肖兰
,
吴双应
,
李友荣
工程热物理学报
采用三维数值模拟方法研究了太阳能吸热器在有风环境下的混合对流热损失特性，得到了吸热器腔体内部的温度分布和采光口截面的速度分布以及对流热损失大小与倾角、风向的关系曲线。结果表明，与无风环境下太阳能吸热器对流热损失随倾角增加而单调减小的规律不同，有风环境下，太阳能吸热器混合对流热损失同时受到环境风和倾角的共同影响，且规律较为复杂。当风向背对采光口时，吸热器混合对流热损失在不同倾角下随风向的变化较小，但当风向正对采光口时，吸热器混合对流热损失随风向的变化较为剧烈，受到倾角的影响也较为显著。
关键词:
太阳能吸热器
,
混合对流
,
热损失
,
风向
,
倾角
种道彤
,
刘继平
,
张清甫
,
严俊杰
工程热物理学报
本文建立了水平矩形通道三维层流混合对流的数学模型,提出了壁面导热与流动耦合的简化计算方法,采用SIMPLER算法对其流动和换热过程进行了数值模拟.计算结果表明由于浮升力的作用使水平通道内出现二次流现象,加热面的上下顶端周向导热热流密度存在极大值,下底面的局部Nusselt数最大,上底面最小.混合对流:平均Nusselt数随 Re和Gr*的增大而增大;但当Re较大时,平均Nusselt数随Gr*变化而近似不变.
关键词:
层流
,
混合对流
,
耦合导热
,
热平衡法
种道彤
,
刘继平
,
严俊杰
,
周志杰
工程热物理学报
通过实验研究了内置均匀加热板的垂直矩形通道入口段混合对流换热的温度场和阻力特性.实验分别针对同向流动和反向流动两种情况进行了研究,其中Re=329～5565,Gr=9.7×105～7.7×106.通过实验得到了矩形通道内混和对流换热的总体平均Nusselt数和压力损失的变化规律.实验表明固体壁面的导热对总体换热具有非常重要的作用.平均Nusselt数随Re的增加而增加;Re＜1000时反向流动的Nusselt数大于同向流动时Nusselt数,Re＞1800时二者相差很小.压力损失与Re近似为乘幂关系,且随热流密度变化很小.
关键词:
混合对流
,
矩形通道
,
Nusselt数
,
阻力
杨光
,
吴静怡
工程热物理学报
以数值模拟和实验验证相结合的方法研究了三维动态混合对流过程中的温度场发展规律,并定量地分析了在Re=1×105,Gr=±3.36×1012,Pr=0.7,L/H=3/4条件下矩形腔体内温度均匀性的动态变化特性.研究结果表明,对于相同大小的Grashof数和Reynolds数,当Gr＞0时,腔体内有着更高的升/降温速率,而其升/降温过程中的整体温度不均度则高于Gr ＜0时的换热过程.当Gr＞0时,竖直方向的温度不均匀度是影响腔体内温度均匀性的主导因素(σ竖直(≥)σ水平);而当Gr＜0时,竖直方向和水平方向上的温度不均匀度共同影响腔体内的温度均匀性(σ竖直≈σ水平).
关键词:
混合对流
,
浮升力
,
温度均匀性
,
动态模拟
,
实验验证
杨茉
,
康宏博
,
米丽娟
工程热物理学报
本文对以带钢连续热镀锌为背景抽象出的锌锅中低Pr流体的流动和传热进行了数值模拟.数值结果显示,对Re=0的纯自然对流,Ra在104和105间时数值解由稳态解分岔为振荡解;对于Ra=0的纯强制对流,Re在4×103和5x1003之间时,数值解从稳态解分岔为振荡解;当Ra和Re均小于自然对流和强制对流单一机制作用时发生振荡的临界值时,混合对流的流动和传热为稳态;当Ra和Re中的一个参数大于单一机制作用发生振荡的临界值时,另一个参数由小于增加到大于单一机制作用发生振荡的临界值时,数值解由振荡解变为稳态解.
关键词:
低Pr流体
,
混合对流
,
自维持振荡
,
数值模拟
郭航
,
杨亮
,
叶芳
,
马重芳
工程热物理学报
本文根据被动式微小型直接甲醇燃料电池的运行特性,建立了其阳极膜电极二维、非等温、稳态数学模型.模拟结果表明:阳极膜电极内部温度的分布是不均匀的,最高温度出现在阳极催化层,且质子交换膜的温度要高于阳极气体扩散层.由于被动式直接甲醇燃料电池燃料的供给与消耗所引起的强制对流的存在,使得混合对流温度场和速度矢量场与自然对流情况下的不尽相同,利用模型对此进行了数值分析.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
被动式供料
,
混合对流
,
传热
,
数值模拟
陶于兵
,
何雅玲
,
刘迎文
工程热物理学报
对槽式太阳能集热器内的耦合换热过程建立了统一求解模型,推导了无量纲控制方程,并进行了耦合求解.结果表明:随Ra增加,管内自然对流形成的涡逐渐向右侧管壁方向移动,等温线中心向下偏移;环形空间内自然对流形成的涡向顶部移动,等温线向下偏转;随管径比增加,管内的混合对流换热系数增加,管外环形空间的换热系数减小.内管内外表面的温度梯度及局部换热系数均随着角度的增加而增加.在θ=π/4和θ=π/2的截面内,环形空间中间区域内温度沿半径方向不降反升,出现偏转;而在θ=3π/4和θ=π的截面内,圆管内部中间区域内的温度沿着径向不升反降,也出现偏转.
关键词:
太阳能集热器
,
混合对流
,
耦合换热
,
数值模拟
王秋香
,
戴传山
,
李琪
工程热物理学报
用格子玻尔兹曼方法对微圆管管束外混合对流的换热情况进行了数值模拟研究。在充分验证程序正确性的基础上,对混合流动绕流时不同壳侧进液角度,不同雷诺数Re以及瑞利数Ra等方面对传热的影响进行模拟研究,对衡量传热效果的Nu数及温度场进行了对比,总结出了换热规律。为高效微管换热器的开发提供了理论指导。
关键词:
格子Boltzmann
,
混合对流
,
自然对流
,
管束
郭亚丽
,
沈胜强
,
李维仲
工程热物理学报
文中采用格子Boltzmann力矩模型模拟了不同纵横比(A)、瑞利数(Ra)、雷诺数(Re)下两维矩形腔内的混合流动,得到不同条件下矩形腔内的流线和等温线图,并描述了其特点.模拟结果表明,在低雷诺数下,当强制对流占主导时,换热可看作矩形腔内上部强制对流换热Nucv加权该部分尺寸与下部导热Nucd加权下部导热尺寸的综合作用结果.得到整体换热强度随纵横比变化的经验公式,并给出其适用范围.
关键词:
格子Boltzmann方法
,
混合对流
,
纵横比
,
矩形腔
