对流换热

摘要： 空间站工程载人火箭发射目标飞行器的运载能力需求增加,为了提高运载能力,在助推器外形不变的情况下,氧化剂箱前底由椭球底改进为圆锥形底,并伸入头锥内部以充分利用头锥内部空间。针对助推器氧箱的异型结构,采用系统仿真的方法对增压方案进行改进分析,评估改进结构对增压能力的影响。研究表明,氧箱内单层管路中增压气体与液体推进剂换热效果明显,经过系统仿真计算,虽然增压能量有所损失但仍能满足需求。

摘要： 将预冷过程引入高超声速涡轮发动机可以降低进入压气机的空气温度,提高可用增压比,增加发动机推力。为研究预冷器热力性能变化规律,对预冷器的结构形式和换热形式进行了分析,建立了以高热沉碳氢燃料为冷源的渐开线型预冷器分段热力计算模型,指出冷热流体均经历大温度变化的预冷器必须分段进行热力计算。研究了燃油流量、空气出口温度、预冷器结构参数等因素对预冷器热力性能的影响,得出结论:由于微细换热管数量达到数万量级,管内流动层流占比较大;燃油流量增加时,预冷器冷却能力增强且重量减轻,但吸热后的燃油不一定能全部用于燃烧,造成推力浪费;降低空气出口温度有助于提升发动机推力性能,但会造成预冷器重量增加和空气压力损失增大;管束横纵向间距均为1.5倍管径时,顺排相比于叉排排列,空气侧对流换热能力差,预冷器重量和空气压降均较大;管束横纵向间距对预冷器热力性能有较复杂影响。研究结论可为未来相似结构管束式预冷器的设计、验证和性能分析提供支撑。

摘要： 为了探究工业污水不同工况下的管内对流换热特性,配制了模拟工业污水,并搭建了污水管内流动换热试验台,对工业污水在紫铜管换热管中的对流换热特性进行试验研究。揭示了工业污水在紫铜管内对流换热系数随雷诺数Re的变化规律,并得到污水侧努谢尔数Nu随雷诺数Re和普朗特数Pr的变化规律,拟合出了换热准则关联式。试验结果表明在3000对流换热系数随着雷诺数Re的增大而增大,流动换热准则关联式为N_(u)=0.00001249R_(e)^(1.773)P_(r)^(0.1496)。

摘要： 针对现有整车热平衡试验中铠装热电偶测量排气管表面温度的固定方式,在考虑了接触热阻和对流换热等影响热电偶测温误差的因素后,利用测温试验与STAR CCM仿真软件传热分析结合的方式,设计出一种简易、可操作性高及可广泛适用的热电偶固定方式。通过仿真计算及实车热平衡试验验证,该固定方式相比铁丝紧固方式在测温结果上有8%的提升。对日常整车热平衡试验中热电偶测量排气管表面温度的布点方式具有一定的借鉴和参考价值。

摘要： 片式散热器具有成本低、结构简单、散热效率高等优点,是保障变压器正常生产、调节工艺介质温度的关键设备,其换热性能直接影响变压器内部绕组等金属器件的使用寿命。为提高片式散热器换热性能,达到节能环保、降低能耗的目的,在模型Y方向两侧安装散热板,并在散热板上设置不同直径的穿孔,通过数值模拟的方法研究穿孔直径对散热板的辐射换热、对流换热和综合换热性能的影响。结果表明:安装散热板后,散热器的总散热量提高了3.9%,出口0.3 m处油温降低了6.91 K;安装孔径为18 mm的散热板后,两侧散热板的综合传热性能分别提高了25.46%和28.76%。可见18 mm穿孔散热板为最佳选择,该研究为片式散热器的设计和改进提供了新的经验认知。

摘要： 为探究微尺度下的充填不平衡与传统注塑的不同,考虑微尺度下的影响充填不平衡的关键因素包括尺度效应、壁面滑移和对流换热,采用聚甲醛(POM),对H形对称分布的半圆形截面微流道系统进行了充模流动数值模拟实验。通过分析浇口处对称点间温差数据,实验结果表明壁面滑移能有效降低对称点间温度差,对充填不平衡有较明显的改善作用。对流换热使流道内熔体的一部分热量通过模具散失,加剧了充填不平衡,且对流换热系数越小,充填不平衡越明显。随着流道尺寸的减小,壁面滑移越明显,对流换热使对称点间温差变小,有利于改善充填不平衡。

摘要： 以R513a为研究对象,通过实验研究了质流密度、热流密度、干度、肋片结构等变量对水平管内流动沸腾换热特性的影响,并就实验值与关联式计算值进行了对比,从而确定管内主导换热机制、关联式适用范围,为进一步研究提供实验依据和理论基础。实验结果显示:管内换热系数随质流密度、热流密度的增加而增大,随干度的增加先增大后减小,其临界干度点随质流密度的增大、热流密度的减小而增大;与光管相比,微肋管内换热系数较大,且其临界干度点也较大;在所有关联式中,云(Yun)et at关联式和托姆(Thome)et al关联式的预测精度较好,其平均误差及平均绝对误差均小于30%;于(Yu)et al关联式和卡瓦尔里尼(Cavallini)et al关联式预测值大于实验值,而迪亚尼(Diani)et al关联式和穆罕默德(Mehendale)关联式预测值均小于大部分实验值,质流密度、干度、热流密度等变量对其预测结果影响较大。

摘要： 为了满足高温高湿地区或密闭性较差的哺乳猪舍的降温需求,该研究基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟技术,研究了正压定点送风降温方式下不同进风口直径、进风风速和进风温度对哺乳母猪周围气流场、温度场以及机体对流换热量的影响。结果表明:当进风温度为25~27°C、进风风速为4~8 m/s、进风口直径为8和12 cm时,母猪周围大部分区域风速低于0.5 m/s、温度高于27°C。在相同进风风速和进风温度条件下,进风口直径为12和16 cm的母猪对流换热量高于进风口直径为8 cm的母猪对流换热量。考虑到母猪周围风速和温度的分布以及母猪散热的情况,当进风口直径为12 cm时,既能保证母猪周围区域风速、温度能满足哺乳仔猪的需求,又能保证母猪有较高的对流散热量,推荐在实际生产中使用该尺寸的进风风口。该研究通过CFD模拟分析了定点送风降温方式中相关参数对仔猪活动的产床区域风速和温度分布及母猪对流换热量的影响,为该降温方式在哺乳母猪舍的应用提供理论依据。

摘要： 基于流体动力学和传热学原理,建立了电池单体对流换热的关系准则数学模型,获得了电池单体间距设计区间范围内的换热能力变化规律;提出了边界温度和流速条件对电池单体散热的影响度评价方法,结合基于电池单体间距优化仿真模型的电池单体温升和冷却空气温升及平均流速,获得了电池单体间距的较优数值。设计了某型105 Ah/7.8 kWh磷酸铁锂电池模组,计算了该型电池模组的温度场和流场,验证了电池单体温升和电池单体间温差均分布规律以及电池模组的散热性能,证明了所提出优化方法的正确性。研究结果表明,该方法对指导电化学储能电池模组的工程化设计具有一定的参考意义。

摘要： 燃煤火电机组直接空冷凝汽器运行时,环境风速、环境温度等对三角腔内空气与热蒸气的对流换热均有重要影响,从而影响机组运行稳定性。通过三维流场模拟方法,以某600 MW机组单列/单个空冷单元为例,研究了典型环境参数下的空冷凝汽器换热性能,提出了一种在三角腔内加装夹角可调的“羽翼型”实心/多孔导流板的流场优化技术方法。结果表明:单列凝汽器受环境风效应影响,空气进口方向第1个位置的空冷凝汽器平均空气流量受环境风速影响最大;当环境风速从3 m/s增加到9 m/s时,单列(8个空冷单元组成)空冷凝汽器平均空气流量下降约590 kg/s,说明高风速会增大三角腔内空气扰动不利换热,采用凝汽器三角腔体内加装实心板/多孔板的方式对流动涡旋整流效果明显;进而通过调节2片导流板夹角至240°,三角腔内静压平均提升了153 Pa,可有效缓解冬季换热管束底部冻结现象。该类加装导流装置的直接空冷凝汽器适用环境工况范围相对较广,有利于在实际工程中实现高温防阻、低温防冻、运行稳定的作用。

摘要： 为分析流道截面形式对对流换热的影响,本文采用理论分析的方法对管道截面长宽比对换热的影响进行分析,并通过数值模拟进行验证.结果表明,当Re数和管道当量直径de均相同时,随长宽比￡的增加,对流换热量先减小后增大,ε=1时换热量最小.

摘要： 暖体假人发热稳定,是研究换热系数的常用手段.在理论研究的基础上,本文以暖体假人作为研究对象,利用高原环境模拟舱,本文利用暖体假人作为研究对象,研究低压力环境和不同代谢率下人体对流与辐射换热特性,得出对流换热系数、辐射换热系数的变化规律,并研究人体对流散热量、辐射散热量的相对变化,最终得出其变化规律.

摘要： 应用Catia和Fluent软件建立某氢燃料客车整车三电系统布局空间的流体散热模型,通过Fluent软件分析获得流场空间关键点的流速、关键截面流量大小、温度状况和器件表面热通量状况,从而对整车三电系统的对流换热情况的合理性作一个全面评估.

摘要： 为解决常规空气源热泵供暖中存在的热舒适性差的问题,本文结合辐射供暖具有较高热舒适性的优点,提出了一种基于辐射和强制对流换热的新型供暖末端,搭建了空气源热泵辐射对流换热性能实验台,并对其性能进行实验研究.实验结果表明:在额定制热工况下,系统COP趋于稳定在2.90～3.02之间,较集中供暖系统节能;当墙面板送风速度从2.3m/s降低1.2m/s时,系统辐射换热占总换热量的18.1％～25.9％,因此调节墙面板的送风量可以有效调节辐射换热和强制对流换热比例.

摘要： 本文在不同冲击孔与中心位置发散孔横向间距下,设计了三种不同几何排列的火焰筒冲击发散模型,采用CFD数值计算及试验验证的方法,在不同的冲击雷诺数Re和出流比SR下,对不同模型进行了对流换热特性的分析,并对数值计算结果与试验结果进行了对比.研究结果表明:对于不同模型,平均努赛尔数呈现不同变化趋势;随着冲击雷诺数的增加,平均努赛尔数逐渐增大且变化明显;随着出流比增大平均努赛尔数变大但已经不明显;模型的纵向间距越小,平均努赛尔数越大;平均努赛尔数的数值计算结果和试验结果有相同的变化趋势,随着雷诺数的增大数值计算结果和试验结果越来越接近;数值计算模型与实际相符,边界条件选择恰当.

摘要： 针对微型热光电系统设计了一款梯形隔板式微型燃烧器,并采用三维数值模拟的方法对比研究了梯形隔板及其不同特征长度对直通道型微燃烧器工作过程的影响.结果表明,内置梯形隔板可缩短高温气体与燃烧器内壁面的距离及增强换热效果,辐射壁面平均温度的提升幅度可达70K以上.此外,隔板长度不同对壁面高温区域的位置和形态有直接影响.结合对流换热系数和火焰中心温度对不同隔板长度所带来的实际效果,隔板长度在11mm左右较为合理.

摘要： 为了研究空气物理性质随温度变化情况下,封闭腔体内不同温差下的自然对流换热情况,采用整体法对封闭腔体进行了数值模拟计算.分析瑞利数Ra从10～3到10～6之间时,腔内代表对流换热的参数-Nu的变化规律.与参考文献对比,二者相差最大相对误差为0.45％,充分说明了本文的可靠性、准确性.重点分析在密度随温度变化的情况下,气体物性参数为常数时,以及随温度变化两种情况下数值模拟结果.计算结果表明:在所计算的范围内,小温差时,常物性参数和变物性参数计算结果的误差很小,物性参数采用常数可以减小计算量并且加速收敛;而大温差时,物性参数采用常数会增大计算误差.

摘要： 建筑围护结构表面热流状况分析对建筑热工性能分析具有重要作用.为研究其变化规律,本实验测量了西安过渡季节某高校一典型办公楼全周期内风速、温度、辐射情况下玻璃和墙体表面与室外空气的温差和表面热流.结果表明:阴雨天尤其雨天时,对流换热对外表面热流变化的影响比重增大;全晴天时,白天辐射在全热中占主导地位,对流换热一般起到增加全热量的作用,夜晚当外界空气温度降低到一临界值时,对流对全热的影响增大且对流换热对外表面起到冷却散热的作用;与外墙相比,室内外温度对玻璃表面的热流变化影响更加明显.

摘要： 基于对流和压力分裂的基本思想,本文发展了一种新型的混合迎风格式,称为K-CUSP格式,其主要出发点是:将总能量中所有的热力学量和所有的运动学量,完全分裂到相应的对流项和压力项.通过通量分裂思想,矩阵特征分析、界面声速的新定义、数值耗散分析和一系列数值测试等几个方面的详细研究,结果表明:新方法既具有通量差分分裂(FDS)格式的低耗散性和高分辨率,能很好地捕捉物理间断、剪切层和粘性边界层等流动结构,又具有通量矢量分裂(FVS)格式的计算效率和鲁棒性,不会在高速流动下产生非物理的马赫干扭曲和“Carbuncle”现象.与以往传统的H-CUSP、E-CUSP等某些典型格式相比,K-CUSP格式在低耗散性和稳健性方面也表现较好的数值优势,能够避免过多数值耗散掩盖真实物理耗散的问题.

摘要： 基于对流和压力分裂的基本思想,本文发展了一种新型的混合迎风格式,称为K-CUSP格式,其主要出发点是:将总能量中所有的热力学量和所有的运动学量,完全分裂到相应的对流项和压力项.通过通量分裂思想,矩阵特征分析、界面声速的新定义、数值耗散分析和一系列数值测试等几个方面的详细研究,结果表明:新方法既具有通量差分分裂(FDS)格式的低耗散性和高分辨率,能很好地捕捉物理间断、剪切层和粘性边界层等流动结构,又具有通量矢量分裂(FVS)格式的计算效率和鲁棒性,不会在高速流动下产生非物理的马赫干扭曲和“Carbuncle”现象.与以往传统的H-CUSP、E-CUSP等某些典型格式相比,K-CUSP格式在低耗散性和稳健性方面也表现较好的数值优势,能够避免过多数值耗散掩盖真实物理耗散的问题.

摘要： 本实用新型公开了一种换热片及由换热片组成的对流式换热器，换热片包括底板，底板的周边接有立板，立板的边沿接有折边，在立板上设有至少一个入口和一个出口。换热器是由若干个换热片叠摞固定在一起组成的，相邻换热片上的入口相对设置，相邻换热片上的出口相对设置，每间隔一个换热片的两个换热片上的入口重叠，每间隔一个换热片的两个换热片上的出口重叠，最上方的换热片上设有盖板封闭。本装置制造工艺简单，组装容易，制造成本低，运行时风阻小，节省能源，且两种介质之间隔绝好，真正做到了零混风，克服了现有技术的不足。

摘要： 本发明公开了一种能够直接测量对流换热表面对流换热系数的传感器，该传感器有一壳体，壳体内安装有加热膜、绝热体、第一热电偶，测温圆片安装在壳体顶部构成壳体的盖板，测温圆片的底面镀有加热膜，加热膜上连接有加热引线，加热引线另一端连接在测量仪表上，加热膜与壳体底部之间填充有绝热体，第一热电偶的测温端与测温圆片接触，第一热电偶的正极接线端与第二热电偶的正极接线端连接，第一热电偶的负极接线端与测量仪表连接，第二热电偶的负极接线端与测量仪表连接，第二热电偶的测温端与流体接触。本发明是基于传热学的基本理论而设计的对流换热系数传感器，它可以直接得到被测物体表面的对流换热系数数据，也可以用于测量对流换热表面的对流换热热流，可广泛用于工业生产中。

摘要： 本发明公开了属于磁性流体和强化换热技术领域的一种热磁对流式磁性流体对流换热系统。在磁性流体对流驱动封闭管路内的加热区放置加热器，磁极固定在加热器两边的磁性流体对流驱动封闭管路外侧，加热区位于磁极对称中心的一侧，散热器发置在磁性流体对流驱动封闭管路上。在磁性流体对流驱动封闭管路内，流动的磁性流体不断将热量从加热器所在的加热区带走，然后磁性流体流经散热器，散热器将热量散发至外部设备，形成热磁对流式循环流动；并维持磁极两侧温度分布的不均衡，保证磁性流体的循环流动。磁性流体的基液可以采用高导热液体，进一步提高换热系统的效率。本发明具有结构简单、体积小、无机械运动部件、无能耗、无噪声和维护简单的特点。

摘要： 本发明实施例提供一种对流换热系数、对流传质系数测试装置及方法，该装置包括：空气泵、加热器、测试腔、控制器，测试腔用于存放待测颗粒物，测试腔的顶部设置有进气口，进气口与加热器的出气端连通，加热器的进气端与空气泵的出气端连通，测试腔的底部设置有透气格栅；进气口上方设置有第一温度传感器，用于测试从加热器输入进气口的气体的第一温度值，将第一温度值传输至控制器；透气格栅下方设置有第二温度传感器，用于测试从透气格栅中输出的气体的第二温度值，将第二温度值传输至控制器；控制器用于在第一温度值等于第二温度值时，根据第一测试时长获取待测颗粒物的对流换热系数。实现获取准确的对流换热系数和对流传质系数。

摘要： 本发明公开了对流换热装置和具有该对流换热装置的炉体。该对流换热装置包括：换热管排和防磨板，所述换热管排包括多根换热管；至少一根所述换热管的迎风面上设有防磨板，所述防磨板沿所述换热管的长度方向可拆卸设置，所述防磨板的横截面为三角形或具有双曲线结构的类三角形形状，所述三角形的顶点或所述双曲线的交点位于所述防磨板远离所述换热管的一侧。该对流换热装置通过在换热管的迎风面上设置可拆卸的防磨板，并控制防磨板的横截面为三角形或具有双曲线结构的类三角形，可以有效避免高温烟气中的灰分等颗粒物在换热管上积灰、结渣以及进而导致的故障停炉过程，显著提高气化炉、锅炉、焚烧炉等的连续运行时间。

摘要： 本发明公开了一种能够直接测量对流换热表面对流换热系数的传感器，该传感器有一壳体，壳体内安装有加热膜、绝热体、第一热电偶，测温圆片安装在壳体顶部构成壳体的盖板，测温圆片的底面镀有加热膜，加热膜上连接有加热引线，加热引线另一端连接在测量仪表上，加热膜与壳体底部之间填充有绝热体，第一热电偶的测温端与测温圆片接触，第一热电偶的正极接线端与第二热电偶的正极接线端连接，第一热电偶的负极接线端与测量仪表连接，第二热电偶的负极接线端与测量仪表连接，第二热电偶的测温端与流体接触。本发明是基于传热学的基本理论而设计的对流换热系数传感器，它可以直接得到被测物体表面的对流换热系数数据，也可以用于测量对流换热表面的对流换热热流，可广泛用于工业生产中。

摘要： 本发明公开了属于磁性流体和强化换热技术领域的一种热磁对流式磁性流体对流换热系统。在磁性流体对流驱动封闭管路内的加热区放置加热器，磁极固定在加热器两边的磁性流体对流驱动封闭管路外侧，加热区位于磁极对称中心的一侧，散热器设置在磁性流体对流驱动封闭管路上。在磁性流体对流驱动封闭管路内，流动的磁性流体不断将热量从加热器所在的加热区带走，然后磁性流体流经散热器，散热器将热量散发至外部设备，形成热磁对流式循环流动；并维持磁极两侧温度分布的不均衡，保证磁性流体的循环流动。磁性流体的基液可以采用高导热液体，进一步提高换热系统的效率。本发明具有结构简单、体积小、无机械运动部件、无能耗、无噪声和维护简单的特点。

摘要： 本发明提供了对流辐射复合换热系统、换热设备及控制方法，涉及热泵空调技术领域。包括室内换热器，所述室内换热器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器与所述第二换热器并联连接；所述第一换热器为对流换热器或辐射换热器，所述第二换热器为辐射换热器或对流换热器；通过控制所述第一换热器以及/或者所述第二换热器打开或关闭以调节室内温度。设置双换热器对空调进行制冷或制热，设置的所述对流换热器以及所述辐射换热器配合使用，保证空调的制冷或制热效果。同时可以根据实际需要选择单独开启所述辐射换热器，以在实现制冷或制热的前提下降低使用过程中的吹风感，提高使用空调过程中的舒适性。

摘要： 本发明是一种换热系统，特别涉及一种土壤蓄热与热管对流换热系统及其换热方法。包括温室大棚地面，所述的温室大棚地面的上部设有与温室大棚地面配接的温室大棚。一种土壤蓄热与热管对流换热系统及其换热方法结构简单，保障土壤温度，有利于植物成长，有效达到节能效果。

摘要： 本实用新型提供了对流辐射复合换热系统及换热设备，涉及热泵空调技术领域。包括室内换热器，所述室内换热器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器与所述第二换热器并联连接；所述第一换热器为对流换热器或辐射换热器，所述第二换热器为辐射换热器或对流换热器；通过控制所述第一换热器以及/或者所述第二换热器打开或关闭以调节室内温度。设置双换热器对空调进行制冷或制热，设置的所述对流换热器以及所述辐射换热器配合使用，保证空调的制冷或制热效果。同时可以根据实际需要选择单独开启所述辐射换热器，以在实现制冷或制热的前提下降低使用过程中的吹风感，提高使用空调过程中的舒适性。