两种边界条件下氩薄膜导热的NEMD模拟

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:xyzsoft
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  本文采用非平衡分子动力学(NEMD)方法,结合LJ势能模型,分别使用温度和热流两种边界条件,初步探讨了氩薄膜热导率随薄膜厚度大小的变化及两种边界条件对模拟结果的影响.
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本文对涡轮叶片内部有、无冲击射流的气膜出流冷却方式中,冷气侧气膜孔局部换热特性进行了实验研究.取气膜孔前后三倍气膜孔径范围为研究对象.无冲击射流时,通过改变来流雷诺数、气膜出流与横流密流比,对气膜孔的"溢流效应"进行了研究,研究发现,气膜孔局部的换热均随两者的增加而强化,且孔后的换热要好于孔前的换热,孔后一倍孔径区域努塞尔数比孔前提高大约40﹪;有冲击射流时,改变冲击雷诺数、横流射流密流比等流动参
本文通过建立粒子溅射到自由表面的多相流体流动与传热模型,数值模拟了粒子溅射到自由表面上的运动规律和传热特征.结果显示,由于粒子的溅射,加强了自由表面的扰动,强化了自由表面的传热效果,降低了自由表面的温度梯度,可以有效地减少表面的蒸发.
本文利用动态微液层模型对双组分混合物的沸腾换热现象进行了理论预测.本模型认为沸腾换热的机理主要是由于在气泡的周期生长过程中所形成微液层的蒸发.模型中考虑了气泡生长过程中液体传质对传热的影响,给出了气泡生长过程中传热面上气-液-固接触的动态构造.利用本模型所得计算结果与实验结果能够较好的符合.
本文对三角形条纹表面的流动与传热特性进行了数值计算与实验研究,并与相同条件下平板表面的流动与传热特性进行了比较.结果表明:在某些条件下,三角形条纹面可以起到流动减阻与强化传热的作用;条纹面对流场中流向涡的纵向发展在一定条件下起到了限制作用.条纹峰处起到了增强扰动效果的作用.
本文应用三种性能评价方法对四种管内传热强化性能准则进行比较.第一种评价方法是基于能量守恒定律对不间限制条件下(如等流量、等泵功及等压降),比较换热量大小;第二种评价方法是比较整体性能因子j/f的大小;第三种评价方法基于流动与传热过程熵增原理,比较熵产大小.结果表明:在工程实际中常采用第一种方法,但有一定的限制区域;第二种方法整体反映换热与阻力的综合性能指标,可作为设计迎风面积的依据;第三种方法反映
本文针对空气-混凝土圆管界面的对流换热系数进行了实验研究.根据自然状态和受迫(风速的作用)状态两种情况,设计了相应的实验环境.制作了5个混凝土管状试件,采用在圆管内部布置石英管电加热的方式.开发了温度控制、数据采集的实时传送、监控、记录系统.实验研究表明、控制试件升温速率以防止混凝土开裂、提供稳定的风速环境是实验成功的关键.
本文应用Brinkman扩展达西模型对部分充满内热源多孔介质的封闭方腔内空气的自然对流进行了数值模拟,研究了热源强度、渗透率和多孔介质填充度对封闭方腔内流动与换热的影响.
本文对一侧与两侧带有周期性分布纵向涡发生器矩形的窄通道内的强化传热进行了对比性试验研究,得出了Re=3×103-2×104的范围内纵向涡发生器安装形式对水的流动与换热特性的影响规律.结果表明:纵向涡发生器对换热有较好的强化作用,同时阻力略有增加,在三种不同比较准则(相同泵功、相同压降及相同流量)条件下,两侧带纵向涡发生器的通道综合流动与换热强化效果好于单侧的.
本文根据热质理论的基本概念和热质(热量)运动控制方程组,导出了热质(热量)的波动方程和热波的传播速度,证明了热扰动的传播速度是有限值.分析了热量波动传递的物理机制,与现有的热波理论(CV模型)进行了比较,指出了CV模型的不足.最后对一维热波的传播过程进行了数值模拟,给出了极短时间内瞬态导热过程的物理图像.
本文以去离子水作为工质,在当量直径300~1570μm的微圆管内进行了层流流动与换热特性的实验研究。结果表明,当壁面粗糙度超过1﹪时摩擦系数随着壁面相对粗糙度的增加而增加。在给定热流密度的条件下,当雷诺数小于100时,管壁轴向导热对换热特性的影响随着壁厚与内径比的增加而增大;当雷诺数大于100时,轴向导热的影响随着雷诺数的增加逐渐减弱,充分发展区的Nu接近常规值4.36。