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渐近线型污垢生长的参数特性及测量方法

热能动力工程 2008年第3期23卷 278-279页

作者：冷学礼田茂诚潘继红范明秀山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

根据渐近型函数的特点,对渐近线型污垢生长的时间常数和污垢热阻渐近值的特性进行分析,指出污垢时间常数与两次测量得到的污垢生长速率比值的对数成反比,与两次测量时间的间隔成正比。污垢热阻渐近值可以通过第二次测量的污垢热阻、污... 详细信息

根据渐近型函数的特点,对渐近线型污垢生长的时间常数和污垢热阻渐近值的特性进行分析,指出污垢时间常数与两次测量得到的污垢生长速率比值的对数成反比,与两次测量时间的间隔成正比。污垢热阻渐近值可以通过第二次测量的污垢热阻、污垢生长速度以及首次测量的污垢生长速度表示。此方法可以在污垢生长过程中获得渐近线型污垢的时间常数和热阻渐近值,节省了实验时间,是对热阻法测量污垢生长过程方法的改进,同时该方法适用于渐近线型污垢生长过程的预测。

关键词：污垢参数测量方法预测方法

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对流换热中的准(火积)耗散函数

工程热物理学报 2011年第8期32卷 1361-1364页

作者：冷学礼田茂诚张冠敏山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

通过分析对流换热过程中微元控制体内的(火积)流动平衡,得到类似于热传导过程中(火积)耗散函数表达形式的对流换热准(火积)耗散函数,表明对流换热过程中的(火积)耗散由热传导和对流形成的耗散共同构成。并通过分析对流换热过程的特点,对... 详细信息

通过分析对流换热过程中微元控制体内的(火积)流动平衡,得到类似于热传导过程中(火积)耗散函数表达形式的对流换热准(火积)耗散函数,表明对流换热过程中的(火积)耗散由热传导和对流形成的耗散共同构成。并通过分析对流换热过程的特点,对准(火积)耗散函数中对流项的影响进行了修正,使用圆管内热充分发展流动与无限宽平行通道内的对流换热过程检验,控制体内准(火积)耗散函数的计算结果与边界(火积)流的结果一致,表明文中提出的准(火积)耗散函数是可靠的。

关键词：对流换热娠耗散函数层流

封闭空间内纵向外翅片管结构参数对传热的影响

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化工学报 2013年第7期64卷 2405-2410页

作者：邱燕田茂诚冷学礼山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

对封闭空间内的竖直纵向外翅片管在翅片长度、翅片夹角及基管壁温改变时的自然对流条件下的换热特性进行了三维数值研究。结果表明翅片管的单位质量散热量随翅片长度的增加而增大。在翅片长度一定时,其最大值大多出现在翅片夹角60°左右... 详细信息

对封闭空间内的竖直纵向外翅片管在翅片长度、翅片夹角及基管壁温改变时的自然对流条件下的换热特性进行了三维数值研究。结果表明翅片管的单位质量散热量随翅片长度的增加而增大。在翅片长度一定时,其最大值大多出现在翅片夹角60°左右;在基管壁温升高时,对流占据比重出现极大值;在考虑翅片夹角对换热影响的基础上引入量纲1因子,依据65种算例结果拟合出竖直纵向外翅片管自然对流换热准则关系式,准则式与计算结果偏差平均为3.53%。

关键词：翅片管自然对流结构优化强化传热

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基于积耗散的表面传热系数辨析及恒壁温检验

工程热物理学报 2013年第7期34卷 1315-1318页

作者：冷学礼田茂诚葛培琪邱燕山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 山东大学机械工程博士后科研流动站山东济南250061

使用积耗散与广义热阻原理研究恒壁温层流平行通道的对流换热现象,检验了表面传热系数这一基本概念的热流管基础。发现通道内温度场的形态影响到表面传热系数定义式与广义式的数值;在充分发展后,非等温边界条件下将蜕化为一维热传导工况... 详细信息

使用积耗散与广义热阻原理研究恒壁温层流平行通道的对流换热现象,检验了表面传热系数这一基本概念的热流管基础。发现通道内温度场的形态影响到表面传热系数定义式与广义式的数值;在充分发展后,非等温边界条件下将蜕化为一维热传导工况,此时定义式与广义式相同;在等温边界条件下的广义式大于定义式。且非等温边界条件下,广义式与定义式间的异同可以通过流场上的关键点判断出状态,为积耗散及广义热阻检验表面传热系数的正确性提供支撑。

关键词：对流换热积耗散广义热阻表面传热系数

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不凝气体对蒸汽射流冷凝的影响

化工学报 2015年第10期66卷 3841-3848页

作者：屈晓航田茂诚张冠敏冷学礼山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

对含不凝气体蒸汽射流在冷水中直接接触冷凝现象进行了实验研究,通过测量流场中的温度分布确定汽羽长度,进而推导其传热系数。实验使用直径为1.6 mm的圆形喷嘴,出口混合气体质量流量密度在100~330kg·m^-2·s^-1之间,不凝气体的含量在0~... 详细信息

对含不凝气体蒸汽射流在冷水中直接接触冷凝现象进行了实验研究,通过测量流场中的温度分布确定汽羽长度,进而推导其传热系数。实验使用直径为1.6 mm的圆形喷嘴,出口混合气体质量流量密度在100~330kg·m^-2·s^-1之间,不凝气体的含量在0~15%之间,冷水温度在300~340 K之间。实验结果表明：不凝气体的加入,使喷嘴出口附近的温度下降减慢;汽羽长度随不凝气体含量的增加而变长,其受喷嘴出口质流密度和过冷度的影响规律与纯蒸汽射流一致;冷凝传热系数在0.7~2 MW·m^-2·K^-1之间,随过冷度的增大和不凝气体含量的增加而减小,受气体流量的影响较小。对实验数据进行拟合,获得了汽羽长度的关联式,并由此得到了冷凝传热系数关联式。

关键词：直接接触冷凝不凝气体汽羽长度传热系数

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波纹状喷嘴蒸汽引射器性能分析

中国电机工程学报 2014年第35期34卷 6255-6262页

作者：屈晓航田茂诚罗林聪冷学礼山东大学能源与动力工程学院山东省济南市250061

建立三维汽汽引射器数值模型,与普通喷嘴实验结果对比验证模型的准确性,对安装波纹状一次流喷嘴的引射器进行了分析。研究波纹的数目(Cn),波幅(h/D),波纹占喷嘴长度比率(l/L)和波纹扭曲角度(θ)对引射器的引射系数(ER)和临界背压(CBP)... 详细信息

建立三维汽汽引射器数值模型,与普通喷嘴实验结果对比验证模型的准确性,对安装波纹状一次流喷嘴的引射器进行了分析。研究波纹的数目(Cn),波幅(h/D),波纹占喷嘴长度比率(l/L)和波纹扭曲角度(θ)对引射器的引射系数(ER)和临界背压(CBP)的影响。对引射器混合室内的涡量(流向和展向)分布进行了分析,发现涡强度越大,持续时间越长则引射系数越高,同时由于二次流流量加大和湍流的增强使机械能损失加大,从而导致临界背压下降;但当产生的展向涡过早与壁面接触时,则会导致接触点以后涡快速衰减,并导致引射系数和临界背压都下降。在所研究的波纹参数范围内,相比无波纹喷嘴,引射系数最大可提高13.9%,临界背压对应下降5.1%。

关键词：引射器波纹状喷嘴引射系数涡量

基于最小方差的对流换热准则式非线性回归算法及检验

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化工学报 2014年第11期65卷 4309-4314页

作者：冷学礼邱燕田茂诚李蔚山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 山东大学机械工程博士后科研流动站山东济南250061 浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027

目前换热器测试中的回归方法对测量过程和测试对象的要求仍有很多限制条件,对于换热管形状复杂的新型换热设备进行回归时,这些限制使获得准则方程式更加困难,测量周期增加。通过提出一种新的回归算法,以最小方差作为回归条件直接得到固... 详细信息

目前换热器测试中的回归方法对测量过程和测试对象的要求仍有很多限制条件,对于换热管形状复杂的新型换热设备进行回归时,这些限制使获得准则方程式更加困难,测量周期增加。通过提出一种新的回归算法,以最小方差作为回归条件直接得到固定侧表面传热系数以及改变侧准则方程式,避免了Wilson法及等流速法等需要的限制条件。该方法仅依赖于对流换热两侧的热阻串联关系,得到的准则式与两侧流体工质、通道形态及流动状态是否相同均没有关系,降低了得到准则方程式的条件并简化测量过程,且与国家标准要求的测试条件对应。发展了使用二分法进行非线性回归得到准则方程式的算法,通过生成并使用模拟数据检验表明算法是准确可行的,使用实验数据求解得到的固定侧表面传热系数和流动侧准则方程指数也在合理的范围内。

关键词：传热准则式回归总传热系数

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不同翼片扰流特性的PIV对比实验

化工学报 2014年第S1期65卷 11-16页

作者：车翠翠田茂诚冷学礼唐玉峰山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 山东省工程咨询院山东济南250013

利用粒子成像测速(PIV)技术对圆管内置梯形翼片后方流场进行了测量,分析了翼片迎流(UFW)和顺流(DFW)两种放置方式对流场的扰动特性。结果表明,迎流翼片形成的涡沿周向延展范围较大,持续性好,涡偶内侧为向壁流;顺流翼片形成的涡沿径向延... 详细信息

利用粒子成像测速(PIV)技术对圆管内置梯形翼片后方流场进行了测量,分析了翼片迎流(UFW)和顺流(DFW)两种放置方式对流场的扰动特性。结果表明,迎流翼片形成的涡沿周向延展范围较大,持续性好,涡偶内侧为向壁流;顺流翼片形成的涡沿径向延展范围较大,在较短距离内扰动较为明显,涡偶内侧为背壁流。两种流动结构都能有效提高壁面附近的速度分量,促进主流和壁面附近流体的质量交换。随着Reynolds数增大,纵向涡的稳定性减弱,在Re=3000时,翼片的扰流效果均较好。

关键词： PIV 梯形翼片圆管纵向涡

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管束旋转时管外流体对流换热特性

工程热物理学报 2013年第2期34卷 314-316页

作者：张井志张文强田茂诚冷学礼山东大学能源与动力工程学院山东济南250061

本文对管束旋转时,管外流体流动换热特性进行了研究。在管壁恒壁温条件下,对流体的温度场、速度场进行模拟,得到了静止状态与旋转状态的温度场与速度场。旋转状态下,由于管束旋转对流体的搅动,折流板缺口附近的流动死区减小,流场形态发... 详细信息

本文对管束旋转时,管外流体流动换热特性进行了研究。在管壁恒壁温条件下,对流体的温度场、速度场进行模拟,得到了静止状态与旋转状态的温度场与速度场。旋转状态下,由于管束旋转对流体的搅动,折流板缺口附近的流动死区减小,流场形态发生变化,温度场分布更均匀,平均温度更高。采用换热阻力综合评价指标JF因子对旋转状态与静止状态进行综合性能比较,旋转状态的综合效果要优于静止状态。转速不变时存在最佳入口流速,在此入口流速下,JF因子最大,综合性能最好。

关键词：换热器对流换热数值模拟旋转 JF因子