一、水平和竖直细圆管内流动凝结换热特性的对比研究（论文文献综述）
王科技[1]（2021）在《竖直管内超临界CO2流动与传热特性的数值模拟和实验研究》文中研究表明作为一种流体工质,超临界CO2广泛应用于布雷顿循环发电、印刷电路板换热器和制冷系统中,对应的流动和传热特性具有重要的研究意义。本文以超临界CO2为研究对象,采用实验和数值模拟的方法,对超临界CO2在圆管、方管以及半圆管内竖直向上流动时的流动传热特性进行了研究。数值分析了管径、流动方向、热流密度、质量流率和浮升力等因素对于超临界CO2流动传热特性的影响。通过搭建了超临界CO2实验台,开展了超临界CO2的实验研究,获得了限定工况下的流动和传热特性。主要工作如下:1.验证分析了三种湍流模型,验证结果表明k-ε Realizable增强壁面函数湍流模型与实验值吻合较好,并基于验证结果分析了圆管内流场和物性参数的分布。2.分析了入口压力、质量流率、热流密度、入口温度、流动方向和管径对于超临界CO2在圆管内竖直向上流动传热的影响,并分析原因,利用最小二乘法根据数值模拟所得数据拟合得到了准则关联式。3.分析了浮升力和流动加速度对于竖直管内超临界CO2流动传热的影响,竖直向上流动时,浮升力抑制传热,竖直向下流动时,浮升力强化传热。并且分析4个浮升力参数的适用性以及阈值,结果表明BuL数描述浮升力的影响最为准确,通过修改了BuL数的阈值,使其更精确地描述浮升力的影响。4.搭建了超临界CO2实验台,进行了超临界CO2在竖直管内流动传热的实验探究。实验结果表明,超临界CO2竖直向上流动时浮升力增强传热,直向下流动时,浮升力抑制传热,热流密度越高的条件下效果越明显。
浦航[2]（2020）在《细通道内超临界压力RP-3对流传热特性与机理研究》文中进行了进一步梳理利用机载碳氢燃料作为冷却剂的各类主动冷却技术方案是实现航空燃气涡轮发动机和超燃冲压发动机有效热防护的最佳途径。冷却过程中燃料在超临界压力下流经细尺度通道（dh<3 mm）进行换热,拟临界温度（Tpc）附近流体热物性剧烈的非线性变化将显着影响其流动传热规律。充分认识超临界压力碳氢燃料的流动传热特性与机理、实现主动冷却过程中传热系数的准确预测对于主动冷却技术的成功应用具有重要意义。本文采用实验研究与数值计算相结合的方法,以细通道内超临界压力碳氢燃料的流动传热过程为研究对象,开展了相关研究。通过搭建超临界压力碳氢燃料流动传热实验系统针对超临界压力RP-3航空煤油在竖直圆管（din=1-2 mm）内的对流传热特性开展了实验研究,分别探究了高、低质量流率下热流密度、压力及流动方向对传热特性的影响规律。研究发现:高质量流率下,浮升力和热加速作用对传热的影响均可忽略,传热规律主要受热物性变化影响;当主流温度接近Tpc时发生传热强化,强化程度随热流密度增加或压力升高而减弱。低质量流率下,热加速作用可忽略,传热规律受浮升力作用和热物性变化共同影响;竖直向上流中入口段出现传热恶化,恶化程度随热流密度增加而加剧,随压力升高先加剧后减轻。低运行压力下,内壁温在超过Tpc后发生了第二次传热恶化。针对高、低质量流率两种情况,分别建立了考虑热物性变化和浮升力影响的竖直圆管内超临界压力RP-3对流传热关联式。自主开发了基于OpenFOAM的超临界压力流动传热数值计算程序,针对超临界压力RP-3航空煤油和正癸烷在竖直圆管（din=1-2 mm）内的对流传热机理开展了数值研究。考察了多种湍流模型在入口效应、强变物性及浮升力作用工况中的准确程度,发现不同近壁处理和湍流热流封闭方式对传热的预测存在较大差异,其中MK-HNT k-ε-kr-εl模型计算结果与实验数据符合最佳。根据该模型计算得到的热-流场信息对不同传热现象的形成机理进行了阐述:高qw/G条件下,入口段传热恶化可归因于近壁区导热底层厚度的增加。在拟临界温度附近（Tb<Tpc<Tw）,当流体比热峰值由壁面移动至过渡层内（5<y+<30）时,湍流热流急剧增大导致了传热强化。过渡层内径向密度梯度所引起的浮升力作用导致湍流边界层层流化,削弱湍流热流的生成并引发了传热恶化;传热恶化段下游换热能力的恢复可归因于过渡层内流体比热的增大以及湍流边界层进一步变形后湍流切应力的增加。针对超临界压力RP-3航空煤油在水平矩形通道（dh=2 mm）内的流动传热特性开展了实验研究,测定了不同压力下跨临界温度范围内的绝热摩擦系数,探究了不同运行条件下自然对流和热物性变化对层流-过渡区传热的影响规律。研究发现:矩形通道内的转捩Reynolds数区间为1700-3200,层流区绝热摩擦系数略高于Shah-London关联式及Troniewski-Ulbrich关联式的计算值,Kandlikar关联式能够较好地预测表面粗糙度对于湍流区绝热摩擦系数的影响。浮升力引起的二次流导致通道周向壁温存在显着差异。在层流区,浮升力作用加强了流体混合并增强传热;在过渡区,浮升力和热物性变化共同影响传热,针对层流和过渡区分别建立了考虑浮升力影响和热物性变化的矩形通道内超临界压力RP-3对流传热关联式。自主开发了超临界压力碳氢燃料-固壁共轭传热数值计算程序,针对单侧受热矩形通道内超临界压力RP-3航空煤油的流动换热规律与机理开展了数值研究。研究发现:单侧受热矩形通道内超临界压力RP-3航空煤油二次流与传热间存在复杂的相互影响机制。流体受热后通道截面内形成的密度梯度导致二次流形态沿流动方向发生了较大变化。二次流的发展亦反作用于传热:在受热壁面中心处,二次流驱使高温流体朝向远离壁面的方向运动,热边界层厚度显着增加,湍流热扩散系数减小,发生传热恶化;在上壁面附近,二次流携带主流区低温流体朝向通道拐角移动,其冲刷位置处热边界层厚度减小,湍流热扩散系数增大,局部传热增强。在冷却用燃料总量一定的限制条件下,随着通道高宽比的增加,经侧壁面传递的热量占比增加,经上壁面传递的热量占比减小;通道内的二次流强度减弱,热分层现象更加严重。随着固壁导热系数的增加,经各壁面传递的热量占比差异减小,壁面热流、温度分布及燃料热沉利用更加均匀;进入加热段后二次流的空间分布仍较为对称且强度减弱。
王效嘉[3]（2020）在《含不凝气蒸汽在不同竖直异形表面凝结传热特性的数值模拟》文中指出含不凝气的蒸汽凝结现象广泛存在于各种工业过程的换热器内,不凝气体的存在会显着降低凝结过程的传热效率,且不同不凝气体含量凝结过程的传热传质规律不尽相同。为了探明并揭示该规律,本文基于自编UDF程序,采用数值计算的方法对不凝气含量为0.05～0.45时不同竖直异形表面外的蒸汽凝结过程进行了计算,其主要成果如下:本文结合 Wall Condensation Model（WCM）和 Volume of Fluid（VOF）模型建立了考虑液膜热阻情况下适用于计算不同竖直结构表面含不凝气蒸汽凝结过程的数值模型,可以同时计算凝结过程中不凝气层及液膜层的变化规律。然后,选取竖直平板为研究对象,将所建立凝结模型的计算结果和文献中相同工况下的实验结果和理论计算结果得到凝结换热系数进行对比,整体偏差均小于20%,证明了模型的可靠性。使用建立的壁面凝结模型对竖直壁面外不同工况下的混合蒸汽凝结过程计算,发现凝结初期凝结液膜表面形成的高浓度不凝气层会在浓度差的作用下逐渐扩散回主流,最终趋于稳定,而壁面形成的液膜会出现波动、下滑及脱落等多种动态行为,同时影响相界面的传质过程。当不凝气含量低至0.15以下时,壁面凝结换热量的比值占总换热量的的比值已明显高于90%,且液膜热阻占总热阻的比值受液膜厚度影响较大,比值在20%以上,故忽略凝结液膜热阻会给计算结果带来较大误差。在平板研究结果的基础上使用建立的凝结模型对弧形波纹板含不凝气蒸汽的凝结过程进行数值模拟,结果发现随着混合气体流速的增加,波纹板波谷内原均匀分布的高浓度不凝气层会产生和液膜流向相反的漩涡,增大液膜厚度和导热热阻从而不利于波谷内换热过程进行,但同时不凝气层形成的漩涡会卷吸主流气体中的水蒸气促进凝结过程的进行。总体呈现出随着混合气体流速的增加,波纹板波峰处的换热得到强化而波谷的换热得到削弱的规律。液膜的厚度受到混合气体流速和壁面过冷度的影响,总体在波谷内厚度较大,波峰处厚度较小。且计算可得较相同长度的竖直平板,弧形波纹板的换热能力提高了约25%左右。数值模拟发现壁面的凝结热通量随壁面结构的变化而变化,但总体变化幅度不大。根据平板和波纹板的研究结果发现传热过程的薄弱环节主要为不凝气层,故以扰动不凝气层且减薄液膜从而降低凝结过程热阻为目标提出了锯齿形强化板。将锯齿形板的波谷位置向下偏移,拉长背风段长度,缩短迎风段长度,从而带来更大的气流冲击,提高对流换热量,同时锯齿结构可以使凝结液膜产生周期性的断裂。对相同工况下不同表面的凝结换热量、对流换热量和液膜厚度进行分析发现提出的锯齿形强化板可以有效扰动壁面不凝气层,整体降低液膜热阻。综合对比发现相比于竖直平板,锯齿形板的传热能力总体提高了 85%左右,相比于波纹板,锯齿形板的传热能力总体提高了 68%左右。因此本文模型及所得结论对含不凝气蒸汽凝结现象中传热传质过程的机理研究和应用实践具有重要意义。
葛剑英[4]（2020）在《蒸汽及含不凝气体蒸汽在竖直及倾斜管内凝结传热的数值模拟》文中进行了进一步梳理凝结现象广泛存在于能源、冶金、制冷、化工、航空航天等领域,近年来,随着航空航天、海水淡化、核反应堆安全系统以及一些大型工业设备的发展,对于凝结传热研究的需求日益增加。而在实际的工业应用中,常伴随有不同组分浓度的不凝气体,使得凝结传热过程极其复杂。所以,研究纯蒸汽及含不凝气蒸汽的凝结传热规律,对提高凝结传热效率及冷凝器的工业设计具有重要意义。鉴于理论分析和实验研究受制于计算和成本的限制,本文通过数值模拟的方法模拟纯蒸汽及含不凝气体蒸汽在竖直、倾斜管和波节管内的凝结情况,分析了不同工况不同参数范围下的蒸汽凝结流动特性和传热规律。基于气液两相流的控制方程,建立了纯蒸汽及含不凝气蒸汽凝结质量输运模型,该模型考虑了界面处的质量平衡,总通量包含了扩散分量以及对流分量,并可用于计算多组分相的质量输运,利用UDF对商业软件Fluent进行程序上的二次开发,将该模型嵌入VOF模型的质量源项与能量源项中进行耦合计算。为了研究含不凝气蒸汽的凝结,通过加载多组分模型实现了不凝气的组分构建,并利用UDF程序调用多相流模型的不同层次相,实现了各气相组分的同步计算,获得不同组分含量的不凝气的凝结传热规律。基于建立的凝结模型,对纯蒸汽在竖直管、倾斜管和波节管内的凝结情况进行了数值模拟。发现竖直管内的凝结流型均呈现环状流,且不随管径等因素的变化而变化。增大蒸汽流速、减小管径、降低壁温以及使用导热系数较高的材料都会增强凝结传热效果。在倾斜管内,随着倾斜角度的增加,管内压降减小;相同管径下,蒸汽流速增加会削弱倾斜角度对传热效果的强化作用;蒸汽入口速度为1m/s,管径为0.1 m下的最佳倾斜角度为45°。蒸汽入口速度为2 m/s,管径为0.1m下的最佳倾斜角度为15°。蒸汽入口速度为0.5 m/s,管径为0.1m下的最佳倾斜角度为60°。在波节管中,管内流动和传热过程均呈现震荡波动,波节下游传热系数要高与上游4.5倍,保持波节较小间距,适当的增大波节的高度和宽度,可以显着提高波节管的强化传热能力。本研究范围内最优波节管的波节结构为7#管,其参数为波节高度0.007 m,波节间距0.001 m,波节宽度0.015 m。对竖直管内含不凝气蒸汽的凝结进行数值模拟,发现当蒸汽中混有不凝气体时,不凝气的含量对传热影响较大,随着不凝气含量的增加,液膜扰动增强,出现局部凝结聚集,直至离散断裂。随着不凝气含量的增加,传热系数降低,传热效率变差。在不凝气含量小于10%的传热系数骤降,高与10%时逐渐稳定。此外不凝气含量对凝结的温度场、速度场都有一定影响。本次研究编写的UDF程序同样也适用于三维模型的蒸汽凝结模拟计算,上述研究成果对今后其它凝结现象的模拟研究和传热管的强化设计与布置都提供了一定的参考价值。
孙宁[5]（2020）在《管内微直肋凝结换热特性实验及数值分析》文中研究表明本文介绍了电站空冷岛的发展背景以及研究现状,通过对不同散热器的管内工质、管型、长径比以及热通量的比较,确定并建立了微直肋管散热器模型,模拟电站空冷岛的环境,对不同倾角下微直肋圆管换热进行实验与数值模拟研究,并与光管换热能力进行比较。实验选用长为1140mm的微直肋管,管内径为7 mm,外径为8 mm,肋高0.25 mm,齿数为62,肋顶角为15°。实验选取微肋管与地面角分别为30°、45°、60°、75°、90°,通过改变蒸汽质量流量和空气侧的进风量对换热性能进行探究。空气雷诺数的范围为4000-6000,冷凝水的雷诺数范围为60-160。比较了在不同空气雷诺数下的换热量、不同倾角下的换热量、不同蒸汽流速下冷凝换热系数以及不同倾角下冷凝的换热系数。采用模拟的方法,模拟长为600mm,管内径为7mm,肋高0.25 mm,齿数为62,肋顶角为15°的微直肋管和长为600mm,管内径为7mm光管的水蒸气管内凝结换热。设置恒定的壁面温度,选取VOF模型与Lee模型,通过改变管子的倾斜角度和进口蒸汽的质量流量对冷凝进行模拟。并将模拟结果与实验结果进行相互验证。通过实验与数值模拟的方法,得到管内的凝结换热系数和换热量会随着空气雷诺数和蒸汽质量流量的增大而增大。同一条件下,微直肋管换热系数是光管的1.23-2.32倍。倾斜角度与地面夹角30°时微直肋管会有一个最大的凝结换热系数,对比于垂直管,强化换热系数为1.3-1.6倍。
郭玉洁[6]（2019）在《水平光滑管内R290流动凝结换热的数值模拟》文中认为HCFCs类制冷剂具有较高的GWP（温室影响指数）且ODP（臭氧衰减指数）不为0,大量使用会使全球变暖和臭氧层空洞等环境问题加剧。在制冷、空调和热泵领域内,常用的HCFCs类制冷剂主要是R22,因此,R22的替代十分紧迫。研究发现,R290是R22的优良替代选择,R290在应用中需要解决的首要问题是可燃性问题,有必要减少R290在系统中的充灌量,在维持系统原有制冷能力的前提下采用小管径传热管是不错的选择。因此,本文主要采用数值模拟和实验研究相结合的方法,对R290在小管径水平管内的凝结换热特性进行研究。本文首先采用CFD软件FLUENT19.0对R290在4mm管径水平铜管内的凝结换热特性进行数值模拟。在模拟中,选择了合适的湍流模型、多相流模型,并编写UDF（用户自定义函数）。分析了管内温度场、速度场、压力场和气液相分布规律,得出在质量流速180250 kg/（m2·s）、热流密度58kW/m2、干度0.10.9的工况范围内,质量流速、热流密度越大时,R290的凝结换热系数越大,干度越高时,R290的凝结换热系数越大的结论。然后在相同工况下进行R290在水平管中的凝结换热特性实验,将实验结果与6个经典的水平管内纯工质凝结换热系数关联式计算值进行对比,得出Cavallini A等和Bohdal T等对水平小管内R290凝结换热系数的预测精度相对较好,分别有79.05%和86.67%的数据点在30%误差线以内;此外,将实验所得结果与数值模拟结果比较,得出模拟值均偏高,其相对于实验值的绝对偏差在17%以内,认为模型合理,并尝试对误差原因进行解释。最后,对质量流速和管径的影响特性进行模拟,发现在330480 kg/（m2·s）范围内,质量流速越大,凝结换热系数越高。按照上述建模方法,分别建立了3、5和7mm管径冷凝模型,用数值模拟方法研究了以上管径水平管中R290的凝结换热特性,指出在研究管径范围（37mm）内,减小管径使得凝结换热系数增大,主要是因为管径的减小促使非环形流向环形流过渡的位置提前,环形流区域扩大,强化了换热。
贾文华[7]（2019）在《异形管内混合气体流动凝结换热特性数值模拟》文中进行了进一步梳理含不凝结气体的蒸汽冷凝在核电厂、石油化工、工业余热回收等方面存在广泛的应用。由于不凝结气体的存在,冷凝传热过程显着恶化,研究混合气体冷凝过程在各种影响因素下的流动和传热特性,成为蒸汽冷凝研究的热点之一。本文利用数值模拟方法,以空气和水蒸气混合物在换热管内凝结传热过程为研究对象,研究了换热管倾斜角度、换热管形状、换热管管径及流速对混合气体异形管内冷凝换热与流动过程的影响规律。针对混合气体在倾斜换热管内的换热与流动进行了二维数值模拟。研究发现沿换热管长度方向,管内混合气体压力减小,冷凝换热系数随换热管管径减小先增加后减小;小管径下换热管倾斜角度对管内混合气体的冷凝换热系数影响较小,管内各点压力随着倾斜角度的增加而降低;在相对较大换热管管径下,随着倾斜角度增加,换热管内混合气体凝结换热系数增加,换热管倾斜90°时为最大;随流速增加,换热管倾斜角度对混合气体压力的影响减弱。建立圆形、正方形以及正三角形三种截面形状的换热管内流动和传热数学模型并针对换热管道内流体的换热与流动特性进行了三维数值模拟,讨论了这三种换热管内当量直径以及混合气体流速的综合影响规律。研究发现随着换热管当量直径增加,混合气体冷凝换热系数在正方形截面换热管内始终最高,在圆形截面换热管内要高于正三角形截面换热管。由于正方形角区的存在,使得角区处空气含量较大,换热管平均空气膜热阻变得更加小,而且由于角区角度相对较大,正方形截面换热管的恶化程度相对较小,冷凝换热系数最高。随着换热管当量直径增加,正三角形截面换热管道内各点混合气体压力最高,圆形截面和正方形截面换热管内各点压力相差不大。对波节管内混合气体冷凝换热与流动特性进行了数值模拟,讨论了波节结构、不凝结气体含量以及雷诺数的综合影响规律,并与圆形换热管内的情况进行了对比。研究发现,波节管内的壁面平均传热系数高于光滑管。波节管内的换热系数与流速的变化均呈现总体震荡趋势,在每个波节结构内,壁面平均传热系数在波节下游处约为波节上游处的3倍,流体在经过每个波节时均会产生逆时针的旋涡,这个旋涡会带动一部分流体在波节下游处脱离主流,进入到整个波节区域,被壁面冷却,打破了波节下游的气膜。这部分流体停留一段时间后在波节上游被卷吸回主流,而波节上游由于旋涡作用形成回流区,因此波节下游在波节管强化传热中起着决定性作用。随着波节间距的减小以及波节宽度的增加,波节管内流体的壁面平均传热系数增加。波节高度对壁面平均传热系数以及摩擦阻力系数的影响最大,波节宽度次之,波节间距最小。随着不凝结气体含量增加,光滑管内壁面平均传热系数降低幅度要高于波节管;波节管由于波节的作用具有显着地强化传热效果。上述研究成果对异形管内混合气体流动凝结换热工程设计具有一定指导作用。
刘策[8]（2019）在《风冷式分液冷凝器热力性能的理论与实验研究》文中进行了进一步梳理本文以风冷冷凝器的应用为背景,通过理论和实验的方法,对风冷式分液冷凝器的热力性能与气液分离特性进行了研究。通过建立理论模型优化了分液冷凝器的管程布置方案,对冷凝器的换热性能进行了分析。搭建了风冷冷凝换热实验台,对冷凝器的主要热力性能参数进行了测量、计算和分析,并将一级分液冷凝器、二级分液冷凝器和蛇形管冷凝器的热力性能进行了对比。在理论方面,基于Nusselt凝结理论,建立了制冷剂在水平光滑圆管内冷凝换热的液膜生长模型。该模型基于第三类边界条件,考虑了重力及气液界面剪切力对液膜的影响,通过将液膜分段的方式计算各点的液膜厚度与局部换热系数。对比计算结果与实验数据,验证了模型的合理性。在假设联箱内的气液分离状况的基础上,运用该模型对分液冷凝器单元的管程布置方案进行了优化,并对推荐方案设计的分液冷凝器的换热系数及沿程干度进行了计算。计算结果表明:流程方案的不同对冷凝器内各管程换热管流动的均匀性有很大的影响。而分液结构的存在可以使第二管程入口干度得到提高,进而提高冷凝器第二管程的换热系数及整体换热系数。在实验方面,搭建了压缩机驱动的风冷换热实验系统,在原型机蛇形管冷凝器的基础上设计加工了一级分液冷凝器。实验使用R134a为工质,在实验条件下,测量并计算了分液冷凝器的分液量、分液率、换热量、换热系数、沿程干度、压降及惩罚因子,并将其以上参数与原型机蛇形管冷凝器对应参数进行了对比。实验结果表明:分液冷凝器的热力性能相比于蛇形管冷凝器可以得到大幅度的提高。最后,在一级分液冷凝器的基础上,通过在第二、三管程之间加装分液结构的方式将其改造为二级分液冷凝器。在相同的实验工况下,也对其主要热力参数进行了测量计算,并与一级分液冷凝结构对应参数进行了比较。实验结果表明:加装的二级分液结构虽然提高了第三管程的换热,但是会使第一、二管程之间的分液结构的气液分离效率和二管程的换热性能变差。综合来看,该分液结构虽然会使分液冷凝器的热力性能略有提升,但是提升的幅度不大。
朱晨[9]（2019）在《水平管内凝结换热数值模拟研究》文中提出目前,对水平管内的两相流流动的研究主要集中在单相对流换热和流动沸腾换热,而对冷凝换热的研究相对较少。蒸汽在管内凝结换热属于复杂的气液两相流流动过程,影响凝结换热的因素有很多,蒸汽的质量流量、干度和流速等物理量对凝结换热均有不同的影响效果,所以研究水平管内制冷剂的流动冷凝过程具有重要的意义和前景。许多学者也针对蒸汽的凝结进行了研究,但大都采用实验的方法,而实验有成本高、误差大、内部详细流动情况无法获取等缺点,数值模拟方法则更加省时省力,因此,本文运用Fluent软件对制冷剂在水平管内的凝结换热情况进行了数值模拟研究。根据本文的模拟情况,在考虑流体传热传质的过程时使用的模型为Lee模型。针对Lee模型中的相变因子,由于其数值的选择对冷凝换热的模拟过程有很大的影响,在不同的条件下最佳的r值也有不同,所以针对接下来的模拟过程对其进行分析选择。通过对不同的r值进行模拟分析后发现r值的变化影响着气液相体积分数以及液体的过冷度,本文使用Fluent的后处理功能将不同的r值对应的传热系数进行输出,将其与传热关联式的理论值进行对比,得到r值为1000时与关联式的值吻合度更高,因此本文之后的模拟将r值设定为1000。并且选择了三种压降模型和传热模型,计算出关联式的值,将其与文中的模拟值进行比较分析,选择出与本文结果吻合度最好的关联式模型。之后本文针对影响管内冷凝的影响因素进行分析,这些影响因素包括质量流量、入口干度、管径、管型以及制冷剂种类等。文中通过Fluent的模拟结果输出云图,观察气液两相体积分数以及温度和压力的变化对质量流量的影响进行了分析,观察了干度对气液两相流体积分数的影响。在设备及系统的选择过程中,由于需要对管径进行选择,在满足换热效果的前提下,管径的变化会影响投资成本以及能耗的不同,因此文中对管径的大小进行了分析。在一些场合下管道会采用矩形管,但是由于矩形管的制作过程要更复杂,传热不如圆管均匀,所以使用矩形管的系统相对较少,但矩形管的换热系数要高于圆管,所以本文对矩形管和圆管的换热进行了对比分析。目前R22制冷剂由于对环境的伤害比较大,寻找可以进行替代的制冷剂就显得尤为重要,本文选择R410A和R290制冷剂与R22进行对比分析,观察他们在管内的压降和凝结换热现象的区别,为制冷剂的选择提供理论参考。文中使用Fluent的后处理功能将压降和传热系数的数据输出,使用Origin软件对其随干度变化的情况进行了散点图的绘制,更直观的观察了三种制冷剂的差别并且直观的观察了影响因素对制冷剂的影响。
王振川[10]（2018）在《超临界压力流体湍流换热实验与数值模拟研究》文中提出随着科学技术的快速发展,超临界压力流体管内流动与换热问题的研究在热能动力、核能利用、航天航空、化学化工等工业技术领域获得了广泛的关注。本文通过实验研究和数值模拟相结合的方法,对超临界压力流体在管内湍流流动与换热进行了研究,详细分析了流体物性、浮升力、流动加速、内插结构及周向非均匀热流等因素对超临界流体对流换热的影响规律。超临界压力CO2在内径1mm管内对流换热时,在较高热流密度工况下,浮升力与流动加速对换热存在耦合影响作用。对于向下流动,在7?10-8<r<8?10-7区间内流动加速对换热的恶化作用强于浮升力的强化作用,在该区间内二者综合作用使得局部传热恶化,向下流动壁温非线性变化。对于向上流动,局部Bo*数处于6?10-7<Bo*<8?10-6区间内,浮升力与流动加速的耦合作用会导致流场扰动,湍流发展增强,使得向上流动对流换热强度略高于向下流动。在低雷诺数AKN k-ε湍流模型基础上,通过简化方式求解湍流热流通量,建立浮升力湍动能生成项模型及湍流普朗特数模型对原始湍流模型进行修正,改进湍流模型在定量上与实验数据及DNS结果符合较好。通过改进湍流模型计算结果指出,当具体工况中剪切力湍动能生成项量级远大于浮升力湍动能生成项时,边界层过渡区内湍流普朗特数取值对计算结果有重要作用。超临界压力CO2在管内向上流动与换热时,在一定热流密度范围内会发生非稳定换热现象,非稳定换热现象的特征是壁温、出口温度及入口流量均呈现周期性振荡,振荡的频率约为0.05Hz。进出口压降升高,以及浮升力与流动加速耦合作用导致的流场扰动、失稳作用是造成超临界压力CO2管内非稳定换热现象的主要原因。场协同原理可以应用于超临界压力流体对流换热分析,速度场与温度梯度场的协同程度会影响流体对流换热强度,场协同程度变差时会导致超临界压力流体传热恶化。根据场协同原理将强化换热结构布置在贴近壁面20%半径区域,可以有效抑制超临界CO2管内传热恶化及非稳定换热现象发生。浮升力在周向非均匀热流条件下影响作用与均匀热流条件不同,截面上流体密度在绝热侧最高,加热侧最低,浮升力效应使得靠近加热侧流体剪切力湍动能生成项明显大于均匀热流形式。本文采用Grb/Reb2.7衡量浮升力在正弦热流形式下对换热的影响,当Grb/Reb2.7>5?10-5时,浮升力作用导致流体竖直管内加热侧传热恶化。
二、水平和竖直细圆管内流动凝结换热特性的对比研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水平和竖直细圆管内流动凝结换热特性的对比研究（论文提纲范文）
（1）竖直管内超临界CO2流动与传热特性的数值模拟和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超临界流体简介 |
| 1.3 超临界压力流体物理性质 |
| 1.4 超临界CO_2流体传热的研究进展 |
| 1.4.1 超临界CO_2流动影响因素 |
| 1.4.2 传热恶化机制 |
| 1.4.3 浮升力和流动加速度对超临界流体传热的影响 |
| 1.4.4 数值模拟研究进展 |
| 1.5 现有研究不足 |
| 1.6 本文主要内容 |
| 第2章 竖直管内超临界CO_2的数值计算 |
| 2.1 数值传热学简介 |
| 2.2 数值计算模型基本介绍 |
| 2.2.1 控制方程及边界条件 |
| 2.2.2 物理模型 |
| 2.2.3 超临界压力CO_2的数值计算要点 |
| 2.2.4 网格无关性验证 |
| 2.2.5 湍流模型的验证 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.3.1 速度场分布 |
| 2.3.2 温度场分布 |
| 2.3.3 热物性分布 |
| 2.3.4 湍动能分布 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 竖直管内超临界压力CO_2传热影响因素分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传热特性影响因素 |
| 3.2.1 入口压力对传热性能的影响 |
| 3.2.2 质量流率对传热性能的影响 |
| 3.2.3 热流密度对传热性能的影响 |
| 3.2.4 入口温度对传热性能的影响 |
| 3.2.5 流动方向对传热性能的影响 |
| 3.2.6 管径对传热性能的影响 |
| 3.3 传热关联式的确定 |
| 3.3.1 最小二乘法确定步骤 |
| 3.3.2 关联式的确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 浮升力和流动加速度对超临界CO_2传热影响的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 浮升力和热速度对传热的影响分析 |
| 4.3 浮升力准则的评价与改进 |
| 4.4 流动加速度对传热的影响 |
| 4.5 方形管内浮升力对超临界CO_2流动传热的影响 |
| 4.5.1 超临界CO_2在方形管内温度和流场分布 |
| 4.5.2 超临界CO_2在方形管内对流换热分析 |
| 4.6 半圆形管内浮升力对超临界CO_2流动传热的影响 |
| 4.6.1 超临界CO_2在半圆形管内流场分布 |
| 4.6.2 超临界CO_2在半圆形管内对流换热分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 竖直管内超临界CO_2流动传热的实验分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验目的 |
| 5.3 实验系统介绍 |
| 5.3.1 实验系统原理 |
| 5.3.2 实验段介绍 |
| 5.4 实验步骤 |
| 5.5 误差分析 |
| 5.5.1 传热面积不确定度 |
| 5.5.2 温度不确定度 |
| 5.5.3 加热量不确定度 |
| 5.5.4 对流换热系数不确定度 |
| 5.6 实验数据分析 |
| 5.6.1 入口压力为7.7MPa时数据分析 |
| 5.6.2 入口压力为8.2MPa时数据分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）细通道内超临界压力RP-3对流传热特性与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 超临界压力流体热物性特点 |
| 1.3 超临界压力对流传热研究现状 |
| 1.3.1 均匀受热通道内传热规律与机理 |
| 1.3.2 非对称受热通道内传热规律与机理 |
| 1.3.3 传热系数预测 |
| 1.4 现有研究不足 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 竖直圆管内超临界压力RP-3对流传热特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验系统 |
| 2.2.2 实验段 |
| 2.2.3 实验规程与重复性验证 |
| 2.3 实验数据处理与不确定度分析 |
| 2.3.1 数据处理 |
| 2.3.2 不确定度分析 |
| 2.4 燃料热物理性质 |
| 2.5 高质量流率下对流传热特性 |
| 2.5.1 热流密度的影响 |
| 2.5.2 压力的影响 |
| 2.5.3 流动方向的影响 |
| 2.5.4 传热预测关联式 |
| 2.6 低质量流率下对流传热特性 |
| 2.6.1 热流密度的影响 |
| 2.6.2 压力的影响 |
| 2.6.3 流动方向的影响 |
| 2.6.4 传热预测关联式 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 竖直圆管内超临界压力碳氢燃料对流传热机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究对象与数据来源 |
| 3.3 数值方法 |
| 3.3.1 控制方程 |
| 3.3.2 湍流模型 |
| 3.3.3 计算域与网格划分 |
| 3.3.4 超临界压力流动传热求解器 |
| 3.3.5 数值方法验证 |
| 3.4 湍流模型适用性评价 |
| 3.4.1 入口效应影响工况 |
| 3.4.2 强变物性影响工况 |
| 3.4.3 浮升力作用工况 |
| 3.5 不同传热现象形成机理分析 |
| 3.5.1 入口段传热恶化机理 |
| 3.5.2 拟临界区传热强化机理 |
| 3.5.3 浮升力作用下传热恶化与恢复机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 低质量流率下水平矩形通道内超临界压力RP-3流动传热特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验段 |
| 4.3 实验数据处理与不确定度分析 |
| 4.3.1 数据处理 |
| 4.3.2 不确定度分析 |
| 4.4 变物性影响下绝热流动阻力特性 |
| 4.5 层流.过渡区对流传热特性 |
| 4.5.1 入口温度的影响 |
| 4.5.2 热流密度的影响 |
| 4.5.3 压力的影响 |
| 4.6 层流-过渡区传热预测关联式 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 单侧受热矩形通道内超临界压力RP-3流动传热机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究对象 |
| 5.3 数值方法 |
| 5.3.1 控制方程与湍流模型 |
| 5.3.2 计算域与网格划分 |
| 5.3.3 流-固共轭传热求解器 |
| 5.3.4 数值方法验证 |
| 5.3.5 数值稳定性与计算效率分析 |
| 5.4 流动传热机理分析 |
| 5.4.1 温度与主流速度分布特征 |
| 5.4.2 二次流形态与演变规律 |
| 5.4.3 二次流对传热的影响机制 |
| 5.5 固壁热传导影响因素分析 |
| 5.5.1 不同高宽比通道内流动传热特征 |
| 5.5.2 不同固壁材料通道内流动传热特征 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A k-ε模型参数 |
| 附录B SST k-ω模型参数 |
| 附录C HNT kt-εt模型参数 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）含不凝气蒸汽在不同竖直异形表面凝结传热特性的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 含不凝气蒸汽冷凝换热机理简介 |
| 1.3 含不凝气蒸汽冷凝国内外研究现状 |
| 1.3.1 理论研究现状 |
| 1.3.2 实验研究现状 |
| 1.3.3 数值研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 壁面凝结换热模型的建立与验证 |
| 2.1 凝结传热模型的建立 |
| 2.1.1 WCM(壁面凝结)模型简介 |
| 2.1.2 VOF模型简介 |
| 2.2 凝结模型及计算方法 |
| 2.2.1 计算域控制方程 |
| 2.2.2 组分输运模型 |
| 2.2.3 壁面凝结模型 |
| 2.2.4 模型计算方法 |
| 2.3 凝结模型可靠性验证 |
| 第三章 竖直壁面含不凝气蒸汽凝结过程的数值计算 |
| 3.1 数值计算模型 |
| 3.1.1 模型参数及边界条件 |
| 3.1.2 网格无关性验证 |
| 3.2 数值结果分析 |
| 3.2.1 凝结过程浓度变化分析 |
| 3.2.2 凝结过程速度变化分析 |
| 3.2.3 凝结过程液膜型态变化分析 |
| 3.3 凝结传热特性分析 |
| 3.3.1 壁面热通量分析 |
| 3.3.2 气膜及液膜热阻分析 |
| 3.3.3 不同混合气体流速凝结换热量分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 波纹板含不凝气蒸汽凝结传热特性的数值分析 |
| 4.1 数值计算模型 |
| 4.1.1 模型参数及边界条件 |
| 4.1.2 网格无关性验证 |
| 4.2 数值结果分析 |
| 4.2.1 壁面无漩流动凝结过程分析 |
| 4.2.2 壁面有漩流动凝结过程分析 |
| 4.2.3 不同工况壁面液膜形态分析 |
| 4.3 凝结传热特性分析 |
| 4.3.1 无漩流动壁面热通量分析 |
| 4.3.2 有漩流动壁面热通量分析 |
| 4.3.3 不同蒸汽流速换热量及热阻分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 锯齿形强化板的传热强化效果分析 |
| 5.1 锯齿形强化板的研究思路 |
| 5.1.1 锯齿形强化板的设计思想 |
| 5.1.2 网格划分及边界条件 |
| 5.2 数值结果分析 |
| 5.2.1 凝结过程传热传质分析 |
| 5.2.2 强化板壁面热通量分析 |
| 5.2.3 不同不凝气含量液膜厚度对比 |
| 5.3 不同竖直结构表面传热效果对比 |
| 5.3.1 不同结构表面液膜厚度及对流换热量对比 |
| 5.3.2 不同表面不同蒸汽流速凝结传热特性对比 |
| 5.3.3 不同表面不同不凝气含量凝结传热特性对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）蒸汽及含不凝气体蒸汽在竖直及倾斜管内凝结传热的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 蒸汽凝结传热机理简介 |
| 1.2.1 纯蒸汽凝结的机理简介 |
| 1.2.2 含不凝气体蒸汽凝结机理简介 |
| 1.3 蒸汽凝结的国内外研究现状 |
| 1.3.1 纯蒸汽管内凝结的国内外研究现状 |
| 1.3.2 含不凝性气体蒸汽凝结的国内外研究现状与分析 |
| 1.3.3 强化凝结传热的方法及国内外研究现状 |
| 1.3.4 相变模型的研究现状与分析 |
| 1.4 课题研究的目的和内容 |
| 1.4.1 目前研究的问题与不足 |
| 1.4.2 本文研究的目的与思路 |
| 1.4.3 本文研究的主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 管内凝结数值模拟方法研究 |
| 2.1 控制方程的理论分析 |
| 2.2 边界条件 |
| 2.2.1 界面处的温度和质量分数 |
| 2.2.2 界面处的速度分布和质量通量 |
| 2.2.3 界面处的质量平衡 |
| 2.3 计算方法与模型选择 |
| 2.4 UDF的编写 |
| 2.4.1 UDF介绍 |
| 2.4.2 多相流区域和线程的层次结构 |
| 2.4.3 UDF的冷凝判断方法 |
| 2.4.4 UDF质量源项的计算方法 |
| 2.5 数值方法验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 竖直管内纯蒸汽凝结热传递特性研究 |
| 3.1 模型建立 |
| 3.2 竖直管内纯蒸汽流动特性研究 |
| 3.2.1 竖直管内的流型 |
| 3.2.2 管径对流型的影响 |
| 3.2.3 速度对流型的影响 |
| 3.2.4 壁温对流型的影响 |
| 3.2.5 管内流动轴向、径向速度分析 |
| 3.2.6 管内压力分析 |
| 3.2.7 摩擦系数分析 |
| 3.3 竖直管内纯蒸汽传热特性分析 |
| 3.3.1 管径对传热系数的影响 |
| 3.3.2 速度对传热系数的影响 |
| 3.3.3 壁温对传热系数的影响 |
| 3.3.4 材料对传热系数的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 倾斜管内纯蒸汽凝结热传递特性研究 |
| 4.1 物理模型与计算设置 |
| 4.1.1 物理模型与网格划分 |
| 4.1.2 边界条件设置 |
| 4.2 倾斜管内纯蒸汽凝结流动特性研究 |
| 4.2.1 倾斜管内的流型 |
| 4.2.2 不同倾斜角度对管内压力的影响 |
| 4.3 倾斜管内蒸汽凝结传热特性研究 |
| 4.3.1 倾斜角度对管内传热系数影响 |
| 4.3.2 不同管段处倾斜角度对管内传热系数影响 |
| 4.3.3 不同速度下倾斜角度对管内传热系数影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 竖直管内含不凝气蒸汽凝结传热特性分析 |
| 5.1 组分输运模型 |
| 5.2 模型设置与边界条件 |
| 5.3 含不凝气蒸汽凝结的流态分析 |
| 5.4 含不凝气蒸汽凝结的传热特性分析 |
| 5.5 温度场分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 波节管内纯蒸汽流动传热特性研究 |
| 6.1 模型设置 |
| 6.1.1 几何模型及网格划分 |
| 6.1.2 边界条件 |
| 6.2 波节管内蒸汽凝结流动特性研究 |
| 6.2.1 蒸汽在波节管内的凝结过程 |
| 6.2.2 蒸汽在波节管内凝结的速度分析 |
| 6.2.3 不同波节结构对波节管内蒸汽凝结流动特性的影响 |
| 6.3 波节管内蒸汽凝结传热特性研究 |
| 6.3.1 蒸汽在波节管内的温度与压力分布 |
| 6.3.2 蒸汽在波节管内的传热区域分析 |
| 6.3.3 不同波节结构对波节管内蒸汽凝结传热特性影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录1 蒸汽凝结UDF程序 |
| 附录2 蒸汽凝结UDF程序(二) |
| 附录3 蒸汽凝结UDF程序(三) |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）管内微直肋凝结换热特性实验及数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 CFD模拟凝结换热概述 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 2 电站空冷岛及其散热器简介 |
| 2.1 空冷技术概述 |
| 2.1.1 直接空冷系统 |
| 2.1.2 混凝式间接空冷系统 |
| 2.1.3 表凝式间接空冷系统 |
| 2.2 直接空冷机组的经济性 |
| 2.3 直接空冷机组在我国的发展 |
| 2.4 空冷岛散热器简介 |
| 3 可倾斜散热器管内凝结换热试验系统 |
| 3.1 蒸汽供给系统 |
| 3.2 冷却风系统 |
| 3.3 角度控制系统 |
| 3.4 冷凝水回收系统 |
| 3.5 测量系统 |
| 4 实验方法及数据处理 |
| 4.1 实验试件 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 空气侧的换热 |
| 4.2.2 蒸汽侧实验数据的处理 |
| 4.2.3 蒸汽侧实验步骤 |
| 4.3 实验误差分析 |
| 4.3.1 蒸汽参数测量误差分析 |
| 4.3.2 空气吸热侧测量误差分析 |
| 4.3.3 实验过程总误差 |
| 5 实验结果分析 |
| 5.1 不同风速下换热量 |
| 5.2 不同冷凝水流速下管内凝结换热系数 |
| 5.3 不同倾斜角下的管内凝结换热系数 |
| 5.4 微直肋管换热系数与Shah关联式的对比 |
| 6 管内凝结换热数值模拟 |
| 6.1 几何模型和网格划分 |
| 6.1.1 几何模型 |
| 6.1.2 网格划分 |
| 6.2 传热传质模型选择 |
| 6.3 VOF相交界面的捕捉 |
| 6.4 物理模型及控制方程 |
| 6.4.1 模型的假设 |
| 6.4.2 控制方程的确定 |
| 6.5 边界条件的设定 |
| 7 模拟结果分析 |
| 7.1 冷凝换热模型与Shah公式的比较 |
| 7.2 速度场分析 |
| 7.3 温度场分析 |
| 7.4 5°倾斜角度下传热系数 |
| 8 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 符号表 |
（6）水平光滑管内R290流动凝结换热的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 HCFCs替代的紧迫性 |
| 1.1.2 R22的替代研究 |
| 1.2 R290的研究和应用现状 |
| 1.2.1 R290的理论研究 |
| 1.2.2 R290替代R22的实验研究 |
| 1.2.3 R290的应用现状 |
| 1.3 工质在水平管中凝结换热研究现状 |
| 1.4 本课题主要工作 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 R290在水平管内流动冷凝的数值模拟基础 |
| 2.1 水平管内气液两相流理论 |
| 2.1.1 水平管内气液两相流型划分 |
| 2.1.2 纯工质气液两相流预测研究 |
| 2.2 水平管内气液两相流数值模拟方法 |
| 2.2.1 CFD技术在水平管内冷凝模拟中的应用 |
| 2.2.2 冷凝源项模型的研究 |
| 2.2.3 UDF概述 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 R290在水平光滑管内冷凝的数值模拟 |
| 3.1 水平管的几何建模和网格划分 |
| 3.1.1 几何模型 |
| 3.1.2 网格无关性检验 |
| 3.2 冷凝气液两相流传热传质模型的选择 |
| 3.3 物理模型及控制方程 |
| 3.3.1 物理模型的确定 |
| 3.3.2 湍流模型的选择 |
| 3.3.3 控制方程的确定 |
| 3.3.4 控制方程的离散 |
| 3.3.5 控制方程的求解 |
| 3.4 多相流模型的确定 |
| 3.5 边界条件的设定 |
| 3.5.1 入口和出口边界条件 |
| 3.5.2 壁面边界条件 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 R290在4mm水平管内流动凝结换热的模拟结果 |
| 4.1 流场分布特性分析 |
| 4.1.1 速度场分析 |
| 4.1.2 温度场分析 |
| 4.1.3 压力场分析 |
| 4.1.4 气液两相分布分析 |
| 4.2 凝结换热影响因素分析 |
| 4.2.1 质量流速对凝结换热系数的影响 |
| 4.2.2 热流密度对凝结换热系数的影响 |
| 4.2.3 饱和温度对凝结换热系数的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 模拟结果和实验结果的对比和分析 |
| 5.1 验证实验 |
| 5.1.1 实验目的 |
| 5.1.2 实验系统 |
| 5.1.3 实验测量参数及仪表 |
| 5.1.4 实验数据处理 |
| 5.1.5 与已有关联式的对比分析 |
| 5.2 模拟值与实验值的对比和分析 |
| 5.2.1 热流密度模拟值与实验值的对比 |
| 5.2.2 质量流速模拟值与实验值的对比 |
| 5.2.3 饱和温度模拟值与实验值的对比 |
| 5.3 R290在水平管内凝结换热的模拟优化 |
| 5.3.1 质量流速的优化 |
| 5.3.2 管径的优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）异形管内混合气体流动凝结换热特性数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 混合蒸汽冷凝换热机理简介 |
| 1.2.1 纯蒸汽冷凝换热机理简介 |
| 1.2.2 混合蒸汽冷凝换热机理简介 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 混合气体管内流动凝结特性理论研究 |
| 1.3.2 混合气体管内流动凝结特性数值模拟 |
| 1.3.3 混合气体管内流动凝结特性实验研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 混合气体流动凝结换热模型与验证 |
| 2.1 数值模拟简化与假设 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.3 数值模拟模型可靠性验证 |
| 第三章 倾斜管内混合气体流动凝结特性研究 |
| 3.1 数值计算模型 |
| 3.1.1 物理模型及网格划分 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.2 倾斜管内混合气体凝结换热特性研究 |
| 3.2.1 管径对管内蒸汽凝结换热系数的影响 |
| 3.2.2 定流速下倾斜角度对管内换热系数的影响 |
| 3.2.3 定管径下倾斜角度对管内换热系数的影响 |
| 3.2.4 流速对管内凝结换热系数的影响 |
| 3.3 倾斜管内混合气体凝结流动特性研究 |
| 3.3.1 管径对倾斜管内蒸汽压力的影响 |
| 3.3.2 定流速下倾斜角度对管内蒸汽压力的影响 |
| 3.3.3 定管径下倾斜角度对管内蒸汽压力的影响 |
| 3.3.4 流速对管内蒸汽压力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同管形换热管内混合气体流动凝结特性研究 |
| 4.1 数值计算模型 |
| 4.1.1 物理模型及网格划分 |
| 4.1.2 边界条件 |
| 4.2 不同管形管内混合气体凝结换热特性研究 |
| 4.2.1 不凝气体含量对换热管内换热系数的影响 |
| 4.2.2 定流速下换热管形状对换热管内换热系数的影响 |
| 4.2.3 定当量直径下换热管形状对换热管内换热系数的影响 |
| 4.3 不同管形换热管内混合气体流动特性研究 |
| 4.3.1 不凝气体含量对管内流体流动压力的影响 |
| 4.3.2 定流速下换热管形状对换热管内压力的影响 |
| 4.3.3 定当量直径下换热管形状对换热管内压力的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 波节管内混合气体流动凝结特性研究 |
| 5.1 数值计算模型 |
| 5.1.1 物理模型及网格划分 |
| 5.1.2 边界条件 |
| 5.2 波节管内混合气体凝结换热特性研究 |
| 5.2.1 不同不凝气体含量对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
| 5.2.2 不同波节高度对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
| 5.2.3 不同过冷度对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
| 5.2.4 不同雷诺数对波节管内混合气体凝结换热特性影响 |
| 5.2.5 波节间距及波节宽度对管内混合气体凝结换热特性影响 |
| 5.3 波节管内混合气体凝结流动特性研究 |
| 5.3.1 不同雷诺数对波节管内混合气体凝结流动特性影响 |
| 5.3.2 不同波节结构对波节管内混合气体凝结流动特性影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）风冷式分液冷凝器热力性能的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 膜状凝结与珠状凝结 |
| 1.2.1 凝结传热的模式 |
| 1.2.2 膜状凝结的理论研究 |
| 1.2.3 膜状凝结的实验研究 |
| 1.3 分液冷凝器 |
| 1.3.1 分液冷凝器的优势 |
| 1.3.2 分液冷凝器内的流型研究 |
| 1.3.3 分液冷凝器的热力性能研究 |
| 1.3.4 分液冷凝器对系统性能的影响 |
| 1.4 当前研究中存在的问题 |
| 1.5 本论文的研究内容 |
| 2 实验装置 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.2 测量装置 |
| 2.3 实验段 |
| 2.3.1 蛇形管冷凝器 |
| 2.3.2 分液冷凝器 |
| 2.3.3 U型管分液结构的优势 |
| 2.4 数据处理 |
| 2.4.1 总换热量 |
| 2.4.2 各管程换热量 |
| 2.4.3 对流凝结换热系数 |
| 2.4.4 压降 |
| 2.4.5 惩罚因子 |
| 2.4.6 分液率 |
| 2.4.7 干度 |
| 2.5 实验数据不确定度分析 |
| 3 基于水平圆管内液膜生长模型的分液冷凝器换热性能分析 |
| 3.1 制冷剂在水平光滑圆管内冷凝换热的液膜生长模型的建立 |
| 3.1.1 基本模型及假设 |
| 3.1.2 基本方程组及边界条件 |
| 3.1.3 联箱内两相流流动情况考虑 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.2.1 液膜厚度变化规律 |
| 3.2.2 理论换热系数与实验换热系数对比 |
| 3.3 实际工况下分液冷凝器单元换热性能计算 |
| 3.3.1 管程布置方案优化 |
| 3.3.2 第一管程换热分析 |
| 3.3.3 第二管程换热分析 |
| 3.3.4 总体换热分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 一级分液冷凝器热力性能实验结果分析 |
| 4.1 换热测量可靠性验证 |
| 4.2 一级分液冷凝器气液分离特性分析 |
| 4.3 一级分液冷凝器热力性能分析 |
| 4.3.1 分液率分析 |
| 4.3.2 换热量分析 |
| 4.3.3 换热系数分析 |
| 4.3.4 压降及惩罚因子分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 二级分液冷凝器热力性能实验结果分析 |
| 5.1 二级分液冷凝器实验段介绍 |
| 5.2 分液量测量可靠性验证 |
| 5.3 二级分液冷凝器气液分离特性分析 |
| 5.4 二级分液冷凝器热力性能分析 |
| 5.4.1 二级分液冷凝器换热性能分析 |
| 5.4.2 二级与一级分液冷凝器换热性能比较 |
| 5.4.3 二级与一级分液冷凝器压降及惩罚因子比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 主要符号表 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）水平管内凝结换热数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.1.1 环境问题与制冷剂替代 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 热管技术简介 |
| 1.2.1 热管的工作原理和结构 |
| 1.2.2 热管的特性 |
| 1.2.3 热管的传热极限 |
| 1.2.4 热管的分类 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 多相流理论 |
| 2.1 多相流的基本介绍 |
| 2.2 两相流基本介绍 |
| 2.2.1 两相流分类 |
| 2.2.2 两相流研究方法 |
| 2.3 管内两相流流型 |
| 2.4 管内两相流压降特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 水平管内凝结换热数值模拟模型 |
| 3.1 CFD概述 |
| 3.2 基本控制方程 |
| 3.3 湍流模型 |
| 3.3.1 湍流模型介绍 |
| 3.3.2 湍流模型选择 |
| 3.4 多相流模型 |
| 3.4.1 多相流模型介绍 |
| 3.4.2 多相流模型选择 |
| 3.5 传热传质模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 水平管内凝结换热数值模拟 |
| 4.1 模型的假设 |
| 4.2 模型的构建 |
| 4.3 网格的划分 |
| 4.4 边界条件的设置 |
| 4.5 模拟条件的设定 |
| 4.6 模拟结果分析 |
| 4.7 冷凝换热关联式的对比分析 |
| 4.7.1 冷凝换热模型 |
| 4.7.2 压降模型 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 水平管内凝结换热影响因素分析 |
| 5.1 质量流量的影响 |
| 5.1.1 气液两相体积分布 |
| 5.1.2 速度分布 |
| 5.1.3 温度分布 |
| 5.2 干度的影响 |
| 5.3 管径的影响 |
| 5.4 管型的影响 |
| 5.5 制冷剂的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（10）超临界压力流体湍流换热实验与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 超临界压力流体的特点 |
| 1.1.2 超临界水冷核反应堆(SCWR) |
| 1.1.3 超临界流体层板发汗冷却技术 |
| 1.1.4 超临界流体的其他工业应用 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 超临界压力流体对流换热实验研究 |
| 1.2.2 超临界压力流体对流换热准则关联式 |
| 1.2.3 超临界压力流体对流换热数值模拟研究 |
| 1.2.4 超临界压力流体非稳定换热研究 |
| 1.3 已有研究中的不足 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 超临界压力CO_2竖直管内对流换热研究 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 实验系统介绍 |
| 2.2.1 实验系统与实验段 |
| 2.2.2 实验参数测量及实验步骤 |
| 2.3 实验数据处理与误差分析 |
| 2.3.1 实验数据处理方法 |
| 2.3.2 实验误差分析 |
| 2.4 实验结果与讨论 |
| 2.4.1 热流密度对换热的影响 |
| 2.4.2 流体入口压力的影响 |
| 2.4.3 入口质量流量的影响 |
| 2.5 超临界压力CO_2竖直管内对流换热数值模拟 |
| 2.5.1 数值模型 |
| 2.5.2 边界条件、网格划分及数值计算方法 |
| 2.5.3 计算结果与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 超临界压力流体对流换热湍流模型改进及场协同分析 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 湍流模型 |
| 3.2.1 湍流应力与湍流热流通量模型简介 |
| 3.2.2 浮升力模型与湍流普朗特数模型的建立 |
| 3.3 物理模型及数值方法 |
| 3.3.1 物理模型 |
| 3.3.2 数值方法及网格划分 |
| 3.4 数值模拟结果与分析 |
| 3.4.1 数值计算结果与实验结果比较 |
| 3.4.2 数值计算结果与DNS数据对比 |
| 3.4.3 浮升力模型与湍流普朗特数模型影响 |
| 3.5 超临界压力流体对流换热场协同分析 |
| 3.5.1 超临界压力流体场协同原理 |
| 3.5.2 场协同原理分析超临界压力流体对流换热 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超临界压力CO_2非稳定换热及强化换热研究 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 实验系统介绍 |
| 4.2.1 实验系统与实验段 |
| 4.2.2 实验参数测量 |
| 4.2.3 实验数据处理与误差分析 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 超临界压力CO_2非稳定换热研究 |
| 4.3.2 超临界压力CO_2非稳定换热成因分析 |
| 4.3.3 超临界压力CO_2竖直管内传热恶化及非稳定换热抑制研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 非均匀热流条件下超临界压力流体对流换热研究 |
| 5.1 本章引论 |
| 5.2 数值和物理模型 |
| 5.2.1 物理模型、数值方法及边界条件 |
| 5.2.2 网格划分及模型验证 |
| 5.2.3 数据处理方法 |
| 5.3 数值模拟结果与分析 |
| 5.3.1 非均匀热流条件对流动与换热的影响 |
| 5.3.2 非均匀热流传热恶化影响机理分析 |
| 5.3.3 非均匀热流传热恶化判据 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的研究意义及创新性工作 |
| 6.3 工作建议与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、水平和竖直细圆管内流动凝结换热特性的对比研究（论文参考文献）
- [1]竖直管内超临界CO2流动与传热特性的数值模拟和实验研究[D]. 王科技. 山东大学, 2021(09)
- [2]细通道内超临界压力RP-3对流传热特性与机理研究[D]. 浦航. 大连理工大学, 2020(01)
- [3]含不凝气蒸汽在不同竖直异形表面凝结传热特性的数值模拟[D]. 王效嘉. 山东大学, 2020(11)
- [4]蒸汽及含不凝气体蒸汽在竖直及倾斜管内凝结传热的数值模拟[D]. 葛剑英. 内蒙古科技大学, 2020(12)
- [5]管内微直肋凝结换热特性实验及数值分析[D]. 孙宁. 兰州交通大学, 2020(01)
- [6]水平光滑管内R290流动凝结换热的数值模拟[D]. 郭玉洁. 南昌大学, 2019(02)
- [7]异形管内混合气体流动凝结换热特性数值模拟[D]. 贾文华. 山东大学, 2019(09)
- [8]风冷式分液冷凝器热力性能的理论与实验研究[D]. 刘策. 北京交通大学, 2019(01)
- [9]水平管内凝结换热数值模拟研究[D]. 朱晨. 沈阳建筑大学, 2019(05)
- [10]超临界压力流体湍流换热实验与数值模拟研究[D]. 王振川. 清华大学, 2018(04)