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  • 简介:多孔介质可以强化相变传热,被广泛应用到电子器件散热中。热管依靠毛细芯孔隙内沸腾和凝结形成热质快速迁移的驱动,实现高密度和高效传热。薄层多孔内沸腾时液体回流特性研究对提高热管传热效率、热流密度及寿命意义重大。通过不同多孔介质在不同液位下的池沸腾实验,获得了薄层多孔表面在较高热流密度下沸腾时的气泡特性和沸腾曲线,并结合毛细理论分析多孔表面的回液特性。实验结果表明,高热流密度下毛细回流占主导作用,较小的有效毛细半径和较大的渗透率有利于液体回流。

  • 标签: 多孔介质 池沸腾 气泡特性 沸腾曲线 回液
  • 简介:设计了两种孔间距比的雪花型板冷却结构,采用有限体积法求解三维可压缩的N-S方程对其内部流动和换热进行了数值模拟.网格划分采用非结构化网格,湍流模型为Realizablek-ε双方程模型,近壁处湍流采用壁面函数法处理,采用SIMPLE算法求解速度与压力的耦合.计算获得了这两种冷却结构内部各气流参数的三维分布及流动阻力特性和换热特性.结果表明,板内部的流场结构十分复杂,射流冲击后在扰流柱前反卷形成驻涡,呈雪花形分布的扰流柱阵列的存在对气流起到了较好的分流和引导作用,使气流在冷却通道内分布更为均匀,改善了板换热的均匀性.数值计算对于改进板内部结构优化设计有着重要的实际应用价值.

  • 标签: 航天推进系统 冷却系统 层板 数值模拟 流阻特性 扰流柱
  • 简介:考虑太阳能辐射传热和石蜡材料的相变特性,建立了含石蜡玻璃围护结构的导热、相变和辐射耦合传热模型,利用布格尔定律跟踪太阳能辐射传输,采用控制容积法离散传热方程,分析了辐射传热对含石蜡材料玻璃围护结构的热影响,并探讨了石蜡吸收系数和折射率对含石蜡玻璃围护结构的传热影响。研究结果表明:辐射对含石蜡玻璃围护结构传热过程影响较大;石蜡的吸收系数和折射率对含石蜡玻璃围护结构内部温度、热流以及透光率的影响显著。结论为含石蜡玻璃围护结构的设计提供了理论参考。

  • 标签: 玻璃围护结构 石蜡 辐射 相变
  • 简介:利用数值模拟方法研究了幂律流体在连续运动平板上的层流边界问题。利用相似变换理论推导出无量纲剪切力的计算公式,数值求解了不同幂律指数n的流体在不同运动参数ξ的连续运动平板上的层流边界层流场,分析了各个参数对边界速度分布和剪切力大小的影响。结果表明,边界偏微分方程组的数值解与经过相似变换求得的非线性常微分方程的数值解吻合得很好,这既说明对幂律流体连续运动平板上的层流边界问题的研究是有效且可靠的,同时也证明了连续运动平板问题存在相似解。

  • 标签: 边界层 幂律流体 连续运动平板 数值模拟
  • 简介:采用数值模拟方法研究了一个平行圆柱体在层流脉动流中的温度边界特性。数值模拟结果与实验数据一致。研究发现脉动流中平行圆柱体形成了形状不规则但相对稳定的温度边界,并在流动方向上周期性脉动。脉动流中平行圆柱体的温度边界平均厚度小于稳定流动下的温度边界平均厚度,并以脉动流的频率进行脉动。此外,脉动流中平行圆柱体的壁面温度小于稳定流动下的壁面温度,表明脉动流下圆柱体的对流传热得到了强化。在一个脉动周期内,圆柱体在后半周期的温度边界厚度和热阻均小于前半周期的温度边界厚度和热阻。

  • 标签: 脉动流 圆柱体 温度边界层 计算流体力学
  • 简介:扩散作为质子交换膜燃料电池的一个重要组成部分,对电池性能有着极大的影响。将碳纸扩散从电池单体中独立出来.针对液态水在碳纸多孔介质中的传输进行了可视化的实验研究,同时将三种流场板对排水性能的影响进行了比较。实验结果表明:碳纸的平均孔径对液态水穿透有着重要影响;蛇型流道更有利于液态水从电池中排出。

  • 标签: 质子交换膜燃料电池 扩散层 可视化实验
  • 简介:从两个角度对比传统的石墨载铂催化剂与石墨插铂催化剂的性能:在结构模型的基础上分析催化剂的铂利用率;在传质模型的基础上分析催化剂中CO的分子扩散速度.肯定了插催化剂是一种从物理角度提高质子交换膜燃料电池催化剂PEMFC利用率、防止抗中毒能力的有效手段.

  • 标签: 铂催化剂 石墨插层 传质模型 分子扩散 CO 性能
  • 简介:为了了解微重力条件下、水平温度梯度作用时,上部为固壁的环形腔内双层流体系统中液厚度比对流动稳定性的影响,采用隐式重启Arnoldi方法(IRAM)对环形池内5cSt硅油/HT-70双层流体的热对流过程进行了线性稳定性分析,获得了不同液厚度比下系统流动的临界Marangoni数、临界波数、临界相速度,并通过计算特征向量,得到了临界Marangoni数附近液一液界面的热流体波形态。

  • 标签: 环形腔 热毛细对流 双层液体 线性稳定性分析 液层厚度比 IRAM
  • 简介:对飞秒激光抽运探测热反射实验中的一个关键因素传感进行了研究,发现铝传感的蒸镀速率对飞秒激光抽运实验有着很大的影响。分别在3种不同类型的硅片和玻璃片基底上用不同的蒸镀速率蒸镀了100nnm的铝膜蒸镀速率控制在2×10^-10到15×10^-10m/s。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线反射(XRR)研究了蒸镀铝膜表面的形貌及铝膜的厚度。基于飞秒激光抽运探测热反射方法对基底的热导率进行了测量,发现随着蒸镀速率的增大,不同基底测量得到的热导率呈现一致的规律。结果表明,蒸镀速率越大,铝传感的晶粒越大,传感的体积热容越小,当蒸镀速率大到一定程度时,由于晶粒的不规则度越来越大,反过来又影响体积热容的大小,从而影响了飞秒激光抽运探测热反射。

  • 标签: 飞秒激光抽运探测热反射 传感层 蒸镀速率 晶粒尺寸
  • 简介:研究微通道中的气体混合是了解气体在微尺度下相关行为的重要内容,并且对于涉及微尺度下化学反应如燃烧问题的探索具有重要意义。利用直接模拟蒙特卡罗法(directsimulationMonteCarlo,DSMC),采用变软球(variablesoftsphere,VSS)模型,数值模拟了高度为1μm的平行微通道中不同壁面调节系数和不同隔板厚度下C0、N2两种气体的混合过程。结果表明:增大壁面调节系数不仅可以缩短混合长度,还可以使混合过程向上游推进;隔板厚度的存在使得隔板末端附近出现很小的非平衡回流区域,并促进混合过程的进行;隔板厚度的增加对气体分子向另一组分上游的扩散影响较小但会缩短混合长度。

  • 标签: 直接模拟蒙特卡罗法 变软球模型 气体混合 平行微通道 混合长度
  • 简介:以干燥器内对流传热问题为研究对象,建立了褐煤干燥过程气-固对流传热模型。通过流-固界面传热耦合,利用CFD仿真技术进行模拟,对褐煤在不同粒径、风速及温度下的干燥过程进行了数值模拟,得到不同工况下的温度场分布及对流传热系数。根据模拟结果拟合得到气-固传热关联式,结果表明该关联式与褐煤干燥过程较吻合,可为工程实践提供理论指导。

  • 标签: 褐煤干燥 对流传热 数值模拟
  • 简介:利用7种不同粒径大小的CaO颗粒以热重分析方式进行脱硫反应实验,反应温度分别为680,750,890℃,得到了各种脱硫剂的实时转化率曲线;并针对热重分析实验的特点对变晶粒模型进行改进得到了脱硫反应动力学方程式;通过与热重分析实验相比较的方式获得SO2气体在产物中的扩散系数和化学反应速度常数值.结合SEM分析了温度对脱硫反应的影响原因.得到了气体在产物中的扩散系数与粒径之间满足幂函数关系,颗粒具有分形特性的结论,解释了以往实验者给出的实验数据的分散性问题.

  • 标签: 氧化钙 反应动力学 气固反应 变晶粒模型 脱硫反应
  • 简介:通过CFD软件建立了LPG转子发动机的流动和燃烧模型,对缸内燃烧过程进行计算,并利用文献结果进行了验证。计算得出转子发动机缸内流场的变化及火焰传播过程,分析了不同当量比和不同点火提前角对缸内燃烧过程的影响。计算结果表明:缸内最高压力与温度随着当量比的增大而增大,着火期和急燃期受当量比影响较小;在当量比为0.75时,点火提前角采用54°与原点火提前角(42°)相比,提高了燃烧压力和燃烧效率。

  • 标签: LPG转子发动机 当量比 点火提前角 燃烧过程 动态模拟
  • 简介:通过试验和模拟分析,研究了地源热泵(GSHP)地能利用中,间歇控制过程对系统输出性能的影响、对井壁附近温度恢复的影响以及井的结构参数对系统输出性能的影响.试验和模拟计算结果表明,间歇控制技术能使井壁附近温度得到有效恢复,对发展利用地能供热供冷系统具有非常重要的实用价值.

  • 标签: 间歇过程 地源热泵 地温恢复 模拟计算
  • 简介:为研究中空纤维膜和吸湿溶液结合进行制冷预除湿过程的传质机理,建立了膜管外湿空气中的水蒸气通过膜孔最后被溴化锂溶液吸收传质过程的数值模型,研究了液体进口流速、进口质量分数和进口温度对管内溶液的温度分布、质量分数分布、膜孔内水蒸气质量分数分布和膜管外水蒸气质量分数分布的影响,并比较了这三种因素对传质的影响程度。在一般预除湿用疏水性膜组件的内部溶液压力条件下(小于10kPa),溶液与水蒸气的接触面在疏水性膜内壁表面。溶液流速的增大、溶液进口质量分数的增大以及溶液进口温度的降低均有利于传质进行,其中,提高溶液进口质量分数对加强传质最为有效。

  • 标签: 直接蒸发冷却 湿空气 预除湿 溴化锂溶液 中空纤维膜
  • 简介:从铁矿石烧结、球团矿生产、铁水预处理、复吹转炉炼钢、炉外精炼和连铸等主要装置和工序层面,较为全面地综述了钢铁冶金过程动态数学过程模型国内外研究现状,分析了各装置及工序相关研究中的重点和难点,探讨了今后进一步研究的发展方向。

  • 标签: 钢铁冶金 热力学 动力学 反应工程学 动态模型 数值模拟
  • 简介:应用热力学理论对工程上常见的汽液相变过程机理进行不可逆性分析,首次采用化学势-压力(μ-p)图来描述汽液相变过程,研究实施过程的必要热力学条件、过程进行的规律及影响因素.研究结果表明,在相变过程中两相间的化学势差△μ是过程的一个重要的广义热力学驱动力,相变换热过程是在化学势差△μ和温差△T共同作用下并结合流体的对流运动来实现的.另外,从化学势的角度导出汽液相变过程中汽泡临界半径的计算式.

  • 标签: 化学势 相变 非平衡热力学 传热学