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缠绕管式换热器壳程强化传热性能影响因素分析 预览
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作者 高兴辉 周帼彦 涂善东 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2456-2471,共16页
由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用。针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数... 由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用。针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数据进行验证,进而基于该模型对壳程流体流场特性进行详细分析,分析关键结构参数对其壳程传热与阻力性能的影响,并探讨其强化传热机理。结果表明:Realizable k-ε湍流模型可较为准确地描述壳程流体流动;在双对数坐标系内,壳程Nusselt数随Reynolds数的增大而增大,阻力系数f则呈线性降低的趋势;壳程Nusselt数随缠绕管直径d与平均缠绕直径D的增大而增大,随螺距S的增大而减小,阻力系数f则相反;缠绕管直径d对壳程流体传热与阻力性能的影响最大,平均缠绕直径D的影响最小;增大缠绕管直径d与平均缠绕直径D有利于破坏流体速度边界层,增强流体扰动,加快温升速度,强化壳程传热,而增大螺距S则使速度边界层变厚,减小流动阻力的同时降低温升速度,不利于壳程强化传热。 展开更多
关键词 缠绕管式换热器 数值模拟 强化传热 传热与阻力性能 结构参数敏感性
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场协同理论在聚合物加工中的应用
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作者 鉴冉冉 谢鹏程 +1 位作者 丁玉梅 杨卫民 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期8-11,共4页
对场协同强化传热理论在聚合物加工中的应用进行了探索性研究。采用数值计算方法分析了聚合物塑化系统中不同螺杆结构的流动与传热特性,对螺纹元件、Maddock 元件、销钉元件进行了传热分析,验证了场协同原理在聚合物非牛顿流体强化传热... 对场协同强化传热理论在聚合物加工中的应用进行了探索性研究。采用数值计算方法分析了聚合物塑化系统中不同螺杆结构的流动与传热特性,对螺纹元件、Maddock 元件、销钉元件进行了传热分析,验证了场协同原理在聚合物非牛顿流体强化传热中的可行性。基于场协同理论,提出了一种新型螺杆结构——扭转元件,并对 2 种扭转元件构型进行了场协同强化传热分析。结果表明,场协同原理可以很好地解释高黏度非牛顿流体的强化传热现象,以此为理论基础设计的新型扭转结构能够较好地改善速度场与温度梯度场的协同性,提高对流换热系数,强化对流换热性能。 展开更多
关键词 聚合物塑化 场协同原理 非牛顿流体 强化传热 扭转元件
同心套管换热器内石蜡储热过程的数值模拟 预览
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作者 林涛 张磊 +4 位作者 刘宗杰 卞峰 朱国梁 邱燕 周慧琳 《节能》 2019年第4期42-44,共3页
对同心套管换热器内石蜡的储热进行数值模拟,获得了不同热流体进口温度下的相变储热特征规律。结果表明热流体的温度升高导致石蜡融化速度加快,石蜡的融化时间逐渐缩短,其下降速率分别为41%,29%,储能过程储存热量增多。研究发现石蜡融... 对同心套管换热器内石蜡的储热进行数值模拟,获得了不同热流体进口温度下的相变储热特征规律。结果表明热流体的温度升高导致石蜡融化速度加快,石蜡的融化时间逐渐缩短,其下降速率分别为41%,29%,储能过程储存热量增多。研究发现石蜡融化前传热方式以导热为主,融化过程中对流换热逐渐增强并占据主导地位,导热占据次要地位。提高热流体的入口温度能显著缩短融化时间提高储热效率。文中的模拟结果与文献的实验及模拟结果进行了对比验证,吻合较好,相对偏差不超过20%。 展开更多
关键词 储热装置 数值模拟 强化传热 移峰填谷
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内插扭带强化换热过程及最佳螺距研究 预览
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作者 芦娅妮 颉苗 +2 位作者 张兵 李惠成 周鸿宇 《当代化工》 CAS 2019年第5期1025-1028,1082共5页
与普通换热管相比,内插扭带传热管内由于螺旋涡的存在,使管内介质压力梯度增加、流速加快,从而提高管内传热系数。采用了FLUENT数值模拟计算,以水为管内流体介质,对内插扭带管进行传热特性分析。结果表明,随着雷诺数增大,努塞尔数呈直... 与普通换热管相比,内插扭带传热管内由于螺旋涡的存在,使管内介质压力梯度增加、流速加快,从而提高管内传热系数。采用了FLUENT数值模拟计算,以水为管内流体介质,对内插扭带管进行传热特性分析。结果表明,随着雷诺数增大,努塞尔数呈直线增大,而摩擦阻力系数呈指数型减小;并且在相同雷诺数条件下,内插扭带管的摩擦阻力系数和努塞尔数均大于光管;通过综合因子评价方法确定了内插扭带强化换热的最佳螺距为50 mm,并且该方法适合于小雷诺数流动条件下的强化换热。 展开更多
关键词 内插扭带管 强化传热 努塞尔数 摩擦阻力系数 最佳螺距
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矩形直肋地埋管换热器换热特性模拟分析
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作者 马景辉 汪辰 +1 位作者 魏厚福 杨艺真 《浙江理工大学学报》 2019年第3期400-406,共7页
为强化地源热泵系统竖直地埋管换热器换热性能,设计了一种矩形直肋地埋管换热器,建立了矩形直肋地埋管换热器地下传热模型,利用Matlab软件模拟分析了直肋地埋管结构参数、运行参数对单U型和双U型地埋管换热器换热性能的影响。结果表明:... 为强化地源热泵系统竖直地埋管换热器换热性能,设计了一种矩形直肋地埋管换热器,建立了矩形直肋地埋管换热器地下传热模型,利用Matlab软件模拟分析了直肋地埋管结构参数、运行参数对单U型和双U型地埋管换热器换热性能的影响。结果表明:当入口水温32℃,流速0.6 m/s,埋深100 m时,8片直肋单U型与双U型PE地埋管的单位埋深换热量与光滑管相比,分别提高了19.12%和18.28%。根据矩形直肋地埋管各参数与单位埋深换热量的相关性分析,肋片高度和肋片个数对换热性能的影响最为显著。 展开更多
关键词 竖直地埋管换热器 矩形直肋 强化传热 相关性分析
螺旋波纹管内拟序结构的实验研究
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作者 覃思洋 吴道平 +4 位作者 肖遥 刘鹏 刘伟 刘志春 单峰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1426-1432,共7页
本文结合立体视觉粒子图像测速技术(Stereo-PIV)和本征正交分解方法(POD)提取深槽螺旋波纹管内的拟序结构,这些拟序结构对传热传质具有主导作用。实验研究表明由快照POD提取的螺旋管内拟序结构的低阶特征能量比重非常大,流场中产生多对... 本文结合立体视觉粒子图像测速技术(Stereo-PIV)和本征正交分解方法(POD)提取深槽螺旋波纹管内的拟序结构,这些拟序结构对传热传质具有主导作用。实验研究表明由快照POD提取的螺旋管内拟序结构的低阶特征能量比重非常大,流场中产生多对大尺度纵向涡结构,从拟序结构的角度揭示了螺旋管强化传热的原因。 展开更多
关键词 湍流 拟序结构 螺旋管 强化传热
内置螺旋纽带换热器强化传热性能实验分析 预览
7
作者 张昌建 苗艾印 《节能》 2019年第1期59-62,共4页
换热设备的应用遍布生产、生活的各个领域,随着能源成本的升高和碳排放量的增大,采用简单、高效的方式提高换热设备的传热效率对于节能、增效意义重大。螺旋纽带技术作为一种结构简单,实用性强的强化传热技术,强化传热的同时兼具防垢的... 换热设备的应用遍布生产、生活的各个领域,随着能源成本的升高和碳排放量的增大,采用简单、高效的方式提高换热设备的传热效率对于节能、增效意义重大。螺旋纽带技术作为一种结构简单,实用性强的强化传热技术,强化传热的同时兼具防垢的性能,非常适用于现有设备的技术改造。采用实验的方法对光管换热器和装有自转螺旋纽带换热器的传热系数k及压降ΔP进行测定,通过实验数据的对比分析表明,在管道流速为1.5 m/s,加装螺旋纽带装置后换热器传热系数和管侧流体压降数值比光管时提高了近1倍。 展开更多
关键词 换热器 螺旋纽带 强化传热 阻力特性
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圆柱形扰流元件强化传热的研究进展 预览
8
作者 包雅媛 陶俊龙 +1 位作者 谢纬安 喜冠南 《科技与创新》 2019年第4期1-3,共3页
对已有插入圆柱形扰流元件强化传热成果进行了系统归纳,总结了国内外对于单圆柱和多排排列圆柱及其结果排列对强化传热影响的研究现况,阐述了数值模拟方法及实验方法对圆柱绕流换热研究结果,并根据现有成果展望了今后插入圆柱形扰流元... 对已有插入圆柱形扰流元件强化传热成果进行了系统归纳,总结了国内外对于单圆柱和多排排列圆柱及其结果排列对强化传热影响的研究现况,阐述了数值模拟方法及实验方法对圆柱绕流换热研究结果,并根据现有成果展望了今后插入圆柱形扰流元件强化传热问题的研究方向。 展开更多
关键词 单圆柱 多排圆柱 扰流元件 强化传热
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聚光连续型高效智能吸附式空调及其强化传热设计浅析 预览
9
作者 张慈枝 陆观立 《能源与环境》 2019年第1期55-56,共2页
基于双床吸附连续制冷的理论,提出了一种聚光连续型高效智能吸附式空调系统,将聚光光伏技术和吸附式制冷技术相结合,形成冷、热、电联产一体化的新思路。系统设计围绕连续回热型的吸附制冷循环、太阳能聚光器、光伏电池板3个重要方面,... 基于双床吸附连续制冷的理论,提出了一种聚光连续型高效智能吸附式空调系统,将聚光光伏技术和吸附式制冷技术相结合,形成冷、热、电联产一体化的新思路。系统设计围绕连续回热型的吸附制冷循环、太阳能聚光器、光伏电池板3个重要方面,提出太阳能3个层次优化利用,进一步强化传热和提高能源利用率,为丰富发展吸附式空调系统理论、低成本高效利用太阳能提供技术支持。 展开更多
关键词 太阳能 吸附式制冷 聚光器 强化传热
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内置扭带换热管数值模拟及结构参数优化研究 预览
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作者 芦娅妮 颉苗 +3 位作者 张琪 康进科 于春柳 任金平 《当代化工》 CAS 2019年第2期437-440,共4页
采用数值模拟方法对内插扭带式换热管换热过程进行模拟,分析了管内流动与传热特征,研究了扭带尺寸参数对管内流动与传热的影响。结果表明,随扭带余隙率增大,传热系数逐渐减小,传热性能降低,但过小的余隙率会增大摩擦阻力。传热系数随扭... 采用数值模拟方法对内插扭带式换热管换热过程进行模拟,分析了管内流动与传热特征,研究了扭带尺寸参数对管内流动与传热的影响。结果表明,随扭带余隙率增大,传热系数逐渐减小,传热性能降低,但过小的余隙率会增大摩擦阻力。传热系数随扭距增加先增大后减小,阻力系数随扭距增加逐渐减小。综合考虑扭带参数对传热与流动的影响,对换热管内置扭带的结构参数进行了优化。 展开更多
关键词 强化传热 数值模拟 换热管
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基于粮食干燥机旋转管壳式换热器设计与研究 预览 被引量:1
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作者 刁显琪 万霖 +2 位作者 车刚 李海龙 金中波 《农机化研究》 北大核心 2019年第5期232-236,共5页
针对粮食干燥机换热器存在的烟气分布不均匀、换热量小、换热效率低及能源利用率低等问题,基于强化传热理论对传统的逆流列管式换热器进行创新设计研究。为此,设计出一种可以增加壳程高温烟气扰流的旋转叶片机构,适用于大批量粮食干燥... 针对粮食干燥机换热器存在的烟气分布不均匀、换热量小、换热效率低及能源利用率低等问题,基于强化传热理论对传统的逆流列管式换热器进行创新设计研究。为此,设计出一种可以增加壳程高温烟气扰流的旋转叶片机构,适用于大批量粮食干燥机的旋转管壳式换热器,并进行了三维建模、运动仿真和有限元分析。结果表明:该机构改善了高温烟气在壳程内的分布,10r/min换热器传热性能优于0r/min换热器,壳程换热系数提高了60.5%。 展开更多
关键词 粮食干燥机 换热器 强化传热 旋转机构
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圆管等壁温振荡流动对流换热理论研究
12
作者 王宇迪 刘益才 +1 位作者 莫双林 龙杰 《低温与超导》 CAS 北大核心 2019年第6期62-66,共5页
对等壁温边界条件下圆管内层流振荡流动对流换热问题进行理论推导。在随时间做正弦变化的速度入口条件下,经求解圆管内流体振荡时的能量方程,得到振荡流动圆管内温度场分布的解析解表达式,并利用Matlab对表达式进行直观表示。计算结果表... 对等壁温边界条件下圆管内层流振荡流动对流换热问题进行理论推导。在随时间做正弦变化的速度入口条件下,经求解圆管内流体振荡时的能量方程,得到振荡流动圆管内温度场分布的解析解表达式,并利用Matlab对表达式进行直观表示。计算结果表明:等壁温边界条件下速度入口脉冲流动可引起温度随时间波动,波动随无量纲振荡频率和速度振荡幅度增加,换热效果加强,且速度振荡幅度和无量纲振荡频率存在协同作用。 展开更多
关键词 振荡流动 温度解析解 强化传热
基于热管技术的动力电池热管理系统研究现状及展望
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作者 丹聃 姚程宁 +2 位作者 张扬军 钱煜平 诸葛伟林 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期682-693,共12页
电池热管理是发展高性能动力电池系统的关键技术之一,也是工程热物理领域研究前沿和热点.本文介绍锂离子动力电池热特性,阐述热管理对动力电池的重要性.介绍动力电池热管理主要技术手段,重点介绍热管技术应用于电池热管理的研究现状,从... 电池热管理是发展高性能动力电池系统的关键技术之一,也是工程热物理领域研究前沿和热点.本文介绍锂离子动力电池热特性,阐述热管理对动力电池的重要性.介绍动力电池热管理主要技术手段,重点介绍热管技术应用于电池热管理的研究现状,从电池运行工况对系统传热的影响研究、热管传热特性分析与设计、热管理系统散热结构设计与传热分析及采用热管的电池加热研究4个方面阐述当前基于热管技术的电池热管理研究现状.最后,总结当前研究存在的不足及需要突破的关键问题,以期促进先进动力电池热管理系统开发. 展开更多
关键词 锂离子电池 热管理 热管 强化传热 低温加热
基于场协同理论的高温热管散热模拟分析 预览
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作者 于萍 耿伟轩 +1 位作者 邵园园 郭华锋 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第3期84-88,51共6页
为了提高碟式太阳能热发电系统的高温热管的散热特性,根据场协同理论,利用变分法构造拉格朗日函数,从而求出附加体积力的动量方程,采用数值模拟的方法研究了纵向涡流强度和进口流体雷诺数对水夹套管内对流换热和阻力特征的影响,提出了... 为了提高碟式太阳能热发电系统的高温热管的散热特性,根据场协同理论,利用变分法构造拉格朗日函数,从而求出附加体积力的动量方程,采用数值模拟的方法研究了纵向涡流强度和进口流体雷诺数对水夹套管内对流换热和阻力特征的影响,提出了流场优化强化换热的方法。研究发现基于场协同理论纵向涡流可以明显强化水夹套管内的对流换热,但同时流体流动阻力也随之增大,并且流动阻力的增加幅度要小于对流换热增强的幅度;纵向涡流强度越大,进口流体雷诺数越大,流体具有更为优良的综合强化换热特征。 展开更多
关键词 强化传热 高温热管 纵向涡 场协同理论 数值模拟
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三角形通道内对称三角翼的脉动传热特性 预览
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作者 刘焕玲 孙恒 +1 位作者 崔媛媛 刘平 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期633-640,共8页
该文研究了三角形管道内加入对称三角翼扰流元件在脉动流作用下的对流换热特性,工质是体积分数为1%的Water-SiO2纳米流体,雷诺数为500~1 600,利用CFD软件进行数值仿真。结果表明,当雷诺数和振幅定常时,即当雷诺数为1 500,振幅为0.75时,... 该文研究了三角形管道内加入对称三角翼扰流元件在脉动流作用下的对流换热特性,工质是体积分数为1%的Water-SiO2纳米流体,雷诺数为500~1 600,利用CFD软件进行数值仿真。结果表明,当雷诺数和振幅定常时,即当雷诺数为1 500,振幅为0.75时,脉动流作用下存在强化与弱化换热的临界频率约为1 Hz。当临界频率大于1 Hz时,强化换热,反之则会弱化换热。当频率为10 Hz时,换热最大增强了3%;当频率为0.001 Hz时,换热最大弱化了5%。同时利用场协同原理研究了传热机理,结果表明场协同角越小,换热效果越好,并且距离三角翼片下游越近,场协同角越小。当振幅为0.75,频率为10 Hz,雷诺数为1 500时在一个周期内的平均场协同角最小,换热效果最好。 展开更多
关键词 三角翼 场协同 强化传热 层流 脉动流
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基于埋地换热器的强化传热研究现状及展望 预览
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作者 徐森森 刘寅 袁冬颜 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第6期68-75,共8页
地埋管换热器作为直接与岩土接触进行取/释热装置,其换热性能决定了土壤源热泵系统的运行效率。地埋管换热器强化传热研究旨在提高土壤源热泵系统运行效率及地能利用率。通过对土壤源热泵地埋管换热器的研究进行综述,论述了地埋管换热... 地埋管换热器作为直接与岩土接触进行取/释热装置,其换热性能决定了土壤源热泵系统的运行效率。地埋管换热器强化传热研究旨在提高土壤源热泵系统运行效率及地能利用率。通过对土壤源热泵地埋管换热器的研究进行综述,论述了地埋管换热器的研究现状及发展动态,分析影响地埋管换热器换热的主要因素及强化换热措施。兼顾理论知识及工程特点,提出目前研究存在的问题,指出日后研究方向及重点,并对土壤源热泵的发展进行展望。 展开更多
关键词 土壤源热泵 地埋管换热器 回填材料 强化传热 控制策略 现状与展望
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电晕风强化大功率LED散热研究 预览
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作者 李小华 石云飞 +2 位作者 王静 蔡忆昔 赵旭东 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第1期111-115,共5页
针对大功率LED传统散热方式的不足,设计一种“线-网”式离子风散热器。通过实验研究不同放电间隙、过电压、线电极直径、线-线间距下散热器性能的变化。结果表明,在相同网状电极密度下,起晕电压随放电间隙的增加而增加;电荷密度和离子... 针对大功率LED传统散热方式的不足,设计一种“线-网”式离子风散热器。通过实验研究不同放电间隙、过电压、线电极直径、线-线间距下散热器性能的变化。结果表明,在相同网状电极密度下,起晕电压随放电间隙的增加而增加;电荷密度和离子风速随过电压增加呈正比例变化,与放电间隙的平方成反比;当网格密度为3cm^-2,放电间隙为5mm时,采用0.15mm线径的线电极产生的离子风呈最佳状态;当线-线间隙大于或小于最佳值时,系统散热性能降低。 展开更多
关键词 强化传热 离子风 电晕放电 大功率发光二极管
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扭带强化传热性能的数值与实验研究
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作者 满长忠 郁双鑫 +1 位作者 胡敬伟 孙培岩 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期121-129,共9页
通过模拟和实验的方法研究在湍流工况下(3000<Re<10000)换热器管内插入不同扭带模型后的传热特性和阻力特性。区别于传统螺旋扭带,提出一种顺时针与逆时针交替扭转的正反扭带。对不同扭率的传统扭带以及扭率为3的无缺口和半圆缺... 通过模拟和实验的方法研究在湍流工况下(3000<Re<10000)换热器管内插入不同扭带模型后的传热特性和阻力特性。区别于传统螺旋扭带,提出一种顺时针与逆时针交替扭转的正反扭带。对不同扭率的传统扭带以及扭率为3的无缺口和半圆缺口正反转扭带进行模拟计算,并将模拟结果与实验结果进行对比验证。结果表明:在湍流流态下,雷诺数越小,扭带的强化换热效果表现越好;对不同扭率的扭带,其努塞尔数、摩擦系数和综合性能指标随扭率的减小而增大;扭率为3时,两种正反扭带的强化换热效果均优于传统扭带,无缺口正反扭带的换热效果最好;模拟计算的结果数据与实验结果数据比较,最大误差不超过8%。 展开更多
关键词 数值模拟 强化传热 正反转扭带 湍流
螺旋复合型槽纹管的壳程流动和传热特性分析 预览
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作者 杨晨 陈珉芮 +2 位作者 钱锦远 洪伟荣 金志江 《化工机械》 CAS 2019年第2期146-151,共6页
针对一种由六头螺旋槽纹管和光管组合而成的新型螺旋复合型槽纹管,在10 000≤Re≤30 000的范围内,观察螺纹部分长度分别为0.1、0.2、0.3m时对壳程流体的流动和传热产生的影响。基于得到验证的数值模拟方法,研究不同Re下流体在壳程的流... 针对一种由六头螺旋槽纹管和光管组合而成的新型螺旋复合型槽纹管,在10 000≤Re≤30 000的范围内,观察螺纹部分长度分别为0.1、0.2、0.3m时对壳程流体的流动和传热产生的影响。基于得到验证的数值模拟方法,研究不同Re下流体在壳程的流动情况,通过分析二次流的产生与消失过程,发现流体在壳程中流动的规律与螺纹部分长度无关。随着Re的增长,二次流变得更加剧烈,能有效强化传热,而螺旋复合型槽纹管引起的阻力损失也随之增大。 展开更多
关键词 螺旋复合型槽纹管 六头螺旋槽纹管 光管 强化传热 二次流 传热特性
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相变微胶囊悬浮液强制对流换热实验研究
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作者 张冠华 俞臻杰 +1 位作者 崔国民 豆斌林 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期147-154,共8页
提出了一种可以同时作为储能介质与传热流体的新型相变微胶囊悬浮液(MPCS),设计和搭建试验台,分别在层流和湍流条件下在等热流密度的光滑圆管中对MPCS进行了强制对流换热实验,研究了悬浮液浓度、流量、泵送功率和加热速率对其流动及传... 提出了一种可以同时作为储能介质与传热流体的新型相变微胶囊悬浮液(MPCS),设计和搭建试验台,分别在层流和湍流条件下在等热流密度的光滑圆管中对MPCS进行了强制对流换热实验,研究了悬浮液浓度、流量、泵送功率和加热速率对其流动及传热特性的影响。结果表明:对于质量分数为5%的MPCS,当微胶囊中相变材料分别处于固体、固体-液体和液体状态时,对应的努塞尔数平均增大了23.9%、20.5%和9.1%;与纯水相比,MPCS作为在热力系统应用的传热流体可以实现强化传热,但是需要在传热实验中控制好相变过程才能使MPCS的传热性能优于水。 展开更多
关键词 微胶囊悬浮液 相变储能 强化传热 层流 湍流
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