绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 100
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 7462 条结果
[硕士论文] 王建礼
热能工程 中国石油大学(华东) 2005(学位年度)
摘要:本文首先将Date提出的求解N-S方程的完全压力修正(CPC)算法由结构化网格推广到非结构化网格上,编制了二维和三维同位网格程序,并利用有基准解的算例同常用的Rhie&Chow动量插值(MI)算法进行了对比。结果表明,非结构化网格的CPC算法要优于MI算法:①在相同的网格上,CPC算法精度较高,可得到MI算法得不到的现象;②CPC算法相对MI算法而言,对网格步长的敏感程度较低,这样就可利用较粗的网格获得较准确的流场信息;③CPC算法收敛速度较MI算法快,可节省50%左右的迭代次数。其次利用开发的程序,模拟计算了层流流态下横掠管束流场和管束换热与阻力特性。为了克服圆管管束阻力系数与换热强度之比较大的缺点,提出了用翼形管束来强化传热、减小阻力的思想。针对顺排和叉排两种情况,分别计算圆管和翼形管束的传热与阻力特性。结果表明,翼形管束换热效果明显优于圆管管束,在叉排时尤其显著。阻力特性方面,顺排时翼形管束阻力较小;叉排时阻力变化比较复杂,小雷诺数时圆管管束的阻力小于翼形管束,高雷诺数时大于翼形管束。因此,高雷诺数下,采用叉排翼形管束是有利的。另外,利用开发的程序,分析计算了管间距与管束散热的关系。结果表明,在给定阻力的情况下,存在最佳管间距,使单位体积换热量达到最大。而在给定空间和压力损失的条件下,存在最佳管子数目,使单位体积换热量达到极大值。为换热器的优化设计提供了参考。
[硕士论文] 德军
工程热物理 重庆大学 2003(学位年度)
摘要:本文首次报道了新型三维内微肋两相闭式热虹吸管的换热性能。分别对两种不同几何尺寸的该种热管(称之为T1管和T2管),以水、乙醇为工质进行了换热性能实验。 实验的工况范围是:热流密度q=5~32kw/m2,工作温度Tv=40~95℃,充液率R=20%~40%,倾角θ=2~90°(相对于水平线)。 实验结果表明三维内微肋热管的换热性能比光管有了较大的提高,具有优良的强化换热效果,与光管热管比,以水为工质、倾角为90度时,三维内微肋热管加热段平均换热系数he可以提高50.1%~238%;小倾角范围内(θ≤12°),平均换热系数he可以提高40.6%~171.6%;以乙醇为工质时,T2管加热段平均换热系数he可以提高75%~157%。三维内微肋热管冷凝段换热系数hc可以提高100.9%~222.3%;小倾角范围内(θ≤12°),平均换热系数hc可以提高42.5%~184.7%;以乙醇为工质时,T2管冷凝段平均换热系数hc可以提高76.1%~177.9%。 对实验数据进行回归分析,得到两种型式三维内微肋热管以水为工质时的换热关联式:T1管(倾角90度、充液率20%下)加热段Nue=Ar0.154Re0.4We0.054(ρv/ρ1-ρv)-0.114(Tv:40~95℃,qe:5.21~30.94kw/m2)冷凝段Nuc=2.203Nun(ps/pcr)0.0425(Tv:40~95℃,qc:5.61~31.82kw/m2)T2管(倾角8、12、90度、充液率20%下)加热段Nue=Ar0.274Re-0.981We0.668sinθ0.899(ρv/ρ1-ρv)-0.125(Tv:40~94℃,qe:5.11~24.75kw/m2)冷凝段Nuc=1.372Nunsinθ0.008822(ps/pcr)0.031(Tv:40~94℃,qc:6.14~29.7kw/m2)以上实验关联式与实验结果误差均在±10%以内。
[硕士论文] 杨久顺
动力工程 河北工业大学 2014(学位年度)
摘要:地源热泵技术是在能源与环境问题的大背景下迅速发展起来的一门充分利用可再生能源的绿色节能、无污染的既能用于冬季供暖又能用于夏季制冷的新型空调技术。浅层地源热泵技术被认为是能够有效利用地热能的技术,具有较好的经济性,地下埋管储热应用范围比较广泛,探索含湿土壤热湿迁移敏感性规律对于地下埋管在土壤储热问题上的优化设计及应用具有重要的工程实际意义。
  本文建立了研究土壤热湿迁移的一维试验装置。在含湿土壤的物理性质和水动力性质的理论和试验测试研究的基础上,分析得到不同初始体积含水率条件下含湿土壤热湿迁移的敏感性规律,并重点分析了土壤中水分的重力作用对迁移规律的影响;在试验基础上建立了相应的纯导热和热湿迁移模型,并利用FLUEN T模拟软件,采用有限体积法针对两种数值模型进行了求解。研究表明,低温储热条件下,水分的迁移不明显,导致土壤的物性变化较小,最终使得三种模型的数据结果相差较小;而在高温储热条件下,水分迁移使得各相传热传质过程中表现出多机制多效应的强烈耦合性,导致土壤的各个物性发生变化,尤其在近热源15c m范围内,水分迁移表现出明显的敏感性规律;当土壤初始体积含水率小于15%(饱和度为40%)时,储热整体温度场与初始含水率成正比,并且水分的重力迁移作用对于储热温度场的影响较小;初始体积含水率在25%(饱和度为67%)范围内,温度场随着含水率的增加逐渐增大,有利于土壤的储热,高于25%后土壤整体温度场随着含水率的提高增加不明显。高含水率工况下,由于温度和温度梯度引起的土壤水分蒸发扩散冷凝的迁移过程大大地被削弱,水分迁移引起的能量迁移影响作用减弱。
[硕士论文] 王浩祥
建筑与土木工程 哈尔滨工程大学 2015(学位年度)
摘要:滑油系统是现代航空发动机一个重要的子系统,其作用是连续不断的将足够数量的清洁滑油输送到发动机各传动部件,以减少机件的磨损,并带走摩擦产生的热量。错位翅片板翅式燃滑油换热器是滑油的冷却部件,同时还为燃油预热,其翅片能够促进流体的湍动,有效打破热边界层,错位翅片板翅式燃滑油换热器具有传热效率高、结构紧凑、轻巧而牢固等优点。目前,国内对错位翅片板翅式换热器流动特性和传热规律的研究尚未完善,理论及实验研究与国外存在巨大差距。
  本文对文献中错位翅片传热因子和摩擦因子的计算方法进行了总结和归纳,利用工质为气体和液体条件下的实验数据,对5种传热因子和摩擦因子计算式(4种计算式建立在工质为气体的条件下,1种计算式建立在工质为液体的条件下)的适用性进行了验证,结果表明以工质为气体的实验数据得到的计算式不适用于计算工质为液体时翅片的传热因子和摩擦因子,以工质为液体的实验数据得到的计算式也不适用于计算工质为气体时翅片的传热因子和摩擦因子。在此基础上,参考文献中传热因子和摩擦因子的计算方法,分别建立了工质为气体和液体条件下翅片传热因子和摩擦因子的计算模型。利用文献中的实验数据,选用最小二乘法、遗传算法和拟牛顿法对模型中的系数进行了拟合,结果表明最小二乘法在拟合错位翅片传热因子和摩擦因子时准确性最好,拟合出的计算式预测工质为气体时,翅片传热因子的最大误差为18.21%,平均误差为12.46%,摩擦因子的最大误差为18.03%,平均误差为9.44%;预测工质为液体时,翅片传热因子的最大误差为18.92%,平均误差为6.24%,摩擦因子的最大误差为13.51%,平均误差为4.7%。通过对换热器校核方法的研究,以本文拟合出翅片传热因子和摩擦因子的计算式为基础,建立了错位翅片板式换热器校核的数学模型,并利用C++语言,开发了程序界面,编制了校核软件。选用文献中的实验数据,对不同工质下校核软件的准确性进行了验证,结果表明该校核软件可以用于多种工况下,冷热流体两侧均有错位翅片的板式换热器的性能计算,且校核软件在校核换热器性能时,出口温度最大误差为9.48%,压降最大误差为9.59%,满足了工程上对换热器校核的要求。
[硕士论文] 秦长江
机械工程 湘潭大学 2015(学位年度)
摘要:双轴桨叶式干燥机具有结构紧凑,占地面积小,单位容积传热面积大等优点,目前在冶金、化工、食品加工等领域得到广泛应用。然而作为一种间接式加热干燥机其传热传质机理非常复杂,干燥机的设计参数主要凭经验选取,且操作参数主要依赖经验和反复实验来确定。目前缺乏能够有效指导实践的理论体系,导致干燥机的干燥效果很不理想,甚至难以满足干燥要求。因此,双轴桨叶式干燥机的传热传质机理和操作参数对干燥质量的影响是值得进一步深入研究的课题。
  由于影响双轴桨叶式干燥机传热传质的因素很多,诸多因素往往需要开展大量试验分析,甚至部分因素即使建立试验系统也无法有效开展研究。为了节省大量实验研究所需投入的人力、物力和成本。为此,本文以直铅硫尾矿为干燥对象,运用传热学和流体力学的相关理论,围绕双轴桨叶式干燥机的传热传质机理进行深入分析研究。内容包括建立CFD模型,基于FLUENT对双桨叶式干燥机筒体内的传热传质进行数值模拟,探究干燥机内载湿气体流动规律和硫尾矿物料的运动规律,揭示气固两相在干燥机内流场和温度场,以及不同桨叶轴转速和不同蒸汽温度对出料口物料含水率的影响规律。具体研究工作如下:
  1)直铅硫尾矿双轴桨叶式干燥机干燥过程理论分析。基于移动加热板的颗粒热传递模型,对直铅硫尾矿在双轴桨叶式干燥机内干燥过程传热传质进行了理论分析,为后续干燥机内传热传质的数值模拟奠定基础。
  2)双轴桨叶式干燥机内的气相单相流场、温度场及单个桨叶内流场的数值模拟。运用UG8.0软件建立了双轴桨叶式干燥机的三维实体模型,从传热传质机理分析出发,建立了双轴桨叶式干燥机的CFD模型,利用FLUENT对干燥机内的气相单相流场、温度场及单个桨叶内流场进行数值模拟。
  3)双轴桨叶式干燥机内气固两相流的数值模拟。基于步骤2)建立的CFD模型,利用FLUENT对双轴桨叶式干燥机内气固两相流进行数值模拟,以揭示不同桨叶轴转速和不同蒸汽温度对出料口物料含水率的影响规律。
  综上,本文的研究为双轴桨叶式干燥机的结构优化、操作参数合理选取和干燥品质提升提供了科学依据。
[博士论文] 王晓东
动力工程及工程热物理 天津大学 2014(学位年度)
摘要:近年来以中低温热能高效利用为目标的相关基础研究和应用研究,已经逐渐成为国际能源研究领域的热点。在低温热能回收利用技术领域内,有机朗肯循环技术成为近年来发展最快的热利用技术,也是国内外科技工作者关注的焦点。
  本课题以蒸发温度在100℃以下、系统净输出功在10kW以下的小型低温有机朗肯循环系统中工质泵的实际运行性能及其效率问题为切入点,建立了实验装置,对小型低温有机朗肯循环系统中的工质泵实际运行性能进行了实验研究。在此基础上,以减小有机朗肯循环系统工质泵的泵耗、提高朗肯循环系统的净输出功量和净输出电量为导向,提出了依靠重力增压、驱动的无泵小型低温有机朗肯循环系统,并在不同工质、不同运行工况、不同构建形式等条件下对该循环的循环性能进行了研究。最后,提出了以重力增压驱动有机朗肯循环为使用背景的小型反动式涡轮机,并对其进行了初步设计,分析了反动式涡轮机在不同几何设计参数和不同工质条件下的运行性能。
  为了明确工质泵在实际运行过程中的运行特性及其对系统整体性能的影响,在理论分析的基础上建立了实验装置,针对目前中低温有机朗肯循系统最常用的工质R245fa及容积式工质泵进行了实验研究。实验数据表明,使用R245fa为工质的低温有机朗肯循环工质泵,其最高等熵效率可到达70%左右;但合并了电机效率的工质泵机械效率低于30%;综合了等熵效率、机械效率、电机效率的工质泵总效率最高值不超过20%;低温有机朗肯循环系统中工质泵侧的实际效率远低于前期研究者在研究过程中所使用的取值。
  工质泵性能连续性动态实验研究表明,工质泵机械效率与被其泵送工质的流量密切相关,容积式有机工质泵的机械效率最高值出现在其体积流量最大的区域;在体积流量相同的情况下,工质泵进出口压差越大,工质泵机械效率越高;工质泵与驱动电机是否匹配,也是影响其效率重要因素,专门针对小型有机朗肯循环系统开发低转速、大扭矩的电动机,将会明显提高工质泵系统的效率。小型低温有机朗肯循环系统整体运行性能分析表明:工质泵等熵效率对系统朗肯循环效率具有重要影响:提高工质泵的等熵效率,会使系统朗肯循环效率获得明显提升;受工质泵总效率制约,有机朗肯循环系统部分负荷运行时存在容量调节下限,过低负荷运行将导致系统的净发电量为负值;在工质流量相同的情况下,小型低温有机朗肯系统的净发电量随工质泵总效率的升高而增加,随工质泵总效率降低而减小。对于使用电机驱动工质泵的有机朗肯循环系统,必须从循环系统净发电量层面分析、评价其实际运行性能,仅从系统净输出功层面分析将会导致对系统运行性能评价产生较大的偏差,甚至可能产生完全错误的结论;选择效率较高的工质泵或通过其他技术手段提高既有工质泵的总效率,将会提高系统的循环净发电量,改善有机朗肯循环系统的运行性能。
  为了解决现有小型低温有机朗肯循环系统中工质泵泵耗较大而导致的系统整体运行性能低下的问题,提出了重力驱动低温有机朗肯循环。选取R113,R123,R134a,R152a,R227ea,R236fa,R245fa,RE347mcc(HFE-7000)八种有机工质作为研究对象,对其在小型重力驱动低温有机朗肯循环系统中的循环性能进行了分析研究。相比传统由泵增压的有机朗肯循环系统,重力驱动有机朗肯循环系统在相同工况下的系统输出净功值更大,因此其朗肯循环效率更高。重力驱动所需增压高度随蒸发温度升高而增加,随冷凝温度升高而减小,但蒸发温度的变化是决定增压高度变化的主因素。系统净输出功在10kW以下的小型重力驱动朗肯循环系统,运行过程中管道内的整体阻力较小,主要的压力损失产生在上行蒸汽管道内,随着系统容量的增加,蒸汽管道的压力损失将快速增加。干工质更适用于重力驱动有机朗肯循环,R113、R123、R245fa、RE347mcc四种干工质的重力增压高度和循环效率综合性能较好。其中R113所需重力驱动高度最低,在冷凝温度35℃、蒸发温度100℃时所需重力增压高度仅为24.6 m,朗肯循环效率在10%以上。与传统工质泵驱动有机朗肯循环系统不同,在重力驱动有机朗肯循环系统中加入回热器,系统的循环效率提高幅度不大。
  在重力增压有机朗肯循环系统中,非共沸混合等熵工质的性能与纯等熵工质存在明显差别,在设定工况下,其循环效率并非最高,但具有相对较小的膨胀压比;对应相同的效率和膨胀压比,存在多组不同的质量配比;通过改变非共沸混合工质的组份配比,可使混合工质满足不同空间高度要求;相同效率要求情况下,混合工质完全可取代其他纯工质,成为重力增压驱动有机朗肯循环系统的优选工质。
  以小型重力驱动低温有机朗肯系统为应用背景,从动力学角度切入,推导出了理想条件下反动式涡轮机的转速、扭矩和功率方程;获得了以“长径比”为变量的反动式涡轮机的最高效率曲线方程;获得了以无量纲扭矩为变量的无量纲参数设计方程组。设定工况下,涡轮机运行性能分析结果表明:随着涡轮机转速的增加,涡轮机的输出功率和效率均存在先增加后下降的总体趋势;在相同转速条件下,使用不同有机工质的涡轮机的功率和效率水平存在明显区别;在低转速区域,不同工质之间的效率区别较小,而在高转速区域,工质之间的效率差别明显增大;在低转速区涡轮机效率越高的工质,在高转速区域其效率越低。
[博士论文] 王秋香
工程热物理 天津大学 2014(学位年度)
摘要:随着微系统与纳米技术的飞速发展,微型换热器的研发受到广泛关注,并已成功应于用微电子元器件,微电子机械系统以及微型医疗设备等领域。微型换热器技术被认为是换热器领域有发展潜力的新一代换热技术,其传热机理研究也是热能传递与动力转换以及强化传热节能技术领域的重要研究方向。
  微型换热器具有体积小、单位体积换热面积大、单位体积换热量大、高耐压、节约金属材料等优势,结构紧凑,具有较高的传热系数。再被动地增加传热面积来提高换热性能已经意义不大,而需要探索一种新的微尺度传热强化方法或模式。既能保证较高的传热系数,又能较好地克服流动死角,换热器温度分布不均,横向流动冲刷破坏管束等缺陷。
  本文的创新在于,第一:提出了一种新型微管换热器,即冷热微管交错分层排列浸没在有中间介质的绝热腔体内,并对该微结构下单对冷热管浸没在绝热圆柱腔体内的流动与传热机理进行了研究;第二:揭示了冷热微细管组的振动强化传热机理,提出了振动强化换热无量纲关系式,给出了振动强化换热的投入与收益的综合评价指标;第三:根据实验结果与数值模拟结果的对比,提出了考虑三维效应的冷热微细管间自然对流换热的Nu预测关联式。
  首先,通过实验和LBM数值研究了单对冷热微细管组腔体内静止状态下的换热性能。具体分析了冷热微细管间自然对流换热性能和微细管内的流动传热特性,影响因素包括冷热管布管方式、管内流速、冷热源温差等。并将实验结果与LBM数值模拟结果做了对比分析。主要结论如下:
  (1)静止状态下单对冷热微细管的性能实验结果表明:微管内外都用水作介质的整体传热系数400-800W/(m2·K)。用极差法分析得出冷热管布置方式对整体传热性能的影响最大,冷热源温差次之,管内流量最小。在不同的布管方式下,整体换热性能随着冷热源温差的增加程度略有不同,热管在冷管下方的布管方式(热下)提升最多,热管在冷管上方的布管方式(热上)次之,冷热水平布管方式最后。明确了微管内层流换热需要考虑入口段效应。管内流动阻力系数可以用常规尺度经典公式计算,但是层流向湍流过渡的临界雷诺数由2300提前到2000。
  (2)本实验的研究结果表明,冷热管外自然对流努塞尔数Nuo不仅与冷热管间的瑞利数 Ra1有关,还与冷热管布管方式,冷热源温差,中间流体普朗特数 Pr有关。实验结果与LBM数值计算结果表明:冷热水平布置的实验结果与模拟结果吻合较好,而热上、热下两种布管方式相差略大。研究认为热上和热下这种布管方式腔体内实际自然对流换热与理论二维模拟不同,存在沿冷热管轴向的三维流动,实际自然对流可能是三维螺旋的而不是二维平面的。通过最小二乘法提出了考虑三维效应的冷热微细管外自然对流Nu预测关联式,实验值与预测值偏差在-10%-+10%之间,平均误差在4.3%-14%之间。
  其次,实验研究了冷热微细管在中间流体内施加微小振动的强化传热机理。具体研究了振动频率、振幅、冷热管布管方式、冷热源温差、管内流量等因素对冷热管间混合对流Nu的影响,并与以往文献做了对比研究。主要结论如下:
  (3)本实验条件下,振动实验的整体传热系数500-1200W/(m2·K)。低频振动下管外混合对流Nu都是随振动频率的增加而增加,但对热下,热上,冷热水平三种布管方式,Nu随振动频率增加的程度不同,冷热水平程度最大,热上次之,热下最小。
  (4)提出了无量纲振动强化传热关联式,与1964年Lemlich最早提出的单管振动强化关联式相似,表明振动强化传热的倍数h/ho是振动引起的强迫对流项与自然对流项比值0.40.60.26Rev(A/D) Pr Ra的S形曲线函数。相同自然对流强度条件下,振动越强,传热强化倍数越高;相同振动强度下,自然对流越弱,传热强化倍数越高。实验结果表明:振动引起的强迫对流项与自然对流项比值太小,当小于20时,振动强化倍数几乎为1;大于20时,振动强化传热倍数急剧上升。拟合曲线预测值与实验值的h/ho平均误差为6.2%。该换热结构下预测振动强化最大倍数6.16,S曲线较平缓,强化倍数急剧增长的起点在20-30之间。
  (5)通过定义振动强化传热量与输入功率的比值评价指标Sy,对该微管换热结构的传热性能进行了综合评价,当输入功率Psr=1 W时,收益为1.7×104W。在输入Psr<1W,在实验范围内收益随振动输入功率的增加而减小。
  另外,采用多格子LBM数值方法和直接力嵌入边界LBM数值方法分别研究了封闭方型腔体和圆形腔体内冷热微细管间的自然对流换热。具体讨论了瑞利数Ra,腔体旋转角度A,腔体边界条件,腔体形状等对整体换热性能的影响。提出了绝热圆形腔体内冷热微细管间Nu和Ra, Pr的准则关系式,并与实验结果进行了对比分析。
  最后根据研究中发现的一些问题和不足,提出了后续研究和改进的方向,以期能更系统地指导微型换热器设计。
[博士论文] 万建龙
工程热物理 华中科技大学 2016(学位年度)
摘要:微燃烧器的尺寸很小,面体比很大,这分别使得燃料停留时间很短和散热损失很大,从而导致火焰易失稳和熄灭。为提高微小尺度下火焰稳定性,采用经典的流体回流和热回流稳燃方法,开发了微小钝体和凹腔燃烧器及带平板稳燃器的微小热回流燃烧器。对这些燃烧器内多种效应(传热、传质、流动和燃烧化学反应)的耦合作用对火焰稳定性的影响进行了深入系统的研究。
  本文首先研究了微小钝体燃烧器内氢气预混火焰燃烧特性,结果表明钝体后形成的回流区能很好的锚定火焰,使得火焰稳定性大大增强,从而得到较大的火焰吹熄极限。然后考察了钝体的几何参数和壁面材料对火焰吹熄极限的影响。钝体形状对火焰吹熄极限的影响较大,这主要是因为钝体形状对回流区大小和火焰锋面所受剪应力影响较大。钝体大小对吹熄极限也有显著影响,结果表明吹熄极限随阻塞比的增大而增大。这主要是因为较大钝体后的回流区较大,从而使得其吹熄极限也较大。对于由石英、不锈钢和SiC制成的微小钝体燃烧器,石英燃烧器的吹熄极限最大,而SiC燃烧器的吹熄极限最小,这时吹熄极限主要由流场和散热损失的耦合作用决定。通过实验和数值模拟对有无钝体燃烧器内的甲烷预混火焰进行了研究。结果表明在无凹腔的直通道内只能观察到倾斜火焰,而微小钝体燃烧器在较大进气速度时依然能出现稳定对称的火焰,其吹熄极限是无钝体燃烧器的两倍左右,这些说明钝体稳燃效果良好。当进气速度较大时,火焰会发生夹断现象而吹熄。研究了微小凹腔燃烧器内氢气预混火焰燃烧特性。结果表明凹腔内形成的回流区、低速区和下游壁面附近的边界层能增强火焰稳定性。当进气速度增大到一定程度时,火焰顶部会发生分裂现象,为便于定量比较定义了火焰分裂极限。由于凹腔内回流区和低速区的大小随长深比的增大而增大,这使得火焰分裂极限也随之增大。材料的导热系数和通道间距对火焰分裂极限也有显著影响,结果表明火焰分裂极限随导热系数和通道间距的增大都是先增大后减小,分析表明此时火焰分裂极限主要由传热和流场的耦合作用决定。适中大小的导热系数和通道间距有利于此燃烧器内的火焰稳定性。对微小凹腔燃烧器内甲烷预混火焰燃烧特性进行了实验研究。结果表明在微小凹腔燃烧器内易出现稳定对称的火焰,且其吹熄极限是相应火焰燃烧速度的数倍,这些说明凹腔有很好的稳燃能力。分析表明凹腔内的低速区、壁面的预热作用和凹腔内局部当量比较大的区域这三者的耦合作用有利于火焰的稳定性。当进气速度较大时,火焰锋面在凹腔斜壁面与随后水平壁面之间的拐点处被拉断而被吹出燃烧室而发生熄灭。另外,通过改变压力、材料的导热系数和通道间距进一步研究了燃烧化学反应、传热和流场的耦合作用对火焰稳定性的影响。结果表明火焰吹熄极限随着压力的增大先增大后降低。这主要是因为压力适中时的火焰根部的锚定能力较强,且火焰锋面所受剪应力较小。而吹熄极限随导热系数的增大先减小后增大,这主要是因为不同导热系数时热回流效应的差异使得火焰锋面与拐点的距离随导热系数的增大先增大后减小。此外,通道间距的变化也会显著改变传热效应。由于通道间距较大时对来流气体的预热作用较好,火焰根部的散热损失也较小,使其吹熄极限较大。为了更好地发挥流体回流和热回流各自或耦合的优势,开发了一种带平板稳燃器的微小热回流燃烧器。结果表明此结构能较大提升火焰稳定性。对于铜质、不锈钢和SiC三种燃烧器,此时火焰吹熄极限主要是由热循环效应决定,而热循环效应受材料的导热系数影响较大,较大导热系数的材料有利于火焰稳定性。另外,吹熄极限随平板稳燃器长度的减小先增大后减小。这是因为此时吹熄极限主要由热回流和流场两者耦合作用决定。适中长度的平板稳燃器后回流区较大、火焰根部所受剪应力较小和热回流效应较好,这些有利于火焰的稳定。
[硕士论文] 张振江
流体机械及工程 南昌大学 2016(学位年度)
摘要:本文针对目前国际上相变材料余热回收装置PCM传热性能差,不能及时储存和释放工业余热,使相变工业余热回收装置储存和释放双方在时间和强度上存在不匹配的技术瓶颈,研究提出了相变微纳米胶囊悬浮流体微通道高效余热回收装置和相变微胶囊悬浮往复运动式高效余热回收装置,基于多场协同强化传热理论,研究了相变微纳米胶囊悬浮流体微通道高效余热回收装置的相变微胶囊近壁面微对流形成机制、微对流与相变潜热的余热回收的强化传热机理及其工业应用前景,明晰了影响其强化传热的关键调控参数,研究了关键调控参数对余热回收过程的影响,为二种新型余热回收装置工业化应用奠定了科学的理论基础。
  本文基于多场协同强化传热理论,研究建立了描述相变微胶囊悬浮流体余热回收的强化传热的理论模型,针对目前广泛采用的离散相模型与等效比热法的数值模拟法模存在的不足,研究建立了基于流体体积法与固化融化模型的喷射多相流数值模拟方法,该方法不仅能真实反映相变微胶囊固化相变释能与融化相变储能过程,而且能准确预测相变微胶囊与周围载流体的微对流形成过程,微对流和相变潜热强化传热过程,为揭示相变微纳米胶囊悬浮流体微通道高效余热回收装置的微纳米胶囊悬浮流体余热回收强化传热机理奠定了理论基础;无相变普通粒子和有相变相变微胶囊粒子在静止、粒子与载流体无相对运动的移动粒子和粒子与载流体有相对运动的移动粒子三种工况下传热对比模拟分析研究结果表明:提高微通道雷诺数,可以增强微胶囊粒子背流面的微对流,同时,有相变相变微胶囊粒子在固化和熔化相变过程也会在微胶囊粒子背流面形成微对流,相变微胶囊粒子强化传热的直接驱动力就来源于此微对流效应,微对流效应越强,强化传热效果越强;微胶囊与载流体有相对运动时,相变微胶囊表面对流换热系数最大,强化传热效果最佳,相对于静止无相变微胶囊,其强化传热效果增大约20倍。相变微胶囊的相变潜热和相对运动能起到大幅强化传热作用,且在相变微胶囊与载流体有相对运动条件下,其相变潜热诱发的强化传热效果达到最佳状态;通过微通道高效余热回收装置通入纯载流体、普通微胶囊及相变微胶囊微流体的余热回收的对比分析,发现相变微胶囊悬浮流体可以使余热回收装置起到明显的强化传热效果,使工业余热储存的最大强化传热因子高达70.91,而工业余热释放的最大强化传热因子高达64.32,不仅使余热回收装置的余热回收能力大幅提高,而且使余热回收装置熔化相变储能速度和固化相变释能速度大幅增加,且在不到1秒时间内,可使余热回收被加热流体升温4.46℃,可有效解决目前国际上相变材料余热回收装置PCM传热性能差,不能及时储存和释放工业余热,使相变工业余热回收装置储存和释放双方在时间和强度上存在不匹配的技术瓶颈,为我国工业余热高效回收利用提供技术支撑,具有广泛的工业应用前景。
[博士论文] 陈子云
动力工程及工程热物理 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:电气体发电作为一种热能直接转换为电能的发电方式,因其系统结构简单、无机械运动部件、维修要求低和热源适用性强等优点而极具发展潜力,最有希望成为新一代高效低碳环保的发电方式之一。但是,电气体发电过程不仅存在流场、荷电粒子场和静电场的耦合,同时还存在气体宏观流动和荷电粒子输运的相互作用,是典型的多场耦合的气固两相复杂流动过程。全面系统地分析发电过程两相流动特性、能量转换规律及其影响因素,为提高电气体发电能量转化效率和广泛应用提供理论基础和依据。目前,电气体发电研究还处于基础理论研究和模型试验阶段,还有很多复杂物理现象和技术问题需要研究解决。为深入理解电气体发电器内部各种物理过程及现象,提高发电循环效率,本文理论分析了电气体发电Brayton循环,利用计算流体力学软件数值模拟了具有热添加的电气体发电通道内多场耦合的气固两相流动,构建和分析了有热添加和回热的新型电气体发电循环系统,探索了具有热添加的电气体发电过程气固两相流动和传热特性,论证了热添加引起的非绝热膨胀流动对于提高电气体发电效率的可行性。
  本研究主要内容包括:①基于热力学理论,对电气体发电Brayton循环热力过程进行了理论分析,理论上论证了对发电通道内流动过程进行热添加能够提高循环热效率。建立电气体发电循环理论计算公式,分析了工作气体参数和循环系统各部件的性能对循环热效率的影响。结果表明,回热器的性能对整个循环过程性能影响很大,增压比较小时,回热效果较好的循环热效率较高。当增压比大于最大输出净功量所对应的增压比值时,回热效果较好的循环热效率反而小。增加电气体发电器的电转换效率或者降低增压比可以有效的增加循环能量效率。相比压缩机,电气体发电器的性能对循环性能的影响更大。提高回热器性能可以缩小电气体发电器与压缩机性能对循环热效率的影响差别。②针对电气体发电能量转换通道内流场、荷电粒子场和静电场耦合作用下的气固两相复杂流动特性,利用计算流体力学软件 FLUENT,模拟研究了荷电粒子传输特性和流体宏观性能参数的变化,对比分析了发电能量转换过程中的绝热流动和由热添加引起的非绝热流动之间的差异,分析讨论了不同热添加方式和不同区域进行热添加对气体和荷电粒子运动的影响。模拟结果表明发电能量转换通道内出现激波对气体加速和荷电粒子速度影响很大。由热添加加入的热量转换成气体的内能和气体的动能,从而增加粒子的速度,输出更多的电能。增加荷电粒子流量一方面会增加电荷密度,另一方面会降低荷电粒子速度,对于给定边界条件的电气体发电能量转换器,输出电流存在一个最大值。相比对整个流道加热,渐缩段加热使得更多的热量转换成了气体的动能,从而提高了荷电粒子的速度。对于壁面热传导的热添加方法,增加了壁面附近的气体速度和气体温度,热量很难传递到主流区。对于内热源加热的热添加方法,增加了整个流道区域的气体速度和气体温度,从而增加了荷电粒子的速度。③采用双流体模型对电发通道内多场耦合的气固两相流动物理过程进行数值计算,研究了不同的荷电粒子参数和热添加对两相流动的影响。结果发现,增加荷电粒子体积分数时,更多的气体内能转换成了荷电粒子动能,从而输出更多的电能。气固两相音速明显要低于单相气体音速,两相音速随着荷电粒子体积分数的增加而减小。此外,荷电粒子体积分数对发电通道内的电场强度影响很大,体积分数大小受到发电通道电击穿强度的限制。减小荷电粒子直径和增加荷电粒子进口温度可以增加输出电流。对电气体发电能量转换通道内进行热添加增加了整个流道区域的气体速度和气体温度,从而增加了荷电粒子的速度,增加输出电能。对荷电粒子进口温度较高的电气体发电通道内进行热添加,气体内能和输出电流增加效果更明显。④构建了有热添加和回热的新型电气体发电循环系统,依据数值模拟结果的工作气体参数,分析了热添加及不同热添加方式对发电循环热效率的影响,结果表明,循环净功量和循环热效率都随着电气体发电器进口温度的增加而增加。通过对电气体发电器进行热添加能够有效提高发电循环净功量和循环热效率,净功量和热效率都随着热量 Q的增加而增加。相比壁面热传导加热方式,内热源加热的方式使循环热效率增加效果更显著。加热渐缩段和提高荷电粒子温度能更有效的增加电气体发电循环的净功量和热效率。
[硕士论文] 李善良
动力工程及工程热物理 重庆大学 2013(学位年度)
摘要:为了满足日益严格的排放法规,缓解石油危机,开发更先进的内燃机技术和寻找合适的替代燃料成为整个内燃机界研究的方向。以均质压燃着火(HCCI)燃烧为代表的高效清洁燃烧方式成为国内外研究的焦点。近年来,二甲醚由于其优良的着火性能作为柴油机替代燃料的研究引起了人们的关注。但是二甲醚HCCI燃烧存在着火时刻和燃烧速率控制困难、运行范围狭窄、HC和CO排放高等缺点。为了解决HCCI燃烧面临的实际问题,各种不同的技术手段在HCCI研究中得到了广泛的应用。废气重整再循环(REGR)是一种废气再循环(EGR)与车载燃料重整相结合的技术,综合利用了两者的优点,可以更好的控制HCCI燃烧。本文从热力学角度对二甲醚水蒸气重整进行了分析,并且利用CFD与化学动力学模型耦合的数值模拟方法,研究了REGR对二甲醚HCCI燃烧过程和排放的影响。
  本文首先对二甲醚水蒸气重整进行了热力学分析,分析了重整体系的热效率;计算了主要反应的化学平衡常数随温度的变化关系;确立了反应体系的独立方程并计算了在不同温度、压力和水醚比等反应条件下,二甲醚转化率、二氧化碳选择性以及平衡时各组分的浓度。结果表明:二甲醚重整气(DRG)比二甲醚最高可以增加15.45%的低热值;二甲醚在温度大于473K、水醚比大于2时具有很高的转化率,平衡浓度接近于零,DRG中主要成分是H2、CO和CO2,其中氢气含量最高,最大浓度为72℅;二甲醚中碳元素在高温、低水醚比时主要生成CO,在低温、高水醚比时主要生成CO2;压力对反应平衡浓度影响甚微。
  接着,应用零维单区模型结合二甲醚详细化学反应动力学机理,对二甲醚的主要氧化反应路径进行了分析,计算分析了EGR、DRG和REGR对燃烧过程的影响,并从化学反应动力学角度详细分析了DRG各组分对燃烧过程的影响机理。研究结果表明:EGR降低了缸内放热率和压升率,降低了缸内温度和压力,减小了发动机的指示功,延迟了着火时刻;DRG增大了放热率和压升率,使缸内温度和压力升高,提高了发动机的指示功,并且延迟了着火时刻;DRG中H2对着火时刻的延迟起主要作用,它主要是通过在低温反应阶段与二甲醚争夺OH来抑制二甲醚的脱氢放热反应,从而降低了低温反应的放热量,最终导致着火时刻延迟;REGR使EGR和DRG优势叠加、劣势互补,通过调整两者之间的比例可以有效的控制二甲醚HCCI燃烧的着火时刻,并且能在一定程度上拓宽发动机的负荷范围。
  最后,在二甲醚详细化学反应动力学模型中加入了NOX生成机理,并且利用三维CFD模型与之进行耦合计算,研究了REGR对二甲醚HCCI燃烧过程和排放特性的影响。研究结果表明:HCCI燃烧在低温和高温反应过程中的温度分布都不均匀,低温和高温反应结束后又都趋于均匀。低温反应首先发生在压缩余隙和凹坑区域,REGR对低温反应局部开始时刻和位置没有影响;高温反应开始于燃烧室内核区,REGR使高温反应开始时刻延迟。DRG可以降低CO和HC的排放,但是增加了NOX的排放,而EGR增加了CO和HC的排放,但是降低了NOX的排放。因此,在采用REGR技术时可以通过调整DRG和EGR比例来有效的控制发动机的排放。
[硕士论文] 钱锋
热能工程 哈尔滨工业大学 2008(学位年度)
摘要:喷动床是工业上应用非常广泛的干燥设备,床内由轴向射流形成有规律的气-固两相流动。随着计算机技术的飞速发展与计算方法的不断改进和完善,数值模拟方法已经成为研究流态化过程的重要手段。
  本文采用Euler-Euler双流体模型,应用标准k-ε双方程模型处理气体湍流流动,对喷动床内的气固两相流动过程进行了模拟计算。采用不同的摩擦应力模型考虑喷动床内高颗粒浓度区域内颗粒间的持续接触与摩擦作用。并对典型喷动床的两种主要改进床型,即喷动流化床与带导向管的喷动床的床内流动进行了模拟计算。
  计算得到了喷动床内由静床层到形成稳定三区喷动过程的规律,床内最终形成三区流动状态,即高速上升的低颗粒浓度喷射区,低速下降的高颗粒浓度环隙区,及颗粒喷射与下落的喷泉区。计算得出床内颗粒空隙率分布规律与实验数据吻合,并得到了颗粒速度、温度等流动参数。
  喷动流化床从倒锥体底部通入流化气体,使该区域内气固接触更为充分,颗粒运动更加激烈。流化气采用底面法线方向入射时作用效果较好。导向管的引入使喷动床内的流动分区更加明显,各区域内颗粒运动更为均匀。气固相间接触主要发生在导向管内,导向管出入口附近也存在着较为剧烈的两相流动。
[硕士论文] 李婧
热能工程 南京航空航天大学 2012(学位年度)
摘要:在CFD计算中,能快速、高效的生成网格将大大提高计算精度、节约计算时间。特别是在复杂计算域求解的过程中,则更需要这样的方法。本文开发一套系统,可以方便地建立参数化三维模型,实现了友好的人机交互,可以简单快速地完成CFD前处理过程,从而能够达到直观展示产品三维结构、缩短研制周期的效果。在完成构建模型的基础上,本文开发了一套网格生成系统,本文采用Delaunay算法,实现了对二维、三维计算域网格划分,最终生成一套非结构网格。
  本文主要有以下内容:
  1本文基于OpenGL,通过对简单几何形体(如长方体、圆柱、圆锥等)的定义、数据表述,经过基本形体的布尔运算,最终准确描述复杂三维形体,实现了三维模型的显示和交互。
  2、本文通过定义三维形体构建的参数化脚本语言,能够方便描述形体几何结构。提供从构建模型到生成网格的有效途径,实现简单快速地完成CFD的前处理工作。
  3、本文采用采用Delaunay非结构网格生成算法对计算域进行非结构网格划分,用户可以控制网格参数,最后保存网格数据。本文最后以简化的燃烧室火焰筒为模型,构建了其三维模型,并在其计算域生成网格。
[硕士论文] 王碧霄
热能工程 河北工业大学 2009(学位年度)
摘要:在能源工程领域中,传热过程的强化是备受关注的问题。清华大学的过增元教授提出了场协同理论,运用变分方法导出了层流对流换热场协同方程,并指出改善速度场与热流场的协同程度可实现对流换热的强化,而在工业中的液体降膜流动换热具有的小流量、高换热系数、高热流密度、结构简单、动力消耗小等优点。
   本文基于场协同理论,设计制造了弹簧扰流丝对片式散热器的内部流道强化传热进行了研究,最佳扰流丝可提高热效率12.71[%],并运用数值模拟计算和实验相结合进行换热效果的验证。同时,运用降膜理论,对片式散热器的外部进行强化散热实验,得出最佳的间隔降膜蒸发方案,可提高热效率32.26[%]。
   针对上述两类实验进行理论分析,同时对片式散热器内、外两部进行强化换热实验,得到强化换热的最佳效果,可提高热效率39.7[%]。同时依据实验数据拟合出降膜换热系数与净散热量和间隔喷淋密度的关系式:hm=0.2311q2.0486γ0.0094.前提条件为:400w≤q≤800w,0.276≤y≤1.835 ml· m-2·k-1·min-1.
[硕士论文] 付全荣
太原理工大学 2010(学位年度)
摘要:多孔泡沫金属是近几十年发展起来的一种兼具功能和结构双重属性的新型工程材料,是一种由金属固体骨架和连续或不连续的孔构成的功能性材料。其具有优良的力学、热物理、电学和声学等特性。多孔泡沫金属分为开孔和闭孔两种形式。其中开孔泡沫金属在强化传热技术中具有以下特点:(1)质量轻、强度高、硬度大;(2)比表面积大,这使流体流过时可得到很大的接触面积,将热量传递给泡沫金属固体骨架,从而储存能量强化传热;(3)与流动方向相垂直的孔棱可将边界层隔断并使流体相互混合,强化流体湍流程度;(4) 开孔是相互连通的,充分利用了所有的面积。因此开孔泡沫金属可用来制造质量更轻、更加紧凑、传热效率更高的换热器。
   多孔泡沫金属作为一种新型功能材料,其性能目前还处于研究、开发阶段,还未得到广泛应用,本文着重进行泡沫金属填充套管换热器内流体流动和传热的研究。主要研究工作:
   (1)多孔泡沫金属性能的理论研究,重点对描述泡沫金属的基本参数进行了理论分析,得出了表示泡沫金属中流体流动的流动参数,为实验和数值模拟提供理论依据。
   (2)多孔泡沫金属强化传热实验研究,设计了泡沫金属填充套管换热器实验装置及其传热数据采集系统,将泡沫金属填充在内管中。
   (3)对泡沫金属填充套管换热器传热采用有限体积法进行数值分析,通过Gambit建立了实验中套管换热器装置的三维模型,并通过Fluent对其流体流动及传热特性进行分析。
   经理论分析、实验研究和数值模拟结果如下:
   (1)数值模拟结果与实验结果吻合,传热速率和压降均随孔密度或流速的增大而增大。其中填充铝泡沫后压降虽大于空管,但强化传热效果显著。通过对换热器压降和传热性能的综合分析,得出填充铝泡沫后换热器的综合性能比普通套管换热器更好。
   (2)对泡沫金属填充水-水套管换热器的数值模拟,分析了孔隙率、雷诺数、管径、基体材料等对换热器内的流动和换热的影响。结果显示泡沫金属的换热能力和流动阻力随孔隙率的减小而增大,随雷诺数的增大而显著增大;对于压降:当基于渗透率的雷诺数()小于20时,主要受渗透率的影响,当超过20时,主要受惯性系数影响;不受管径大小、泡沫金属材料的影响,这说明压降主要由泡沫金属固体骨架的三维结构引起而非管壁摩擦所致;对于换热:随着雷诺数、管径或基体金属传热系数的增大,总传热系数也显著提高。但当雷诺数超过10000后,总传热系数的提高显著变小并开始趋于稳定。
   (3)引入热阻和泵功率对填充泡沫金属后的套管换热器的综合性能进行比较,引入性能因子,得出填充泡沫金属后,换热器效率明显提高。
   研究结果可为泡沫金属填充套管换热器内流体流动和传热特性分析提供可靠依据,对过程强化技术及高效换热器的优化设计也有着重要的意义。
[硕士论文] 王茜
动力工程及工程热物理 重庆大学 2013(学位年度)
摘要:随着化石燃料消费的日益增长,在工业生产中,余热能源是普遍存在的。因此,对低品位废热能的利用也成为了人们关注的焦点。而超临界有机朗肯循环(SORC)是对低温余热回收利用的一种有效途径。但目前还没有见到关于喷射式抽气回热的超临界有机朗肯循环(RORC)研究的报导。
  本文建立了超临界有机朗肯循环系统热力循环模型。讨论了在不同膨胀机进口温度,不同膨胀机进口压力、不同冷凝温度以及不同工质条件下泵功对于超临界有机朗肯循环系统性能的影响。研究表明SORC中膨胀功输出有相当一部分用作泵功消耗了,没有充分地转化为系统净功输出。为此将喷射回热器引入超临界有机朗肯循环系统中,期望减少泵功消耗。
  本文建立了喷射式抽气回热的超临界有机朗肯循环模型,以经典喷射器理论为基础,利用EES工程计算软件编写喷射器的优化计算程序,并进行喷射器内相关热力计算和分析。讨论了工质为R123,带喷射器的超临界有机朗肯循环特性。采用EES工程计算软件模拟分析了抽气压力、膨胀机进口温度、进口压力和冷凝温度对系统净输出功和热效率的影响,并比较使用喷射器前、后超临界有机朗肯循环系统的不可逆损失。
  对适应于带喷射器超临界有机朗肯循环系统的工质分别从工质的工作效率、安全性和环保性进行了筛选,选择8种工质进行了分析。在膨胀机入口温度340~550K范围内,分析对比了它们在两个系统下的净输出功、泵功和热效率,以及同一循环参数条件下的不可逆损失等。
  本文的研究成果将为SORC和RORC的设计、运行提供理论依据。
[硕士论文] 孙文浩
动力工程 华中科技大学 2013(学位年度)
摘要:在当前能源形势紧张的环境下,为了提高能源的利用效率,特别是燃烧能源的利用率,比较有效的方法就是使用蓄热式燃烧技术:回收烟气的低温余热。而长明火点火枪作为蓄热式燃烧器中的一个关键部件,其作用是在换向燃烧时能够保证点火的可靠性,避免出现点火的问题。长明火点火枪在压力波动明显和低氧的烟气环境中火焰的稳定性,就会对蓄热换向燃烧的可靠性有很大的影响。
  长明火点火枪作为一个比较小的部件,一直没有专门的关于这方面的一些研究。不过火焰分析和优化的一些基本手段和其他的领域都是相同的,可以把点火枪看成一个小型的燃烧器,使用数值模拟和实验的方法进行优化设计。
  本文首先对燃烧数值模拟方法和火焰稳定性技术进行了一些研究。确定本文的技术路线,就是利用数值模拟和实验相结合的方法,对点火枪进行优化设计和火焰稳定性分析。具体模拟和实验的主要内容如下:
  (1)系统的介绍数值模拟方法和火焰稳燃的一些技术,关于数值模拟中一些流动模型、气体燃烧模型、辐射模型等模型的选择;关于火焰稳燃中回流区的应用;
  (2)先搭建试验台架对不同结构稳焰罩的点火枪进行点火试验,进行的实验的控制的工况有不同甲烷量、不同空气过量系数、不同的稳焰罩长度、不同稳焰罩直径。进行试验的工况共有大概96种,对这些工况进行试验并记录结构便于分析和对比。
  (3)进行不同结构稳焰罩的点火枪的数值模拟,首先进行对比的工况是不同稳焰罩的直径、长度,共9中工况的对比。然后选取一种结构的稳焰罩进行不同空气过量系数的对比。
  (4)对试验结果和数值模拟的结果进行对比分析,使用唯一变量的方法进行分析。对比变化单一工况时火焰的变化情况,从中选择火焰特性和稳定性较好的工况,为点火枪的优化提供建议。
[硕士论文] 朱东祥
动力工程 华中科技大学 2013(学位年度)
摘要:随着现代内燃机升功率不断提高,热负荷成为内燃机首要要面临的问题,这促使出现了内燃机高温冷却系统。高温冷却的核心是利用沸腾传热的高换热能力,有效减小内燃机零部件温度梯度,提高其可靠性,同时还可以改善内燃机的经济性、动力性和排放特性。由于内燃机缸盖冷却通道沸腾换热比较复杂,本文利用水平矩形通道对其简化,开展缸盖冷却通道沸腾换热的实验研究。
  完成沸腾换热实验台的设计与搭建,设计考虑的主要因素有试验段入口介质的温度、压力、流速。整个实验台是一个闭式循环系统,主要由试验段、介质循环回路系统、温度控制系统、压力控制系统以及数据采集系统等部分组成。进行了沸腾换热实验,对实验数据进行处理,通过傅里叶导热定律间接计算出热流密度、加热块顶面的壁面温度以及局部换热系数等。
  对沸腾换热特性进行了研究,主要研究了实验因素对局部换热系数的影响,以及局部换热系数半经验公式的拟合。研究表明:适当提高介质的过冷度和提高介质流速,可以起到强化沸腾换热的作用。而提高介质的压力,沸腾换热的作用反而有所减小。对局部换热系数与介质的流速、压力、温度以及热流密度四个因素进行半经验公式拟合,得到了换热系数半经验公式。对比后发现用半经验公式拟合计算的值与实验值之间的误差小于15%,可以为内燃机缸盖冷却通道沸腾换热方式的设计与应用提供一定基础。
[硕士论文] 刘亚晨
动力工程 哈尔滨工业大学 2017(学位年度)
摘要:烟气余热回收是提高能源利用效率的有效途径,影响余热回收效果的关键设备是换热器。为提高烟气换热效果,国内外进行了广泛研究,不断提出多种多样的强化换热结构。基于同样目的,本文以提高管式烟气-水换热器换热效能为目标,针对内翅片型、射流冲击型、内翅片结合射流冲击型的烟管冷凝换热器进行了数值模拟、性能分析和参数优化研究。
  本研究主要内容包括:⑴以文献中所做的管内对流换热实验为基础,按实验条件进行数值模拟计算得出的数据与实验数据进行对比验证。数值模拟的计算结果与实验数据以及经验理论验证良好。⑵建立了三种不同类型的内翅片管(堵芯内翅片管、矩形内翅片管、hoval管)研究模型,通过数值手段研究了这几种内翅片管单相对流换热与冷凝相变换热的情况下的温度、压力、对流换热系数、努赛尔数、阻力系数及PEC效能值。结果表明无论在有无相变冷凝的情况下,三种内翅片管的对流换热系数都大于同等雷诺数下的光管,且PEC都小于1。三种管在有冷凝时的努赛尔数和阻力系数都大于单相无冷凝时的。堵芯管的冷凝PEC更大,矩形内翅管的单相PEC更大,hoval管的冷凝PEC和单相PEC几乎相同。在有冷凝相变时,三种管的雷诺数越大,壁面的平均冷凝液量越少。⑶对射流冲击强化换热应用于烟管换热器可行性和综合性能进行分析研究,从温度、压力、湍动能、局部热流、努赛尔数和阻力系数以及PEC效能几个方面分析了开孔角度,开孔孔径大小,开孔轴向间距三个基本结构参数对换热的影响。结果表明:射流冲击管的PEC值大于1。在开孔角度为45°,开孔孔径为2mm,孔之间轴向距离为16mm的情况下PEC最高,在不同雷诺数下的PEC值在1.25-1.7之间。⑷将内翅片和射流冲击两种强化换热方式结合用于提高烟管换热器换热性能,并通过数值手段,对圆管射流内翅片管、异型射流内翅管两种烟管换热器的综合换热能力进行分析与优化研究。考察了温度、压力、湍动能、局部热流、努赛尔数和阻力系数以及PEC效能随结构参数、来流参数的变化规律。结果显示,两种结构形式的射流内翅片管相对于光管和射流冲击管换热能力更强,且阻力增加不大,在所研究的雷诺数范围内,圆管射流内翅管的PEC值在2-2.25之间,异型射流内翅管在1.15-2.1之间。
[硕士论文] 赵洺梓
动力工程 河北工业大学 2015(学位年度)
摘要:随着全球工业的迅猛发展,大量能源的开采与消耗,带来的不仅仅是能源极度短缺问题,同时也带来了环境严重污染的全世界难题。因此,寻求新的清洁能源、研发新的高效蓄热技术、提高能源利用效率成为各国发展的重中之重。我国太阳能开发潜力巨大,大力发展太阳能热发电技术,是缓解传统热力发电带来的资源匮乏和环境污染等问题的重要手段,但是能量存储的问题制约了太阳能热发电的发展。蓄热技术可以缓解由于昼夜交替等因素造成的热量供给和需求在时间与空间上的不平衡。其中,相变蓄热技术具有相变温度趋于恒定、蓄能密度大、相变过程易控制等诸多优点,成为国内外研究的重点。本文在相变蓄热理论的基础上,研究一种新型穿孔锯齿肋片在高温肋板式太阳能相变蓄热器中的蓄放热特性,以Solar Salt(40%KNO3-60%NaNO3)作为相变材料,以高温导热油(T66)作为载热体,采用计算流体动力学(CFD)模拟计算方法,研究载热体入口参数、肋片几何参数以及由重力引起的自然对流对相变蓄热器蓄放热性能的影响。
  本研究主要内容包括:⑴介绍本课题的背景与意义,总结相变蓄热技术国内外研究现状和发展趋势。介绍相变蓄热的原理和传热模型,对比分析传热问题的数值求解方法,阐述高温相变材料的筛选原则。⑵建立肋板式高温相变蓄热器三维模型,分析载热体入口参数对蓄热器蓄放热的影响。模拟结果表明:入口温度与相变材料温差越大,入口速度越大,蓄热器蓄放热速度越快。蓄热器入口温度高到一定程度时,蓄热器蓄热性能也将达到极限,一味的提高载热体温度,也将造成热量的浪费。⑶对比分析穿孔锯齿肋片不同穿孔形状、孔径大小和肋板厚度对蓄放热速度的影响,模拟结果表明:相比于方孔和三角孔锯齿肋片,圆孔锯齿肋片蓄热器蓄放热速度最快;孔径大小对蓄热器蓄放热速度影响较大,孔径越小,蓄放热速度越快;肋板厚度对蓄热器蓄放热速度影响较小,增加肋板厚度,减少了相变材料的充装量,减少了总的蓄热量。⑷运用数值模拟方法,通过改变重力方向,研究自然对流对蓄热器蓄放热性能的影响,模拟结果表明:重力方向为X(竖放),由于液相相变材料产生的自然对流空间大,蓄放热速度最快。自然对流的存在对相变材料熔化和凝固都起促进作用,但是熔化过程中自然对流的影响要比凝固过程中的大。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

万方选题

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部