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110~500 kV氧化锌避雷器对流换热系数计算及数值拟合

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湖南电力 2024年第3期44卷 64-69页

作者：刘波张小静龚涌杨兴红过东凯蔡伟南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 湖北武汉430074 湖北经济技术培训学院湖北武汉430205 甘肃泓兴建设工程有限公司甘肃酒泉735000 中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司甘肃酒泉735000

针对氧化锌避雷器在长期运行中老化、潮湿或短路等导致的故障,结合110~500 kV避雷器参数,建立典型避雷器电热耦合模型。介绍避雷器多物理场仿真建模方法,提出基于外流场的氧化锌避雷器外壁面对流换热系数计算方法,获得瓷外套和复合外套... 详细信息

针对氧化锌避雷器在长期运行中老化、潮湿或短路等导致的故障,结合110~500 kV避雷器参数,建立典型避雷器电热耦合模型。介绍避雷器多物理场仿真建模方法,提出基于外流场的氧化锌避雷器外壁面对流换热系数计算方法,获得瓷外套和复合外套氧化锌避雷器对流换热系数的变化规律及函数。通过电-热耦合计算与三维流-热耦合温度场计算对比,验证对流换热系数计算结果的有效性,可为避雷器多物理场仿真提供数值参考。

关键词：避雷器温升电-热耦合计算模型对流换热

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旋转热管砂轮冷凝端单翅片对流换热仿真研究

机械制造 2024年第5期62卷 15-19页

作者：何永节杜宝瑞姚俊袁达忠沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳110136 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

为优化旋转热管砂轮冷凝端结构,在冷凝端添加翅片,增大散热面积,实现有效散热,从而提高换热能力。应用FLUENT软件对旋转热管砂轮冷凝端单翅片进行对流换热仿真研究,通过建模分析翅片高度、翅片厚度、冷风条件、转速对冷凝端换热性能的... 详细信息

为优化旋转热管砂轮冷凝端结构,在冷凝端添加翅片,增大散热面积,实现有效散热,从而提高换热能力。应用FLUENT软件对旋转热管砂轮冷凝端单翅片进行对流换热仿真研究,通过建模分析翅片高度、翅片厚度、冷风条件、转速对冷凝端换热性能的影响。研究表明,当翅片高度为6 mm,翅片厚度为1 mm时,冷凝端外壁面的平均对流换热系数最大,平均温度最低。当冷风压力为0.6MPa时,冷凝端换热性能较好。随着旋转速度的加快,冷凝端外壁面平均对流换热系数增大,表明换热能力不断提高。仿真研究结果为旋转热管砂轮冷凝端结构优化及后续磨削试验提供了参考,具有较高的实际工程应用价值。

关键词：旋转热管砂轮翅片对流换热研究

螺旋管内超临界CO_(2)对流换热特性数值研究

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当代化工研究 2024年第2期 17-19页

作者：朱旭涛颜建国何丹朱凤岭西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西710048

本文模拟了超临界CO_(2)在竖直螺旋管内对流换热过程,研究了质量流速、压力、热流密度等参数对其传热系数的影响,并对比了超临界CO_(2)在螺旋管与直管对流换热性能。结果表明,提高质量流速、降低热流密度能够有效提高换热系数。相比于圆... 详细信息

本文模拟了超临界CO_(2)在竖直螺旋管内对流换热过程,研究了质量流速、压力、热流密度等参数对其传热系数的影响,并对比了超临界CO_(2)在螺旋管与直管对流换热性能。结果表明,提高质量流速、降低热流密度能够有效提高换热系数。相比于圆管,螺旋管能够有效提高超临界CO_(2)对流换热系数,最高平均增幅为11.2%。

关键词：超临界二氧化碳对流换热传热强化螺旋管

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平衡点跟踪型强迫对流换热实验装置的研制

内燃机与配件 2024年第6期 115-118页

作者：张东升闫彩霞王莹田进礼银川能源学院宁夏银川750100 宁夏机场有限公司宁夏银川751400

依据空气横掠单管强迫对流换热原理,研制平衡点跟踪型强迫对流换热实验装置。装置利用单片机控制风速和加热功率等实验工况参数,对工况参数进行同步调整、实时采集分析,实现热平衡状态点跟踪。采用牛顿冷却公式和准则关系式自动计算努... 详细信息

依据空气横掠单管强迫对流换热原理,研制平衡点跟踪型强迫对流换热实验装置。装置利用单片机控制风速和加热功率等实验工况参数,对工况参数进行同步调整、实时采集分析,实现热平衡状态点跟踪。采用牛顿冷却公式和准则关系式自动计算努谢尔特数和雷诺数,自动拟合准则关系式、自动显示关联式曲线,实现了全自动数据分析。测试结果表明,在雷诺数40~4000范围内,实验结果与经验关联式吻合度较好,实现了热平衡点自动跟踪,达到了强迫对流换热实验实时自动测量要求。

关键词：对流换热单管横掠雷诺数准则关系式

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车辆通风式制动盘内部通道对流换热的分析

中国设备工程 2024年第7期 85-87页

作者：贾晓丽陈建平刘璇佛山职业技术学院广东佛山528137

为进一步改善车辆通风式制动盘散热效果,提升其制动性能,加强车辆行驶稳定性,本文以通风式制动盘对流换热影响要素作为切入点,明确了制动盘通道对流分析方法,基于温度与气流两方面针对车辆制动盘通道对流换热进行了试验,并按照流场分析... 详细信息

为进一步改善车辆通风式制动盘散热效果,提升其制动性能,加强车辆行驶稳定性,本文以通风式制动盘对流换热影响要素作为切入点,明确了制动盘通道对流分析方法,基于温度与气流两方面针对车辆制动盘通道对流换热进行了试验,并按照流场分析、肋板结构优化等角度对制动盘通道换热优化方案进行了构思,最终对换热优化设计成效进行了比对和研究,力求实现车辆制动盘结构内部散热与流阻之间的有机平衡,保障车辆制动系统运行过程中的安全可靠。

关键词：通风式制动盘风道结构对流换热设计优化

歧管式通道内碳氢燃料超临界压力流动换热的数值模拟研究

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空天技术 2024年第1期 1-9页

作者：孙星徐震景婷婷刘冰秦飞西北工业大学固体推进全国重点实验室西安710072

开展了歧管式微通道(manifold microchannel,MMC)内碳氢燃料超临界压力流动换热现象的数值模拟研究,讨论了不同歧管结构单元数量下冷却平板的换热效率与湍流场分布特征。结果表明,与等直并联冷却通道相比,歧管式通道由于分流器的存在,... 详细信息

开展了歧管式微通道(manifold microchannel,MMC)内碳氢燃料超临界压力流动换热现象的数值模拟研究,讨论了不同歧管结构单元数量下冷却平板的换热效率与湍流场分布特征。结果表明,与等直并联冷却通道相比,歧管式通道由于分流器的存在,其造成的流动重整效应与冲击射流现象使得换热效果显著增强,并且传热效率随着MMC结构单元数量的增加而提高。计算工况下,换热系数最高能提升50%左右,壁面平均温度最高能够降低150 K左右,同时,压降仅为冷却通道工作压力的1.1%,对热防护系统稳定性的影响较小,研究成果将为新型再生冷却通道设计奠定良好的应用基础。

关键词：碳氢燃料超临界压力冲压发动机对流换热再生冷却

宽雷诺数下肋参数对U型内冷通道流动与换热特性影响的实验研究

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 103-113页

作者：万红牛丁俣中程想陈黎王进冀文涛陶文铨西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

为了研究肋高和通道高的比值(e/H)、肋间距与肋高的比值(P/e)以及肋角度(α)对U型带肋通道流动与换热特性的影响,采用铜板法结合热电偶测量壁面温度分布,对6个不同肋参数U型带肋通道的表面换热特性进行了实验研究。带肋通道截面为正方形... 详细信息

为了研究肋高和通道高的比值(e/H)、肋间距与肋高的比值(P/e)以及肋角度(α)对U型带肋通道流动与换热特性的影响,采用铜板法结合热电偶测量壁面温度分布,对6个不同肋参数U型带肋通道的表面换热特性进行了实验研究。带肋通道截面为正方形,实验的Re为5.0×10^(3)~1.0×10^(5)。研究结果表明,随着e/H和Re的增大,带肋通道的对流换热系数逐渐增大,但相应的流动损失增幅明显,e/H从0.08增大到0.12时,通道的阻力系数增大了近一倍。对于e/H=0.08的通道,P/e分别为6、8、10时,P/e为8时的对流换热系数和阻力损失均高于其他两种情况。相较于90°正交肋,带角度的斜肋能够进一步增强带肋通道的对流换热,75°肋的强化效果略强于60°肋。在实验参数范围内,对于几种不同的带肋U型通道,对流换热系数为光滑通道的1.9~3.0倍,阻力系数为光滑通道的4~16倍。综合考虑换热与流阻,e/H=0.08、P/e=8、α=45°的通道性能最好。

关键词：涡轮叶片内部冷却带肋通道对流换热

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横流中脉冲射流冲击流动换热特性数值研究

航空动力学报 2024年

作者：王国旺孙文静张靖周谭晓茗南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室

针对横流中单股圆射流冲击模型开展数值研究，在特定的射流雷诺数(Rej=1×104)和不同的横流-射流速度比（M=0.1～0.4）和脉冲频率（f=20Hz～200Hz）下，阐释了脉冲激励对射流冲击对流换热特性的影响。研究结果表明，横流中脉冲射流冲击... 详细信息

针对横流中单股圆射流冲击模型开展数值研究，在特定的射流雷诺数(Rej=1×104)和不同的横流-射流速度比（M=0.1～0.4）和脉冲频率（f=20Hz～200Hz）下，阐释了脉冲激励对射流冲击对流换热特性的影响。研究结果表明，横流中脉冲射流冲击体现出以围巾涡为主体的瞬时涡结构；与稳定射流相比，脉冲射流沿流向偏转程度有显著的减弱，在大的横流-射流速度比下并未形成以肾形涡结构为主导的流动结构，显著提高了冲击靶面的对流换热；脉冲射流与横流的相干过程具有高度的复杂性，导致冲击靶面对流换热与脉冲频率、横流-射流速度比之间存在着复杂的变化关系，在本文的研究参数中，f=100Hz是一个相对较优的脉冲频率。

关键词：射流冲击脉冲射流横流对流换热涡结构

基于Workbench的高压圆盘气体轴承共轭传热研究

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润滑与密封 2024年第1期49卷 15-23页

作者：郭良斌吴永良武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

高压圆盘气体轴承流道间隙内高速气流的对流换热与轴承圆盘内部热传导紧密耦合在一起,是一个典型的共轭传热问题。基于ANSYS Workbench工作平台的Fluid Flow(Fluent)模块对高压圆盘气体轴承进行共轭传热数值模拟,获得轴承流道间隙内的... 详细信息

高压圆盘气体轴承流道间隙内高速气流的对流换热与轴承圆盘内部热传导紧密耦合在一起,是一个典型的共轭传热问题。基于ANSYS Workbench工作平台的Fluid Flow(Fluent)模块对高压圆盘气体轴承进行共轭传热数值模拟,获得轴承流道间隙内的速度和压力分布、流体域与固体域的温度分布以及共轭传热时流固耦合壁面的热流密度分布,并将其与非共轭传热恒温壁面条件下的计算结果进行对比,得到高压圆盘气体轴承共轭传热的一些基本特性。结果表明:2种情况下的计算结果存在较大差异,非共轭传热恒温壁面条件下,间隙内的气体只吸热,流体域耦合壁面上的热流密度均为正值;而共轭传热条件下流体域耦合壁面热流密度存在正负值,间隙内气体的吸热和放热同时存在,显示出轴承圆盘的热传导与间隙内气体的对流换热具有复杂的共轭作用机制;相比之下,采用共轭传热模型可以得到更为符合实际的结果。研究结果为该类轴承的设计和制造提供了有益的指导。

关键词：高压圆盘气体轴承共轭传热对流换热温度场热流密度