艾青
,
房点
,
孙凤贤
,
孙创
,
夏新林
工程热物理学报
基于搭建的加热面倾斜可调式沸腾传热实验装置,通过对比蒸馏水沸腾换热实验与实验关联式,在验证实验装置及测量方法可靠性的基础上,对不同浓度硼酸溶液在不同加热面倾斜角下的沸腾换热特性进行了实验研究和比较,获得了硼酸浓度和加热面倾斜角变化时的平均换热系数.实验结果表明,对于浓度为1.3～9.5 g/kg的硼酸溶液,换热系数随着浓度的增加而增大,但是达到5.5 g/kg后趋于平缓;相同浓度时不同倾斜角下平均换热系数最大相差8％.
关键词:
硼酸
,
浓度
,
倾斜角度
,
沸腾换热
孙凤贤
,
夏新林
,
沈淳
,
李磊
工程热物理学报
对无重力、相对静止热环境中碳氢燃料单液滴的蒸发燃烧过程,建立了非等温液滴蒸发-火焰面燃烧耦合模型.考虑了液滴内导热、液滴表面蒸发、火焰面化学反应以及气相区对流传热传质的瞬态耦合作用.将整个耦合系统分解为液滴、火焰面内气相区、火焰面外气相区三个相对独立的计算域,采用固定计算域法与随动坐标系,结合耦合界面条件,进行数值求解.分析了液滴蒸发燃烧过程中的传热传质特性以及环境压力的影响结果表明,液滴蒸发与燃烧强烈耦合,过程后期的蒸发和火焰面动态特性与初期明显不同.
关键词:
燃料液滴
,
蒸发
,
燃烧
,
传热传质
陈学
,
孙凤贤
,
夏新林
,
孙创
工程热物理学报
考虑不透明漫射基底的反射/发射和半透明介质层的吸收/发射,建立半透明介质层表面红外测温过程的辐射传输模型,采用反向蒙特卡罗法进行模拟,获得探测表面在热像仪的指示辐射温度.与不透明表面红外测温进行比较,分析表面形状、基底发射率εs及介质层光学厚度τ的影响.结果表明,半透明介质层表面的指示辐射温度在εs＜1.0时,随τ的增大而增大,τ≥2时数值趋于εs=1.0时的结果,与不透明表面存在较大差异;针对复杂形状或内凹曲面红外测温,不透明表面和半透明介质层表面均受到反射其他部位辐射现象的影响.
关键词:
红外测温
,
半透明介质层
,
辐射传输
,
反向蒙特卡罗法
孙凤贤
,
丁继贤
,
王银燕
工程热物理学报
考虑液滴内一维瞬态导热以及液滴,气流热物性随温度与组分的变化,建立了对流热环境中燃油液滴的蒸发计算模型.以柴油液滴为例,通过数值模拟,分析了蒸发过程中液滴内部的瞬态热响应,考察了不同条件下的环境压力效应.结果表明,对流蒸发过程中,燃油液滴内部温度梯度很大,导热作用明显;在温度不同的气流环境中,环境压力效应存在非单调性;压力效应发生转捩的气流温度与液滴初始粒径和气流速度相关.
关键词:
蒸发
,
燃油液滴
,
导热
,
压力效应
艾青
,
孙凤贤
,
夏新林
工程热物理学报
基于热辐射传输的布格尔定律，提出了一种求解大光学厚度介质内热辐射传递的移动区域蒙特卡罗法。以二维矩形区域内吸收性介质的热辐射传递为例，介绍了该方法的基本原理、求解区域设定及求解过程。通过数值模拟，从介质温度分布、抽样数密度两方面，对该方法和传统蒙特卡罗法进行了比较。研究结果表明，将该方法应用于大光学厚度介质内热辐射传递求解，可在满足计算精度要求的前提下，有效地减少计算时间及数据存贮量。
关键词:
热辐射
,
蒙特卡罗法
,
移动区域
李东辉
,
孙凤贤
,
夏新林
功能材料
纳米隔热材料具有优良的隔热性能,在高超声速飞行器热防护技术中有着广泛应用前景。针对纳米隔热材料固体构架导热系数的尺寸效应,基于声子辐射传输方程建立了声子导热的二维计算模型,采用离散坐标法进行数值计算,以SiO2二维纳米链为例,对其横向及纵向导热系数尺寸效应进行了数值模拟。模拟结果表明,SiO2纳米隔热材料的二维纳米链导热具有明显尺寸效应,导热系数主要受纳米链直径影响,对直径2～4nm的纳米链,其导热系数比块材的导热系数小15%以上,研究结果对认识纳米隔热材料内固体构架热量传递机理具有一定指导作用。
关键词:
纳米隔热材料
,
导热系数
,
尺寸效应
艾青
,
夏新林
,
孙凤贤
工程热物理学报
在分析燃烧室壁面的对流-辐射耦合换热特性基础上,考虑燃烧室热环境与冷却系统间的相互关系,提出了一种以燃烧室材料许用温度为约束的非均匀冷却壁面热特性设计方法.以某型超声速燃烧室为例,采用混合分数平衡化学反应和液滴离散相模型,计算分析了壁面热特性对燃烧室壁面热流构成、热环境及冷却系统热负荷的影响.结果表明,壁面热特性对超声速燃烧室热环境的影响值得重视,非均匀冷却壁面热特性设计能有效减少燃烧室热损失.
关键词:
超声速燃烧室
,
非均匀冷却
,
热环境
,
壁面热特性
,
耦合换热
