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
郭航
,
杨亮
,
叶芳
,
马重芳
工程热物理学报
本文根据被动式微小型直接甲醇燃料电池的运行特性,建立了其阳极膜电极二维、非等温、稳态数学模型.模拟结果表明:阳极膜电极内部温度的分布是不均匀的,最高温度出现在阳极催化层,且质子交换膜的温度要高于阳极气体扩散层.由于被动式直接甲醇燃料电池燃料的供给与消耗所引起的强制对流的存在,使得混合对流温度场和速度矢量场与自然对流情况下的不尽相同,利用模型对此进行了数值分析.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
被动式供料
,
混合对流
,
传热
,
数值模拟
陶于兵
,
何雅玲
,
刘迎文
工程热物理学报
对槽式太阳能集热器内的耦合换热过程建立了统一求解模型,推导了无量纲控制方程,并进行了耦合求解.结果表明:随Ra增加,管内自然对流形成的涡逐渐向右侧管壁方向移动,等温线中心向下偏移;环形空间内自然对流形成的涡向顶部移动,等温线向下偏转;随管径比增加,管内的混合对流换热系数增加,管外环形空间的换热系数减小.内管内外表面的温度梯度及局部换热系数均随着角度的增加而增加.在θ=π/4和θ=π/2的截面内,环形空间中间区域内温度沿半径方向不降反升,出现偏转;而在θ=3π/4和θ=π的截面内,圆管内部中间区域内的温度沿着径向不升反降,也出现偏转.
关键词:
太阳能集热器
,
混合对流
,
耦合换热
,
数值模拟
王秋香
,
戴传山
,
李琪
工程热物理学报
用格子玻尔兹曼方法对微圆管管束外混合对流的换热情况进行了数值模拟研究。在充分验证程序正确性的基础上,对混合流动绕流时不同壳侧进液角度,不同雷诺数Re以及瑞利数Ra等方面对传热的影响进行模拟研究,对衡量传热效果的Nu数及温度场进行了对比,总结出了换热规律。为高效微管换热器的开发提供了理论指导。
关键词:
格子Boltzmann
,
混合对流
,
自然对流
,
管束
肖鹏
,
郭烈锦
,
吕友军
工程热物理学报
混合对流热损失是影响太阳能与生物质超临界水气化耦合制氢腔式吸热器热效率的关键因素之一。本文以动力工程多相流实验室建成的生物质超临界水与太阳能聚集供热耦合制氢腔式吸热器为研究对象，对腔式吸热器混合对流换热进行了数值模拟研究。通过使用RNG惫一￡湍流模型，研究了制氢吸热器在外界风吹掠环境下的混合对流热损失，获得了腔式吸热器在不同风速、风向吹掠下的混合对流换热准则Nusselt数。模拟结果表明，侧向风与侧迎向风对腔内对流热损失影响最大，当风速超过某一数值（Richardson数〉1），外界风诱发的强制对流会在对流热损失中占主导作用，且随着风速增加，混合对流热损失随Re提高而增大。
关键词:
太阳能
,
混合对流
,
热损失
,
制氢腔式吸热器
罗小平
,
曹知红
,
易红亮
,
谈和平
工程热物理学报
本文采用能量守恒耗散粒子动力学(eDPD)方法研究了内含椭圆热源的封闭方腔内的对流换热问题.提出一种处理曲面边界和移动边界的新方法,模拟了剪切力驱动的混合对流换热问题以及椭圆热源被迫旋转引起的混合对流换热问题,分析了剪切力方向、理查森数Ri和椭圆被迫旋转对混合对流换热特性的影响,并且得到了不同条件下的流线图和等温线图.研究结果表明,横向剪切时Ri数对方腔内的传热影响并不显著而纵向剪切时Ri对方腔内的流动与传热的影响非常明显;椭圆热源被迫旋转给流场带来扰动,使等温线发生扭曲,但是整个流场的结构没有发生根本性的改变.
关键词:
耗散粒子动力学
,
混合对流
,
封闭方腔
,
介观模拟
黄圳
,
李增耀
,
陶文铨
工程热物理学报
本文对均匀与非均匀热流密度条件下、压力10 MPa时的过热水蒸气在抛物槽式太阳能集热管管内充分发展段的混合对流换热过程进行了数值模拟.结果发现,在非均匀热流密度条件下,与纯强制对流换热相比:层流时,混合对流换热的阻力系数增加21％～133％,Nu提高48％～261％;湍流时,混合对流换热的阻力系数增加7％～236％,Nu提高6％～150％.特别是相比于均匀热流边界条件,非均匀热流边界条件下浮升力对流动传热的影响更为显著,传统的对于混合对流的判定标准需要修正.
关键词:
非均匀热流密度
,
混合对流
,
数值模拟
王孟春
,
吴声敏
,
张秀婷
,
种道彤
,
刘继平
工程热物理学报
本文对单壁面加热水平方管通道内混合对流换热进行了实验研究，其中加热面分别为底面、侧面、顶面，Re=1514～3028，Gr＊=2．06×10^6—8.22×10^6；通过对加热面温度进行曲线拟合减小壁面温度测量误差，得到考虑轴向导热的局部Nusselt数的变化规律。实验结果表明侧面加热和底面加热时，局部Nusselt数要明显高于顶面加热的情况；局部Nusselt数在管道前段受Re的影响较大，在后段受Gr＊的影响较大。
关键词:
混合对流
,
水平方管
,
Nusselt数
