摘要：针对叶片强化冷却散热的关键科学问题,提出并设计了新型波纹通道冷却结构,开展了精细化数值模拟,分析冷气进口雷诺数和波纹形状参数对其传热性能的影响,研究了高雷诺数涡轮叶片波纹通道冷却结构的流动传热机理。计算结果表明:波纹通道波峰波谷的交替出现对流场有强烈扰动效果,局部表面传热系数可达光滑通道的2~3倍;同一波纹不同位置传热效果不同,在管道收缩处表面传热系数最大;波纹通道传热能力与波纹形状密切相关,在冷气进口雷诺数较大时于H/L=0.115附近传热效果最佳。论文揭示了波纹通道强化传热的物理机制,为航空发动机叶片冷却结构设计提供技术支撑。

摘要：以计算流体力学(CFD)商业软件FLUENT为计算平台,通过进行网格敏感性分析和湍流模型比较,选取最优化的网格和最佳湍流模型,对圆管和圆环通道内超临界水流动传热特性进行数值模拟,研究通道的几何结构、特征距离lT以及水物性对超临界水流动传热特性的影响。结果表明,热力学当量直径对流动传热特性影响不大,可以忽略;水力学当量直径、特征距离lT以及水的物性都对超临界水流动传热特性有很大的影响。

摘要：以CFD商业软件FLUENT为计算平台,对圆管和圆环通道内超临界水流动传热特性进行数值模拟。通过对几种湍流模型的对比,选取在超临界条件下适用性相对较好的SST模型进行计算,分别比较不同热力当量直径和不同水力当量直径下圆管与圆环通道加热面壁温、边界层温度及速度的分布,研究热力当量直径和水力当量直径对超临界水流动传热特性的影响。结果表明,正常传热工况下,水力当量直径对超临界水流动传热特性有很大影响,而热力当量直径几乎无影响。圆环通道内流动传热关系式可基于圆管进行拟合,超临界水流动传热特性的其他影响因素还需进一步研究。

摘要：通过可视化实验手段观察了环形通道内再淹没过程两相流动现象,分析总结了再淹没骤冷前沿推进过程中流型和传热机理的演化规律;通过不同工况下两相流动现象的对比,研究了是否加热和入口质量流速对再淹没过程流型和传热过程的影响规律。研究结果表明,在本参数范围内,实验中加热棒是否存在内释热对两相流动现象的影响不显著;而入口质量流速明显影响再淹没流动传热过程,入口质量流速越大,骤冷前沿附近汽化越剧烈,液膜中汽泡含量增加,更容易发生传热机制的转变。

摘要：针对球床过冷水（单相）流动传热特性等效模型开展实验研究,分析各热工参数对等效模型流动传热特性的影响规律,并拟合出等效模型的阻力系数和换热系数经验关系式。实验参数范围为：雷诺数467~3350,热流密度50~150 k W/m2。实验结果表明：在本实验参数范围内,压降随表观流速的增加而增大,呈二次方关系;压降随流体进口温度的增加而减小;换热系数随热流密度和表观流速的增加而增大。

摘要：应用三维CFD软件PHOENICS 3 2 ,计算了 2 0 0MW低温供热堆 (NHR 2 0 0 )堆芯旁通区及上腔室的流场和温场。分析了在堆芯与围板间的乏燃料存放区上端不同挡板布置方案下的流场和温场 ,并考虑了旁通流量的影响。自然对流对流场和温场的影响不大 ,不会改变主流方向。在计算区域内 ,除主流外 ,还有由堆芯旁通区的下部流通面积突扩造成的一回流区及上腔室堆芯出口流通面积突扩和自然对流而形成的一大回流区。加挡板可阻挡上部大回流区对堆芯旁通区的影响 。

摘要：针对骨架发热多孔介质内单相水流动阻力和传热特性开展了实验研究,拟合获得骨架发热多孔介质内热态流动阻力和对流换热关系式。实验参数范围是:雷诺数Re取127～394,表面热流密度12～62 kW/m2。实验结果表明:在本文研究的孔隙有效雷诺数范围内,惯性项阻力系数Rf受流动参数影响;基于骨架发热条件下获得的阻力关系式具有较好的扩展性,可以较好地预测骨架不发热条件下多种几何结构的多孔介质通道内单相水、单相蒸汽流动阻力;随着表面热流密度增大,对流换热系数不断降低;在相同热流密度条件下,随着质量流速的增大,对流换热系数也会随之增大。

摘要：为研究铅铋螺旋管式直流蒸汽发生器(H-OTSG)壳侧的流动传热特性,提出了一种用于螺旋管束内铅铋流动传热特性的数值模拟方法。基于现有的相关实验数据,对不同湍流模型进行了验证,在验证数值模型可靠性的基础上,对铅铋H-OTSG壳侧进行数值模拟,以分析流速和螺旋升角对其传热和阻力特性的影响。结果表明,H-OTSG壳侧流动阻力和换热均随流速和螺旋升角的增大而增强。流速增大会显著增强流场均匀性,螺旋升角增大会影响涡旋分布并加强交混。本研究为铅铋螺旋管流动传热特性研究和设计优化提供参考。

摘要：核涡轮发动机反应堆其堆芯通常采用高温空气作为冷却剂,高温空气的流动传热特性直接关系到涡轮发动机的运行性能。本文基于开源CFD软件OpenFOAM,对直径为4.24 mm、长度为760mm的圆形通道内均匀加热和非均匀加热情况下高温空气的流动传热进行了研究。首先评估了均匀加热情况下k-ωSST湍流模型的适用性;之后分析了均匀加热情况下进口雷诺数等对其流动传热的影响。最后将非均匀加热情况下模拟结果与经验关系式进行对比。结果表明,k-ωSST湍流模型适用于均匀加热下高温空气流动传热模拟;均匀加热情况下,进口雷诺数对努塞尔数影响比较大;非均匀加热情况下,k-ωSST湍流模型模拟结果与Taylor关系式计算结果偏差较大,需要进一步研究和完善。

摘要：为了阐明核热火箭发动机喷管内氢的流动传热特性,根据100吨级核热火箭发动机喷管设计参数,建立了喷管再生冷却传热模型与可压缩膨胀模型,采用Fluent软件数值模拟了喷管的流动传热行为。结果表明,当喷管面积比从100增加到300时,发动机比冲的增幅逐渐减小;在冷却通道高度从0.012 m增加到0.024 m的过程中,通道压降逐渐降低,冷却气体温升变化不大。此外,氢的离解会影响喷管内介质的流动传热,离解的氢在喷管内重组为氢气释放的热量参与管内传热与做功,使喷管收敛段内壁面热流密度增加,出口比冲升高。