强化传热

摘要： 高效热管理技术是大功率微电子设备安全运行的可靠保障。为进一步强化高功率电子器件的冷却效果,本文提出了一种新型泡沫铝-微柱群复合热沉结构。采用实验和数值模拟相结合的方法对新型水冷泡沫铝-微柱群复合热沉内的流场分布、壁面温度分布、阻力系数、换热性能及柱鳍与泡沫铝间的耦合传热规律等开展了深入分析。研究结果表明,与传统微柱群热沉相比,20PPI泡沫铝-微柱群复合热沉的壁面最高温度大幅降低,平均换热性能提升了33.9%~41.5%。然而,微柱群内填充泡沫铝却导致流动阻力增大,增加了7.9~10.5倍。泡沫铝-微柱群复合热沉的强化换热机理为:微柱群热沉内填充高热导率泡沫铝提升了热沉整体的有效导热性能,热量可通过金属泡沫固体骨架迅速传递,同时多孔界面较强的传热能力能够保证热量及时被冷却流体散除。本文相关研究成果可为高热流密度电子器件散热装置的研发提供理论指导。

摘要： 研究了复合台阶绕流中典型旋涡和壁面传热之间的关联性机理。通过PIV实验对所用的数值模拟方法进行了验证。从瞬态和时均两方面分析了早期过渡流区域复合台阶绕流的传热特性。结果表明:从层流到早期过渡流壁面的时均传热随雷诺数呈现出非线性的增长趋势,同时台阶底面局部区域的流动传热出现了非相似性。为了理清上述传热特征的形成原因,对一个振动周期里典型旋涡的形态特征和演变规律进行了分析,发现旋涡再附着冲击角γ,近壁冲击流速Ω和旋涡流向长度Lv是影响传热的三个关键因素。一般情况下,壁面传热随着γ和Ω的增大而增大。

摘要： 采用伪势格子Boltzmann方法的气液相变模型对饱和状态下亲疏水壁面上单气泡的相变传热进行直接的数值模拟.从结果中观察到:加热初期,亲水壁面与发生相变的气液界面之间存在液体微层;疏水壁面的相变则紧贴壁面进行,即疏水壁面近壁处不存在气液界面.模拟亲水壁面在不同时刻热源与气液界面之间的温差变化曲线,以及不同时间段近壁处的热流密度变化曲线,模拟结果表明气液界面的存在对传热起到强化作用.模拟同一温度下不同重力加速度与气泡脱离直径大小的关系曲线,其结果符合Fritz理论,从而对伪势格子Boltzmann方法的气液相变模型进行定性验证.

摘要： 降膜蒸发是一种先进的传热技术,但其传热性能依赖于工质的导热系数。现有工质的导热系数偏低,不利于液膜侧传热的进一步强化。基于液体中加入纳米颗粒能大幅提高其导热系数及传热性能这一研究结果,提出了一种采用纳米流体技术的降膜传热增强方法。通过数值模拟研究了水平单管外纳米流体的降膜传热特性。结果表明:纳米颗粒浓度对液膜厚度影响不大;随着周向角度的增大,表面传热系数可分为停滞区、搅动区、热发展区和脱离区4个不同的区域;在给定的周向角度范围内,局部表面传热系数随着纳米颗粒浓度的增大而增大;纳米颗粒浓度升高导致降膜流动的表面传热系数增大。

摘要： 为研究高强化活塞内冷油腔振荡强化传热机理,应用场协同理论对活塞内冷油腔中机油的振荡流动与传热过程进行分析。采用CFD软件Fluent模拟椭圆形油腔和水滴形油腔内机油的速度场、温度场的分布,得到2种结构油腔的平均场协同数和协同角余弦值在不同工况下的变化规律。结果表明,场协同理论能够很好地解释活塞内冷油腔的振荡强化传热性能,水滴形油腔内、外壁面处的协同角要小于椭圆形油腔,平均场协同数和协同角余弦值都大于椭圆形油腔,说明水滴形油腔的协同程度更好,其强化传热效果也更佳。采用场协同理论可以满足活塞内冷油腔的结构优化设计,为提高活塞内冷油腔的强化传热能力提供了理论参考。

摘要： 近壁串列双圆柱绕流是研究强化传热的典型模型之一,在动力工程领域有着广泛的应用。针对该模型中特有的流动传热特性进行了研究,重点分析了局部区域的强化传热机理。结果表明:壁面传热在两圆柱附近的区域出现不同程度的增强,在Re=400时第二个圆柱影响区域3≤x/D≤5的强化效果最好。进一步分析强化传热的形成原因,-1≤x/D≤1区域的强化传热主要由流动加速效应引起;3≤x/D≤5区域的强化传热主要由第一个圆柱尾流的低频自激振荡效应与流动加速效应的共同作用引起。深入研究这一共同作用,得出第二个圆柱附近的流动不稳定性与传热不稳定性的相互影响是局部强化传热的根本原因。

摘要： 为了研究R410A制冷剂在1根光管和5根水平管内强化管冷凝换热特性,搭建一套集蒸发/冷凝于一体的水平单管换热实验台,研究变质量流速、变管型、变冷凝温度等参数对管内冷凝换热特性的影响。结果表明:保持环状流状态有利于强化传热;较大的螺旋角能够增大铜管内表面积和增加湍流效应,有利于强化传热;降低冷凝温度可以提高液相导热性能及降低气相粘度,增强湍流效应,有利于强化传热。

摘要： 综述了近些年来国内外利用表面涂层技术强化池沸腾传热的研究进展。对表面涂层的制备工艺进行了归纳总结,重点分析表面涂层的结构和表面润湿性对池沸腾传热的影响。为表面涂层技术进一步强化池沸腾传热的研究提供参考。

摘要： 介绍了超疏水基本理论及常见的超疏水表面制备方法。综述了近些年超疏水表面滴状冷凝换热的实验研究进展,分析了表面微结构参数和表面润湿性对凝结换热的影响,同时对未来的研究工作进行了总结与展望。超疏水表面的滴状冷凝换热作为一种高效的传热方式,得到了学者的广泛关注。对超疏水表面的冷凝换热研究,有利于强化换热技术的发展。超疏水表面的滴状冷凝过程及其机理研究将是未来的研究重点,该技术的应用也将是该领域未来的主要目标。

摘要： 针对传统弓形折流板换热器壳侧压降大的问题,提出交错百叶折流板管壳式换热器,通过三维数值模拟,对不同周期下的交错百叶折流板管壳式换热器性能进行研究,获得壳侧流场、温度场的换热和阻力性能.结果表明:与传统弓形折流板换热器相比,交错百叶折流板管壳式换热器壳侧形成了较好的螺旋状流动,温度场分布均匀;在相同的质量流量下,交错百叶折流板管壳式换热器壳侧压降显著降低,单位压降的传热系数最高提高110.51%,综合性能大幅提高.

摘要： 膨胀蛭石基复合相变储能材料存在导热率低的问题由来已久,通过高导热纳米线和碳材料可以增加膨胀蛭石基复合有机相变储能材料,但对于膨胀蛭石基复合无机相变储能材料的研究还较少.针对在无机水合盐上研究的缺乏，利用膨胀蛙石的良好孔道封装十二水磷酸氢二钠，并添加氧化石墨烯作为导热增强剂，采用不同的复合顺序解释膨胀蛙石基无机水合盐的导热机制，并分析强化传热手段对传热机制影响的规律。

摘要： 针对应用于建筑节能领域的有机相变材料(石蜡)导热系数低的问题,利用COMSOL Mul-tiphysics软件建立应用于墙体内侧的相变蓄能构件仿真模型,分析了肋片参数对相变蓄能构件传热过程的影响.结果表明:含有肋片结构的相变蓄能构件能够加快相变材料对室内热环境的响应,提升对室内温度的调控效果.肋片能够作为构件受热面的延伸表面强化传热,且改变构件内部液相石蜡的温度场和流场变化进而强化构件内局部自然对流,研究结果可为建筑用相变蓄能构件的设计应用提供优化参考.

摘要： 纵向流管壳式换热器是未来管壳式换热器的发展方向.本文主要阐述纵向流管壳式换热器在折流杆、异形孔隔板和异形管强化传热等方面的研究进展,为未来纵向流管壳式换热器的强化传热研究提供有益参考.

摘要： 总结了近年来对管内插入物强化传热的研究结果及进展,提出了一种新型的摆动式旋转叶轮管内插入物强化传热技术.运用了场协同理论来解释其强化传热的机理,并对其除垢特性和阻力特性进行了理论分析.通过分析说明了这种管内插入物强化传热技术具有广阔的应用前景.

摘要： 总结了近年来对管内插入物强化传热的研究结果及进展,提出了一种新型的摆动式旋转叶轮管内插入物强化传热技术.运用了场协同理论来解释其强化传热的机理,并对其除垢特性和阻力特性进行了理论分析.通过分析说明了这种管内插入物强化传热技术具有广阔的应用前景.

摘要： 建立了一维相变平板的物理模型,在第一类边界条件下,采用双温度法针对单纯凝固过程、单纯熔化过程以及凝固和熔化交替进行的过程分别进行了求解,从求解结果进行数学分析,通过一定的近似假设,求解出了三种模型在一定条件下的理论相变温度,可以用于指导相变材料的选型和设计.对于单纯凝固过程,考虑到强化传热时的理论相变温度为Tm,=Tm,max;对于单纯融化过程,考虑到强化传热时的最佳相变温度为Tm=Tm,min;对于凝固和熔化交替进行的过程,最优相变温度为Tm=(ATwc√tc+Twh√th)/(A√tc+√th),式中各参数均为已知或文中已确定.

摘要： 轧钢加热炉的能源消耗大,具有很大的节能空间,结合近年来在柳钢加热炉上的节能技术应用实践,对汽化冷却、蓄热式燃烧、黑体辐射强化传热、燃烧优化控制和热送热装技术逐一进行了阐述.

摘要： 风机盘管作为供冷、供热末端,对整个空调系统的性能有着很大的影响.一方面,风机盘管的出风位置在冬季时影响着供暖的舒适性;另一方面,风机盘管的换热性能影响了整个系统的能效.本文基于强化传热分析设计并加工制造了一台高效的风机盘管,优化了其整体结构,使其更适合于家庭使用;另外还对此机组进行了性能测试,测试结果表明,在小温差换热的工况下,机组具有较高的换热性能.

摘要： 简要介绍了传热过程中场协同作用的基本思想.通过对流体流过恒温半无限大平板时壁面有喷吹或抽吸的现象和流体垂直流过两不等温的平行多孔平板的现象的讨论,表明了其结论与用场协同原理分析所得结论是一致的.指出了强化传热的新途径：通过减小速度矢量与温度梯度的夹角（增大速度矢量与热流梯度的夹角）可以强化表面的传热，同时不增加阻力（或功耗）。

摘要： 熔融盐是太阳能应用中的潜热储能介质.本文以适用于中温的共熔点为220°C的熔盐(硝酸钠和硝酸钾质量分数均为50％)为相变材料,实验和模拟研究了该纯熔盐在潜热蓄热单元的传热特性研究,并进行了添加泡沫金属的强化研究.分析了不同加热温度(240°C,250°C,260°C)和不同冷却温度(30°C,70°C,110°C)下的储/放能特性.研究结果表明,对于纯熔盐,尤其是高的加热温度时,自然对流占据了主导作用,但由于添加了泡沫金属而减弱了储能过程中熔盐的对流换热;而添加泡沫金属可以显著地加快放能过程.数值计算的结果与实验数据吻合较好,热非平衡模型可用在添加了多孔介质的蓄能系统的换热与流动分析中.

摘要： 本发明提供了一种强化沸腾传热的浸润性温敏自适应换热表面及其制备方法、强化沸腾传热方法，涉及强化沸腾传热技术领域，所述浸润性温敏自适应换热表面包括换热基底和置于所述换热基底上的热释电材料纳米层。本发明解决了现有方法通过材料相变来改变亲/疏水性，马氏体相变温度和低临界溶液温度一旦确定，所构成的表面都只有一对亲水和疏水态的技术问题，本发明将热释电材料作为的换热表面应用于沸腾两相换热系统中，可实现浸润性自适应温度改变，这种浸润性温敏自适应的换热表面可以利用沸腾两相换热系统中的壁面温度波动，实现汽泡扩散区的换热效率的提高和汽泡聚集区的沸腾危机的抑制，应用前景广阔。

摘要： 本发明提供了一种强化沸腾传热的浸润性温敏自适应换热表面及其制备方法、强化沸腾传热方法，涉及强化沸腾传热技术领域，所述浸润性温敏自适应换热表面包括换热基底和置于所述换热基底上的热释电材料纳米层。本发明解决了现有方法通过材料相变来改变亲/疏水性，马氏体相变温度和低临界溶液温度一旦确定，所构成的表面都只有一对亲水和疏水态的技术问题，本发明将热释电材料作为的换热表面应用于沸腾两相换热系统中，可实现浸润性自适应温度改变，这种浸润性温敏自适应的换热表面可以利用沸腾两相换热系统中的壁面温度波动，实现汽泡扩散区的换热效率的提高和汽泡聚集区的沸腾危机的抑制，应用前景广阔。

摘要： 本发明涉及一种U形管换热器弯管段强化传热装置及传热强化方法。对于壳程为单程的U形管换热器，由于壳程流体流至U形管弯管段时，流速已经大大降低，弯管段的换热效率不高。本发明的组成包括:导流板本体，所述的本体包括平板（1）、弯曲板（2），所述的平板与所述的弯曲板连接，所述的弯曲板的下边缘长度大于与所述的平板连接的上边缘长度。本发明用于换热器U形管换热器弯管段的强化传热。

摘要： 本发明公开了一种具有强化传热元件的换热管的管内强化传热元件制造工艺，制造工艺包括敷焊环节和研磨环节，敷焊环节通过敷焊设备实现，研磨环节通过研磨设备实现，敷焊设备包括控制台、激光电源、工艺气体控制柜、电气和电子控制柜、激光头、驱动卡盘、送粉器、行走装置、中间托架和托架；研磨设备包括旋转装置、冷却液输送装置、磨具旋转驱动装置、带磨料研磨刷、转杆和连接杆。

摘要： 本发明公开了应用于微元回热系统的强化传热结构及强化传热方法，其中，应用于微元回热系统的，包括磁热性工质一、磁热性工质二和导热润滑块，磁热性工质一具有第一放热面，内部填充有导热材料；磁热性工质二具有第一吸热面，内部填充有导热材料；导热润滑块位于磁热性工质一和磁热性工质二之间，导热润滑块具有与第一放热面接触的第一面和与第一吸热面接触的第二面。本发明通过磁热性工质内填充导热材料，导热材料的导热性优于纯磁热性材料，优化磁热性工质内部的导热性能；可以在减少回热损失，提高回热效率的同时减少磁制冷机在回热过程中耗费的时间，从而可以提高磁制冷机运行的频率。

摘要： 本发明公开了一种强化传热装置及强化传热方法，该强化传热装置包括电源组件、壳体和导电传热板；壳体与导电传热板固定连接并围合形成一容置腔体，容置腔体内填充有由导热颗粒和传热流体组成的混合传热工质；电源组件的两极分别与导电传热板和混合传热工质电性连接。通过以上方式，本发明强化传热装置在使用过程中通过电源组件向导电传热板和混合传热工质之间施加交流电压，并通过控制电压调控导电传热板/汽泡/混合传热工质形成的三相接触线附近扰动，强化传热，同时可有效抑制混合传热工质中导热颗粒在传热壁面沉积，保持导热颗粒对三相接触线持续、均匀稳定的扰动，结构简单，成本低。

摘要： 本发明公开了一种主动式强化传热装置及主动式强化传热方法，该主动式强化传热装置包括壳体、传热板、阴极电极和阳极电极；其中，壳体与传热板固定连接并围合形成一容置腔体，容置腔体内填充有电解质溶液；阴极电极设于传热板朝向容置腔体的表面上；阳极电极插设于电解质溶液中。通过以上方式，本发明主动式强化传热装置通过有源强化技术利用电解原理可在传热壁面上原位生长汽泡，以更加真实地模核态沸腾阶段汽泡生长过程，可实现沸腾传热过程实时主动调控的要求，起到加速起沸的作用，强化传热效率，结构简单，节约成本。

摘要： 本发明公开了一种主动式强化传热装置及主动式强化传热方法，该主动式强化传热装置包括壳体和传热板，壳体与传热板固定连接并围合形成一容置腔体；传热板上朝向容置腔体的一侧设有电极，电极上设有疏水绝缘层；容置腔体内填充有液体电介质。本发明主动式强化传热装置利用液体介电电泳原理，可通过电源组件对电极施加电压形成电场来调控液体电介质在加热壁面的润湿性，可实现沸腾传热过程实时主动调控，以及加速起沸和推迟最大临界热流密度，实现强化传热；且该装置可克服接触角饱和的困扰，避免介电击穿和离子渗透等导致器件失效的风险，并回避了绝缘封装的挑战，装置的可靠性高，且结构简单，节约成本。

摘要： 本发明公开了一种具有强化传热元件的换热管的管内强化传热元件制造工艺，制造工艺包括敷焊环节和研磨环节，敷焊环节通过敷焊设备实现，研磨环节通过研磨设备实现，敷焊设备包括控制台、激光电源、工艺气体控制柜、电气和电子控制柜、激光头、驱动卡盘、送粉器、行走装置、中间托架和托架；研磨设备包括旋转装置、冷却液输送装置、磨具旋转驱动装置、带磨料研磨刷、转杆和连接杆。

摘要： 本发明涉及一种U形管换热器弯管段强化传热装置及传热强化方法。对于壳程为单程的U形管换热器，由于壳程流体流至U形管弯管段时，流速已经大大降低，弯管段的换热效率不高。本发明的组成包括:导流板本体，所述的本体包括平板（1）、弯曲板（2），所述的平板与所述的弯曲板连接，所述的弯曲板的下边缘长度大于与所述的平板连接的上边缘长度。本发明用于换热器U形管换热器弯管段的强化传热。