杨光
,
吴静怡
工程热物理学报
以数值模拟和实验验证相结合的方法研究了三维动态混合对流过程中的温度场发展规律,并定量地分析了在Re=1×105,Gr=±3.36×1012,Pr=0.7,L/H=3/4条件下矩形腔体内温度均匀性的动态变化特性.研究结果表明,对于相同大小的Grashof数和Reynolds数,当Gr＞0时,腔体内有着更高的升/降温速率,而其升/降温过程中的整体温度不均度则高于Gr ＜0时的换热过程.当Gr＞0时,竖直方向的温度不均匀度是影响腔体内温度均匀性的主导因素(σ竖直(≥)σ水平);而当Gr＜0时,竖直方向和水平方向上的温度不均匀度共同影响腔体内的温度均匀性(σ竖直≈σ水平).
关键词:
混合对流
,
浮升力
,
温度均匀性
,
动态模拟
,
实验验证
李志辉
,
姜培学
,
赵陈儒
,
林钰淞
工程热物理学报
本文对超临界压力CO2在垂直圆管(Din=2mm)内在高进口雷诺数和低进口雷诺数条件下的对流换热进行了实验研究,以研究变物性、浮升力和热加速对流动和换热的影响.实验结果发现,在低进口雷诺数情况下,向上流动中管子入口处出现了局部壁面温度下降,而在向下流动中未观察到此类现象;在高进口雷诺数情况下,向上流动中壁面温度发生了异常分布,这主要是因为向上流动中浮升力使得湍流发生了层流化现象,而在向下流动中未观察到此类现象.
关键词:
超临界压力
,
浮升力
,
热加速
,
层流化
张宇
,
姜培学
,
石润富
,
邓建强
工程热物理学报
本文对超临界压力CO2自下而上流过内径为2mm的加热圆管,在低进口Re (Rein≈1700)条件下的对流换热进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较.结果表明,在进口雷诺数较低(Rein≈1700)而热流密度较高时,由于密度变化导致浮升力对流动产生扰动,流动从层流提前转变为湍流,换热大大增强并导致壁面温度的异常分布.使用LB湍流模型可以较好地模拟此时流动从层流向湍流的过渡现象,而采用层流与湍流相结合的分区计算方法的结果与实验测量值吻合得更好.由于浮升力的影响,径向速度呈M型分布,速度最大值在靠近壁面某处;当热流密度很大时,在管子中心区会出现回流.
关键词:
超临界压力
,
对流换热
,
浮升力
,
层流
,
湍流
谭勤学
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
本文采用三维N-S非定常计算方法对旋转盘腔中的流动与传热进行了数值研究.数值计算结果表明;下游盘的Nu数径向分布与实验结果吻合较好,上游盘趋势吻合但数值上有一定差别;旋转盘腔中流体的整体转动速度小于旋转圆盘的转动速度.进一步计算结果表明,重力的影响大小与整体流态转速相对坐标系转速的比值密切相关,该相对转速越大影响越小,反之越大.
关键词:
旋转盘腔
,
浮升力
,
非定常流
,
轴向通流
刘波
,
王夕
,
祝银海
,
姜培学
工程热物理学报
本文对超临界压力下正癸烷在内径为0.95 mm和2 mm竖直微细圆管内对流换热进行了实验研究.入口压力pin=3 MPa和入口雷诺数Rein=4000时,分析了管径、变物性、浮升力和加速对对流换热的影响.结果表明:在所研究的工况范围内,对于0.95 mm内径圆管,浮升力和加速对换热的影响可忽略,对流换热主要受变物性的影响;而对于2mm内径圆管,在高热流密度时,浮升力对正癸烷的对流换热影响很大,向上流动时引起换热恶化,向下流动时引起换热强化,加速对流动换热的影响可忽略.
关键词:
超临界压力
,
正癸烷
,
浮升力
,
对流换热
阳祥
,
丁鹏
,
李增耀
,
陶文铨
工程热物理学报
本文用正交分解(POD)方法对径向旋转方通道内直接数值模拟得到的湍流数据进行处理得到了湍流大尺度结构和POD模态的能量分布.对于不同的工况,文中均采用了200个具有相同时间间隔的湍流瞬时主流速度场作为样本.为研究浮升力对湍流大尺度结构的影响及POD模态的能量分布,对四个不同格拉晓芙数GrT下的主流速度场进行了POD处理和分析.结果表明:湍流大尺度结构主要集中在通道的非稳定壁面(y=0)附近和侧壁面附近,随着格拉晓芙数的增加湍动能分布于更多的模态中.
关键词:
湍流
,
浮升力
,
大尺度信息
,
正交分解
,
模态
罗峰
,
胥蕊娜
,
姜培学
工程热物理学报
本文对超临界压力CO2在微细蛇形管内层流对流换热开展了数值模拟研究.研究的蛇形管内径0.5 mm,弯曲半径2 mm,入口雷诺数200～500,压力9 MPa.分析了变物性、浮升力和离心力的影响,对特征截面温度与速度分布进行了详细分析.结果表明:向上流动时,截面温度和速度呈对称分布,水平流动时,对称性消失;截面上两对涡的分布在向上和水平流动时呈现不同特性,换热强化和减弱区域不同.
关键词:
超临界压力CO2
,
细蛇形管
,
层流对流换热
,
浮升力
,
离心力
杨立军
,
任建勋
,
宋耀祖
,
过增元
工程热物理学报
为研究自然对流流动和换热的实质,对重力场中自然对流的驱动力进行了进一步分析,提出了自然对流产生的充分必要条件.以二维封闭方腔内空气自然对流为对象,分别对三种不同的自然对流形式进行了数值模拟.结果表明:只要流体所受体积力为非保守力,即可产生自然对流.这为自然对流的控制提供了一定的理论依据.
关键词:
自然对流
,
非保守力
,
体积力
,
浮升力
