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自动化应用 2022年第11期 168-171页

作者：马立康保定电力职业技术学院河北保定071051 国网冀北电力有限公司技能培训中心河北保定071051

节能增效一直是传热领域的热点话题。该研究采用热线法研究了自然对流和过冷沸腾状态下超声波对AlO纳米流体传热的影响,并总结得到其传热特性。在自然对流状态下,超声波增强了Al2O3纳米流体的传热,最高强化传热效率达到128%。随着热通... 详细信息

节能增效一直是传热领域的热点话题。该研究采用热线法研究了自然对流和过冷沸腾状态下超声波对AlO纳米流体传热的影响,并总结得到其传热特性。在自然对流状态下,超声波增强了Al2O3纳米流体的传热,最高强化传热效率达到128%。随着热通量的增加,传热效率的提高呈下降趋势。在过冷沸腾状态下,当流体的主体温度为50℃、70℃和80℃时,超声增强了纳米流体中的传热,当主体温度为60℃时,纳米流体中的传热受到超声波的抑制作用。此外,本文从超声影响下纳米粒子在传热表面的沉积、纳米粒子在液体中的分布以及纳米粒子之间的作用力等方面分析了实验结果。

关键词：超声波纳米流体自由对流过冷沸腾增强传热

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低阻高效空气预冷器设计优化与性能研究

低阻高效空气预冷器设计优化与性能研究

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作者：焦帅祥国防科技大学

学位级别：硕士

紧凑式空气预冷器具有轻质、高效、综合传热性能优越等优点,在组合发动机的应用上有着巨大的潜力。为了进一步探索异型空气预冷器的传热机理及阻力性能,本文提出一种新型空气预冷器。开展了预冷器几何参数计算、提出了预冷器设计方法、... 详细信息

紧凑式空气预冷器具有轻质、高效、综合传热性能优越等优点,在组合发动机的应用上有着巨大的潜力。为了进一步探索异型空气预冷器的传热机理及阻力性能,本文提出一种新型空气预冷器。开展了预冷器几何参数计算、提出了预冷器设计方法、进行了结构设计及优化、搭建了预冷试验台、开展了空气预冷试验与流热固耦合仿真分析等工作,对预冷器结构优化设计及其传热性能进行了深入研究。在空气预冷器设计方面,本文提出一种高可靠性的空气预冷器来流截面面积的计算方法,计算结果与实际数据误差在5%以内。同时,提出一种基于Dittus-Boelter公式的空气预冷器单相设计方法。该设计方法与试验数据的误差在20%以内。同时,还提出一种基于相变的空气预冷器设计方法,该设计方法将冷却剂相变分为三个过程,分别求解三个过程中的换热量和对数平均温差,最后利用换热量加权平均求得冷热流体平均温差。该方法解决了基于相变的空气预冷器设计过程中的平均温差计算求解的难题和在指定空气来流工况下,空气出口温度与冷却剂流量的对应关系求解问题。同时,设计了三种预冷器构型,一号预冷器为基准构型;二号预冷器在一号预冷器的基础上进行空气通道波浪化;三号预冷器则在二号预冷器的基础上进行圆周肋片波浪化。在空气预冷试验方面,自主设计并搭建了空气预冷试验系统,并撰写了试验流程。进行了试验系统可靠性验证与关键参数误差分析。利用该试验系统,研究了空气流量对空气温降的影响,探索了空气来流温度对空气温降、传热因子、摩擦因子以及综合传热性能的影响。除此之外,着重分析了预冷器构型对空气温降、传热因子、摩擦因子以及综合传热性能的影响。结果表明:二号预冷器的热效率提升了约49～56%;三号预冷器的热效率提升了约60%～66%。但是二号预冷器具有更好的综合传热性能。在数值仿真方面,本文对三种型号的空气预冷器模型简化单元进行了流热固耦合仿真研究。分析了三种空气预冷器的温度分布、流场分布以及预冷器结构热变形。结果表明:二号预冷器不仅在综合传热性能上优于一号、三号预冷器。在预冷器结构热变形方面,二号预冷器也避免了局部热变形过大的问题。

关键词：预冷器设计结构优化增强传热数值仿真

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Al_(2)O_(3)微纳米流体对向下加热面沸腾传热的影响

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厦门大学学报（自然科学版） 2022年第1期61卷 66-73页

作者：周喆谢怀恩缪惠芳高远张智博厦门大学能源学院福建厦门361102

针对核电站严重事故压力容器外部冷却策略安全裕度不足的问题,利用平均粒径为15和500 nm的两种Al_(2)O_(3)分别制备不同质量浓度的微纳米流体作为冷却剂,通过向下加热面的池沸腾实验,对整个向下加热的沸腾过程进行了详细的研究分析.实... 详细信息

针对核电站严重事故压力容器外部冷却策略安全裕度不足的问题,利用平均粒径为15和500 nm的两种Al_(2)O_(3)分别制备不同质量浓度的微纳米流体作为冷却剂,通过向下加热面的池沸腾实验,对整个向下加热的沸腾过程进行了详细的研究分析.实验结果表明:纳米颗粒会影响加热表面的润湿能力,提高沸腾过程中的气泡生成率,造成更加剧烈的局部紊流;表面的沸腾传热能力随着微纳米流体质量浓度的升高而增强,在质量浓度为12 mg/L的Boehmite-Al_(2)O_(3)纳米流体工况下测得了最大临界热流密度,与反渗透水工况相比,最大临界热流密度提升了44.7%.

关键词：微纳米流体临界热流密度压力容器外部冷却增强传热

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