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基于换热率最大的翅针单列热沉构形优化

工程热物理学报 2022年第5期43卷 1304-1309页

作者：杨爱波陈林根冯辉君戈延林中国人民解放军91404部队秦皇岛066001 武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 武汉工程大学机电工程学院武汉430205

本文建立了矩形直肋热沉与圆柱针肋相结合的翅针单列热沉构形优化模型,在给定热沉占空体积和针肋材料体积的约束条件下,给定热沉底面温度,以换热率最大化为目标对翅针单列热沉进行了构形优化。结果表明:与矩形直肋热沉相比,翅针单列热... 详细信息

本文建立了矩形直肋热沉与圆柱针肋相结合的翅针单列热沉构形优化模型,在给定热沉占空体积和针肋材料体积的约束条件下,给定热沉底面温度,以换热率最大化为目标对翅针单列热沉进行了构形优化。结果表明:与矩形直肋热沉相比,翅针单列热沉的换热性能得到了很大提高;不同的材料占比、入口速度和肋高比条件下,热沉最优构形不同。本文的研究结果可为实际热沉的热设计及使用提供科学依据和理论指导。

关键词：热沉换热率构形设计广义热力学优化

主流速度对微细管式预冷器结霜和抑霜特性的影响

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航空学报 2024年第2期45卷 116-131页

作者：韦宏王鹏董威郭晓峰李治达杨学森唐中富付超上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 吉林大学汽车工程学院长春130022 北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191

基于不同的实验工况,对微细管式预冷器分别开展了结霜和抑霜的地面实验研究,具体的实验工况为:主流的温度和湿度值分别为50℃和1.8 g/kg;主流速度分别为10、20、30 m/s。在不同主流速度的抑霜实验中,向主流中喷射的无水甲醇-水的质量比... 详细信息

基于不同的实验工况,对微细管式预冷器分别开展了结霜和抑霜的地面实验研究,具体的实验工况为:主流的温度和湿度值分别为50℃和1.8 g/kg;主流速度分别为10、20、30 m/s。在不同主流速度的抑霜实验中,向主流中喷射的无水甲醇-水的质量比均为1.0。结霜和抑霜的地面实验结果均表明,主流速度对微细管式预冷器的结霜和抑霜特性均有显著的影响,且增大主流速度,能够明显地减少霜层在预冷器微细管束壁面外侧的凝结和累积量。在抑霜实验中,由于向主流中喷射了质量比为1.0的无水甲醇,预冷器微细管束的壁面温度显著增大,且抑霜效果得到明显改善,自由来流的压力损失系数亦明显下降,且预冷器的换热率显著增大。此外,随着主流速度逐渐增大,自由来流的压力损失系数急剧增大,而凝结在预冷器微细管束壁面外侧的霜层覆盖面积明显减小,这表明增大主流速度有利于抑制霜层在预冷器微细管束外侧壁面上的凝结和累积。

关键词：微细管式预冷器抑霜性能压力损失系数壁面温度换热率

无水甲醇质量比对紧凑型预冷器的结霜和抑霜性能的影响

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航空动力学报 2023年第3期38卷 596-606页

作者：韦宏杨学森李治达郭晓峰唐中富付超董威上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191

在主流来流的速度值、湿度值和温度值分别为10 m/s、6.4 g/kg和50℃的实验条件下,对微管式紧凑型预冷器的结霜和抑霜性能进行了实验研究。在抑霜实验工况中,采用无水甲醇作为抑霜的有机溶剂,且在抑霜实验过程中喷射了三个不同质量比(0.7... 详细信息

在主流来流的速度值、湿度值和温度值分别为10 m/s、6.4 g/kg和50℃的实验条件下,对微管式紧凑型预冷器的结霜和抑霜性能进行了实验研究。在抑霜实验工况中,采用无水甲醇作为抑霜的有机溶剂,且在抑霜实验过程中喷射了三个不同质量比(0.75、1.0和1.25)的无水甲醇对预冷器进行抑霜。对不同实验工况的结霜和抑霜性能、压力损失系数、预冷器管束的壁面温度和预冷器的换热率进行了详细地分析。实验结果表明,在进行结霜实验时,当低温冷却剂流经预冷器的微细管束内部时,在预冷器的外侧会快速地凝结霜层,且霜层随着实验时间的增长而逐渐累积。然而,一旦向主流来流中喷射了三个不同质量比的无水甲醇之后,会产生非常明显的抑霜效果,主流的压力损失系数显著下降且预冷器的换热率明显提高。此外,预冷器微细管束的壁面温度也显著的增大了,其壁面温度均高于水的冰点,这是喷射无水甲醇能够产生抑霜效果的直接原因。在向主流喷射三个不同质量比的无水甲醇的抑霜实验中,当喷射的无水甲醇的质量比为1.0时的抑霜效果最佳。此外,根据对抑霜实验结果进行分析,可以进一步地推测:实现最优抑霜性能的最佳无水甲醇质量比可能介于1.0~1.25之间。

关键词：微细管式紧凑型预冷器无水甲醇的抑霜性能结霜压力损失系数壁面温度换热率

低雷诺数下管束与流体换热率最佳间隙的模拟研究

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低雷诺数下管束与流体换热率最佳间隙的模拟研究

作者：高迎宾哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文主要研究了低雷诺数下,两种不同排列方式管束管间距对于管束与流体换热率及相关空气动力学方面的影响。两种排列方式管束均由七根比空气温度高的相同恒温圆管(直径d = 0.04m)构成。间距比g*=g/d从0.1到5变化(管间距g是相邻两根圆柱... 详细信息

本文主要研究了低雷诺数下,两种不同排列方式管束管间距对于管束与流体换热率及相关空气动力学方面的影响。两种排列方式管束均由七根比空气温度高的相同恒温圆管(直径d = 0.04m)构成。间距比g*=g/d从0.1到5变化(管间距g是相邻两根圆柱表面间的最近距离)。基于圆管直径d算得的雷诺数Re=100,普朗特数Pr = 0.74.本文通过有限体积法着重研究了间距比对两种不同管束模型与空气间换热率(用(?)/A*表示,(?)是所有圆管努塞尔数的平均值,A*是无量纲化的管束外围六根圆管的外切圆面积),单根圆管与空气间的换热率((?)),以及对其它流体动力学系数和流体结构的影响。其它流体动力学系数包括每根圆管的平均阻力系数(CD),平均升力系数(CL),脉动升力系数(CLf)和斯特劳哈尔数(St)等。模拟结果显示,对于管束模型A(纵向并排)而言,当间距比g*= 0.6时,管束与空气间换热率最大,(?)/A*为0.217。对于管束模型B(横向并排)而言,当间距比g*= 0.5时,管束与空气间的换热率最大,(?)/A*为0.235。随着间距比的变化,流体运动状态发生变化。根据流体运动状态的不同,我们得到了五种不同状态的流态(流态A,B,C,D,E),发现最佳间隙时的流态都属于第二种流态,并且在大间距比情况下,每根圆管的努塞尔数和其它流体动力学系数接近于单根圆管的各项系数。通过流域中瞬时涡量图,温度图,速度分布云图,流线图和管束中每根圆管表面的局部努塞尔数曲线图进一步了解了间距比对流态和传热的影响。

关键词：管束换热率努塞尔数间距比

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单U型地埋管换热器的热性能

Journal of Central South University 2021年第11期28卷 3580-3598页

作者： Seyed Soheil MOUSAVI AJAROSTAGHI Hossein JAVADI Seyed Sina MOUSAVI Sébastien PONCET Mohsen POURFALLAH Faculty of Mechanical Engineering Babol Noshirvani University of TechnologyBabol 47148-71167Iran Faculty of Mechanical Engineering Mazandaran University of Science and TechnologyBabol 47166-85635Iran Faculty of Civil Engineering Babol Noshirvani University of TechnologyBabol 47148-71167Iran Department of Mechanical Engineering Universitéde Sherbrooke2500 Boulevard de l'UniversitéSherbrookeQuébecJ1K 2R1Canada

本文采用数值模拟的方法对单U型垂直地埋管换热器的热工性能进行了研究,计算了土壤孔隙率、充填材料的体积热容量、导热系数、入口体积流量和入口流体温度等参数对换热器热工性能的影响。从换热率的变化、有效热阻的变化以及地埋管换热... 详细信息

本文采用数值模拟的方法对单U型垂直地埋管换热器的热工性能进行了研究,计算了土壤孔隙率、充填材料的体积热容量、导热系数、入口体积流量和入口流体温度等参数对换热器热工性能的影响。从换热率的变化、有效热阻的变化以及地埋管换热器的效率等方面进行了讨论。结果表明,入口体积流量、入口流体温度和回填材料导热系数对地埋管换热器的热性能有显著影响,通过降低入口体积流量、提高回填材料导热系数和入口流体温度,出口流体温度明显降低。土壤孔隙率和回填材料容积热容对所研究的地埋管换热器热性能的影响可以忽略不计。当流体入口温度最低时,钻孔和土壤的有效热阻最大,传热速率和效率最低。此外,采用多元线性回归分析以建立预测单U型地埋管换热器热性能的最可行模型。

关键词：单U型地埋管换热器数值模拟换热率效率多元线性回归分析

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地源热泵地下换热系统的实验研究

工程热物理学报 2007年第1期28卷 146-148页

作者：魏加项唐志伟马重芳张宏宇刘文学北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100022

地源热泵地下换热系统对于地源热泵系统的稳定运行和地源热泵系统的投入成本起着关键的作用。为了对地下换热系统换热效果和周围土壤的温度场进行实验研究,我们在北京工业大学高科技能源楼建立了一套包含60套不同结构地下换热系统的实... 详细信息

地源热泵地下换热系统对于地源热泵系统的稳定运行和地源热泵系统的投入成本起着关键的作用。为了对地下换热系统换热效果和周围土壤的温度场进行实验研究,我们在北京工业大学高科技能源楼建立了一套包含60套不同结构地下换热系统的实验台。利用温度及流量测试装置获得运行过程中温度变化并计算换热最,探求不同结构地下换热系统的换热情况。本实验台还可以收集系统运行过程中地下换热系统的传热温度扩散半径,实验系统不仅为地源热泵的设计提供了数据,而且为地源热泵的深入研究提供了平台。本文给出的部分实验结果证明,根据当地地质情况、负荷需求及系统运行模式配置能源井是至关重要的。

关键词：换热率地下换热系统地源热泵

水轮发电机下导瓦及推力瓦瓦温偏高原因分析及处理

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安装 2022年第S2期 75-77页

作者：孙立伟中国葛洲坝集团机电建设有限公司成都610091

本文介绍了水轮发电机下导瓦及推力瓦瓦温偏高的问题,通过分析轴承结构,利用提高冷却器换热率的方法,找到了温度偏高的原因,根据原因做了针对性处理,并取得了良好的效果,该处理措施对以后的装机有良好的参考借鉴价值。

关键词：瓦温下导轴承支座铜密封换热率

基于ANN的空气处理单元换热器的动态性能预测

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计算机工程与应用 2008年第3期44卷 240-241,248页

作者：胡钦华李奎山苏廷弼东莞理工学院广东东莞523808 香港城市大学建筑系中国香港

应用人工神经网络技术对安装在空气处理单元（Air Handler Unit,AHU）中的换热器建立了动态神经网络模型。该模型的所有预测值基本都在实际测量值的95%-105%之间。实际测量值和神经网络模型预测值之间的平均相对误差（Mean Relative Err... 详细信息

应用人工神经网络技术对安装在空气处理单元（Air Handler Unit,AHU）中的换热器建立了动态神经网络模型。该模型的所有预测值基本都在实际测量值的95%-105%之间。实际测量值和神经网络模型预测值之间的平均相对误差（Mean Relative Error,MRE）小于2.5%,充分说明模型逼近实际对象的精确性。实验结果显示,神经网络,尤其是BP神经网络,可以作为一个很容易的建模工具来获得空气处理单元中换热器的神经网络模型,同时也很容易应用在类似的热系统中。

关键词：换热器换热率人工神经网络

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管壳式换热器性能的数值研究

高师理科学刊 2020年第11期40卷 41-45页

作者：谌琪曹倩文张怡张海娟邹勇安徽工业大学数理学院安徽马鞍山243000 安徽马鞍山工业学校数控系安徽马鞍山243000

建立了管壳式换热器的简单三维物理模型,利用Fluent软件对换热器的工作状况进行模拟,分别研究了当管壳式换热器的换热管形状和换热管排列方式改变时,换热器的换热率、努塞尔数以及出口处热流体的温度波动等相关性能参数的变化.计算结果... 详细信息

建立了管壳式换热器的简单三维物理模型,利用Fluent软件对换热器的工作状况进行模拟,分别研究了当管壳式换热器的换热管形状和换热管排列方式改变时,换热器的换热率、努塞尔数以及出口处热流体的温度波动等相关性能参数的变化.计算结果表明,当换热管形状为正方形,排列方式为第2种叉排方式时,换热器的综合换热性能最佳.

关键词：管壳式换热器换热管形状换热管排列方式换热率努塞尔数出口面温度