不锈钢-气氮板式热沉仿真研究

目的研究不锈钢-气氮板式热沉中,氮气压力、氮气入口流速以及热沉自身流道深度对热沉传热性能的影响。方法利用AnsysFluent软件,对板式热沉壁面温度分布情况以及进出口压力损失进行模拟仿真。结果提高氮气压力和氮气入口速度可以提升热沉的温度均匀性,但热沉进出口压力损失也会增大。对于气氮-板式热沉而言,流道深度的改变对热沉温度均匀性的影响不大,但流道深度较小时,进出口压力损失较大。结论建议在设计气氮-板式热沉时,流道深度选择在8~10 mm,外流程中氮气压力控制在0.3~0.4 MPa,氮气流速控制在20 m/s为宜。     

蜂窝流道热沉强化传热数值模拟

热沉是模拟太空深冷环境的核心部件。为提高空间深冷环境的模拟效果,更好地满足型号试验需求,设计了一种蜂窝流道热沉。利用流体力学理论和有限元方法对蜂窝热沉内部流体的流动和强化传热进行数值模拟,分析流道结构参数对流体流动和换热的影响,确定最优的流道结构参数。结果表明,同等条件下蜂窝热沉表面温度低于管板式热沉5 K左右,温度均匀性可达到±2 K;流道深度和间距是影响流体在热沉中流动与传热的重要因素,合理选择流道结构参数可以提高热沉的换热性能;需要综合考虑传热和阻力问题来确定最优的流道结构参数,最优的蜂窝热沉流道间距为75 mm,深度为10 mm。     

内嵌式蒙皮散热器气动阻力影响研究

目的 开展内嵌式蒙皮散热器对小型飞行器气动阻力影响研究,探明气动阻力产生的原因及影响因素。方法 利用数值仿真技术,对气动阻力增大的诱因进行理论分析,分别研究蒙皮散热器引流口半径、导流口半径和翅片厚度等结构参数对飞行器气动阻力及散热性能的影响,进而平衡蒙皮散热器散热能力和飞行器气动阻力等设计指标。结果 配置蒙皮散热器为电子设备提供热沉会导致小型飞行器气动阻力增大,原因是配置散热器诱导产生了额外的压差阻力和摩擦阻力。结论 增大引流口、导流口半径可减小压差阻力,增加翅片厚度,则可减小摩擦阻力,进而减小飞行器气动阻力。增加翅片厚度,可使气动阻力减少20%以上,同时也会导致传热性能的显著降低,增大引流口、导流口半径则可在一定程度促进传热。     

不锈钢板式热沉传热特性的实验与模拟研究

目的 研究流量、胀高及焊点排布方式对不锈钢板式热沉传热特性的影响。方法 搭建实验平台,加工出结构参数不同的板式热沉实验件,同时采用静力隐式算法建立相应的几何模型,通过实验与数值模拟相结合的方法,研究流量、胀高和焊点排布方式的变化对板式热沉热阻的影响规律,并分析热沉流道内部流场状态。结果 首先计算了6个工况下的热阻,发现实际换热量为540 W时,数值模拟与实验结果的最大相对误差不大于25%。然后分析了误差来源,最后得到了热沉全流道速度场与温度场的分布情况。结论 实验与模拟结果有较好的符合程度,证明了数值模拟方法的可靠性。在换热量相同时,板式热沉的热阻随流量与胀高的增大而减小,焊点为菱形排布的热沉传热性能相对更好。板式热沉内部的流场具有周期性,焊点使流体扰动增强,并形成射流和旋涡,起到了强化传热的效果。     

烧结多孔管的制作及其沸腾传热研究

目的研究烧结多孔管表面多孔层的制造工艺,并对铜粉烧结多孔层表面的传热性能进行测定。方法利用烧结模具在铜管外面烧结铜粉层,并通过实验计算出多孔烧结管的热通量和强化换热系数。结果铜粉烧结后的铜管在酒精中的强化传热效果达到了光管的10倍左右。结论烧结铜粉粒径越小,烧结管的热通量越大,其传热性能越好。     

太阳能电池翅片散热器的冷却性能研究

本篇论文通过实验和计算的方式观察翅片散热器不同加热边界条件下的工作性能,以及在翅片散热器上加装相变材料,来研究这种组合的工作性能的。采用三组实验进行对比,分别是定温加热翅片散热器,定热流加热翅片散热器以及定热流加热装有相变材料的翅片散热器。通过实验数据的分析计算,来判断散热器在这三种条件下的工作性能以及温度分布情况等。     

热强化气相抽提修复东北地区苯污染土壤研究

以东北地区黏土为研究对象,配置模拟污染土,通过实验室小试探究抽提速率、土壤含水率以及热强化作用对气相抽提修复苯污染土壤的影响,同时探究了不同含水率土壤在中心热源加热条件下的传热效果和土壤温度变化规律。结果表明:1)气相抽提修复苯污染东北黏土的最佳抽提速率为10 L/min;2)黏土土壤含水率为5%~20%时,气相抽提修复效果随着含水率升高而逐渐降低;但在热强化作用下,其修复效果随含水率增加呈先下降后升高趋势,且修复效果在含水率为5%时最佳;3)在中心热源加热条件下,黏土在含水率为5%时传热效果最好,土壤温度由热源中心沿径向呈非线性衰减,越靠近热源点附近衰减越明显;4)热强化气相抽提修复苯污染黏土时,中心热源温度为160 ℃时修复效果最佳。     

硝酸铁对不同类型污泥自热高温微好氧消化的强化效果

在污泥自热高温微好氧消化(ATMAD)工艺耦合硝酸铁去酸抑制作用过程中,研究了进料不同配比的初沉池污泥和二沉池污泥对硝酸铁强化污泥消化效果的影响。结果表明:硝酸铁对二沉池污泥的强化效果优于初沉池污泥,进料污泥中二沉池污泥比例越高,消化效果越好。进料污泥中二沉池污泥比例越高,硝酸铁对污泥上清液中VFA、SCOD和氮磷等去除的强化效果也越强,但消化污泥的脱水性能越差,消化污泥CST值随之增长的幅度也越小。     

天然沸石覆盖层控制底泥氮磷释放的影响因素

通过实验室模拟,研究了天然沸石活性覆盖层控制底泥氮磷释放的影响因素,包括天然沸石粒径、温度、覆盖层厚度以及人工曝气等,结果表明:厌氧状态下富营养化水体的底泥会释放大量的氨氮和总磷,而天然沸石覆盖层可以有效地控制氨氮的释放,并且能降低总磷的释放速率;温度、沸石粒径、覆盖层厚度和曝气对天然沸石覆盖层控制底泥氨氮的短期释放基本没有影响,而沸石粒径和覆盖层厚度对覆盖层控制氨氮的长效性影响较大,且粒径越小或者厚度越厚,控制的时间越长;温度越高,覆盖层抑制底泥总磷释放的效果越差;沸石粒径越小或者覆盖层厚度越厚,控制底泥总磷释放的效果越好;对1cm厚粒径3～5mm沸石覆盖层表面进行曝气,有助于降低底泥总磷的释放速率;而对3cm厚粒径3～5mm的沸石覆盖层表面进行曝气,总磷的控制效果反而下降;对1cm厚粒径<2mm的沸石覆盖层表面进行曝气,初期对于底泥总磷释放的控制是不利的,而后期则可以降低底泥总磷的释放速率.     

热水解污泥在波节管中流动传热的数值研究

利用数值模拟方法,考察了低湍流雷诺数(Re=4 000)情况下热水解污泥在几种型号波节管的管内流动和传热性能,系统研究了波节管的波节高度H、波谷圆角半径r、波节间距P以及波节长度S1对波节管的流动及传热性能的影响。结果表明,在相同管径及管长下,波节管的换热效果明显比光滑管好。由于管内形成径向二次流,湍动剧烈,传热得到强化,但是进出口压差也相应增大。波节高度H对波节管的强化传热起决定性作用,波谷圆角半径r、波节间距P以及波节长度S1主要对流动阻力产生影响。在研究中采用的波节管相对于光滑管,努赛尔数Nu和阻力系数f分别最大增加130%和129%,并且当H=4 mm,r=10 mm,S1=20 mm,S2=25 mm时,综合换热因子η达到最大值2.1。     

高热流密度阵列的温度一致性工程化设计研究

目的研究一种提高高热流密度条件下热源阵列温度一致性的工程化设计方法。方法基于微通道内相变传热的原理,在结构上创新的设计保证通道内各处冷却液的温度尽量在工质的相变点附近,从而缩小各热源之间的温度差异。对一体化综合热物理样机进行数字建模,通过数值模拟的方法,对样机进行稳态的流动和传热分析。结果验证了集总参数仿真的可行性,并获得了样机的流场和温度场分布。结论该样机经由微通道相变强化传热之后,各热源间具有较小的温差,可进行工程化应用。     

双向微槽道多孔复合结构沸腾传热研究

目的研究出新型的表面结构,以提高沸腾传热强化。方法在紫铜板上烧结铜粉多孔层,然后利用线切割对多孔层进行开槽。研究槽道参数包括槽数、槽宽、槽间距和槽向等对沸腾传热效果的影响。结果开槽增大了传热的表面积,有利于气体逸出,减少气体的逸出阻力,从而多孔表面开槽强化了沸腾传热效果,传热系数与光滑表面相比可提高2~3倍。与单向微槽道相比,双向交叉槽道有着更好的传热效果,能够形成一个稳定的液体补充和气体逸出网络。结论在多孔表面加工微型复合结构,能够大幅度提高沸腾传热强化。     

间接制冷换热器除霜方案研究

目的对以载冷剂为冷媒,用于极端低温气候环境实验室的换热器的除霜问题进行研究,获得可行的除霜设计方案。方法从抑霜和融霜两个方面出发,设计包含变片距结霜换热器的内融霜和外融霜两种除霜方案,并搭建实验台对除霜方案进行实验研究。结果变片距结霜换热器迎风面结霜严重,背风面轻度结霜,内融霜可在3.5 min完成,而外融霜需要2倍的时间。内融霜结束后继续加热换热器,并配合新风置换可在20 min内除去化霜后的附着水。结论变片距结霜换热器能够有效对来流空气进行预除湿,抑制主换热器结霜,内融霜效果最好且目前以蒸汽为热源、内融霜为主、新风吹扫为辅的除霜系统已应用于大型气候环境实验室。     

车辆冷却系统高原热平衡性能研究

目的 分析海拔高度(大气压力)、环境温度、冷却液温度以及冷却风量等对车辆冷却系统高原散热性能的影响.方法 采用模拟试验与仿真相结合的方法 .结果 海拔升高1000 m,发动机水套散热量平均增加约5.3％;冷却液温度升高10℃,发动机水套散热量平均降低约14.5％;海拔升高1000 m,若保持发动机热平衡状态不变(出口冷...     

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

方舱传热试验方法研究

阐述了方舱传热系数的意义,介绍了美国材料与试验学会标准ASTM E 1925《刚性壁再配置结构的工程和设计标准规范》和GJB 2093《军用方舱通用试验方法》中方舱传热试验方法,从传热学理论和实际试验2方面对方舱传热试验进行了研究.结果表明,按照GJB 2093中热电偶的布置要求,在舱内整个立体空间内并不能真正达到温度...