-sized channels. To address this drawback, flow boiling relations for small diameter tubes are first studied. These relations show a general form of the empirical correlations. Using this formulation, reduction factors could be deduced for the momentum pressure drop and friction pressure drop in case of a conical channel. These theoretically derived reduction factors show that the total pressure drop can be reduced significantly. The momentum pressure drop completely vanishes for outflow/inlet diameter ratios of 6.3 in the case of water. The friction pressure drop is reduced by a factor of ten at an outflow/inlet diameter ratio larger than four. An experimental comparison using a five-times diameter increase shows that the estimated reduction factor approaches the theoretically derived value for higher water supplies.     

两种内翅片管对流换热与阻力特性的实验研究

本文通过实验方法研究了当内翅片管几何尺寸及形状基本相同时,在内翅片上增加凸起对其换热和阻力的影响,并拟合出了所测参数范围内换热和阻力的实验关联式,结果表明在翅片管上增加凸起确实有强化换热的作用,同时阻力增加明显。通过对实验管综合性能的比较,发现增加凸起的换热管更适用于压缩机中冷器。     

三维内肋管内流态的划分及过渡流判据的实验研究

1前言三维内肋管（见图1）已在许多文献中进行了研究[1～7]。其中文献[7]首次提出了三维内肋管的流态划分问题，指出应按人工粗糙管的流态模式合理地划分为层流区、临界区、过渡流区和旺盛湍流区，且其相邻两区的转换雷诺数都应与肋的几何结构有关。文献[7]主要研究了该管达旺盛湍流时的雷诺判据。本文将着重研究该管达过渡流的雷诺判据。2实验装置与实验方法实验装置如图2所示。实验管几何结构见表1。1．鼓风机2．滤网3LWQ－15型气体涡轮流量变送器（或LZJ－15型玻璃转子流量计）4．XSF－40流量指示积算仪5．调压变压器6．直管段7．UJ…     

EXPERIMENTAL STUDY OF HEAT TRANSFER FROM A DISCRETE SOURCE TO A CIRCULAR LIQUID JET WITH ANNULAR COLLECTION OF THE SPENT FLUID

This study reports an experimental investigation of evaporative heat transfer and pressure drop of R-134a flowing downward inside vertical corrugated tubes with different corrugation pitches. The double tube test section is 0.5 m long with refrigerant flowing in the inner tube and hot water flowing in the annulus. The inner tubes are comprised of one smooth tube and three corrugated tubes with different corrugation pitches of 6.35, 8.46, and 12.7 mm. The test runs are performed at evaporating temperatures of 10°C, 15°C, and 20°C; heat fluxes of 20, 25, and 30 kW/m²; and mass fluxes of 200, 300, and 400 kg/m²s. The experimental data obtained from the smooth tube are plotted with flow pattern map for vertical flow. Comparisons between smooth and corrugated tubes on the heat transfer and pressure drop are also discussed. It is observed that the heat transfer coefficient and frictional pressure drop obtained from the corrugated tubes are higher than those from the smooth tube. Furthermore, the heat transfer coefficient and frictional pressure drop increase as the corrugation pitch decreases. The maximum heat transfer enhancement factor and penalty factor are up to 1.22 and 4.0, respectively.