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液氧甲烷变推力发动机螺旋槽再生冷却传热特性研究

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推进技术 2024年第2期45卷 124-133页

作者：孙郡李清廉成鹏宋杰刘新林国防科技大学空天科学学院高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073

为探究宽工况范围下螺旋槽再生冷却的传热特性,基于微小通道内低温工质的相变传热模型,采用一维传热计算方法,对5 kN级液氧甲烷变推力发动机开展了螺旋槽再生冷却传热特性研究。结果表明:本文所采用的传热计算模型可用于传热预估,与试... 详细信息

为探究宽工况范围下螺旋槽再生冷却的传热特性,基于微小通道内低温工质的相变传热模型,采用一维传热计算方法,对5 kN级液氧甲烷变推力发动机开展了螺旋槽再生冷却传热特性研究。结果表明:本文所采用的传热计算模型可用于传热预估,与试验结果相比,冷却剂温升误差为4.3%,压降误差为1.1%,喉部处外壁温误差为-11%,在工程计算可接受范围内;相比于直槽,螺旋槽再生冷却能有效降低燃气侧壁温,同时,在宽范围变推力条件下,实际功率水平越低,冷却剂温升、压降越小,喉部燃气侧壁温越低,但“传热恶化区”内的壁温最大值反而越高,当发动机推力由额定工况的75%调整至20%时,燃气侧壁温的最大值由1 351 K增大至1 399 K;综合考虑壁面温度及冷却剂的压力损失,本文对冷却通道开展优化设计,对比四种冷却通道方案的传热性能,其中,方案4为最优方案,20%额定功率水平工况时,冷却剂温升为491 K,压降为0.34 MPa,燃气侧壁温最大值也仅为1 297 K,较初始设计方案降低了102 K,远低于材料的极限温度。

关键词：液氧甲烷发动机变推力再生冷却螺旋槽传热特性

太阳辐射作用下不同活动水平的室内人体传热特性及热舒适研究

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制冷学报 2024年第1期45卷 70-78页

作者：刘国丹乔美杰纪铱行胡松涛梁树维赵一舟王甫来丁肇翔青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266520 青岛国际机场集团有限公司青岛266317

太阳辐射是影响室内空调负荷的重要因素,当阳光直射人体时,影响人体与周围环境热交换,进而影响热感觉,人体处于热中性的环境温度的变化关乎空调系统能耗和人体热舒适。本研究在人工气候室进行冬季实验,利用太阳辐射模拟装置控制太阳辐... 详细信息

太阳辐射是影响室内空调负荷的重要因素,当阳光直射人体时,影响人体与周围环境热交换,进而影响热感觉,人体处于热中性的环境温度的变化关乎空调系统能耗和人体热舒适。本研究在人工气候室进行冬季实验,利用太阳辐射模拟装置控制太阳辐射强度,受试者穿着典型服装,分别进行静坐与两种步速(3.2、5 km/h)活动,测试生理参数并进行热感觉问卷调查,分析太阳辐射与活动水平共同作用下,人体与周围环境间的传热特性,研究热舒适区偏移规律。结果表明:有太阳辐射时,随着活动强度增加,蒸发传热量占比增加,对流传热与辐射传热占比减小,热舒适区向下偏移,冬季人体维持舒适状态所需的环境温度降低。为该条件下空调室内设计参数的设定提供一定参考,使空调系统更节能。

关键词：太阳辐射活动水平传热特性热舒适区热感觉

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稠油采出流体余热回收流动传热特性

化学工程 2024年第4期52卷 46-51,88页

作者：汪洋张若愚徐丽萍李珊珊费科白博峰中国石油新疆油田分公司工程技术研究院新疆克拉玛依834099 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 中国石油新疆油田分公司风城油田作业区新疆克拉玛依834099

为回收稠油热采生产的井口流体余热,采用数值模拟方法,研究稠油井口采出流体在矩形流道内的流场与温度场,分析不同参数对流动传热特性的影响规律,得到流动压降及传热系数计算式。结果表明:不凝气质量分数影响最大,随着不凝气质量分数增... 详细信息

为回收稠油热采生产的井口流体余热,采用数值模拟方法,研究稠油井口采出流体在矩形流道内的流场与温度场,分析不同参数对流动传热特性的影响规律,得到流动压降及传热系数计算式。结果表明:不凝气质量分数影响最大,随着不凝气质量分数增加,热交换器传热性能降低,流动阻力增大;当不凝气质量分数>10%后,流动传热特性几乎不再受其影响;进口采出液流速增加、通道水力直径减小,传热性能变强、流动阻力变大;进口温度升高使冷凝段长度降低,热交换器整体压降降低。

关键词：稠油热采余热回收数值模拟传热特性

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电磁铁传热特性及散热优化的数值模拟

重庆大学学报 2024年第5期47卷 24-36页

作者：李英杰陈川张瑜李强司国雷宋鹏四川航天烽火伺服控制技术有限公司成都610000

电磁铁是电液控制系统的核心液压元件,被广泛应用于航空航天和石油工业等领域,但电磁铁工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。笔者采用有限元软件研究电磁铁温度、应... 详细信息

电磁铁是电液控制系统的核心液压元件,被广泛应用于航空航天和石油工业等领域,但电磁铁工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。笔者采用有限元软件研究电磁铁温度、应力及变形的演化规律,分析导热套筒散热与强制对流散热对其热性能的影响规律。结果表明:随着线圈功率增大,电磁铁的最大温度、热应力和变形量均线性增大;随着套筒厚度增加,稳态的最大温度、变形量和导热量线性减小,温降幅度为12.5℃/mm;随着流速增加,最大温度、热应力和变形量显著减小,温降幅度45.5℃/(m·s^(-1)),说明增强导热和对流均能提高电磁铁热性能且对流更为显著。

关键词：电磁铁传热特性导热与对流数值模拟

燃料棒束辐照装置试验段流动传热特性数值模拟研究

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热科学与技术 2024年

作者：金帅张亮杨文华李国云孙胜赵文斌和佳鑫中国核动力研究设计院中国核动力研究设计院

为研究试验段内冷却水温度的均匀性,以及热电偶的测量温度是否能代表试验段的出口的温度,开展对辐照装置试验段流动传热特性的数值模拟计算。首先研究了试验段流量与压差之间的关系,并通过堆外水力学试验数据进行验证,保证了所选取湍流... 详细信息

为研究试验段内冷却水温度的均匀性,以及热电偶的测量温度是否能代表试验段的出口的温度,开展对辐照装置试验段流动传热特性的数值模拟计算。首先研究了试验段流量与压差之间的关系,并通过堆外水力学试验数据进行验证,保证了所选取湍流模型的可靠性。接着分析雷诺数对试验段流动传热特性的影响,通过选取试验段主要位置的截面,计算对应截面的温度不均匀系数和最大温差,在此基础上研究雷诺数对温度场均匀化程度的影响。结果表明,所选取的湍流模型可以很好的预测试验段的流量和压差的关系;随着雷诺数的增加,试验段的传热特性发生了明显改变,流动特性变化并不明显;试验段的结构可以明显改善冷却水的不均匀化程度;热电偶的所测得的平均温度与试验段出口的平均温度的差值的数量级在10-2,说明热电偶的布置是合理的。

关键词：数值计算流动特性传热特性温度均匀性

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脉冲束流下车载加速器中子源靶传热特性

西安交通大学学报 2024年第7期58卷 84-93页

作者：胡耀程范晶晶谢宇鹏李晓博李竞伦张凡曦苏浩泉孙秋宇杨一帆李海鹏王盛西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西安交通大学湖州中子科学实验室浙江湖州313000 华硼中子科技(杭州)有限公司杭州310000

为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的... 详细信息

为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的因素。选用能量为2.5 MeV、峰值流强为10 mA的束流开展模拟,结果表明:当束流占空比保持在3%不变时,靶的最高温度呈周期波动,且存在上下包络;随着束流频率的上升,每个脉冲周期内靶的上包络温度逐渐下降,这是由于每个脉冲期间的热冲击下降所导致的;频率上升时,每个周期内加热时间与冷却时间同时缩短,导致其下包络温度在最开始增大后基本保持不变;靶的最高温度随着束流频率增加出现从锂层到中间层钽层的转移。该研究对于车载加速器中子源的束流参数选择和靶冷却设计具有一定的参考价值。

关键词：车载加速器中子源靶脉冲束流传热特性占空比

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纳米流体在不同类型热管中传热特性研究进展

热能动力工程 2024年第6期 15-22+31页

作者：钟天明白浩贤何志林方诗雯仲恺农业工程学院化学化工学院广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室

本文概述了近年来纳米流体的制备和热特性以及不同纳米流体材料在振荡热管、重力热管、平板热管中应用传热特性研究，总结了目前纳米流体应用于热管中存在的颗粒滞纳性、不均匀分散等问题并进行了分析。大量研究表明：使用金属纳米颗粒... 详细信息

本文概述了近年来纳米流体的制备和热特性以及不同纳米流体材料在振荡热管、重力热管、平板热管中应用传热特性研究，总结了目前纳米流体应用于热管中存在的颗粒滞纳性、不均匀分散等问题并进行了分析。大量研究表明：使用金属纳米颗粒、合适的纳米流体配比等可有效强化热管传热，当纳米流体质量分数范围为0.01%～3.00%时，传热效率存在峰值。通过对若干最新的纳米流体热管相变传热模型开展了传热模型新实验工况的适用性分析，发现Mohseni模型在新条件下的平均计算偏差约为±13.8%,并基于该模型提出更适用于新工况的模型，其平均误差为±3.4%。通过深入分析当前纳米流体传热应用存在的问题，本文提出寻找颗粒聚合纳米流体的二次非接触反聚合手段是未来纳米流体在热管中可靠应用的重点研究方向。

关键词：纳米流体热管传热特性传热模型

管内微-纳多孔镀层强化R245fa垂直上升流动沸腾传热特性

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化工进展 2024年

作者：曹泷王光辉胡春霞杨卧龙吴学红郑州轻工业大学能源与动力工程学院河南省能源高效转化与利用国际联合实验室中国能源建设集团规划设计有限公司

面向工业热能高效利用，开展R245fa垂直上升管内沸腾流动强化传热研究。搭建了可调节角度的R245fa流动沸腾实验台，采用高速摄像机进行流型的可视化分析，并结合实验数据，分析了入口干度、热流密度以及质量流量对管内传热特性的影响。... 详细信息

面向工业热能高效利用，开展R245fa垂直上升管内沸腾流动强化传热研究。搭建了可调节角度的R245fa流动沸腾实验台，采用高速摄像机进行流型的可视化分析，并结合实验数据，分析了入口干度、热流密度以及质量流量对管内传热特性的影响。实验工况为：饱和压力0.6MPa，质量流速199.68～701.81kg/(m2·s)，热流密度4.99～74.96kW/m2，干度0.01～0.9。此外，还对光滑管与微-纳多孔镀层强化管的传热系数和摩擦压降进行了比较。强化管具有明显的强化沸腾换热的效果，其最大强化效果可以达到2.12倍。随着入口干度和热流密度的增大，换热强化因子呈先增加后降低的趋势。而综合评价因子的变化趋势与换热强化因子基本一致。流型可视化对比发现，强化管壁面的强润湿性促进壁面液相吸附以及快速再润湿，其相较光滑管而言发生了更早的环状流转变。

关键词： R245fa 强化管垂直向上流型传热特性

切向进气结构对径向流甲醇合成反应器传热特性影响研究

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化工设备与管道 2024年第1期61卷 14-23页

作者：陆怡文婷金旭好姚雪亮王园春常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164

为探究切向进气结构对径向流甲醇合成反应器内催化床层传热特性的影响,通过改变径向流甲醇合成反应器内外分布筒体开孔角度,将混合气入口处普通进气方式改为切向进气,建立了θ=0°、15°、30°、45°的切向进气径向流甲醇合成反应器结构... 详细信息

为探究切向进气结构对径向流甲醇合成反应器内催化床层传热特性的影响,通过改变径向流甲醇合成反应器内外分布筒体开孔角度,将混合气入口处普通进气方式改为切向进气,建立了θ=0°、15°、30°、45°的切向进气径向流甲醇合成反应器结构,并采用CFD软件对各角度下反应器温度场进行模拟计算。研究表明,合理的切向角度下的切向进气结构可以提高反应器内流体的混合程度,增加反应物的接触面积,增强传热,不仅能提高反应器温度分布的均匀性,还提高了反应效率和产物收率。研究发现,当θ=30°时反应器内温度场分布最为均匀。

关键词：径向流反应器数值模拟传热特性切向进气