带钢条缝喷气冷却整场流动和传热特性的数值模拟

铝制双波纹板束传热与流动的数值模拟和试验研究

应用cfd软件模拟分析流体在竖波纹管和竖直圆管内的降膜流动情况,采用立式蒸发式冷凝器试验平台,在不同喷淋密度下,测量温度和流量等参数,计算波纹管管内各相间传热传质系数,并与相同参数(流速、温度)条件下圆管管内传热传质系数进行比较。模拟结果表明,在相同的喷淋密度下,波纹管竖管内水膜分布较圆管均匀;试验结果表明,随着喷淋密度在一定范围内增加,水膜传热系数、空气-水当量传热系数、总传热传质系数均增大,且波纹管的传热性能明显优于圆管。

采用三维紊流模型,应用有限容积法计算了室内空调的气固耦合传热问题,并对室内空调的气流组织形式,主要是对流速场,温度场进行了数值模拟计算,为空调室内的气流组织形式的优化设计及舒适性提供了研究依据。

采用三维紊流模型,应用有限单元法计算了空调列车(硬座车)室内气固耦合传热问题,对空调列车室内气流组织,主要是速度场和温度场进行了数值模拟.研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响,以及送风温度对空调列车室内温度场的影响,为空调列车室内气流组织优化设计及舒适性研究提供了依据

通过实验与三维数值模拟相结合的方法,对内置螺旋线圈平行平板通道的流动及传热特性进行了研究,发现相对于无扰流填充物的平板通道,螺旋线圈的应用能够显著地强化传热,相同re数下nu数增幅为29%~141%,相应地阻力系数增幅为26%~175%。数值模拟的结果显示,流体受螺旋线圈的诱导可产生多纵向涡流动,增强了速度在垂直于壁面方向的分量,同时导致温度场发生明显改变,使得速度场与温度梯度场的协同性能得到提升,从而强化了传热。在700<re<7500的范围内,通过对流动换热综合性能参数的比较发现,在re数较小时,强化传热后换热效果的提升要大于流动阻力的增加,而在re数较高时则相反。

内螺纹管作为一种高效的节能元件已在动力、航天、电子等领域广泛应用,为进一步促进内螺纹强化传热技术研发,对近30年来内螺纹管内流动传热研究进行了综述,内容涉及内螺纹管内流动传热机理、传热规律、传热恶化及预报等.

第17卷第4期 2005年8月 　　　　　　　　　 　　　　钢铁研究学报 　　　journalofironandsteelresearch vol.17,no.4 　aug.2005 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59995440) 作者简介:谢海波(19722),男,博士生;　　e2mail:hbxie@126.com;　　修订日期:2004209207 层流冷却过程中带钢温度场数值模拟 谢海波,　徐旭东,　刘相华,　王国栋 (东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004) 摘　要:分析了带钢层流冷却过程中的传热,并利用有限元法对层流冷却过程中带钢温度场进行了模拟计算。结 果表明:随着轧件厚度的减薄,在带钢厚度方向上的温差逐渐减小;冷却速度不同时,带

采用cfd软件方法,研究双套管双管板换热器传热及流动特性。对隔绝腔连同内外套管的环形间隙内分别充入空气、水、甲苯气体和氩气4种介质进行模拟。结果表明:不同介质对传热有不同影响,充入水时的换热效果最好,甲苯气体的最差;壳程介质在流体接管进、出口附近存在回流和绕流且速度较小,管程介质流动较为均匀,受壁面边界层影响,速度在管中心处较高,在管壁处较低;采用模拟和传统计算方法分别得到不同雷诺数下的总传热系数,模拟得到的值比用常规设计计算结果好15%—30%,因此传统计算公式不能很好地解决此类换热器在实际中应用问题,通过模拟实验等手段优化传统计算方法是今后研究重点。

本文对空气在百叶窗翅片内部流动和传热建立了三维数值计算模型。计算结果与文献所提供的实验数据进行了对比,在整个计算范围内,re=0-1500,j和f的平均偏差分别为1.96%和10.5%。在深入揭示百叶窗翅片流动机理的基础上,进一步比较了百叶窗翅片开窗角度la和换向区长度s对其传热和流动阻力的影响,分析结果为百叶窗翅片的模具制作及其优化设计提供了依据。

利用fluent6.2及辅助软件对传热管内置带旋流口的塑料椭圆斜齿平带的流体流动及强化传热进行了计算机三维数值模拟,分析并比较了光管与有内置椭圆斜齿塑料平带的情况下管内流速、湍流度以及对流传热系数的分布改善情况。结果表明:平带管内流体的流动是以螺旋流动为主的复杂的三维流动;由于平带的扰流作用,使得平带管内流速、湍流强度得到了很大程度的提高,有效抑制了管内壁污垢的沉积,强化了传热,平带管内侧的平均传热系数较光管提高了45%,平带所带来的管路压降在工程许可的范围内,适用于流速低于0.8m·s-1的换热器中。

相变蓄热地板非稳态传热特性模拟研究——建立了相变蓄热地板采暖的物理模型和非稳态传热过程的数学模型，并通过模拟计算，分析了相变材料特性、装饰层特性、电加热功率对地板传热的影响规律．结果表明：相变材料的厚度和潜热对蓄热时间有一定的影响；装饰层对...

综述了国内外在co2水合物浆的流动和传热特性方面的最新研究进展。在流动特性部分,介绍了流体的五大类型(牛顿流体、假塑性流体、膨胀性流体、宾翰流体和赫-巴流体)以及co2水合物浆的表观黏度计算公式,研究表明co2水合物浆是非牛顿流体,表观黏度较小,因而具有优秀的流动性能;在传热特性部分,介绍了水合物浆在板式换热器中的总体换热系数计算方法,研究表明co2水合物浆的对流换热系数高达3658w/(m2·k),因此有优秀的传热性能,而且传热性能会受到晶体直径和分布规律、流速、固体含量和管道尺寸等因素的影响。综上所述,co2水合物浆具有良好的流动和传热特性,在空调领域有着广阔的应用前景。最后简要展望了今后的研究重点。

表冷器传热传质的数值模拟及特性研究——表冷器是集中式中央空调系统中的主要的空气处理部件。在系统仿真过程中，能否有效的模拟表冷器，是建立集中式中央空调系统数学模型的关键。本文基于表冷器的传热传质过程建立了其数学模型，并对模型进行了求解，得出了多...

建立了烧结型表面多孔管多孔层的理论模型,应用fluent软件对去离子水在烧结型表面多孔管和光滑管竖直管内的流动沸腾进行数值模拟,得到了不同流速下的气相体积分布云图和压力场云图,并利用场协同原理分析了管内的速度、温度场。结果表明,烧结型表面多孔管具有良好的强化沸腾传热性能,同时并未大幅度增加管内压力降。此外还分析了不同体积流速对沸腾汽化量的影响,研究表明,对于同一管型,管内流速越小,汽化量越大。

在已开发出的φ7管径的百叶窗翅片换热器的基础上继续进行翅片结构优化,成功开发出一种φ5管径的换热器,然后对此百叶窗翅片进行了详细的数值模拟.结果显示:从空气侧考虑,在迎面风速0.25~4.00ms范围内,与φ7管径换热器比较,压降减小,综合性能(cpf)提高;在换热性能基本保持不变且综合性能略有提高的情况下,体积比φ9管径换热器减小55%左右,比φ7管径换热器减小32%左右,可望用于替代原φ9与φ7管径的换热器.

本文应用三维有限体积法和simpe—c算法,对古田溪水电厂尾水管和下游尾水洞进行了数值模拟。应用固液两相流理论,推导了具有不规则边界时的控制方程。在规划的矩形网格中,采用通度系数法处理计算区域的不规则边界问题。计算结果给出了尾水管出口处的流动规律,为古田溪电厂的现场实验提供了依据。

本文应用三维有限体积法和ｓｉｍｐｌｅ－ｃ算法，对古田溪水电厂尾水管和下游尾水洞进行了数值模拟。应用固液两相流理论，推导了具有不规则边界时的控制方程。在规划的矩形网格中，采用通度系数法处理计算区域的不规则边界问题。计算结果给出了尾水管出口处的流动规律，为古田溪电厂的现场实验提供了依据。

根据包钢薄板厂热镀锌锅的结构和操作工艺参数,采用fluent软件,建立了热镀锌锅的三维模型,在不考虑锌锅锅壁与锅底的厚度和炉鼻以及气刀对锌液流动影响的情况下,对热镀锌锅内锌液的流动进行了计算。模拟结果表明:钢带拉速是锌液运动的主动力,宏观上锌液的速度正比于钢带拉速;钢带宽度影响着锌锅内漩涡的大小和位置,进而影响着锌液的整体流动状态;感应加热器的功率变化只对其附近区域锌液的流动有影响。

重点分析比较了不同通道内部流动的差别。计算结果表明:叶轮出口与非对称蜗壳的相互影响是使叶轮通道内部二次流动异常复杂的原因,也是导致风机效率下降的主要原因。

通过对比不同结构尺寸的垂直上升内螺纹管在亚临界及超临界压力下的传热系数计算关联式,结果表明:传热系数随着质量流量的增大、压力及热负荷的减小而增大;换热系数峰值在两相沸腾区;在超临界压力区,由于水在拟临界附近变化剧烈,在拟临界焓值区传热系数有最大值。内螺纹管结构参数对传热特性的影响与无因次数n有密切关系。

在压力9～22mpa,质量流速450～2000kg·m?2·s?1,内壁热负荷200～700kw·m?2的参数范围内,试验研究了用于1000mw超超临界锅炉??28.6mm×5.8mm垂直上升内螺纹水冷壁管内汽水流动沸腾传热。研究表明:内螺纹管内壁螺纹的漩流作用可抑制偏离核态沸腾(dnb)传热恶化,内螺纹管在高干度区发生蒸干型(do)传热恶化。增大质量流速可推迟壁温飞升,壁温飞升幅度随质量流速增大而降低。热负荷越大管壁温越高,随热负荷增大管壁壁温飞升提前,且传热恶化后壁温飞升值增大。随着压力增加,壁温飞升发生干度值减小。内螺纹管汽水流动沸腾传热系数呈?形分布,传热系数峰值出现在汽水沸腾区。文中还给出了亚临界压力区内螺纹管单相区和汽水沸腾区的传热系数试验关联式。

本文采用数值计算方法,以水为流动介质,研究了采用螺旋波纹管为换热管的折流杆换热器传热与流动的综合性能,并与传统采用圆管的折流杆换热器进行对比.结果表明,采用螺旋波纹管的折流杆换热器能有效提高综合强化传热性能,其eec值可达1.28.