一、微圆管内流动凝结换热的实验研究(论文文献综述)
孙宁[1](2020)在《管内微直肋凝结换热特性实验及数值分析》文中指出本文介绍了电站空冷岛的发展背景以及研究现状,通过对不同散热器的管内工质、管型、长径比以及热通量的比较,确定并建立了微直肋管散热器模型,模拟电站空冷岛的环境,对不同倾角下微直肋圆管换热进行实验与数值模拟研究,并与光管换热能力进行比较。实验选用长为1140mm的微直肋管,管内径为7 mm,外径为8 mm,肋高0.25 mm,齿数为62,肋顶角为15°。实验选取微肋管与地面角分别为30°、45°、60°、75°、90°,通过改变蒸汽质量流量和空气侧的进风量对换热性能进行探究。空气雷诺数的范围为4000-6000,冷凝水的雷诺数范围为60-160。比较了在不同空气雷诺数下的换热量、不同倾角下的换热量、不同蒸汽流速下冷凝换热系数以及不同倾角下冷凝的换热系数。采用模拟的方法,模拟长为600mm,管内径为7mm,肋高0.25 mm,齿数为62,肋顶角为15°的微直肋管和长为600mm,管内径为7mm光管的水蒸气管内凝结换热。设置恒定的壁面温度,选取VOF模型与Lee模型,通过改变管子的倾斜角度和进口蒸汽的质量流量对冷凝进行模拟。并将模拟结果与实验结果进行相互验证。通过实验与数值模拟的方法,得到管内的凝结换热系数和换热量会随着空气雷诺数和蒸汽质量流量的增大而增大。同一条件下,微直肋管换热系数是光管的1.23-2.32倍。倾斜角度与地面夹角30°时微直肋管会有一个最大的凝结换热系数,对比于垂直管,强化换热系数为1.3-1.6倍。
郭玲伟[2](2020)在《先进核能S-CO2布雷顿循环微通道流动传热及优化》文中进行了进一步梳理布雷顿循环是近年来大型换热设备中常用的换热循环系统,整个闭合系统循环与传统朗肯循环相比换热效率有所提高,将其应用到核电换热系统中,将会提高整体换热设备的效率,以达到资源最优化利用的目的。PCHE(印刷板式换热器)相比于常规板式换热器而言,具有结构紧凑,安全性好等优点。本文基于核电布雷顿循环系统PCHE微通道,利用三维建模软件PROE建立微通道物理模型,通过数值仿真软件模拟计算微通道内超临界二氧化碳工质流动过程中的传热特性和熵产,根据计算结果分析了各个工况参数对传热效率的影响规律,其目的为实际应用过程中提供安全性参考。超临界二氧化碳热物性参数变化规律理论研究。二氧化碳是一种安全无毒,传热效果好且易于取得的工质,将其应用到换热器微通道内,将使整个换热设备工作效率有着一定程度的提高。超临界二氧化碳即二氧化碳的压力和温度均处于临界值(7.38MPa,31.04℃),其物性参数在临界值附近有着较为明显的变化。通过分析二氧化碳密度及比容分布曲线可知,压力与温度对二氧化碳热物性参数影响较大,特别是比热容,具体表现为二氧化碳比热容随温度的升高呈现先升高后降低的分布曲线,特别是在临界点附近,比热容变化较为剧烈,先急剧升高达到峰值后急剧降低,其比热容峰值随温度的升高逐渐右移,且当压力参数为8MPa时,比热容达到最高峰值及此时超临界二氧化碳传热效果最好。微通道内超临界二氧化碳传热特性影响规律研究。本文采用数值模拟仿真软件,基于三维微通道物理模型,计算分析超临界二氧化碳在微通道内的传热特性。本文首先以PCHE单通道模型为基础对通道截面形状开展数值研究,计算通道截面形状变化对通道内超临界二氧化碳传热特性的影响规律。在数值模拟研究过程中,引入结构因子无量纲参数,分析结果表明,不同通道截面形状对管内流动工质传热特性具有一定程度的影响,当截面形状结构因子为1即通道截面形状为半圆形时,管内超临界二氧化碳工质传热效果最好。系统内工况参数的变化对通道内流动工质传热特性也具有一定程度的影响。其中系统压力的减小会使超临界二氧化碳物性越接近临界物性即比热容越大,冷流体出口温度越高,通道内扰动程度增大,雷诺数增大,微通道内冷热流体间换热效果越好。同样,入口质量流速及热流体入口温度的增加均会使冷流体出口温度升高,冷热流体间换热效果提高。微通道内超临界二氧化碳传热过程中熵产规律研究。熵产是描述系统不可逆程度的物理量,可以将其作为衡量系统内换热效果的参数。基于PCHE微通道物理模型,利用数值模拟软件CFD计算不同工况下通道内冷热流体熵产,分析通道内不同工况参数对熵产的影响规律。通过分析计算结果可知,系统压力的增大会引起熵产的升高,即通道内换热效率的降低,随着系统压力的增大,熵产随之升高,系统不可逆程度增大。同时入口质量流速的增大及热流体入口温度的升高均会引起通道内熵产的升高,通道内换热效果有所恶化。
郭玉洁[3](2019)在《水平光滑管内R290流动凝结换热的数值模拟》文中研究说明HCFCs类制冷剂具有较高的GWP(温室影响指数)且ODP(臭氧衰减指数)不为0,大量使用会使全球变暖和臭氧层空洞等环境问题加剧。在制冷、空调和热泵领域内,常用的HCFCs类制冷剂主要是R22,因此,R22的替代十分紧迫。研究发现,R290是R22的优良替代选择,R290在应用中需要解决的首要问题是可燃性问题,有必要减少R290在系统中的充灌量,在维持系统原有制冷能力的前提下采用小管径传热管是不错的选择。因此,本文主要采用数值模拟和实验研究相结合的方法,对R290在小管径水平管内的凝结换热特性进行研究。本文首先采用CFD软件FLUENT19.0对R290在4mm管径水平铜管内的凝结换热特性进行数值模拟。在模拟中,选择了合适的湍流模型、多相流模型,并编写UDF(用户自定义函数)。分析了管内温度场、速度场、压力场和气液相分布规律,得出在质量流速180250 kg/(m2·s)、热流密度58kW/m2、干度0.10.9的工况范围内,质量流速、热流密度越大时,R290的凝结换热系数越大,干度越高时,R290的凝结换热系数越大的结论。然后在相同工况下进行R290在水平管中的凝结换热特性实验,将实验结果与6个经典的水平管内纯工质凝结换热系数关联式计算值进行对比,得出Cavallini A等和Bohdal T等对水平小管内R290凝结换热系数的预测精度相对较好,分别有79.05%和86.67%的数据点在30%误差线以内;此外,将实验所得结果与数值模拟结果比较,得出模拟值均偏高,其相对于实验值的绝对偏差在17%以内,认为模型合理,并尝试对误差原因进行解释。最后,对质量流速和管径的影响特性进行模拟,发现在330480 kg/(m2·s)范围内,质量流速越大,凝结换热系数越高。按照上述建模方法,分别建立了3、5和7mm管径冷凝模型,用数值模拟方法研究了以上管径水平管中R290的凝结换热特性,指出在研究管径范围(37mm)内,减小管径使得凝结换热系数增大,主要是因为管径的减小促使非环形流向环形流过渡的位置提前,环形流区域扩大,强化了换热。
贾文华[4](2019)在《异形管内混合气体流动凝结换热特性数值模拟》文中认为含不凝结气体的蒸汽冷凝在核电厂、石油化工、工业余热回收等方面存在广泛的应用。由于不凝结气体的存在,冷凝传热过程显着恶化,研究混合气体冷凝过程在各种影响因素下的流动和传热特性,成为蒸汽冷凝研究的热点之一。本文利用数值模拟方法,以空气和水蒸气混合物在换热管内凝结传热过程为研究对象,研究了换热管倾斜角度、换热管形状、换热管管径及流速对混合气体异形管内冷凝换热与流动过程的影响规律。针对混合气体在倾斜换热管内的换热与流动进行了二维数值模拟。研究发现沿换热管长度方向,管内混合气体压力减小,冷凝换热系数随换热管管径减小先增加后减小;小管径下换热管倾斜角度对管内混合气体的冷凝换热系数影响较小,管内各点压力随着倾斜角度的增加而降低;在相对较大换热管管径下,随着倾斜角度增加,换热管内混合气体凝结换热系数增加,换热管倾斜90°时为最大;随流速增加,换热管倾斜角度对混合气体压力的影响减弱。建立圆形、正方形以及正三角形三种截面形状的换热管内流动和传热数学模型并针对换热管道内流体的换热与流动特性进行了三维数值模拟,讨论了这三种换热管内当量直径以及混合气体流速的综合影响规律。研究发现随着换热管当量直径增加,混合气体冷凝换热系数在正方形截面换热管内始终最高,在圆形截面换热管内要高于正三角形截面换热管。由于正方形角区的存在,使得角区处空气含量较大,换热管平均空气膜热阻变得更加小,而且由于角区角度相对较大,正方形截面换热管的恶化程度相对较小,冷凝换热系数最高。随着换热管当量直径增加,正三角形截面换热管道内各点混合气体压力最高,圆形截面和正方形截面换热管内各点压力相差不大。对波节管内混合气体冷凝换热与流动特性进行了数值模拟,讨论了波节结构、不凝结气体含量以及雷诺数的综合影响规律,并与圆形换热管内的情况进行了对比。研究发现,波节管内的壁面平均传热系数高于光滑管。波节管内的换热系数与流速的变化均呈现总体震荡趋势,在每个波节结构内,壁面平均传热系数在波节下游处约为波节上游处的3倍,流体在经过每个波节时均会产生逆时针的旋涡,这个旋涡会带动一部分流体在波节下游处脱离主流,进入到整个波节区域,被壁面冷却,打破了波节下游的气膜。这部分流体停留一段时间后在波节上游被卷吸回主流,而波节上游由于旋涡作用形成回流区,因此波节下游在波节管强化传热中起着决定性作用。随着波节间距的减小以及波节宽度的增加,波节管内流体的壁面平均传热系数增加。波节高度对壁面平均传热系数以及摩擦阻力系数的影响最大,波节宽度次之,波节间距最小。随着不凝结气体含量增加,光滑管内壁面平均传热系数降低幅度要高于波节管;波节管由于波节的作用具有显着地强化传热效果。上述研究成果对异形管内混合气体流动凝结换热工程设计具有一定指导作用。
刘策[5](2019)在《风冷式分液冷凝器热力性能的理论与实验研究》文中研究指明本文以风冷冷凝器的应用为背景,通过理论和实验的方法,对风冷式分液冷凝器的热力性能与气液分离特性进行了研究。通过建立理论模型优化了分液冷凝器的管程布置方案,对冷凝器的换热性能进行了分析。搭建了风冷冷凝换热实验台,对冷凝器的主要热力性能参数进行了测量、计算和分析,并将一级分液冷凝器、二级分液冷凝器和蛇形管冷凝器的热力性能进行了对比。在理论方面,基于Nusselt凝结理论,建立了制冷剂在水平光滑圆管内冷凝换热的液膜生长模型。该模型基于第三类边界条件,考虑了重力及气液界面剪切力对液膜的影响,通过将液膜分段的方式计算各点的液膜厚度与局部换热系数。对比计算结果与实验数据,验证了模型的合理性。在假设联箱内的气液分离状况的基础上,运用该模型对分液冷凝器单元的管程布置方案进行了优化,并对推荐方案设计的分液冷凝器的换热系数及沿程干度进行了计算。计算结果表明:流程方案的不同对冷凝器内各管程换热管流动的均匀性有很大的影响。而分液结构的存在可以使第二管程入口干度得到提高,进而提高冷凝器第二管程的换热系数及整体换热系数。在实验方面,搭建了压缩机驱动的风冷换热实验系统,在原型机蛇形管冷凝器的基础上设计加工了一级分液冷凝器。实验使用R134a为工质,在实验条件下,测量并计算了分液冷凝器的分液量、分液率、换热量、换热系数、沿程干度、压降及惩罚因子,并将其以上参数与原型机蛇形管冷凝器对应参数进行了对比。实验结果表明:分液冷凝器的热力性能相比于蛇形管冷凝器可以得到大幅度的提高。最后,在一级分液冷凝器的基础上,通过在第二、三管程之间加装分液结构的方式将其改造为二级分液冷凝器。在相同的实验工况下,也对其主要热力参数进行了测量计算,并与一级分液冷凝结构对应参数进行了比较。实验结果表明:加装的二级分液结构虽然提高了第三管程的换热,但是会使第一、二管程之间的分液结构的气液分离效率和二管程的换热性能变差。综合来看,该分液结构虽然会使分液冷凝器的热力性能略有提升,但是提升的幅度不大。
朱晨[6](2019)在《水平管内凝结换热数值模拟研究》文中研究表明目前,对水平管内的两相流流动的研究主要集中在单相对流换热和流动沸腾换热,而对冷凝换热的研究相对较少。蒸汽在管内凝结换热属于复杂的气液两相流流动过程,影响凝结换热的因素有很多,蒸汽的质量流量、干度和流速等物理量对凝结换热均有不同的影响效果,所以研究水平管内制冷剂的流动冷凝过程具有重要的意义和前景。许多学者也针对蒸汽的凝结进行了研究,但大都采用实验的方法,而实验有成本高、误差大、内部详细流动情况无法获取等缺点,数值模拟方法则更加省时省力,因此,本文运用Fluent软件对制冷剂在水平管内的凝结换热情况进行了数值模拟研究。根据本文的模拟情况,在考虑流体传热传质的过程时使用的模型为Lee模型。针对Lee模型中的相变因子,由于其数值的选择对冷凝换热的模拟过程有很大的影响,在不同的条件下最佳的r值也有不同,所以针对接下来的模拟过程对其进行分析选择。通过对不同的r值进行模拟分析后发现r值的变化影响着气液相体积分数以及液体的过冷度,本文使用Fluent的后处理功能将不同的r值对应的传热系数进行输出,将其与传热关联式的理论值进行对比,得到r值为1000时与关联式的值吻合度更高,因此本文之后的模拟将r值设定为1000。并且选择了三种压降模型和传热模型,计算出关联式的值,将其与文中的模拟值进行比较分析,选择出与本文结果吻合度最好的关联式模型。之后本文针对影响管内冷凝的影响因素进行分析,这些影响因素包括质量流量、入口干度、管径、管型以及制冷剂种类等。文中通过Fluent的模拟结果输出云图,观察气液两相体积分数以及温度和压力的变化对质量流量的影响进行了分析,观察了干度对气液两相流体积分数的影响。在设备及系统的选择过程中,由于需要对管径进行选择,在满足换热效果的前提下,管径的变化会影响投资成本以及能耗的不同,因此文中对管径的大小进行了分析。在一些场合下管道会采用矩形管,但是由于矩形管的制作过程要更复杂,传热不如圆管均匀,所以使用矩形管的系统相对较少,但矩形管的换热系数要高于圆管,所以本文对矩形管和圆管的换热进行了对比分析。目前R22制冷剂由于对环境的伤害比较大,寻找可以进行替代的制冷剂就显得尤为重要,本文选择R410A和R290制冷剂与R22进行对比分析,观察他们在管内的压降和凝结换热现象的区别,为制冷剂的选择提供理论参考。文中使用Fluent的后处理功能将压降和传热系数的数据输出,使用Origin软件对其随干度变化的情况进行了散点图的绘制,更直观的观察了三种制冷剂的差别并且直观的观察了影响因素对制冷剂的影响。
吴春旭,李俊明[7](2018)在《方形微通道内流动凝结时气液相界面演进过程的数值模拟》文中进行了进一步梳理基于VOF模型,模拟了R32在水力直径为50μm的方形微通道内流动凝结时的气液两相流型演进过程,模拟涉及的流型包括环状流、喷射流、泡状流和收缩泡状流。模拟结果显示,由于沿通道周向气液界面存在曲率差异,凝结液内部存在表面张力导致的横向压力梯度,驱使凝结液流向通道壁面拐角处,减薄通道壁面中部液膜厚度。基于势能最小原理,解释了表面张力与界面黏性力主导的喷射流形成机理。小质量流率时,喷射流诱发环状流上游气液界面波动,界面波动在界面黏性力的作用下逐渐生长。这与大质量流率时,流向下游并逐渐生长的界面波动导致流型转换的机理不同。
王吉[8](2018)在《制冷剂在微通道阵列内凝结的流型与压降研究》文中研究表明高技术领域的发展对换热器提出了微型化、紧凑化的需求,推动了微通道换热器相变换热的研究。现有针对1 mm以下微通道内的凝结流动实验研究多以蒸汽在硅通道内单侧冷却凝结为研究对象,与实际应用不符。因而有必要开展制冷剂在对称冷却的1 mm以下当量直径微通道内流动凝结研究。本文对R134a和R1234ze(E)在硼硅玻璃制作当量直径301.9μm近似椭圆形微通道阵列内的凝结流型、流型转变、两相压降进行了系统的研究,揭示了微通道内制冷剂流动凝结的流型转变方式、机理以及对两相摩擦压降的影响。同时考虑了对称/非对称冷却方式对流型转变、两相压降的影响。通过对流型的拍摄,观测到了三种不同的连续流到间断流的转变形式。同时根据实验结果给出了流型分布图并与文献中流型图进行了对比。实验中观测到在平壁面薄液膜区域和半圆形凝结液堆积区均存在气液界面波动,并测量了其波动的波长和波速。测得的两相摩擦压降随着质量流速和干度的增加而增加,随着制冷剂饱和温度的增加而减小,随着冷却水入口温度的增加而增加,对称冷却条件下的两相摩擦压降相比于非对称条件下更小,R134a的两相摩擦压降比R1234ze(E)低。并将实验结果与文献中已有的压降关联式计算结果进行了对比。本文提出了R134a和R1234ze(E)在近似椭圆形通道内流动凝结时的稳定环状流理论计算模型。计算结果给出了微通道内液膜厚度分布随着凝结过程的变化,同时根据液膜厚度分布得到了微通道局部周向平均凝结换热系数。发现局部周向平均凝结换热系数在微通道进口区域迅速下降,之后会达到一个稳定值,而这个稳定值受质量流速的影响较小。基于线性不稳定性理论建立了计算微圆管内和近似椭圆形微通道内气液界面不稳定性的理论模型。求解得到了最不稳定波长与波速。发现微圆管内最不稳定波长会随着干度、质量流速和管径的改变而突变,对应两种不稳定状态,这种状态改变可作为间断流发生的判据。用这个判据对文献中的R134a凝结流型数据进行了预测,发现预测结果在高质量流速时表现良好。另外,还将计算得到的近似椭圆形微通道内的波长和波速与实验结果进行了对比,发现理论计算得到的波长与实验结果吻合较好,然而理论计算得到的波速比实验结果偏大。
邵杰[9](2017)在《动力型热管内R134a流动凝结特性实验研究与数值模拟》文中指出动力型热管是一种低能耗、高密度的能量输运系统,可以实现远距离能量传输,在高效节能方面拥有光明的应用前景。针对动力型热管内流动凝结传热过程复杂未知的问题,本文采取实验研究与数值模拟相结合的方法,对动力型热管内R134a流动凝结特性进行了研究。本文搭建了动力型热管冷凝段压降测试实验台。对不同流量及干度下的R134a管内流动凝结过程中的压降特性进行了实验研究,实验结果表明:压降随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加。将实验结果与三种不同压降模型进行了比较分析,得出Muller-Steinhagen-Heck模型能更好地预测管内流动凝结过程中的压降特性。在压降测试实验台的基础上,搭建了传热特性测试实验台,对不同流量及干度下的R134a管内流动凝结过程中的传热特性进行了实验研究,实验结果表明:传热系数随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加,并且低干度区的增长斜率要明显大于高干度区的增长斜率。将实验结果与四种不同传热模型进行了比较分析,得出Chen模型能更好地预测管内流动凝结过程中的传热特性。本文对动力型热管内流动凝结过程进行了数值模拟,对模拟中模型的建立和选择进行了研究,得出湍流模型选择SST k-ω模型,多相流模型选择VOF模型,传热传质模型选择Lee模型,且相变因子为3000时能更好地描述流动凝结传热过程。对不同流量下的管内流动凝结数值模拟结果进行了分析,得出管内流动凝结过程中的流型主要以环状流为主,圆管中心气相速度较快,圆管周围液相速度较慢,而且液相温度低于气相温度,液相有一定的过冷度。并将模拟中的压降结果与MullerSteinhagen-Heck关联式比较,传热结果与Chen关联式比较,比较结果显示误差都在允许范围内。该研究为动力型热管重要部件泵的选择、换热器的设计、系统的优化以及两相流的研究提供了理论参考,具有重要的理论指导意义。
李冬冬,何国庚,李柯桥,牛立娟[10](2017)在《R32的替代性能及其在水平管内相变换热的研究进展》文中指出在全球节能减排的大趋势之下,寻找一种高效、节能环保的R22替代物迫在眉睫。R32制冷剂作为过渡性替代品R410A的主要组分,具有优良的热物理性能、环保性能及循环性能等优点。本文对R32的热物理性质、循环性能、环保性、安全性以及可获得性等方面进行了介绍,并着重从试验和理论两个方面对R32在水平管内凝结与沸腾换热特性的研究进展进行了综述,也分析了关于半经验换热特性关联式的探索,从而为R32相变换热性能的优化研究和应用提供参考,并有助于R32冷凝器与蒸发器的优化设计。
二、微圆管内流动凝结换热的实验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微圆管内流动凝结换热的实验研究(论文提纲范文)
(1)管内微直肋凝结换热特性实验及数值分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 CFD模拟凝结换热概述 |
1.4 本文主要工作 |
2 电站空冷岛及其散热器简介 |
2.1 空冷技术概述 |
2.1.1 直接空冷系统 |
2.1.2 混凝式间接空冷系统 |
2.1.3 表凝式间接空冷系统 |
2.2 直接空冷机组的经济性 |
2.3 直接空冷机组在我国的发展 |
2.4 空冷岛散热器简介 |
3 可倾斜散热器管内凝结换热试验系统 |
3.1 蒸汽供给系统 |
3.2 冷却风系统 |
3.3 角度控制系统 |
3.4 冷凝水回收系统 |
3.5 测量系统 |
4 实验方法及数据处理 |
4.1 实验试件 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 空气侧的换热 |
4.2.2 蒸汽侧实验数据的处理 |
4.2.3 蒸汽侧实验步骤 |
4.3 实验误差分析 |
4.3.1 蒸汽参数测量误差分析 |
4.3.2 空气吸热侧测量误差分析 |
4.3.3 实验过程总误差 |
5 实验结果分析 |
5.1 不同风速下换热量 |
5.2 不同冷凝水流速下管内凝结换热系数 |
5.3 不同倾斜角下的管内凝结换热系数 |
5.4 微直肋管换热系数与Shah关联式的对比 |
6 管内凝结换热数值模拟 |
6.1 几何模型和网格划分 |
6.1.1 几何模型 |
6.1.2 网格划分 |
6.2 传热传质模型选择 |
6.3 VOF相交界面的捕捉 |
6.4 物理模型及控制方程 |
6.4.1 模型的假设 |
6.4.2 控制方程的确定 |
6.5 边界条件的设定 |
7 模拟结果分析 |
7.1 冷凝换热模型与Shah公式的比较 |
7.2 速度场分析 |
7.3 温度场分析 |
7.4 5°倾斜角度下传热系数 |
8 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 符号表 |
(2)先进核能S-CO2布雷顿循环微通道流动传热及优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 研究意义及实用价值 |
1.3 研究内容 |
2 超临界二氧化碳布雷顿循环系统 |
2.1 布雷顿循环 |
2.2 超临界二氧化碳布雷顿循环 |
2.3 印刷电路板式换热器(PCHE) |
2.4 超临界二氧化碳 |
2.4.1 二氧化碳临界相变特征 |
2.4.2 超临界二氧化碳热物性分析 |
2.4.3 超临界二氧化碳管内换热特征及影响因素 |
2.5 本章小结 |
3 数值模拟方法 |
3.1 控制方程 |
3.2 物理模型及网格划分 |
3.2.1 物理模型 |
3.2.2 网格划分 |
3.3 湍流模型选择 |
3.4 边界条件设置 |
3.5 本章小结 |
4 超临界二氧化碳微通道内流动传热特性分析 |
4.1 微通道内超临界二氧化碳传热特性 |
4.2 热工参数对微通道内传热特性的影响规律 |
4.2.1 压力变化对传热特性的影响 |
4.2.2 质量流速变化对传热特性的影响 |
4.2.3 入口温度变化对传热特性的影响 |
4.3 本章小结 |
5 超临界二氧化碳熵产分析及结构优化 |
5.1 “熵分析”概念 |
5.2 热工参数对微通道内熵产的影响规律 |
5.2.1 压力对换热单元内熵产的影响规律 |
5.2.2 质量流速对换热单元内熵产的影响规律 |
5.2.3 入口温度对换热单元内熵产的影响规律 |
5.3 微通道结构优化 |
5.3.1 结构因子对传热特性的影响规律 |
5.3.2 微通道管径对传热特性的影响规律 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
致谢 |
参考文献 |
(3)水平光滑管内R290流动凝结换热的数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 HCFCs替代的紧迫性 |
1.1.2 R22的替代研究 |
1.2 R290的研究和应用现状 |
1.2.1 R290的理论研究 |
1.2.2 R290替代R22的实验研究 |
1.2.3 R290的应用现状 |
1.3 工质在水平管中凝结换热研究现状 |
1.4 本课题主要工作 |
1.5 本章小结 |
第2章 R290在水平管内流动冷凝的数值模拟基础 |
2.1 水平管内气液两相流理论 |
2.1.1 水平管内气液两相流型划分 |
2.1.2 纯工质气液两相流预测研究 |
2.2 水平管内气液两相流数值模拟方法 |
2.2.1 CFD技术在水平管内冷凝模拟中的应用 |
2.2.2 冷凝源项模型的研究 |
2.2.3 UDF概述 |
2.3 本章小结 |
第3章 R290在水平光滑管内冷凝的数值模拟 |
3.1 水平管的几何建模和网格划分 |
3.1.1 几何模型 |
3.1.2 网格无关性检验 |
3.2 冷凝气液两相流传热传质模型的选择 |
3.3 物理模型及控制方程 |
3.3.1 物理模型的确定 |
3.3.2 湍流模型的选择 |
3.3.3 控制方程的确定 |
3.3.4 控制方程的离散 |
3.3.5 控制方程的求解 |
3.4 多相流模型的确定 |
3.5 边界条件的设定 |
3.5.1 入口和出口边界条件 |
3.5.2 壁面边界条件 |
3.6 本章小结 |
第4章 R290在4mm水平管内流动凝结换热的模拟结果 |
4.1 流场分布特性分析 |
4.1.1 速度场分析 |
4.1.2 温度场分析 |
4.1.3 压力场分析 |
4.1.4 气液两相分布分析 |
4.2 凝结换热影响因素分析 |
4.2.1 质量流速对凝结换热系数的影响 |
4.2.2 热流密度对凝结换热系数的影响 |
4.2.3 饱和温度对凝结换热系数的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 模拟结果和实验结果的对比和分析 |
5.1 验证实验 |
5.1.1 实验目的 |
5.1.2 实验系统 |
5.1.3 实验测量参数及仪表 |
5.1.4 实验数据处理 |
5.1.5 与已有关联式的对比分析 |
5.2 模拟值与实验值的对比和分析 |
5.2.1 热流密度模拟值与实验值的对比 |
5.2.2 质量流速模拟值与实验值的对比 |
5.2.3 饱和温度模拟值与实验值的对比 |
5.3 R290在水平管内凝结换热的模拟优化 |
5.3.1 质量流速的优化 |
5.3.2 管径的优化 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间的研究成果 |
(4)异形管内混合气体流动凝结换热特性数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 混合蒸汽冷凝换热机理简介 |
1.2.1 纯蒸汽冷凝换热机理简介 |
1.2.2 混合蒸汽冷凝换热机理简介 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 混合气体管内流动凝结特性理论研究 |
1.3.2 混合气体管内流动凝结特性数值模拟 |
1.3.3 混合气体管内流动凝结特性实验研究 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 混合气体流动凝结换热模型与验证 |
2.1 数值模拟简化与假设 |
2.2 数学模型 |
2.3 数值模拟模型可靠性验证 |
第三章 倾斜管内混合气体流动凝结特性研究 |
3.1 数值计算模型 |
3.1.1 物理模型及网格划分 |
3.1.2 边界条件 |
3.2 倾斜管内混合气体凝结换热特性研究 |
3.2.1 管径对管内蒸汽凝结换热系数的影响 |
3.2.2 定流速下倾斜角度对管内换热系数的影响 |
3.2.3 定管径下倾斜角度对管内换热系数的影响 |
3.2.4 流速对管内凝结换热系数的影响 |
3.3 倾斜管内混合气体凝结流动特性研究 |
3.3.1 管径对倾斜管内蒸汽压力的影响 |
3.3.2 定流速下倾斜角度对管内蒸汽压力的影响 |
3.3.3 定管径下倾斜角度对管内蒸汽压力的影响 |
3.3.4 流速对管内蒸汽压力的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 不同管形换热管内混合气体流动凝结特性研究 |
4.1 数值计算模型 |
4.1.1 物理模型及网格划分 |
4.1.2 边界条件 |
4.2 不同管形管内混合气体凝结换热特性研究 |
4.2.1 不凝气体含量对换热管内换热系数的影响 |
4.2.2 定流速下换热管形状对换热管内换热系数的影响 |
4.2.3 定当量直径下换热管形状对换热管内换热系数的影响 |
4.3 不同管形换热管内混合气体流动特性研究 |
4.3.1 不凝气体含量对管内流体流动压力的影响 |
4.3.2 定流速下换热管形状对换热管内压力的影响 |
4.3.3 定当量直径下换热管形状对换热管内压力的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 波节管内混合气体流动凝结特性研究 |
5.1 数值计算模型 |
5.1.1 物理模型及网格划分 |
5.1.2 边界条件 |
5.2 波节管内混合气体凝结换热特性研究 |
5.2.1 不同不凝气体含量对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
5.2.2 不同波节高度对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
5.2.3 不同过冷度对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
5.2.4 不同雷诺数对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
5.2.5 波节间距及波节宽度对管内混合气体凝结换热特性影响 |
5.3 波节管内混合气体凝结流动特性研究 |
5.3.1 不同雷诺数对波节管内混合气体凝结流动特性影响 |
5.3.2 不同波节结构对波节管内混合气体凝结流动特性影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 本文主要创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的学术论文 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(5)风冷式分液冷凝器热力性能的理论与实验研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 膜状凝结与珠状凝结 |
1.2.1 凝结传热的模式 |
1.2.2 膜状凝结的理论研究 |
1.2.3 膜状凝结的实验研究 |
1.3 分液冷凝器 |
1.3.1 分液冷凝器的优势 |
1.3.2 分液冷凝器内的流型研究 |
1.3.3 分液冷凝器的热力性能研究 |
1.3.4 分液冷凝器对系统性能的影响 |
1.4 当前研究中存在的问题 |
1.5 本论文的研究内容 |
2 实验装置 |
2.1 实验系统 |
2.2 测量装置 |
2.3 实验段 |
2.3.1 蛇形管冷凝器 |
2.3.2 分液冷凝器 |
2.3.3 U型管分液结构的优势 |
2.4 数据处理 |
2.4.1 总换热量 |
2.4.2 各管程换热量 |
2.4.3 对流凝结换热系数 |
2.4.4 压降 |
2.4.5 惩罚因子 |
2.4.6 分液率 |
2.4.7 干度 |
2.5 实验数据不确定度分析 |
3 基于水平圆管内液膜生长模型的分液冷凝器换热性能分析 |
3.1 制冷剂在水平光滑圆管内冷凝换热的液膜生长模型的建立 |
3.1.1 基本模型及假设 |
3.1.2 基本方程组及边界条件 |
3.1.3 联箱内两相流流动情况考虑 |
3.2 模型验证 |
3.2.1 液膜厚度变化规律 |
3.2.2 理论换热系数与实验换热系数对比 |
3.3 实际工况下分液冷凝器单元换热性能计算 |
3.3.1 管程布置方案优化 |
3.3.2 第一管程换热分析 |
3.3.3 第二管程换热分析 |
3.3.4 总体换热分析 |
3.4 本章小结 |
4 一级分液冷凝器热力性能实验结果分析 |
4.1 换热测量可靠性验证 |
4.2 一级分液冷凝器气液分离特性分析 |
4.3 一级分液冷凝器热力性能分析 |
4.3.1 分液率分析 |
4.3.2 换热量分析 |
4.3.3 换热系数分析 |
4.3.4 压降及惩罚因子分析 |
4.4 本章小结 |
5 二级分液冷凝器热力性能实验结果分析 |
5.1 二级分液冷凝器实验段介绍 |
5.2 分液量测量可靠性验证 |
5.3 二级分液冷凝器气液分离特性分析 |
5.4 二级分液冷凝器热力性能分析 |
5.4.1 二级分液冷凝器换热性能分析 |
5.4.2 二级与一级分液冷凝器换热性能比较 |
5.4.3 二级与一级分液冷凝器压降及惩罚因子比较 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 本文结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
主要符号表 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)水平管内凝结换热数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景、目的及意义 |
1.1.1 环境问题与制冷剂替代 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 热管技术简介 |
1.2.1 热管的工作原理和结构 |
1.2.2 热管的特性 |
1.2.3 热管的传热极限 |
1.2.4 热管的分类 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 主要研究内容 |
2 多相流理论 |
2.1 多相流的基本介绍 |
2.2 两相流基本介绍 |
2.2.1 两相流分类 |
2.2.2 两相流研究方法 |
2.3 管内两相流流型 |
2.4 管内两相流压降特性 |
2.5 本章小结 |
3 水平管内凝结换热数值模拟模型 |
3.1 CFD概述 |
3.2 基本控制方程 |
3.3 湍流模型 |
3.3.1 湍流模型介绍 |
3.3.2 湍流模型选择 |
3.4 多相流模型 |
3.4.1 多相流模型介绍 |
3.4.2 多相流模型选择 |
3.5 传热传质模型 |
3.6 本章小结 |
4 水平管内凝结换热数值模拟 |
4.1 模型的假设 |
4.2 模型的构建 |
4.3 网格的划分 |
4.4 边界条件的设置 |
4.5 模拟条件的设定 |
4.6 模拟结果分析 |
4.7 冷凝换热关联式的对比分析 |
4.7.1 冷凝换热模型 |
4.7.2 压降模型 |
4.8 本章小结 |
5 水平管内凝结换热影响因素分析 |
5.1 质量流量的影响 |
5.1.1 气液两相体积分布 |
5.1.2 速度分布 |
5.1.3 温度分布 |
5.2 干度的影响 |
5.3 管径的影响 |
5.4 管型的影响 |
5.5 制冷剂的影响 |
5.6 本章小结 |
6 结论 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
致谢 |
(7)方形微通道内流动凝结时气液相界面演进过程的数值模拟(论文提纲范文)
引言 |
1 数值模型 |
1.1 VOF模型 |
1.2 凝结过程质量传递模型 |
1.3 模拟工况与求解方法 |
2 数值模型验证 |
3 模拟结果与分析 |
3.1 方形通道截面气液分布 |
3.2 温度与壁面热通量分布 |
3.3 喷射流形成机理探讨 |
3.4 喷射流诱导的界面波动 |
4 结论 |
(8)制冷剂在微通道阵列内凝结的流型与压降研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 管内两相流型研究 |
1.2.2 管内两相流动压降研究 |
1.2.3 微通道内凝结换热的实验研究 |
1.2.4 微通道内流动凝结与换热理论研究 |
1.2.5 管内两相流动不稳定性研究 |
1.3 已有研究不足 |
1.4 本文研究内容 |
1.5 论文结构安排 |
第2章 实验系统设计及数据处理方法 |
2.1 实验系统 |
2.1.1 用于小流量的实验系统 |
2.1.2 用于大流量的实验系统 |
2.2 实验段 |
2.3 可视化拍摄系统 |
2.4 实验参数的测量 |
2.5 实验工况和实验步骤 |
2.6 数据处理 |
第3章 微通道内凝结流型及其转变 |
3.1 低质量流速下的流型变化规律 |
3.1.1 完全环状流凝结 |
3.1.2 稳定喷射流 |
3.1.3 波峰汇合喷射流 |
3.1.4 非稳定液膜搭桥 |
3.1.5 不同流型转变形式发生的条件 |
3.1.6 流型转变位置 |
3.1.7 流型转变频率 |
3.2 高质量流速下R134a在微通道阵列内凝结流型分布 |
3.2.1 流型图以及与文献中判据对比 |
3.2.2 流型转变位置测量 |
3.3 本章小结 |
第4章 水平微通道阵列内流动凝结压降 |
4.1 测量压降各个部分占比 |
4.2 质量流速和干度对摩擦压降的影响 |
4.3 饱和温度对摩擦压降的影响 |
4.4 冷却水入口温度对摩擦压降的影响 |
4.5 冷却方式对摩擦压降的影响 |
4.6 R134a和 R1234ze(E)两相摩擦压降的对比 |
4.7 已有的关联式与两相摩擦压降数据的对比 |
4.8 本章小结 |
第5章 微圆管内环状流凝结液膜不稳定性的线性理论分析 |
5.1 微圆管内环状流液膜稳定性理论模型 |
5.1.1 稳态流动凝结计算 |
5.1.2 环状流不稳定性计算 |
5.1.3 计算框架 |
5.2 计算结果与分析 |
5.2.1 一般性结果 |
5.2.2 入口干度的影响 |
5.2.3 质量流速的影响 |
5.2.4 微圆管直径的影响 |
5.2.5 管壁冷却温度的影响 |
5.2.6 与实验结果的对比 |
5.3 本章小结 |
第6章 微通道内稳态环状流凝结换热模拟 |
6.1 微通道内稳态环状流凝结模型 |
6.1.1 平壁区凝结液控制方程 |
6.1.2 半圆形区凝结液控制方程 |
6.1.3 气体控制方程 |
6.1.4 液膜厚度δ偏微分方程的边界条件 |
6.1.5 传热系数的计算 |
6.1.6 计算框架以及算法选择 |
6.2 结果与分析 |
6.3 本章小结 |
第7章 实验用微通道内环状流凝结气液界面不稳定性分析 |
7.1 波长与波速测量结果 |
7.2 不稳定性理论模型 |
7.2.1 稳态液膜速度和厚度计算 |
7.2.2 气液界面不稳定性理论模型 |
7.3 气液界面不稳定性理论计算结果 |
7.4 实验与理论计算结果的对比 |
7.5 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 全文结论 |
8.2 本文创新性成果 |
8.3 工作建议与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)动力型热管内R134a流动凝结特性实验研究与数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
引言 |
0.1 研究背景及意义 |
0.2 国内外研究现状 |
0.2.1 热管的原理和分类 |
0.2.2 动力型热管的应用 |
0.2.3 冷凝段内气液两相流的研究现状 |
0.3 本文的主要研究内容 |
第1章 动力型热管内流动凝结压降特性实验研究 |
1.1 实验装置及方法 |
1.1.1 实验装置 |
1.1.2 实验方法及数据采集 |
1.1.3 数据处理 |
1.2 单相流验证及多相流流型分析 |
1.2.1 单相流验证 |
1.2.2 多相流流型 |
1.3 多相流压降特性实验结果分析 |
1.4 压降模型分析与比较 |
1.4.1 压降模型分析 |
1.4.2 压降模型比较 |
1.5 本章小结 |
第2章 动力型热管内流动凝结传热特性实验研究 |
2.1 实验装置及方法 |
2.1.1 实验装置 |
2.1.2 实验方法与数据采集 |
2.1.3 数据处理 |
2.2 单相流验证及多相流流型分析 |
2.2.1 单相流验证 |
2.2.2 多相流流型分析 |
2.3 多相流传热实验结果分析 |
2.4 传热模型分析与比较 |
2.4.1 传热模型分析 |
2.4.2 传热模型比较 |
2.5 本章小结 |
第3章 动力型热管内流动凝结数值模拟中的模型选择 |
3.1 基本控制方程 |
3.2 湍流模型的选择 |
3.2.1 湍流模型介绍 |
3.2.2 湍流模型选择原则 |
3.3 多相流模型的选择 |
3.3.1 多相流模型介绍 |
3.3.2 多相流模型选择原则 |
3.4 传热传质模型的选择 |
3.5 本章小结 |
第4章 动力型热管内流动凝结数值模拟分析 |
4.1 物理模型 |
4.2 基本设置 |
4.3 模拟结果分析 |
4.3.1 流型结果分析 |
4.3.2 压降特性数值模拟分析 |
4.3.3 传热特性数值模拟分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
附录 1 |
附录 2 |
致谢 |
(10)R32的替代性能及其在水平管内相变换热的研究进展(论文提纲范文)
1 R32替代性能研究 |
1.1 热物性质及环保性 |
1.2 循环性能 |
1.3 其他性能 |
1.3.1 安全性能 |
1.3.2 市场可获得性 |
2 R32水平管内相变换热的研究 |
2.1 R32水平管内凝结换热的研究 |
2.1.1 R32水平管内凝结换热试验研究进展 |
2.1.2 R32水平管内凝结换热模型研究进展 |
2.2 R32水平管内沸腾换热的研究 |
2.2.1 R32水平管内沸腾换热试验研究进展 |
2.2.2 R32水平管内沸腾换热模型研究进展 |
3 结束语 |
四、微圆管内流动凝结换热的实验研究(论文参考文献)
- [1]管内微直肋凝结换热特性实验及数值分析[D]. 孙宁. 兰州交通大学, 2020(01)
- [2]先进核能S-CO2布雷顿循环微通道流动传热及优化[D]. 郭玲伟. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [3]水平光滑管内R290流动凝结换热的数值模拟[D]. 郭玉洁. 南昌大学, 2019(02)
- [4]异形管内混合气体流动凝结换热特性数值模拟[D]. 贾文华. 山东大学, 2019(09)
- [5]风冷式分液冷凝器热力性能的理论与实验研究[D]. 刘策. 北京交通大学, 2019(01)
- [6]水平管内凝结换热数值模拟研究[D]. 朱晨. 沈阳建筑大学, 2019(05)
- [7]方形微通道内流动凝结时气液相界面演进过程的数值模拟[J]. 吴春旭,李俊明. 化工学报, 2018(07)
- [8]制冷剂在微通道阵列内凝结的流型与压降研究[D]. 王吉. 清华大学, 2018(04)
- [9]动力型热管内R134a流动凝结特性实验研究与数值模拟[D]. 邵杰. 青岛大学, 2017(02)
- [10]R32的替代性能及其在水平管内相变换热的研究进展[J]. 李冬冬,何国庚,李柯桥,牛立娟. 制冷与空调, 2017(05)