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浙江大学学报（工学版） 2011年第8期45卷 1387-1392页

作者：钱淼梅德庆刘宾虹陈子辰浙江大学机械工程学系浙江杭州310027 浙江大学材料科学与工程学系浙江杭州310027

针对带微凸台阵列结构的重整制氢微反应器的流体传热传质问题,建立微通道传热传质理论模型.采用计算流体力学软件Fluent对不同微凸台阵列结构和排布方式微通道的流体传热传质进行数值模拟,并研究在低雷诺数条件下不同微通道结构对微通... 详细信息

针对带微凸台阵列结构的重整制氢微反应器的流体传热传质问题,建立微通道传热传质理论模型.采用计算流体力学软件Fluent对不同微凸台阵列结构和排布方式微通道的流体传热传质进行数值模拟,并研究在低雷诺数条件下不同微通道结构对微通道摩擦系数和努塞尔数的影响.结果表明,随着气体入口速度增大,通道摩擦系数减小,努塞尔数增加;当气体入口速度相对较小时,反应器微凸台阵列高度及横向中心间距的差异对努塞尔数影响不大;当气体入口速度相对较大时,随着微凸台阵列纵向和横向中心间距的增加,摩擦系数减小,随着微凸台高度的增加(除1.3mm以外),摩擦系数和努塞尔数均先增后降.研究成果为带微凸台阵列结构重整制氢微通道反应器的设计和制造提供理论依据.

关键词：微反应器重整制氢微凸台阵列传热传质

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微凸台阵列型醇类制氢微反应器传热与流动特性研究

微凸台阵列型醇类制氢微反应器传热与流动特性研究

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作者：娄心洋浙江大学

学位级别：硕士

本学位论文结合国家自然科学基金重点项目“面向醇类制氢的多尺度微通道反应器设计与制造基础研究”(项目编号：50930005)和高等学校博士学科点专项科研基金项目“微凸台阵列型车载醇类重整制氢微反应器设计理论与制造基础研究”(项目... 详细信息

本学位论文结合国家自然科学基金重点项目“面向醇类制氢的多尺度微通道反应器设计与制造基础研究”(项目编号：50930005)和高等学校博士学科点专项科研基金项目“微凸台阵列型车载醇类重整制氢微反应器设计理论与制造基础研究”(项目编号：20110101110011),开展了微凸台阵列型醇类制氢微反应器传热与流动特性的研究。首先,设计了一种微凸台阵列型醇类制氢微反应器,并开发了一套微凸台阵列型醇类制氢反应载体制造系统原理样机。在此基础上,采用金属半固态微触变成形技术制造出了不同规格的反应载体。然后,对微凸台阵列型醇类制氢微反应器传热与流动特性进行了有限元分析,研究了流动状况与微反应器结构对传热与流动性能的影响规律,并针对带有间隙的微凸台阵列型醇类制氢徽反应器建立了传热与流动特性关联式。最后,建立了微凸台阵列型醇类制氢微反应器传热与流动特性实验平台,并对微反应器传热与流动特性进行了实验研究。第一章,阐述了本学位论文研究的背景与意义,详细介绍了当前国内外微反应器传热与流动特性的研究现状,在此基础上,提出了本学位论文的主要研究内容和论文框架。第二章,设计了一种微凸台阵列型醇类制氢微反应器,开发了一套微凸台阵列型醇类制氢反应载体制造系统原理样机和一种带上下脱模机构的分体式半固态成形装置,在此基础上,采用金属半固态微触变成形技术制造不同规格的反应载体。最后,完成了微反应器的制造与装配。第三章,建立了微凸台阵列型醇类制氢微反应器传热特性有限元分析模型,并对微反应器的传热特性进行了研究,详细分析了热流密度、流动状况和微凸台间隙对微反应器传热性能的影响规律。在此基础上,针对带有间隙的微凸台阵列型醇类制氢微反应器,建立了其传热特性关联式。第四章,建立了微凸台阵列型醇类制氢微反应器流动特性有限元分析模型,并对微反应器的流动特性进行了研究,详细分析了流动状况和微凸台间隙对微反应器流动性能的影响规律。在此基础上,针对带有间隙的微凸台阵列型醇类制氢微反应器,建立了其流动特性关联式。第五章,开发了一套基于虚拟仪器LabVIEW的微凸台阵列型醇类制氢微反应器实验测控系统,建立了微反应器传热与流动特性实验平台。在此基础上,对微反应器的传热与流动特性进行了实验研究,并验证了本文所建立的微凸台阵列型醇类制氢微反应器传热与流动特性关联式的准确性。第六章,总结了论文的主要研究工作,并展望了未来的研究方向。

关键词：微凸台阵列微反应器微凸台间隙传热特性流动特性

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半固态A356铝合金微凸台阵列触变成形充型过程数值模拟

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中国有色金属学报 2012年第12期22卷 3334-3341页

作者：唐培梅德庆姚喆赫陈子辰浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 浙江大学机械工程学系杭州310027

为改善微凸台阵列结构的半固态触变成形充型效果,采用Deform 2D软件,模拟研究半固态A356铝合金在微凸台阵列触变成形过程中的流动特性和充型行为。在有限元分析中,将微凸台简化为二维平面上深度固定,宽度和位置逐渐变化的凹槽,模拟分析... 详细信息

为改善微凸台阵列结构的半固态触变成形充型效果,采用Deform 2D软件,模拟研究半固态A356铝合金在微凸台阵列触变成形过程中的流动特性和充型行为。在有限元分析中,将微凸台简化为二维平面上深度固定,宽度和位置逐渐变化的凹槽,模拟分析触变成形工艺参数(坯料温度、冲头速度、模具温度)和模具结构参数(凹槽深宽比、模具占空比、凹槽位置)对微凸台阵列充型效果的影响。数值模拟结果表明:坯料在触变成形过程中,液相率应保持在40%-50%;随着冲头速度的降低,边缘微凸台的径向充型增加;模具温度的提高有助于增加坯料在触变成形过程中温度的均匀性,从而减少微凸台的弯曲或折叠;凹槽深宽比越小,微凸台充型越好;微凸台径向充型随着模具占空比的增加而增加,随着微凸台与坯料轴线距离的增加而越来越不均匀。

关键词： A356铝合金半固态触变成形微凸台阵列有限元法

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