磁场作用下射流冲击冷却等温壁面局部曲率和弹性的联合效应

来源 :中南大学学报(英文版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyang1990x
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文结合有限元方法与ALE,研究局部曲率和弹性壁效应对等温热壁射流冲击冷却性能的影响.研究了Re数(100~700)、Ha数(0~20)、弹性模量(104~109)、表面曲率(椭圆形、半径比1~0.25)和纳米颗粒体积分数(0~0.05)等重要参数对冷却性能的影响.结果表明:Ha数、部分柔性壁弹性模量和纳米颗粒体积分数越高,Nu值越高;当磁场强度达到最高时,弯曲弹性壁面的Nu平均增加了3.85%,而其上方热区的Nu平均增加了89.22%,这主要是由于涡旋的抑制作用.在Ha=20时,基液中纳米颗粒的传热速率提高了20.5%,而在无磁场时提高了27.6%.曲率效应在高Re值时更明显,当Re=700时,最小和最大半径比的情况下Nu的平均变化量为14.11%.弹性壁对传热的影响随下壁曲率的增大而减小.“,”The aim of this study is to examine the effects of local curvature and elastic wall effects of an isothermal hot wall for the purpose of jet impingement cooling performance. Finite element method was used with ALE. Different important parametric effects such as Re number (between 100 and 700), Ha number (between 0 and 20), elasticity (between 104 and 109), curvature of the surface (elliptic, radius ratio between 1 and 0.25) and nanoparticle volume fraction (between 0 and 0.05) on the cooling performance were investigated numerically. The results showed that the average Nu number enhances for higher Hartmann number, higher values of elastic modulus of partly flexible wall and higher nanoparticle volume fraction. When the magnetic field is imposed at the highest strength, there is an increase of 3.85%in the average Nu for the curved elastic wall whereas it is 89.22%for the hot part above it, which is due to the vortex suppression effects. Nanoparticle inclusion in the base fluid improves the heat transfer rate by about 27.6%in the absence of magnetic field whereas it is 20.5% under the effects of magnetic field at Ha=20. Curvature effects become important for higher Re numbers and at Re=700, there is 14.11%variation in the average Nu between the cases with the lowest and highest radius ratio. The elastic wall effects on the heat transfer are reduced with the increased curvature of the bottom wall.
其他文献
本文对碳纳米管-水纳米流体对三角锥形太阳蒸馏器内双扩散对流的影响进行了三维数值研究.研究了浮力比(-10≤N≤0)、纳米粒子体积分数(0≤?≤0.05)和瑞利数(103≤Ra≤105)等大范围调节参数的影响.得到流动结构、温度场和传热传质速率变化等结果.结果表明,浮力比可作为热质传递的优化参数,使用碳纳米管对太阳能蒸馏器的性能有积极的影响.“,”This work represents a 3D numerical study of the effects of carbon nanotube (CNT)
本研究分析了在均匀热流下,影响参数对复合材料层合板多边形切口周围应力分布的影响.在经典层合板理论和二维热弹性分析的基础上,建立了分析方法.利用映射函数将带有圆形切口的对称穿孔层压板的解推广到多边形切口的解.研究了三角形、正方形和五角形切口对称复合材料层合板中切口角位置、钝度和宽高比、热通量角和层合板堆叠顺序等重要参数的影响.在绝热多边形切口的边缘采用诺伊曼边界条件.所研究层压板由石墨/环氧树脂(AS/3501)材料制成,具有[30/45]s和[30/0/-30]s两种不同的堆垛顺序.采用有限元结果验证了解
升高光伏系统的温度会降低电力效率和输出功率,并在长期运行中造成永久性的损害.研究了采用Λ=4,Λ=2,Λ=1三种不同肋距比的PV/PCM-Rib复合系统,以降低PV温度,实现温度均匀分布.建立了系统的综合二维模型,并对固定倾角为30°的情况进行了仿真.通过参数研究,研究了肋材在不同PCM熔化温度(50℃、40℃和30℃)对降温效果的影响.计算结果和参数分析表明,在熔化温度较低的PCM材料中,采用肋材具有较好的降温效果.通过将PCM的熔化温度由50℃降至30℃,在Λ=1情况下,240 min后PV/PCM-
垂直管的传热强化对许多换热器和热设备的热性能起着重要的作用.本文对垂直凹坑管中气流的层流混合对流进行了数值研究.采用有限体积法求解三维椭圆控制方程.对给定的凹坑间距,在不同理查森数(0.1,1和1.5)下,研究了三种不同凹坑高度(h/d=0.013,0.027,0.037)对凹坑间距的影响.在凹坑附近产生的涡流破坏了热边界层,增强了传热.因此,凹坑处的壁温较低.由于浮力的作用,近壁区域的流体流速显著增加.这种在近壁区域的加速使凹坑在理查森数较高时更有效.采用凹坑管提高了传热系数,但压降并不明显.在Ri=1
本文研究了空间采暖太阳能集热系统的性能.在伊朗德黑兰城市的天气条件下,以一座70 m2的独立住宅为研究对象.住宅的供暖需求由带有平板集热器和辅助电加热器的热虹吸太阳能热水器系统供应.采用TRNSYS软件对该系统进行建模和分析.采用TRNBuild模块进行建筑荷载计算,并对该模型进行一年的运行模拟.评估了太阳能集热器表面积和存储体积的影响.结果表明:对于表面积为15 m2的太阳能集热器,1月份的太阳辐射率最低,为0.29.对于表面积为10 m2和5 m2的太阳能集热器,1月份的太阳辐射率分别降至0.23和0
本文提出了一种内部具有叶片及半圆锥形双孔紊流器的螺旋双管换热器.研究了紊流叶片角θ和紊流叶片数N对传热性能的影响.结果表明:热分层在θ=180°时达到最佳;在最小质量流率(m?=8×10-3 kg/s)条件下,叶片倾角为180°的紊流器的换热系数比不含紊流器、及叶片倾角为240°和360°的紊流器分别高130.77%、25%和36.36%.N=12的综合性能表现最好.在最大质量流率下(m?=5.842×10-2 kg/s),N=12时的换热系数比无紊流器、叶片数为6和9时的换热系数分别提高了54.76%、
热管是最常用的热管理解决方案.为达到最佳效果,在特定的情况下选择合适的热管类型是非常必要的.本研究的目的是比较烧结铜丝热管和沟槽热管两种常用热管的热性能特点.采用重力辅助定位实验对充蒸馏水热管进行了测试,得到毛细管压力、操作温度、热阻和传热系数等参数结果.烧结热管的毛细管压力比所有尺寸沟槽热管的都高.在相同的热负荷下,与烧结热管相比,沟槽热管的工作温度更低.在8 W热负荷下,与烧结热管相比,沟槽热管冷凝器表面温度降低8.24%,蒸发器表面温度降低4.41%,饱和温度降低7.79%.烧结热管的热阻比沟槽热管
本文采用数值模拟方法研究了强制对流条件下不同传热流体对含相变材料柱形容器的放热性能的影响.以空气、氢、水和含氧化铝颗粒的纳米流体作为传热流体,同时考虑了含相变材料(PCM)区域的结构变化,采用有限元法进行求解.研究了不同传热流体类型、雷诺数(100~300)和含PCM区域结构变化(hx在0.01d1~0.65d1,hy在0.1h1~0.4h1)下不同相的换热动力学特征.研究发现,换热流体类型对放热时间影响较大,以空气为换热流体时相变完成时间比以空气为换热流体时的长10倍以上,而以纳米流体为换热流体时的时间
本研究的主要目的是对非预混甲烷-空气燃烧中的流动和湍流热通量进行二阶建模.采用雷诺平均Navier-stokes(RANS)方程对化学计量条件下非预混燃烧的湍流进行了数值分析.采用离散坐标和涡流耗散概念模型对辐射和燃烧进行建模,并采用RSM模型对湍流进行建模.应用GGDH模型和具有简单涡扩散模型的HOGGDH高阶代数模型对能量方程中的THF进行建模,将SED模型和二阶热通量模型的数值结果与现有的实验数据进行比较,发现应用二阶模型导致了预测燃烧室温度分布和物质质量分数分布的变化.燃烧室湍流普朗特数的计算表明
本文用数值方法研究了碳纳米管-水-纳米流体填充特罗贝壁对三维典型室内传热和流体流动的影响.通过在特罗贝壁的左表面(收集器)加热建立随时间变化的控制方程.房间的左墙(玻璃)和右墙的方形部分(窗户)为低温区域.研究了瑞利数、纳米流体体积分数和特罗贝壁高度对温度场、流动结构和换热速率的影响.结果表明,随着纳米颗粒的加入和特罗贝壁高度的增加,传热显著增强,并影响流动结构和温度场.“,”A numerical investigation was carried out on the effect of carbon