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波纹流道动力电池冷板的多目标优化设计

低温与超导 2023年第10期51卷 35-40页

作者：王新婷何璨明沈俊比亚迪汽车工业有限公司深圳518118 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心武汉430070

相对于直通道冷板,波纹通道冷板在锂离子动力电池的散热中具有更好的综合换热性能。本文将多目标遗传算法与仿真软件直接耦合,通过优化波纹微通道冷板的4个结构参数来降低热阻和压差。结果表明,周期数和振幅的增加使得整个冷板与工质之... 详细信息

相对于直通道冷板,波纹通道冷板在锂离子动力电池的散热中具有更好的综合换热性能。本文将多目标遗传算法与仿真软件直接耦合,通过优化波纹微通道冷板的4个结构参数来降低热阻和压差。结果表明,周期数和振幅的增加使得整个冷板与工质之间的换热面积与扰动程度不断增加,从而提高了换热性能。此外,减少通道宽度可以提高通道中工质的雷诺数,同样有强化传热的作用。为了探究影响冷板性能的关键参数,本研究使用了Spearman相关系数进行表征,对比结果表明通道宽度与冷板性能间的关系最为显著,可为后续应用提供一定的指导。

关键词：锂电池冷板多目标优化波纹流道强化传热

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基于拉格朗日跟踪法的波纹流道流体特性研究

工程热物理学报 2012年第3期33卷 481-484页

作者：王丹董其伍刘敏珊郑州大学河南省过程传热与节能重点实验室河南郑州450002

采用正交实验方法考察了具有不同结构参数的三维周期波纹流道中的流体性能,并采用Webb评价方法对其进行性能评价。比较了不同波纹宽度的波纹流道的阻力因子e_f、传热因子e_(Nu)和能效因子η的值,结果表明三者都随Re的增大而增大,波纹宽... 详细信息

采用正交实验方法考察了具有不同结构参数的三维周期波纹流道中的流体性能,并采用Webb评价方法对其进行性能评价。比较了不同波纹宽度的波纹流道的阻力因子e_f、传热因子e_(Nu)和能效因子η的值,结果表明三者都随Re的增大而增大,波纹宽度最小时能效因子η最大。流体在波纹流道中垂直于主流方向的横截面上产生二次流,随着Re增大,二次流增强,阻力增大,温度边界层减薄,温度等值线分布变得不均匀,传热增强。采用拉格朗日粒子跟踪技术分析了不同Re下,流体粒子在波纹流道内的运动轨迹,绘制了不同周期出口流体粒子的庞加莱截面图,结果表明流体粒子在波纹流道中被反复拉伸和折叠,增加了流体粒子的接触面积,提高混合效率,强化了传热。

关键词：波纹流道正交实验综合性能庞加莱截面

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波纹流道中流体流动特性的数值与实验研究

化工学报 2000年第5期51卷 708-712页

作者：丁蓉宣益民南京理工大学动力工程学院南京210094

Numerical and experimental analysis is carried out to investigate the flow in the channel formed by wavy fin. The theoretical results coincide with the experimental flow patterns. The effects of fin structures and sizes on the flow pattern are discussed in detail. The research results obtained in this paper are helpful for identifying flow patterns and optimizing fin design.

关键词：流动显示紧凑式热交换器波纹型翅片波纹流道

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太阳能板式换热器的脉动流相变传热特性

科学技术与工程 2023年第24期23卷 10338-10344页

作者：苏华山陈奎陈从平三峡大学机械与动力学院宜昌443002 常州大学机械与轨道交通学院常州213164

为了研究脉动流对太阳能板式换热器相变传热特性的影响,对太阳能光热板式换热器建立三流道模型,模拟脉动条件下流道内部流动相变传热过程。结果表明:脉动流动下,波纹流道内漩涡周期性形成和脱落,波纹凹角处流体与主流区流体的掺混增强... 详细信息

为了研究脉动流对太阳能板式换热器相变传热特性的影响,对太阳能光热板式换热器建立三流道模型,模拟脉动条件下流道内部流动相变传热过程。结果表明:脉动流动下,波纹流道内漩涡周期性形成和脱落,波纹凹角处流体与主流区流体的掺混增强。与稳态相比,脉动流场传热效果的强化程度随振幅和频率增大而增大。稳态流动气相在凹角和换热壁面上堆积,形成明显的气膜。脉动流动下,随着脉动振幅增大,脉动流场的气相体积先减小后增大,振幅为0.02时到达最小值,随着脉动频率的增加,气相体积的变化幅值开始减小,气相体积均值在逐渐增大。

关键词：脉动流场相变传热波纹流道气相体积

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基于脉动拉伸流动的熔融混合装置研制及应用

基于脉动拉伸流动的熔融混合装置研制及应用

作者：汪棋华南理工大学

学位级别：硕士

高性能碳纤维增强尼龙6复合材料因其比强度高、耐腐蚀、尺寸稳定性好等优点被广泛应用于新能源汽车、机械电子、风电叶片等领域,但熔融混合过程中存在碳纤维保留长度短与分散不均等问题,极大地限制了其性能提高及推广应用。对混合过程... 详细信息

高性能碳纤维增强尼龙6复合材料因其比强度高、耐腐蚀、尺寸稳定性好等优点被广泛应用于新能源汽车、机械电子、风电叶片等领域,但熔融混合过程中存在碳纤维保留长度短与分散不均等问题,极大地限制了其性能提高及推广应用。对混合过程中物料受力状态及流动形式的调控,提高碳纤维分散效果的同时较好地保留其长度是提升复合材料性能的重要方法。本文通过研制脉动拉伸流动主导的熔融混合装置,开发脉动拉伸形变熔融混合技术,利用理论分析、模拟求解和实验研究等手段对新装置的混合效率与效果进行分析论证,取得的主要成果如下:基于熔体在叶片泵送区及波纹流道中流动截面面积的周期性变化产生渐缩-渐扩流动的原理,开发了脉动拉伸流动主导的熔融混合装置;详细介绍了新装置的工作原理、机械结构及熔融混合过程;建立了叶片泵送区及波纹流道区的物理数学模型,为描述混合装置的流场特性和混合过程中物料的流动行为打下基础。利用数值模拟的方法探索了波纹流道结构尺寸、工艺参数等对流场特性和熔体流动形式的影响规律,发现增大波纹流道振幅能增强物料受到的脉动拉伸形变作用,增大转子转速能提高脉动作用的强度与频率。同时利用实时压力采集对不同结构流道内部的熔体压力变化情况进行探究;分析流道内部的熔体流动形式及影响机制,证明了波纹流道振幅更大的混合装置产生的脉动拉伸作用更强。利用脉动拉伸流动熔融混合装置制备了尼龙6(PA6)/碳纤维(CF)复合材料,对复合材料的微观形貌及性能进行了测试与表征,结果表明:通过叶片泵送区与波纹流道相结合,在低转速(10 rpm)、短停留时间(2 min)便实现了CF在PA6基体中的均匀分散,大振幅波纹流道的混合效率高、效果好,但压力损失较大;新装置制备的复合材料中的CF具有较好的保留长度,同时碳纤维与基体界面结合强度改善,提升了复合材料的综合性能;其他条件相同时,振幅为1.8 mm的波纹流道制备的复合材料拉伸强度和拉伸模量为130.3 MPa和2682.2 MPa,相比常规平流道(0 mm)(102.8 MPa,2072.5 MPa)分别提高了26.8%和29.4%。本文的研究成果拓宽了纤维增强复合材料熔融混合思路,为高性能纤维增强复合材料的制备提供了新方法和新装置。

关键词：波纹流道脉动拉伸流动熔融共混碳纤维