摘要：为了实现微通道换热器表面结构的高效设计,本文将数值模拟和实验手段相结合,以超临界氮气(supercritical nitrogen,SCN_(2))为流体工质,研究了不同凹穴形状(直微通道、圆形、矩形和梯形)和椭圆度对微通道流动与传热特性的影响,揭示了SCN_(2)高效低阻强化换热机理。结果表明,相比于直微通道,圆形凹穴微通道中轴线上SCN_(2)速度达到稳定值所需入口段距离更短,这是由于凹穴能够促使流体流动/热边界层一直处于破坏与重建的交替状态。圆形凹穴内流体旋涡形状与凹穴几何结构保持一致,其流阻特性和换热性能最优,梯形凹穴微通道次之,矩形凹穴微通道最差。微通道综合性能随着凹穴椭圆度增加呈先升高后降低变化趋势,当椭圆度为1时,其综合性能最优。研究结果对提高微通道换热器设计制造能力具有重要的意义。

摘要：针对反应堆冷却剂系统中不同倾角三通构件射流时近壁区流动与传热特性,在试验研究的基础上,比较分析了流速比在0～2范围内,射流以45°、90°倾角入射主流时三通构件不同区域的流动特性、近壁区混合函数及无量纲换热系数。结果表明,不同入射角对混合函数及无量纲换热系数的变化趋势影响不大,控制变化趋势的关键参数依然是流速比,入射角仅对混合函数及无量纲换热系数的幅值大小有一定影响。

摘要：基于数值结果构建了有关X型桁架通道壁面平均努塞尔数、摩擦因数和综合热力系数的2阶响应面模型,分析了桁架杆直径比、桁架杆夹角和桁架杆倾角等对X型桁架通道冷却性能的影响规律,并优化得到了最佳参数。结果表明:增大桁架杆直径比和桁架杆夹角均可以快速地提高平均努塞尔数,但也相应地增大了摩擦因数;增大桁架杆倾角先提高后又降低了平均努塞尔数和摩擦因数;增大桁架杆直径比、桁架杆夹角和桁架杆倾角均会使综合热力系数先增大后减小。当桁架杆直径比为0.0750、桁架杆夹角为60°和桁架杆倾角为33.79°时通道的传热性能最优;当桁架杆直径比为0.067、桁架杆夹角为37.88°和桁架杆倾角为31.36°时通道的综合热力性能最优。

摘要：采用CFD数值模拟方法对光滑方环管内超临界水流动与传热特性进行初步研究。计算结果表明,光滑方环管内超临界水的传热特性存在强烈的周向不均匀性,角通道处的传热状况较窄通道处的好,角通道处的加热壁面温度低于同一截面上窄通道处的加热壁面温度。周向传热不均匀因子随主流焓的增加而增加,在拟临界点附近增长的速度最快。造成方环管内超临界水传热周向非均匀的原因主要是流道的形状。超临界水冷堆中,窄通道处最易出现传热恶化,在堆芯设计中需给予更多关注。

摘要：冷却水的流动与传热直接影响柴油机的冷却效率、高温零件的热负荷、整机的热量分配和能量利用。在冷却系统传热计算时,利用流固耦合的方法,较为准确地确定了缸体水套的传热边界条件。采用CFD商用软件STAR CD对直列六缸柴油机的冷却系统的流动与传热进行三维数值模拟,给出了整机冷却水套内冷却液的流场、换热系数及压力场分布,为柴油机冷却水腔的优化设计提供了理论依据。

摘要：针对发动机冷却系统优化设计中存在冷却液的三维流动与传热的问题,为了提高发动机的冷却效率、降低高温零件的热负荷、实现整机的热量分配和热量利用,以4缸发动机为研究对象,利用计算流体动力学(CFD)软件STAR-CD,对发动机缸体冷却水套内冷却液的流动和传热进行三维数值模拟.通过CAD建模、计算网格划分和给定边界条件,进行数值计算,给出了发动机冷却水套内冷却水的流场、压力场及表面传热系数分布,为进行发动机冷却水套内冷却液的流动和传热分析以及冷却水套的优化设计提供了理论依据.

摘要：为了提高发动机的冷却效率、降低高温零件的热负荷、实现整机的热量合理分配与利用,针对冷却水套优化设计中存在的冷却液三维流动与传热问题,以直列4缸发动机为研究对象,利用流固耦合的方法确定冷却水套壁面的传热边界条件,采用计算流体动力学软件AVL-FIRE对发动机冷却系统进行三维数值模拟,并对冷却水套内冷却液的流场分布、温度分布、壁面换热系数、各缸冷却均匀性和压力损失进行了分析.在此基础上,为了实现发动机冷却水套三维流场形态的可视化,构建了与实际冷却水套三维尺寸成1∶1的水套试验件模型,结合其结构特点讨论了试验件的制备方案,并对模拟工况下试验件的强度与管路系统的压力损失进行了验证计算,从而进一步为冷却水套的优化设计提供了理论与试验依据.

摘要：建立窄矩形通道在摇摆条件下湍流流动的物理数学模型,应用数值分析方法模拟窄矩形通道的三维非稳态流动的传热过程;考察摇摆条件下通道内流动阻力和换热性能及其随雷诺数Re、摇摆周期T及摇摆幅度max影响的变化规律。结果表明,摇摆状态下窄矩形通道内速度场呈周期性变化;时均摩擦系数favg和时均努塞尔数Nuavg比非摇摆工况下的结果大,Nuavg满足拟合公式0.851 0.4Nu 0.023Re Pr;在相同Re和摇摆周期T下,通道内流体摩擦压降和Nu的变化幅值随max的增大而增大,其变化周期等于T;在相同Re和max下,摩擦压降pf和Nu的变化幅值随T的增大而减小,其变化周期等于T。

摘要：为了进一步优化微型燃气轮机中回热器的结构,本文对小燃气轮机CW原表面回热器的芯体结构内的流动与传热规律进行了三维数值模拟。结果表明,当回热器的空气总流量和燃气总流量一定时,回热器芯体内的压损和回热度随着波纹板层数的增多而降低;增大燃气进口面积与空气进口面积比可使回热度增加,空气侧压损增加,燃气侧压损减小。模拟结果为CW原表面回热器的进一步优化设计提供了参考依据。

摘要：水平管降膜蒸发过程流动和传热现象复杂多变,传热过程的观测较困难,为了解蒸发器结构和运行参数对传热效果的影响,建立计算模型,通过计算机程序对水平管内汽液两相流动和传热进行耦合计算.数值计算结果表明,蒸发温度、管径、传热管内外传热温差对传热管内汽液两相流动和传热有较大的影响.对计算结果的分析为蒸发器的热力性能研究和结构设计提供理论参考.