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24 个结果
  • 简介:利用现有维里状态方程计算热物理性质有较大的误差,通过对势能模型函数的改进,提高了维里状态方程的计算精度,拓展了维里状态方程的应用范围,并从理论上提出了一种改进势能模型的新方法.

  • 标签: 流体热力学 维里状态方程 势能模型函数 分子间势能
  • 简介:研究理想流体受迫对流传热和自然对流传热问题的理论解.采用流体无垂直于壁面法线方向运动(即无穿透)的条件取代黏性流体在壁面无滑移条件,解决了流体在边界上有滑移时计算对流传热系数的困难,给出了理想流体与平壁受迫对流传热、理想流体与竖直壁面自然对流传热和理想流体在管内受迫对流传热的理论解.结果表明:理想流体的对流传热与黏性流体同样存在着热边界层.在外部流动的情况下,无论受迫对流传热还是自然对流传热,对流传热系数都与流体的导热系数、密度和比热三者乘积的二分之一次方成正比.在管内受迫对流的情况下,当无因次长度大于0.05时,局部Nu和界面无因次温度分布都不再变化,对于恒热流边界条件,Nu等于8,截面无因次平均温度等于2;对于恒壁温边界条件,Nu等于5.782,截面无因次平均温度等于2.316.

  • 标签: 传热学 理想流体 对流 对流传热 理论解
  • 简介:对使用三种水基纳米流体作为工质的铜丝平板热管的传热特性进行了实验研究.使用的纳米流体分别是平均粒径20nm的cu纳米颗粒、平均粒径50nm的cu纳米颗粒和平均粒径50nm的cuo纳米颗粒的水基悬浮液(简称水基20nmcu、50nmcu、50nmcuo纳米流体),着重分析了纳米流体种类,纳米颗粒质量分数、运行温度或工作压力对热管传热特性的影响.研究结果表明,使用纳米流体作为工质可以显著提高热管的传热特性;在不同运行温度条件下,不同的纳米流体均在质量分数1.0%时具有最佳传热效果;纳米流体是一种适用于铜丝平板热管的新型工质.

  • 标签: 纳米流体 平板热管 传热强化
  • 简介:在质量传递过程中,流体的流动状态对整个传质过程有着重要的影响。利用流动可视化实验方法,在定常流场和脉动流场下,对SiO2-water纳米流体波壁管内的流动特性进行可视化研究。研究发现,在一个脉动周期内,波壁管内流动存在非常明显的稳定流动和非稳定流动状态;相同入口雷诺数条件下,有脉动流场存在时,波壁管内流体的流动混合情况比定常流动状态下强烈很多,这就意味着脉动流场具有更加优越的质量传递特性;另外,还发现SiO2-water纳米流体湍流流动效果更为明显。

  • 标签: 流动可视化 脉动流场 纳米流体 波壁管
  • 简介:采用低雷诺数、小流量模型对黏性流体在水平管外形成的薄液膜的流速以及膜厚分布进行分析和计算;给出了边界层坐标系的二维边界层方程,求得了其相似性解;根据液膜自由表面上的运动学边界条件,给出关于膜厚的一阶偏微分方程,利用特征线法求得了膜厚分布的数值解.结果表明:重力驱动在光滑横管外壁面白发形成均匀的液膜是不可能实现的,必须外加一个能产生特殊流场的气刀来改变其原有受力情况,才有可能实现均匀液膜.在某一确定的时刻,膜厚沿着x轴逐渐增厚;随着时间的推移,各处膜厚逐渐减小.这些对于确定气刀的结构和安装的位置是十分重要的.

  • 标签: 光滑横管 液膜 凝结 黏性流体 成膜机理 物理数学模型
  • 简介:道路集热蓄能融雪化冰实现夏季太阳能集热的季节性蓄能。在分析路面集热、地下蓄能和融雪化冰复合系统过程基础上,系统研究了道路融雪化冰过程传热现象、传热状态和分析方法。对路面融雪化冰的基本传热过程进行分析,建立了基本的数学模型和传热关系,提出了基于热流体循环流动的路面融雪化冰的基本传热过程控制方程,为进一步的模拟计算分析奠定理论基础。

  • 标签: 道路交通 融雪化冰 传热 模型
  • 简介:为了了解开口圆形浅池内低Rr流体的热毛细对流基本规律,利用有限差分法进行了三维直接数值模拟。结果表明,当侧壁温度不均匀性较小时,流动为稳定的三维流动。当温度不均匀性超过某一临界值后,流动将转化为振荡的三维流动,为此,确定了流动转化的临界条件,分析了三维振荡热毛细对流的基本特性。发现在自由表面Marangoni效应作用下,冷壁附近温度和速度波动的滞后是引起三维振荡流动的主要原因。

  • 标签: 热毛细对流 数值模拟 临界条件 振荡
  • 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层问题。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层速度分布和剪切力大小的影响。结果表明,边界层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层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:在Kumar模型基础上建立了适用于碳纳米管水基纳米流体的导热系数模型,通过实验数据(分散剂为SDS的纳米流体导热系数)进行了确认。利用所建模型,得到纳米颗粒体积分数为1.0×10^-3%-2.0×10^-2%时,模型值与实验值的最大偏差为11.04%。

  • 标签: 纳米流体 碳纳米管 导热系数 模型 长径比
  • 简介:以去离子水为基液,以氧化石墨烯纳米粒子为添加剂,制备成水基氧化石墨烯纳米流体,研究纳米流体在不同浓度、温度以及不同纳米粒子粒径下的表面张力,表面张力采用吊环法进行测量。实验结果表明,纳米流体的表面张力随着质量分数增大而增大,但相对于去离子水,最大质量分数(0.10%)的纳米流体表面张力仅增加了2.9%;纳米流体的表面张力随着温度的升高而降低,但降低的幅度小于去离子水随温度的降低幅度;纳米流体的表面张力随着纳米粒子粒径的减小而降低。

  • 标签: 热工学 表面张力 纳米流体 氧化石墨烯
  • 简介:建立了微米级颗粒物在静止流体中运动的物理模型和几何模型,通过分析颗粒物的受力情况,得到其运动速度的解析解。结果表明:微粒在静止流体中的运动速度是微粒物理属性(密度、粒径)和流体物理属性(密度、黏度)的函数,其运动包括加速段和匀速段,固液密度比大,其输运速度更快。根据该结果,结合菲克定律的经典表达式得出了净输运颗粒通量进而得出颗粒物的输运系数表达式,结果表明:微粒在静止流体中的输运系数是浓度、速度的函数。小颗粒物的输运现象较大颗粒更强烈。通过全息光学实验系统建立实验模型与理论结果进行比较,结果表明二者吻合良好。

  • 标签: 微尺度 粒子 沉降 输运过程 输运系数 全息光学实验系统
  • 简介:利用分子动力学方法对铜-氩纳米流体和基础流体在不同剪切速度下的纳米尺度的Couette流进行模拟计算。结果表明:在纳米尺度通道内,纳米流体流动过程中颗粒存在旋转运动和平移运动,从而加强湍流效果,强化传热并影响整个流动区域内的流动速度分布,造成纳米流体速度呈非线性分布。壁面和纳米颗粒表面都会形成一层排布更为规则的液体原子吸附层,吸附层内液体分子在流体流动过程中一直伴随着壁面和纳米颗粒进行运动,且吸附层具有"类固"特性,可以增强纳米流体的传热能力。

  • 标签: 纳米通道 纳米流体 流动特性 分子动力学
  • 简介:运用流固耦合方法建模,应用FLUENT计算软件平台对填充有多孔介质的T型连接方形管道内冷热流体横向射流混合过程的流动和热传递进行大涡模拟,采用了Smagorinsky-Lilly亚格子模型,获得了瞬时速度和温度分布。结果表明,填充多孔介质能够有效减少T型连接管道中冷热流体横向射流混合的温度和速度波动。固体骨架的导热率较高加速了冷热流体之间的热量传递,使得混合区流体温度相对均一。当主管混合区底部为冷流体而上部为热流体时,增大温差即增大Ri,浮升力对流动和传热的影响并不明显。

  • 标签: 多孔介质 横向射流 热波动 流固耦合 大涡模拟
  • 简介:分析了不同宽高比截面的燃气轮机涡轮叶片内冷径向出流通道模型,对其内部流体的流动与换热进行了数值模拟,计算工况为Re=25000、密度比△ρ/ρ=0.13、旋转数Ro=0.24。对比不同宽高比通道的计算结果得出:小宽高比的通道能够强化主流速度型向后缘的偏移,并且可以强化通道后缘表面的换热;在大宽高比的通道中,主流速度型向后缘的偏移减弱,哥氏力二次流漩涡向两侧偏移明显加剧,通道后缘表面的换热被削弱,通道前缘的换热有所增强。

  • 标签: 燃气轮机 内冷通道 宽高比 哥氏力
  • 简介:通过CFD计算流体软件FLUENT,分别对支管无附加结构及支管有附加结构直管、渐扩管、减缩管四种结构的T型管内冷热流体混合过程进行了大涡模拟,获得了管道内部的瞬时温度。将各结构温度云图与速度矢量图、无量纲时均温度及无量纲均方根温度进行了对比。数值结果表明,附加结构的添加使管内流体流型由冲击射流变为偏转射流,显著减小了T型管壁上的温度波动;缩管结构的无量纲均方根值比其他附加结构更小,表明缩管结构更适合用以减小管壁的温度波动。

  • 标签: T型管道 混合 热波动 大涡模拟
  • 简介:相变微胶囊功能流体所具有的相交区间是影响其强化传热效应和工程应用价值的主要因素。采用双流体数学模型通过数值模拟发现:在层流条件下,双流体模型能够很好地模拟颗粒相体积分数、营径和Re对相交区间的影响。功能流体的相交段长度和总吸热量都随着这三个因素的增大而显著增大。同时相变段长度还取决于入口温度和边界条件等因素。以直链烷烃为相变材料的功能流体在相变段的蓄热能力相近。但在同Re下,功能流体的相变段长度和总吸热量都随着囊芯材料相变温度的升高而减小。入口温度是影响相变材料熔化速度的重要因素。相交段的长度、总温井和总吸热量与流体入口过冷度都呈线性关系。在第一类边界条件下,相变段长度与壁面过热度呈指数为负的幂指数关系,而相变段总温井和总吸热量都随壁面过热度的增大而增大。

  • 标签: 对流换热 相交微胶囊 相变温度 强化传热
  • 简介:吸收式制冷系统因其可利用船舶上的各种低品位热能并采用环保型工质而成为一种重要的船舶节能环保技术。针对双组分(纳米流体对氨水泡状吸收过程的强化新方法开展研究,构建了氨水泡状吸收过程的热质传递模型。利用该模型分别分析了纳米流体的传热强化、传质强化及气泡尺度变化三者对氨水泡状吸收过程的影响规律。研究结果发现:模型计算结果与文献实验数据比较吻合;平均吸收速率随着有效传热系数的提高和气泡尺寸的减少,呈现线性增加的趋势;而随着有效扩散系数的提高,呈现非线性增加的趋势,增加的速率是逐渐下降的。

  • 标签: 吸收制冷 纳米流体 模型 热质传递
  • 简介:通过大涡模拟(LES)对T型通道内冷热流体混合过程的流动与传热情况进行了数值模拟,获得了混合区域内的瞬时速度和瞬时温度,通过时均值和均方根值来描述速度和温度的平均大小和波动程度。数值结果表明,在主管下游离主管和支管交汇中心不远处区域内速度和温度波动最为剧烈。该研究揭示了混合过程热波动的流动与传热本质,获得了温度波动强度与频率,对预测热疲劳和判断易发生区域具有指导意义。

  • 标签: T型通道 混合过程 热波动 大涡模拟
  • 简介:在不添加任何分散剂和改变pH值的情况下,通过两步法将比表面积为150m^2/g的气相SiO2纳米颗粒制备成均匀稳定、透明度高、分散性能好的纳米流体。并对该功能性纳米流体进行了导热系数、黏度、表面张力和壁面接触角的测量。低体积分数下,功能性纳米流体较基液的导热系数几乎没有变化,但黏度却有较大改变。传统固液两相混合物黏度模型不再适用功能性纳米流体的计算,其主要原因是传统公式低估了分子间作用力对纳米流体黏度的影响。因此,建立了功能性纳米流体的黏度经验公式。由于纳米颗粒的存在提高了沸腾表面的粗糙度,从而使纳米流体的壁面湿润性能大大提高。实验结果表明,纳米流体的黏性和壁面接触角是沸腾换热发生骤变的关键。

  • 标签: 二氧化硅 纳米颗粒 纳米流体 制备 热物性