曹玉会
,
张信荣
工程热物理学报
本文提出一种能够体现流体物性变化的格子Boltzmann模型。首先，通过模拟常压下空腔内的自然对流，检验了模型的可靠性。其次，模拟了超临界压力下CO2的自然对流，讨论了伪临界温度附近急剧的物性变化对流动及传热的影响。模型的提出为深入探讨CO2的流动和传热特性提供了有力工具。本文结果为有效利用超临界CO2提高换热系统的性能提供了理论依据。
关键词:
自然对流
,
超临界流体
,
CO2
,
格子Boltzmann方法
,
传热
陈林
,
张信荣
工程热物理学报
近年来,微尺度条件下功能性流体换热与流动已经成为极具潜力和挑战性的课题,在化工、医药、传热与能源利用等系统中获得广泛应用.超临界CO2流体作为一种天然替代性环保工质,在相关细微尺度下已证明具有良好的热力学性能.本研究采用了数值计算的方法对近临界CO2流体在微通道内流动稳定性和换热特性进行了系列的探索.研究发现,在靠近临界点的相对较宽泛的区域内,流体具有强膨胀特性和低热扩散特性,从而在微尺度条件下产生局部旋涡流动,大大促进了微尺度的混合和对流换热效率.进一步,研究针对这种微尺度局部涡动进行了机理分析,获得了微通道内近临界流体瞬态换热和超临界热膨胀效应特性.
关键词:
近临界流体
,
微通道
,
对流换热
,
混合
,
数值模拟
邓毕力
,
张信荣
工程热物理学报
对流动分岔后的超临界二氧化碳在平面对称突扩管中进行强迫对流换热进行了数值模拟，研究了热流密度在流体发生流动分岔现象后流动特性的影响。计算结果表明：随着热流密度的增加，临界雷诺数和转换雷诺数减小，流动稳定性遭到削弱；对应于相同的雷诺数，由于流动分岔引起的不对称压力分布随着热流密度的增加对应于突扩管上、下半部有不同变化规律，这使得对应回流区的大小分别减小和增大。
关键词:
超临界二氧化碳
,
对流换热
,
突扩管
,
流动分岔
任建勋
,
张信荣
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2002.01.004
为了研究减压膜蒸馏过程中膜管内的温度、压力分布及传质通量特性,分别建立膜蒸馏过程的传热、传质数学模型,对其中的温度、压力分布和蒸馏通量进行了理论分析和数值模拟,推导了计算膜蒸馏通量的新方法--对数平均压差法,并分别比较了对数平均压差法和算术平均压差法计算通量的特点.结果表明,采用对数平均压差法计算总蒸馏通量,其误差在1 2%以内;当膜管进、出口内外压差之比Δp′/Δp″≤1 6时,采用算术平均压差法来计算通量可将误差控制在+2%内,而当Δp′/Δp″较大时,不能采用算术平均压差法计算膜管内外平均压差及蒸馏通量.
关键词:
膜蒸馏
,
温度
,
压力
,
传热
,
传质
邓毕力
,
张信荣
工程热物理学报
本文对二氧化碳在矩形封闭回路中自然对流循环的流动特性进行了实验研究，研究了回路在临界点附近三种流动循环的稳定性。在所有的实验结果中，气-液两相循环是不稳定的，跨临界／超临界循环是稳定的，而单相的气态循环的稳定性还取决于循环所处的热力学状态。
关键词:
二氧化碳
,
自然对流循环
,
封闭回路
,
稳定性
,
临界区
孙梦荷
,
张信荣
工程热物理学报
本文针对汽车换热器中的波纹翅片建立二维计算模型,运用场协同原理分析波纹翅片附近流动及传热情况,并通过二维开缝波纹翅片模型讨论开缝位置对其传热性能和流动特征的影响.数值模拟结果显示,波纹翅片各周期场协同角分布基本相同,在拐角附近存在明显的场协同恶化区域.在波纹翅片的拐角处或各半周期的1/4处开缝可改善协同,从而强化传热.此外,前密后疏或前疏后密的开缝方式不影响翅片的换热和压降情况,在开缝分布不均匀时,稀疏段开缝位置决定了翅片换热能力的相对大小.
关键词:
波纹翅片
,
开缝翅片
,
场协同
