摘要：为了研究双层壁复合冷却涡轮叶片内部对流换热特性,设计了带侧向稀疏孔出流的窄通半封闭道,采用试验方法针对不同通道进口雷诺数和不同出流孔几何参数对出流壁面对流换热特性的影响开展了研究,结果表明:冷气的沿程出流导致在出流孔下游区域产生溢流效应与冲击效应的叠加,在出流孔下游出现典型的水滴状低温区,其覆盖面积随着出流孔径和进口雷诺数的增加而增大;出流壁面的平均努塞尔数沿流动方向呈现四种变化特征,通道进口段的平均换热努塞尔数相比通道下游区高出80%;存在一个最佳出流孔展向间距比,使得壁面的平均表面传热系数达到最大值,大展向孔间距的壁面平均努塞尔数相比中间孔间距情况低20%。

摘要：为进一步改善车辆通风式制动盘散热效果,提升其制动性能,加强车辆行驶稳定性,本文以通风式制动盘对流换热影响要素作为切入点,明确了制动盘通道对流分析方法,基于温度与气流两方面针对车辆制动盘通道对流换热进行了试验,并按照流场分析、肋板结构优化等角度对制动盘通道换热优化方案进行了构思,最终对换热优化设计成效进行了比对和研究,力求实现车辆制动盘结构内部散热与流阻之间的有机平衡,保障车辆制动系统运行过程中的安全可靠。

摘要：依据空气横掠单管强迫对流换热原理,研制平衡点跟踪型强迫对流换热实验装置。装置利用单片机控制风速和加热功率等实验工况参数,对工况参数进行同步调整、实时采集分析,实现热平衡状态点跟踪。采用牛顿冷却公式和准则关系式自动计算努谢尔特数和雷诺数,自动拟合准则关系式、自动显示关联式曲线,实现了全自动数据分析。测试结果表明,在雷诺数40~4000范围内,实验结果与经验关联式吻合度较好,实现了热平衡点自动跟踪,达到了强迫对流换热实验实时自动测量要求。

摘要：总结了通风式制动盘内部通道对流换热的研究成果,从内部通道的质量流量、对流换热系数和有效散热表面积三方面,分析了不同结构设计对制动盘内部通道换热的影响;从解析法、数值分析法和试验测试法三方面,综述了国内外在对流换热分析和检测方法的研究概况。研究结果表明:在径向叶片制动盘通道内,主要存在2种流动方式,由紧邻叶片吸力侧气流分离引起的回流和在径向通道内部旋转的二次流,抑制回流区的形成可以提高泵送空气质量流量,使通道内的温度分布更加均匀,二次流将促进通道间的空气混合流动和湍流的发展,加强局部剪切应力,改善制动盘散热性能;综合应用射流冲击强化方式(多束流、旋流和多方向射流等)、高孔隙率和类柱状结构优化设计也能够改变流体在通道中的流动状态,这些措施都会使得通道内流体扰动增大,热边界层变薄,壁面附近的速度梯度增大,有效提高了制动盘的对流换热系数,增强了散热能力;采用解析法和数值分析法得到的结果具有很强的理论参考价值,而采用试验测试法所获得的结果更加接近制动盘实际内部温度和气体流速的变化,因此,若能将三者无缝结合,实现优势互补,则最具有科学研究价值;在对高速车辆制动盘结构进行优化设计时,为了获得最大的散热效率,往往忽略了通道内摩擦压降和流动阻力,因此,如何平衡散热与摩擦压降、流动阻力之间的关系,还需进一步深入探索与研究。

摘要：高压圆盘气体轴承流道间隙内高速气流的对流换热与轴承圆盘内部热传导紧密耦合在一起,是一个典型的共轭传热问题。基于ANSYS Workbench工作平台的Fluid Flow(Fluent)模块对高压圆盘气体轴承进行共轭传热数值模拟,获得轴承流道间隙内的速度和压力分布、流体域与固体域的温度分布以及共轭传热时流固耦合壁面的热流密度分布,并将其与非共轭传热恒温壁面条件下的计算结果进行对比,得到高压圆盘气体轴承共轭传热的一些基本特性。结果表明:2种情况下的计算结果存在较大差异,非共轭传热恒温壁面条件下,间隙内的气体只吸热,流体域耦合壁面上的热流密度均为正值;而共轭传热条件下流体域耦合壁面热流密度存在正负值,间隙内气体的吸热和放热同时存在,显示出轴承圆盘的热传导与间隙内气体的对流换热具有复杂的共轭作用机制;相比之下,采用共轭传热模型可以得到更为符合实际的结果。研究结果为该类轴承的设计和制造提供了有益的指导。

摘要：电伴热是极地海洋工程装备防寒主要措施,而热平衡是对流换热的关键问题.以圆管构件为研究对象,采用有限元数值仿真软件Fluent数值仿真与模型实验相结合的方法,分析了圆管构件在风速为0~40 m/s、温度为-40~0℃的极地环境条件下对流换热系数变化情况;基于数值仿真数据建立了电加热圆管构件对流换热系数的预测模型.结果表明:增大风速和降低温度都会增加圆管构件的对流换热系数;温度低于-30℃或风速大于25 m/s且温度低于-20℃时,温度对圆管的对流换热系数影响增大;实测数据验证了该模型的合理性.

摘要：以恒热流加热方式为研究对象,开展极地环境下海洋装备钢构件对流换热的影响分析,在风速为0 m/s~40 m/s以及温度为-40℃~0℃工况下,结果表明:平板和圆管的对流换热系数与构件表面的风速成正比,温度的影响相对较小,流体方向对构件表面换热系数的影响较为显著。同时,在低温实验室开展了对流换热的模型试验,验证了数值模拟的可靠性。最后,结合数值与试验数据,提出了极地环境下海洋装备钢构件对流换热系数预测模型。

摘要：冰在淡水还是盐水中熔化得更快,可以与温盐环流的驱动机理、新仙女木期全球变冷的成因猜测结合,形成一个物理学科主导的跨学科研究性学习项目.主要以师生对话的形式,介绍课题实施过程,说明每个环节的设计要点,供相关学校和教师参考使用.

摘要：数值模拟以其成本低、速度快的优点在很多领域取得了广泛应用。在飞机防除冰系统设计的初期,往往需要通过数值模拟的手段获得机翼表面的对流换热系数。而对流换热系数计算的准确性对结冰过程有直接的影响,也在很大程度上影响着防除冰系统设计的准确性。该文基于FLUENT软件求解Navier-Stokes方程,分析了底层网格厚度、湍流模型以及换热温差对对流换热系数计算结果的影响,并与国外风洞试验结果进行比较,验证了该系数计算方法的正确性,可为数值仿真工作人员提供一定参考。

摘要：本文以某航天器密封舱热控设计为背景，对其密封舱空间对流换热问题进行了三维流动与传热数值模拟。考虑到空间微重力等一些特殊因素等影响，着重分析模拟了密封舱压力变化、地面自然对流和空间微重力以及风扇设计状态等变化因素对密封舱对流换热影响关系。分析表明，风扇对流强化换热效果明显，可以忽略地面自然对流影响，而且使舱内空气温度均匀。