张程宾
,
陈永平
,
杨迎春
,
施明恒
工程热物理学报
建立了恒受热面温度条件下构形树状小通道热沉中层流流动和换热的三维稳态模型,进行了数值求解,给出了热沉的流动压降、温度分布和热有效性,并与蛇形通道热沉进行了比较.研究结果表明,构形树状结构有效分散了冷却流体,强化了流动换热;与蛇形通道相比,构形树状通道不仅具有压降小的优势,而且其热有效性也远高于蛇形通道.
关键词:
构形
,
热沉
,
流动
,
传热
吴嘉峰
,
陈永平
,
施明恒
,
肖春梅
,
张程宾
工程热物理学报
建立了一套恒热流边界条件下矩形微通道内环状冷凝过程的一维稳态模型,进行了数值计算,并将数值模拟结果与正三角形中的冷凝过程进行了比较.研究显示,在不同截面的微通道中,液相毛细半径和流速的沿程变化趋势都是相似的.同条件下,矩形通道的冷凝段长度大于正三角形通道.在矩形微通道中,通道入口蒸气压力和水力直径越大或者接触角越小,则冷凝段长度越长.
关键词:
微通道
,
冷凝
,
数值模拟
吴嘉峰
,
郝英立
,
施明恒
工程热物理学报
本文用双流体模型模拟相变微胶囊(MCPCM)功能流体在大通道层流流动中的融化状态.MCPCM功能流体的入口条件和边界条件类型是影响MCPCM在管道中沿程融化率和融化速率的两个重要的决定因素.本文给出了恒壁温和恒热流两类边界条件下,不同入口条件时,MCPCM截面平均融化率和融化速率沿管道方向的变化趋势.提出了利用MCPCM的融化率与温度场的关系,通过管道截面的平均温度和截面温度场估算MCPCM截面平均融化率的思路.
关键词:
相变微胶囊
,
融化状态
,
温度场
,
蓄热
梁森森
,
郝英立
,
施明恒
工程热物理学报
本文模拟了自然对流及恒壁温边界条件下含内热源可燃填充床内最高温度随时间的变化;计算了侧面和端面取不同换热系数时填充床内的温度分布;分析了对流换热系数、堆积状态等对床内最高温度的影响.计算结果表明:各边界取不同换热系数时对最高温度的影响不大;在环境温度低于383.15 K,或壁面温度低于381.15 K的条件下,多孔床不会发生自燃.对流换热系数较大、堆积密度较小时多孔床也不易自燃.
关键词:
多孔介质
,
内热源
,
对流换热系数
,
自燃
孙健
,
施明恒
工程热物理学报
文中建立了带有散热翅片的复合抛物面聚光太阳能PV/T空气集热器内部传热过程的一维稳态数学模型,对传热过程进行了数值模拟,对集热器热、电、(火用)和净电效率进行了计算.分析了空气质量流量、入射光强度、风速对集热器的空气温度及系统各效率的影响.结果表明:随着入射光强度的增加,空气进出口温差、热和(火用)效率是增大的,而电效率则有所降低.随着空气流量的增加,系统的净电效率和进出口温度差是降低的.通过计算可知集热器的(火用)效率在18%～11%,热效率可达65%,净电效率低于2%,并明显受空气质量流速的影响.
关键词:
聚光光电/热一体化
,
空气集热器
,
净电效率
,
火用效率
邓梓龙
,
张程宾
,
陈永平
,
张林
,
施明恒
工程热物理学报
本文采用格子Boltzmann方法和高速显微摄像装置对液液系统中的液滴合并过程进行了数值模拟和可视化实验观测,研究了液滴形貌变化及其液滴合并动力学行为,并重点分析了液滴合并过程中液桥半径随时间的变化.研究结果表明:当两液滴接触开始合并,液桥半径迅速增加至一极值,随后出现振荡波动直至稳定.在液滴合并初始阶段,存在由黏性主导向惯性主导转变的过渡区域.当液滴合并转为惯性主导阶段时,桥半径与时间的开方之间线性相关,实验与模拟得到的桥半径曲线前因数分别为0.92与1.023,两者基本一致,验证了本文所建立液滴合并数学模型正确可靠.
关键词:
液滴合并
,
流型
,
液桥半径
,
微流控
邓梓龙
,
张程宾
,
陈永平
,
施明恒
工程热物理学报
将Cantor集分形引入到微通道粗糙表面形貌的构建中,建立了粗糙微通道内气体流动的理论模型,采用格子Boltzmann方法模拟研究了表面粗糙对微尺度气体流动的影响,比较了粗糙和光滑微通道内气体流动特性.研究结果表明,气体的稀薄程度对微通道内气体流动特性有重要影响.无论通道是否光滑,随着Knudsen数的增加,微通道内气体流动Poiseuille数都将随之减小,但粗糙微通道中气动Poiseuille数大于光滑微通道.另外,粗糙微通道内的气体流动Poiseuille数受统计粗糙高度变化的影响较大,受分形维数变化的影响则较弱.
关键词:
Cantor集
,
粗糙
,
微通道
,
格子Boltzmann
吴嘉峰
,
陈永平
,
施明恒
,
肖春梅
,
张程宾
,
杨迎春
工程热物理学报
实验研究了三角形硅微通道中的流动冷凝.通道中的冷凝流型沿程主要有珠状流、环状流、喷射流和弹状-泡状流等.在同一通道中,喷射流位置随着工质流量的增大而延后;在相同蒸气入口雷诺数下,喷射流位置则随着通道尺度的增大而延后.喷射流频率随着蒸气入口雷诺数和冷凝液韦伯数的增大而增大.较小水力直径的三角形通道中的流动冷凝不稳定性较高.冷凝通道的壁面温度呈沿程下降趋势.在同一通道中,流动冷凝的平均冷凝传热系数和平均努塞尔数,皆随着蒸气入口雷诺数的增大而增大,通道尺度的减小显著强化冷凝传热.
关键词:
流动冷凝
,
硅微通道
,
流型
,
传热
刘向东
,
陈永平
,
张程宾
,
施明恒
工程热物理学报
本文基于VOF（Volume of Fluid）相界面追踪方法,建立了不可压缩W_1/O/W_2双乳液液滴动力学模型并进行了数值求解,模拟了双板平行剪切流条件下液滴在流场中的稳定变形与破碎过程。研究结果表明：液滴的稳定变形程度随着毛细数的增大而加剧,且双乳液内液滴的变形程度要明显小于液滴整体变形程度;液滴雷诺数为0.05时,存在一个0 57～0.58之间的临界毛细数,当液滴毛细数小于临界毛细数时,液滴只发生稳定变形,反之则发生破碎。
关键词:
双乳液液滴
,
剪切流
,
VOF方法
,
变形
,
破碎
王馨
,
王海
,
施明恒
,
虞维平
工程热物理学报
本文针对一维多孔介质的第一类边界条件,对高强度快速干燥条件下热质交换的普遍微分方程组进行求解.研究了高强度快速干燥过程中多孔介质内部传热传质之间的相互耦合现象以及初始边界条件的变化对热质传递的影响,为多孔介质内部温度场和湿度场的控制奠定理论基础.
关键词:
多孔介质
,
干燥
,
热质耦合
