多孔介质强化传热的理论与实验研究

本文从理论上分析了绕花丝多孔体(孔隙率ε＞95％)的管内换热以及流动特性，建立贴附多孔层圆管内流体的流动模型。通过用Brinkman—extended Darcy方程分析多孔层内流体的流动，以及在能量方程中加入弥散系数，得到模型内速度场和温度场的理论解。实验结果表明：在层流范围内其实验数据与理论解吻合较好，说明理论模型能够分析多孔体管内的层流流动和换热。通过改进这一模型还可以为各种多孔介质强化管的研究提供理论基础。     

小颗粒堆积多孔体传热特性实验研究

对平行平板间填充小颗粒后的换热实验结果进行了归纳和分析，发现板间距不变，平均Nu数不随颗粒直径单调变化，说明存在最佳填充层数，并对此进行了初步分析。实验表明，小颗粒填充可以得到较好的换热强化效果，而流动阻力却远小于微颗粒填充情况，因此有可能利用小颗粒填充方法在常规条件下强化平板间的换热。     

波节管强化传热的三维数值模拟分析研究

在入口雷诺数Re从5 000到25 000的变化范围内,分别采用5种不同尺寸的波节管,利用三维数值模拟方法以及场协同原理对波节管的管内流动及传热特性进行分析,发现波节管的传热效果明显优于等长度且内径等于波节管小径的光壁管,同时发现波节管传热能力随着波峰处的直径和相邻两波节之间的距离增大而增大,而波节的长度对传热影响较小。     

翅片管热交换器的传热实验研究

本文以翅片管作为传热元件，设计了冬季家用水一水热交换器，并对其传热特 性进行了实验研究，给出了换热的准则方程式，以及换热器内水温的变化规律。     

镍基渗层纵向翅片管的强化传热试验研究

本文给出了一种既能提高换热效率，又能提高了可靠性的新型换热元件－镍基渗层纵向翅片管，并对该新型强化传热元件进行了传热实验，得出了不同的翅片高度，横向节距，纵向节路下Nu,Eu与Re的关系。这些结论为该翅片管的工程应用奠定了理论基础。     

横掠管束周期性充分发展通道内流动与换热的非线性特性

横掠管束模型抽象于水利工程中的绕流柱体群或换热器中的绕流管束。引用周期性边界条件将模型简化,通过数值模拟技术考察了不同雷诺数下的流场和温度场。经过比较发现随着Re数的增大,流动由稳态转变为出现较大的涡,接着涡变小,随后又变大这样的一个循环过程。这是由于随着Re数的增大,惯性力、粘性力与不断生成的微小漩涡三者的共同作用导致。换热过程与流动密切相关。此外,研究了监测点处速度随时间的变化趋势。结果表明:流动呈现出非线性特性,随着Re数的增大,数值解从稳态过渡到周期性振荡最后发展为混沌的状态。     

温度对碳纳米管束拉伸力学性能的影响:分子动力学研究(英文)

基于Tersoff势,采用分子动力学方法研究了碳纳米管束不同温度下的拉伸力学特征,对不同温度下碳纳米管束的力学特性进行了比较分析.结果表明,碳纳米管束的拉伸强度、断裂应变与杨氏模量都随着温度的增加而减小;拉伸强度和断裂应变随温度变化的趋势较为急剧,而杨氏模量随温度变化的趋势较为平缓;高温下的碳纳米管束的碳原子由于热震动导致碳管之间碳原子结键,从而导致碳纳米管束的各个力学特征急剧下降;同时碳管半径越小其拉伸强度越高,而碳纳米管束的拉伸强度约为单根碳纳米管的一半.     

扰流子强化换热的数值模拟分析研究

为强化换热,特别是对于热阻大、需强化的气侧换热,需采取一些特别的换热方案才能达到这样的要求。加装扰流子强化换热是一种常用的选择。对不同扰流子方案进行了数值模拟,通过对比分析,找出较理想的强化换热方案。     

同流多孔热水浮力射流排放特性实验研究

水环境污染问题是当今世界各国所普遍关注的重大问题.城市污水,热电、核电厂的冷却水排放过程都与射流有关,因此,研究各种污水处理工程中排放口附近的流动特性具有重要的理论和实际意义.利用声学多普勒流速仪(ADV)测速系统和数字温度仪研究了同向三圆孔热水浮力射流的排放特性,得到了流速和温度的分布、不同孔间距和流速比的射流轨迹线、射流中轴线上的速度和温度衰减.探讨了相对孔间距和流速比对多孔浮力射流流动变化特性的影响,实验和数值模拟反映的变化规律相一致,射流轴线速度和温度衰减变化明显的区域主要集中在80～90倍的射流直径范围内;射流温度相同时,流速比越大,中轴线上温度和速度衰减越快,射流轨迹线向上抬升的趋势越小;孔间距越小,射流轨迹线向上抬升的趋势越明显.     

同轴套管间涡旋流动及强化传热数值模拟

相对旋转两同轴套管间的涡旋流动,能够带来二次流强化传热传质作用,在航空、水处理、生态保护、生物工程和膜分离等领域都具有广泛的应用价值。本文使用Fluent软件,对同轴套管间涡旋流动及传热特性进行数值模拟,考察了内管转速、内外管壁面温差等操作参数变化对同轴套管间流体传热性能的影响,分析了涡旋流动与传热效率之间的关联关系。模拟结果表明:内管转速增加在流场中形成泰勒涡,涡流扰动增大了高温壁面与流体间的热流密度,增强了流体传热效率。增大内外管壁面温差,也可加强流体传热性能,但其强化作用不及内管转速的强化作用显著。受流场中泰勒涡影响,流体速度、温度及热流密度沿轴向的分布都呈正弦状周期性波动,在相邻两涡交界面处,流体传热性能最好,在涡中心处的传热性能最差。     

圆管螺旋流的流场特性试验研究

该试验选择了两种圆管螺旋流局部起旋器方案，并在不同流量工况下分别进行了试验。在试验的基础上，对其管段内的流速分布与压力分布进行了分析，从而揭示了起旋器管段内流场分布的特性。为实际运用螺旋流输沙技术解决泥沙淤积问题提供了理论依据。     

泡沫混凝土材料静、动力特性试验研究

作为一种轻质高强材料,泡沫混凝土常用于滨海道路工程,结构承受着自重、波浪及交通载荷等多种静、动荷载作用。通过一系列静、动力三轴试验,研究了泡沫混凝土材料在静、动力加载条件下的变形与强度特性,并探讨动载历史对材料强度的影响。试验结果表明:泡沫混凝土在静压荷载作用下的变形发展呈现出先弹性后塑性的特点,其静力抗压强度约为1 040 kPa;当动力荷载幅值较小时,泡沫混凝土变形将逐渐趋于稳定,且动弹性模量随应变增长变化较小;而当循环荷载幅值较大时,材料将发生动力破坏。此外,随着先期动力荷载幅值的增大,泡沫混凝土的静力抗压强度先增大后减小。研究结果揭示了泡沫混凝土材料在静、动荷载作用下的工作机理,可对类似工程的应用提供参考。     

水平小通道内高温熔盐对流传热特性实验研究

高温熔盐是一种新型的传热流体,在太阳能光热发电及熔盐堆等领域中有广泛的应用前景。该文搭建了一套小型高温熔盐流动传热实验装置,采用二元硝酸盐为介质,并开展了高温熔盐在内径2.0mm水平小圆管内的对流传热实验研究。讨论了热流密度和质量流速等参数对熔盐流动传热的影响,获取了Nu数随Re数的变化规律,并与经典的Gnielinski关联式进行了对比。结果显示,该经典公式的预测值小于实验值。根据实验数据拟合了新的熔盐流动传热关联式,预测误差在10%范围内。     

圆管湍流近壁结构的DPIV实验研究

采用粒子数字图像测速(DPIV)对充分发展的圆管湍流进行了研究，测量结果和直接数值模拟结果的比较，表明作者开发的DPIV技术可取得满意的精度。在此基础上通过瞬时脉动速度场对圆管湍流的近壁结构进行了研究，并在近壁结构中检测出涡诱导的喷发和扫掠、低速条带和流向涡结构等拟序结构，而且发现低速条带和涡的诱导是低速流体喷发的必要条件。     

泡沫混凝土的材料特性及在房建工程中的应用

结合现有文献资料进行归纳整理,通过介绍泡沫混凝土的定义、材料特性等,对泡沫混凝土产生机理及材料性能进行说明,并对其在大理市阳光佳苑项目中的应用做了介绍。     

多孔拦河闸的水力特性研究

为了研究拦河闸的水力特性,针对某拦污工程,通过1∶70整体水工模型试验,对各工况下拦河闸的流态、流速、流量和冲刷等水力学参数进行对比分析,得出流量系数、冲坑范围和深度及上游水位壅水高度,对多孔拦河闸的泄洪能力、消能防冲和上游淹没进行验证,进而对原方案运行方式、电站船闸处导墙长度进行优化设计并提出合理的建议。优化结果表明:拦河闸进水平顺,水面光滑衔接,流速分布合理,流量满足要求;下游流态良好,冲坑深度和冲坑下游坡度满足要求;上游淹没范围满足要求。该研究可对类似工程理论分析及设计提供参考价值。     

表面活性剂减阻流体热边界层温度脉动及传热特性实验研究

该文针对在水中添加阳离子表面活性剂产生的减阻作用同时降低传热性能的现象,应用相位多普勒激光测量系统和热电偶温度测量系统对二维流道内表面活性剂减阻流体热边界层内的湍流温度脉动以及传热特性进行了实验研究.研究表明,表面活性剂减阻流体平均温度梯度在流动缓冲层很大,热扩散率较低,而水的热阻主要发生在近壁区域的高扩散层.表面活性剂减阻流体温度脉动强度与速度脉动强度有相似的分布趋势,其峰值都向外层移动.在近壁处的高扩散层温度脉动频率很小,而在平均温度梯度很大的低扩散层,减阻流体的温度脉动频率有所增强.而水的温度脉动频率比表面活性剂溶液高且在整个断面上几乎没有变化.对于表面活性剂热流体,湍流温度脉动对轴向热流量的贡献更大,使得轴向热流量的最大值出现在靠近温度脉动强度最大值所在的位置.表面活性剂减阻流体法向湍流热流量分布与雷诺应力分布有相似的趋势.     

微污染原水强化混凝净化研究

研究了无毒天然高分子絮凝剂强化混凝净化微污染水源水工艺,并与传统混凝净化法的处理效果作出对比,进而研究强化混凝机理     

多孔连续型绿化混凝土主要特性研究

多孔连续型绿化混凝土是护砌工程与环境保护相结合的新型材料与新技术,通过长期观测和大量实验,对这种可长草混凝土的主要结构特点及特殊的植物生长环境进行了多方面实验和研究,提出了相应的构造原则。     

高锰酸钾强化混凝处理洗车废水的研究

混凝工艺是洗车废水处理中必要的工艺环节,其处理程度直接影响到后续工艺的处理效果。采用高锰酸钾预氧化技术可以加强混凝效果,提高有机物的去除率。试验结果表明,投加不同剂量高锰酸钾强化混凝效果都很显著,与单独投加PAC相比,采用高锰酸钾强化混凝可大幅度降低水的浊度,使浊度曲线明显下移。高锰酸钾投加量为2mg/L时,即能有效去除洗车废水中有机物。与低有机物含量废水相比,改变高锰酸钾投加量时,高有机物含量的废水浊度去除率低。随着高锰酸钾投加量的增加,有机物含量高低对浊度去除率的影响减弱。