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通孔金属泡沫表面的池沸腾实验研究

徐治国 , 屈治国 , 李定国 , 赵长颖 , 陶文铨 , 卢天健 , 王美琴

工程热物理学报

本文对烧结有厚度为30 mm的高孔隙率通孔铜泡沫的水平表面的池沸腾进行实验研究.并采用高速摄像仪对泡沫表面的汽泡生长形貌进行了可视化研究,研究了壁面过热度对热流密度、汽泡脱离直径、汽泡生长周期的影响关系.结果表明由于本文所研究的通孔泡沫厚度较大,限制了汽泡的脱离,使传热性能低于光表面,但是使沸腾起始点降低至3℃.

关键词: 金属泡沫 , 池沸腾 , 汽泡生长周期 , 汽泡脱离直径

部分填充金属泡沫水平管内沸腾实验研究

杜艳平 , 屈治国 , 徐会金 , 赵长颖 , 何雅玲 , 陶文铨

工程热物理学报

本文对金属泡沫部分填充的水平管内 R134a 流动沸腾换热进行了实验研究,研究了质量流速、蒸汽干度和操作压力对压降和换热系数的影响,并将实验数据与传统的光管进行了对比.结果发现,与低质量流速的情况相比,由于在不同质量流速下管内流型不同,导致高质量流速下增加干度更能增强换热,并通过壁面温度分布对沸腾换热流型进行预测.

关键词: 金属泡沫 , 压降 , 沸腾换热 , 流型

充满金属泡沫的方腔自然对流数值模拟

代琳娜 , 赵长颖 , 唐桂华 , 徐治国 , 屈治国

工程热物理学报

本文使用格子-Boltzmann方法模拟了充满金属泡沫的封闭方腔自然对流.通过构建适用于上下边界绝热,左右边界恒定温度的封闭方腔自然对流的双分布函数热模型,模拟了充满不同孔隙率和不同孔密度的金属泡沫,在不同Ra数下的封闭方腔自然对流,结果表明金属泡沫具有强化传热的作用,并随着Ra数和孔密度的增大,换热增强.

关键词: 格子-Boltzmann方法 , 金属泡沫 , 自然对流

两种拓展达西模型对金属泡沫填充管中流动与传热的影响

田原 , 赵长颖 , 李增耀 , 屈治国

工程热物理学报

本文就恒热流条件下金属泡沫填充管中的流动与传热进行了数值模拟,其中采用局部非热平衡的两方程模型作为能量方程,分别采用Brinkman拓展达西模型和Brinkman-Forchlheimer拓展达两模型作为动量方程,并把两者进行比较和分析.数值模拟结果表明:在两种拓展达西模型下解得的速度场不同,但是解得的温度场差异不大,因而其Nu数差异也很小.金属泡沫填充管的Nu数高达数百甚至数千,表明其换热性能很强,但同时却有着较高的压降.

关键词: 多孔金属泡沫 , 拓展达西模型 , 局部非热平衡两方程模型 , 数值模拟

导热泥强化传热作用的数值模拟

成昌锐 , 胡延东 , 赵长颖 , 王秋旺 , 陶文铨

工程热物理学报

本文对于导热泥在输运沥青等粘稠物质中的强化传热作用进行了数值模拟。计算中采用直角坐标系下的区域扩充法处理不规则的边界，时间项离散采用全隐格式，导热泥表面辐射热流按附加源项法处理。计算表明，采用导热泥强化了传热，完全可以替代蒸汽套管加热方式。

关键词: 导热泥 , 强化传热 , 数值模拟

金属泡沫填充水平圆管内单相对流换热研究

陆威 , 赵长颖 , 屈治国

工程热物理学报

本文用R134a的过热蒸汽为工质对金属泡沫填充管的管内单相对流换热特性进行了试验研究,讨论了不同参数的金属泡沫对管内单相对流换热和压力损失的影响.针对金属泡沫填充管的特点(金属泡沫和管壁之闻存在接触热阻),本文讨论了不同填充方法和不同成分的金属泡沫对总体换热特性的影响.

关键词: 金属泡沫 , 单相对流 , 压力损失

正方形纳米线及纳米孔阵列辐射特性研究

方兴 , 鲍华 , 赵长颖

工程热物理学报

晶体硅纳米线及纳米孔阵列结构不仅有着优异的增吸收特性,而且与传统的硅膜电池相比能大幅降低原料成本,因而在光伏市场中有着巨大发展前景.本文采用严格耦合波分析(RCWA)研究了晶体硅正方形纳米线和纳米孔阵列结构的辐射特性,证明了两种结构的应用潜力.在AM1.5太阳能光谱辐射强度下,纳米线和纳米孔阵列结构最终效率都大于24％,高出同等厚度晶体硅薄膜70％以上.两种纳米结构在周期600 nm附近达到最高,其中纳米线阵列结构有着更低的最优填充率.不同角度混合极化入射下,两种结构的最终效率能够维持在大的角度范围内(0～60°),表现了良好的角度特性.

关键词: 纳米线 , 纳米孔 , 光伏应用

微圆管进口区气体流动与换热特性研究

唐桂华 , 陶文铨 , 赵长颖

工程热物理学报

对微圆管进口区运用一阶速度滑移和温度跳跃边界,考察了Kn、动量调和及热调和系数对流动与换热特性的影响机理和规律.模拟结果表明:流动进口段长度随Kn增加而增加,但随动量调和系数减小而减小;热进口段长度随Kn增加而增加,但随动量调和系数及热调和系数减小而减小;Nu数随Kn增加及热调和系数减小而减小,但随动量调和系数减小而增加.

关键词: 微圆管 , 速度滑移 , 温度跳跃 , 进口段

梯密度金属泡沫池沸腾换热性能的实验研究

徐治国 , 赵长颖 , 赵耀

工程热物理学报

本文实验研究了去离子水中梯密度通孔金属泡沫的池沸腾换热性能.梯密度金属泡沫材质为铜和镍,孔隙率为0.98,泡沫厚度为4～14 mm.实验结果表明,相比于单层泡沫,梯密度金属泡沫显著的增强了沸腾换热能力,但增强程度受孔密度变化梯度、泡沫厚度和材料的影响;往去离子水中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)能明显的改变梯密度金属泡沫的池沸腾换热性能.

关键词: 梯密度金属泡沫 , 池沸腾 , 材料 , 表面活性剂 , 孔密度

赵连城院士简介

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