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切削中绿色射流冷却工艺的研究

中国机械工程 2000年第7期11卷 738-740页

作者：任家隆华东船舶工业学院机械系江苏镇江 212003

探索切削过程新的冷却方法 ,即以气体为介质 ,用射流的方式射击切削区。车削加工中射流冷却的试验研究表明 ,射流冷却方法具有很好的冷却效果和绿色功能 ,它的实施有助于实现清洁生产模式。

关键词：切削射流冷却工艺研究绿色制造

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预旋角对径流涡轮背盘射流冷却的影响

动力工程学报 2020年第5期40卷 371-378页

作者：卢康博马超白书战房桐毅山东大学能源与动力工程学院济南250061 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 大连依勒斯涡轮增压有限公司辽宁大连116028

采用背盘射流冷却技术对径流式涡轮机热负荷较大的区域进行冷却。采用气热耦合的方法,研究了该冷却技术在预旋角为60°~120°内对背盘冷却特性的影响。结果表明:背盘射流冷却可以大幅提高径流涡轮背盘的冷却效率;预旋角为60°时背盘冷... 详细信息

采用背盘射流冷却技术对径流式涡轮机热负荷较大的区域进行冷却。采用气热耦合的方法,研究了该冷却技术在预旋角为60°~120°内对背盘冷却特性的影响。结果表明:背盘射流冷却可以大幅提高径流涡轮背盘的冷却效率;预旋角为60°时背盘冷却效果最好,随着预旋角的增加,背盘冷却效果变差;相同径向位置时,冷却系数在0.01~0.02,预旋角每增加15°,背盘平均冷却效率约降低0.003,当冷却系数为>0.02~0.04时,预旋角每增加15°,背盘平均冷却效率降低0.016~0.050;冷却流体流入涡轮主流流道后,涡轮机效率受到冷却流体的影响而降低,当预旋角为60°时,冷却流体对涡轮机效率影响最小。

关键词：微型燃气轮机射流冷却预旋角度涡轮机效率

射流冷却对动力锂电池组热环境控制的模拟研究

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射流冷却对动力锂电池组热环境控制的模拟研究

作者：刘璐中原工学院

学位级别：硕士

动力锂电池以优良的性能表现在电子设备、工业产品、交通工具等领域被作为其核心部件广泛应用。在能源与环境问题越来越被重视的当今社会,电动汽车的技术公关与市场推广已成为各国关注的焦点。而作为其动力源的动力电池,制约以动力与速... 详细信息

动力锂电池以优良的性能表现在电子设备、工业产品、交通工具等领域被作为其核心部件广泛应用。在能源与环境问题越来越被重视的当今社会,电动汽车的技术公关与市场推广已成为各国关注的焦点。而作为其动力源的动力电池,制约以动力与速度为追求的电动汽车行业的健康发展。然而在电动汽车上,由于电池的能量密度低,在运用到电动汽车上作为动力来源时,动力电池必须组成大密度的成组结构形式为电动汽车提供了足够动力。组成电池组系统后的电池单体由于空间的限制排布紧密,导致在随后的使用过程中电池单体所散发出的热量聚集,且不易消除,这必然引起电池系统内部温度过高,也可能使电池组内的温度分布产生不一致。为解决动力电池系统在使用过程中出现的过热与温度不均的问题,本文进行了电池组热环境控制方法的研究,主要内容与结论如下:本文对动力锂电池系统的工作原理、成组构成与产热原理进行了研究分析,建立锂离子电池热效应模型,确定了动力锂电池组热环境控制的研究方法。基于均匀送风理论方法的研究分析,完成了利用射流冲击原理的强化散热冷却系统的设计。使用CFD数值模拟方法,对本文提出的大容量锂电池系统热环境控制方案进行详细研究,分析其对热环境的影响与作用效果。建立了均匀送风模块、送风模块控制单元与装配有完整的送风模块的电池组系统三种数值模型,分别从送风状态、送风参数、电池组模块温度场、压力场、气流组织等不同的角度对此射流强化散热方案进行研究分析,进行优化。对送风模块每支风道所控制的电池组单元的热环境进行数值模拟结果表明,多种送风工况下电池组最高温度为307.19K,最低温度306.53K,温差为0.65K,都远低于控制值,说明送风模块对电池组系统散热的改善效果是非常明显的。在此模型的基础上,分析了送风参数对电池组热环境的影响,增大通风冷却系统的风量能够降低电池组系统的最高温度与电池组系统内的温度差,但是仅改变送风温度难以到达控制电池组间温度差异的效果。对装配有完整的送风模块的电池组系统模型进行了数值模拟计算,确定了散热模块最优的气流组织形式。该模块在电池组系统的终温与温度均匀性控制性上均有良好表现,验证了带有射流强化散热模块对锂离子电池系统热环境的控制效果。本课题的研究内容为动力锂电池组热环境的控制提供了新方法,该研究成果可以作为实际运用的参考与依据。

关键词：动力锂电池组 CFD 射流冷却

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空气射流冷却圆锥热沉的传热特性分析

中国科学技术大学学报 2020年第5期50卷 551-558页

作者：李海唐志国高钦张峰宋安琪合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009

采用数值模拟的方法,选择Transition SST湍流模型求解Navier-Stokes方程,研究了空气单孔射流冷却不同夹角圆锥体热沉的传热特性,结合流动特点分析了不同位置的传热差异.结果表明:引入圆锥凸起,极大强化了驻点附近的传热效果;小夹角圆锥... 详细信息

采用数值模拟的方法,选择Transition SST湍流模型求解Navier-Stokes方程,研究了空气单孔射流冷却不同夹角圆锥体热沉的传热特性,结合流动特点分析了不同位置的传热差异.结果表明:引入圆锥凸起,极大强化了驻点附近的传热效果;小夹角圆锥热沉的平均换热性能比平板热沉好,且夹角越小,传热强化效果越好.在圆锥底部边缘,先后出现流动分离和二次射流,导致传热被先削弱后增强.

关键词：圆锥热沉射流冷却二次射流强化传热数值模拟

基于碳化硅纳米流体射流冷却过程传热与流动特性研究

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陶瓷学报 2023年第2期44卷 354-360页

作者：王薇寒孙健李杰王艳香张京华钟超景德镇陶瓷大学江西景德镇333403

聚光太阳能电池工作过程中,大部分光能转换成热能导致电池温度升高、寿命缩短、光电转化效率降低。因此,有效降低太阳能电池的温度、开发高效的电池冷却装置变得非常必要。射流冷却技术具有换热系数大、均温性好的特点,将纳米流体应用... 详细信息

聚光太阳能电池工作过程中,大部分光能转换成热能导致电池温度升高、寿命缩短、光电转化效率降低。因此,有效降低太阳能电池的温度、开发高效的电池冷却装置变得非常必要。射流冷却技术具有换热系数大、均温性好的特点,将纳米流体应用于射流换热中可充分发挥射流技术与纳米流体的换热性能好的优势,获得较好的冷却效果。使用分散法制备了碳化硅纳米流体,设计了一种冲击射流与微通道结构相耦合的热沉,并分别以碳化硅纳米流体与水作为工质,对其传热和流动特性进行了数值研究。结果表明:采用纳米级粒子明显改善工质的传热特性,可以使聚光太阳能电池在1800倍聚光条件下高效稳定地工作,同种条件下比水冷却表面温度低7℃,换热系数提高12.2%。数值模拟结果为碳化硅纳米流体进一步研究提供了可靠的理论基础和数据支撑。

关键词：射流冷却纳米流体太阳能电池

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旋转射流冷却数值模拟研究

核聚变与等离子体物理 2022年第4期42卷 372-377页

作者：刘萍张蔓蔓秦广进郭榆生安徽理工大学机械工程学院淮南232001

使用ANSYS FLUENT软件和RNG k-ε湍流模型分别研究了十字形、内十字形和花形结构的螺旋喷嘴内部流动特性和耦合面换热特性。模拟结果研究表明,螺旋角θ越小喷嘴出口速度越高,喷出的水流更集中,水流运动轨迹越清晰且规律越明显。同一工况... 详细信息

使用ANSYS FLUENT软件和RNG k-ε湍流模型分别研究了十字形、内十字形和花形结构的螺旋喷嘴内部流动特性和耦合面换热特性。模拟结果研究表明,螺旋角θ越小喷嘴出口速度越高,喷出的水流更集中,水流运动轨迹越清晰且规律越明显。同一工况下,θ=30°的花形喷嘴的换热效率和换热均匀性均优于其余两种喷嘴的值;耦合面努塞尔数Nu最大值会随着雷诺数Re不断增加而逐渐远离射流中心处(r/d_(j)=0,d_(j)为喷嘴当量直径);随着靶距H逐渐增大,Nu逐渐减小,旋流效果逐渐减弱。当H=2d_(j)、4d_(j)时,Nu最大值位于r/d_(j)=1处;当H=6d_(j)时,Nu最大值位于射流中心处。

关键词：螺旋喷嘴射流冷却湍流模型换热效率

干冰颗粒射流冷却铣削Inconel 718切削性能评价研究

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航空制造技术 2024年第12期67卷 79-86页

作者：辛明泽王兵刘战强赵明赵金富山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 山东大学机械基础国家级实验教学示范中心济南250061 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110862

镍基高温合金Inconel 718以高韧性和低导热性等物理力学性能使其成为典型难加工材料,在切削过程中易产生大量切削热,导致刀具磨损加剧并影响加工表面质量。干冰作为一种清洁冷却介质,具有临界温度低、潜热高、升华后无残留等特点,在难... 详细信息

镍基高温合金Inconel 718以高韧性和低导热性等物理力学性能使其成为典型难加工材料,在切削过程中易产生大量切削热,导致刀具磨损加剧并影响加工表面质量。干冰作为一种清洁冷却介质,具有临界温度低、潜热高、升华后无残留等特点,在难加工材料高效准干式切削中具有重要应用潜力。本文将干冰颗粒射流冷却辅助方法应用于Inconel 718切削加工,通过降低切削温度对改善Inconel 718切削性能的有益效果探索该绿色工艺。开展了干冰颗粒射流冷却辅助铣削试验,分析了干冰颗粒冷却工艺对Inconel 718加工过程中铣削温度、铣削力以及加工表面粗糙度的影响规律。结果表明,在干冰颗粒射流冷却条件下,Inconel 718加工过程中铣削温度和铣削力得到显著降低,同时加工表面粗糙度减小,证明干冰颗粒射流冷却辅助加工能够有效改善高温合金材料的切削性能。

关键词：射流冷却干冰颗粒绿色加工切削性能 Inconel 718

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冲击射流冷却高功率电子元件的试验研究

流体机械 2021年第6期49卷 1-8,21页

作者：吕静黄伶俐刘洪芝吕艈昶上海理工大学环境与建筑学院上海200093

电子产品的发展趋势是运行速度快、发热功率大、体积小,散热能力对其性能影响很大。冲击射流因其冷却效果好被广泛用于冷却电子产品。基于冲击射流冷却技术,设计搭建了一个空气冲击射流冷却试验装置,通过试验研究了加热功率、射流温度... 详细信息

电子产品的发展趋势是运行速度快、发热功率大、体积小,散热能力对其性能影响很大。冲击射流因其冷却效果好被广泛用于冷却电子产品。基于冲击射流冷却技术,设计搭建了一个空气冲击射流冷却试验装置,通过试验研究了加热功率、射流温度、喷嘴与壁面间距离和喷嘴直径对空气冲击射流换热的影响:加热功率在15.7~49.0 W范围内,沿径向壁面温度均先降后升、换热系数先增后减;随着加热功率增大,壁面径向温度分布越不均匀、平均温度升高,对换热系数没有影响;射流温度一定,沿径向壁面温度先降后升、局部换热系数先增后减;随着射流温度升高,壁面平均温度小幅升高、径向温度分布越均匀,空气物性发生变化,换热系数略有提高,但换热系数的最大值位置不变。

关键词：电子元件射流冷却换热特性

超声射流冷却CF_2自由基激光诱导荧光激发谱

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Chinese Journal of Chemical Physics 1998年第1期11卷 31-36页

作者：王储记肖赢胜冉琴陈从香俞书勤马兴孝中国科学技术大学化学物理系

用直流放电产生ＣＦ２自由基，在超声射流冷却下获得了ＣＦ２Ａ１Ｂ１←Ｘ１Ａ１２５０ｎｍ附近的激光诱导荧光激发谱。对不同带系的３９个振动带做了归属，其中２３个振动带是新标识的。澄清了前人对ＣＦ２Ａ←Ｘ跃迁的一些不能肯定的... 详细信息

用直流放电产生ＣＦ２自由基，在超声射流冷却下获得了ＣＦ２Ａ１Ｂ１←Ｘ１Ａ１２５０ｎｍ附近的激光诱导荧光激发谱。对不同带系的３９个振动带做了归属，其中２３个振动带是新标识的。澄清了前人对ＣＦ２Ａ←Ｘ跃迁的一些不能肯定的归属。对Ｋ结构分辨谱的近１００个子带的分析，从实验上确定了ＣＦ２Ａ态两个伸缩振动频率分别是ν′１＝１０１２．１ｃｍ－１，ν′３＝１１８０．２ｃｍ－１。并获得了一些新的分子常数。

关键词：射流冷却伸缩频率 CF2自由基荧光激发谱