强化相变换热性能的实验研究

来源 :中国工程热物理学会第十一届年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:llwjm
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  本文通过对相变蓄热材料硬脂酸融化过程在加入纵形肋片和不加肋片两种情况下的实验研究,证实了加入纵形肋片是一种很好的强化相变换热的方法,并为今后采用肋片强化相变换热的方法提供了可靠的数据.
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本文对薄圆盘腔体内Rayleigh-Bénard对流实现PCR过程进行了热分析,在此基础上对薄圆盘腔体的边界条件和几何尺寸进行了优化设计.结果表明,在所研究的范围内,周壁绝热,上下壁温分别为反应允许退火-延伸温度的下限和反应允许变性温度的上限,同时腔体的高径比为0.275时,腔体内能够满足PCR反应要求的流体的体积最大,核酸扩增的效率最高.
本文针对以溴化锂水溶液为工质的水平管吸收器,考虑横向对流作用,建立了描述管表面的降膜流动和管间滴状吸收传热传质耦合过程的数学模型,采用涡量-流函数法求解管表面的数学模型.根据数值计算结果,分析了溶液温度、浓度和吸收速率沿管排不同位置和水平管管间的变化,与实验数据的对比说明提出的数学模型是合理的.
同心复合套管式回热器是微型燃气轮机的重要部件一紧凑式回热器的一种类型.本文采用Fluent对有交错肋的同心套管中的对流与换热进行了数值模拟.结果表明:在本文所给边界条件下.当冷、热流体通道内的肋之间存在一定的夹角时,Nu数与夹角为0时的Nu数之比值,随着夹角逐渐增大到=γ/2时,其比值为最大,即这时传热效果最佳,但变化对摩擦系数几乎没影响.
本文以热力学分析为基础,讨论了掺入固体颗粒的液体可强化沸腾换热的机理.认为固相颗粒的引入在汽化和凝结过程中形成非均态核化中心,增加了核化几率,提高了膜内的扩散速率;固体颗粒携带水膜穿入蒸汽膜使蒸汽膜减薄,甚至改变局部传热状态由膜态沸腾转变为核态沸腾.确定了固体颗粒携带水膜穿入蒸汽膜的必要条件是水与固体颗粒的润湿角θ<75°.
考虑固相和流相相互作用的粘性耗散和流体流动方向的热传导效应,本文研究了多孔介质平板通道非局部热平衡Darcy流体的强迫热对流问题利用叠加原理和和Fourier级数,得到了常壁温度时非局部热平衡的多孔介质固相骨架和孔隙流体温度的解析解,给出了局部Nusselt数Nu的表达式.考察了Peclet数,Brinkman数,Biot数和两相热传导系数比Kr等对局部Nusselt数的影响.
本文实验研究了冷表面的特性对结霜初期过程的影响,得到了接触角、粗糙度以及表面材质等对过冷水珠存续时间、水珠冻结粒径等的影响;给出了两种表面上的初始霜晶分类区与湿空气和冷面水蒸气浓度之差及冷面温度的关系,发现随着冷面温度的降低,各表面上的初始霜晶形状均可划分为无规则状、片状、针柱状和羽毛状.指出霜晶的倒伏和回融及霜层的回融是霜层不断密实的主要原因.
本文在低压环境P=200~800Pa的工况范围内,研究了液滴在闪蒸结冰过程中温度的变化与环境压力之间的关系.试验表明液滴在低压闪蒸结冰过程中,随着气压的降低,液滴内部因过热产生气泡的强度增加.液滴的破碎及液滴内部气泡的生长速度与环境压力有直接关系.液滴在闪蒸结冰过程中其外侧温度产生的温度跳跃很小,而在液滴的内部产生的温度跳跃很大,因此液滴在闪蒸过程中处于热力学非平衡状态.由于液滴蒸发的影响及闪蒸过
本文对自激振荡流热管的传热特性及强化传热手段进行了分析,并利用高热流连续激光作为加热手段,通过改变激光器的输出功率,对等截面和变截面自激振荡流热管的传热特性进行了对比实验研究.实验结果表明,变截面自激振荡流热管在满足一定前提条件下,可以明显地起到强化传热的作用.这也为场协同理论在小尺度空间相变换热中的应用,提供了一个例证.
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