导读:本文包含了湍流换热论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:固体填充床显热存储,多孔介质,强化换热,?传递
湍流换热论文文献综述
王可欣[1]（2019）在《低导热系数热存储物质湍流换热的数值研究》一文中研究指出太阳能、风能等可再生能源受季节影响波动较大,为保证电网平稳运行的同时提高可再生能源的利用率,合理进行热能存储有着十分重要的工程应用价值。近年来,固体填充床显热存储系统由于运行原理简单、成本低廉得到了广泛研究与应用。但同时由于储热介质导热系数低,影响了系统储热效率,因此深入研究低导热系数热存储物质的湍流传热机理及其内部的?传递和熵产特性,对于储热系统运行参数的确定及储热效率的提高具有重要的意义。由于储热介质与储热罐本体结构尺寸相差悬殊,本文针对储热单元内部的对流传热特性研究采用多孔介质模型。建立二维周期列阵排布模型,针对圆形、正方形、纵向椭圆形和横向椭圆形结构,在孔隙率?=0.64~0.87范围内选取十组几何结构进行研究,同时选取RNG k-ε和SST k-ω两种湍流模型进行对照,雷诺数Re=100~20000。得到固体壁面平均努塞尔数、流场内部流速、湍动能、压降、温度场、传热效率的变化规律。结果表明,当Re<1000时,SST k-ω模型的结果更为可靠,当Re>1000时,两种湍流模型结果相似。在研究的十组几何结构中,?=0.64的正方形结构具有更大的湍动能、压降和表面平均努塞尔数。以传热效率作为评价标准时,较低的雷诺数和较高的孔隙率由利于系统间的流动传热。此后将多孔介质模型引入储热单元,将储热单元简化为叁维错列球体列阵排布模型。在入口流速0~1m/s,雷诺数Re=122~1220,普朗特数Pr=0.7、1.0、1.3范围内选取十组工况进行研究。分析流场内固体壁面平均努塞尔数、阻力系数及压降随雷诺数和普朗特数的变化规律,并与经验公式进行对照。结果表明,随着雷诺数和普朗特数的增加,固体壁面平均努塞尔数增加,流场压降增加,流场阻力系数先减小后趋于平稳。最终拟合得到该模型的各参数关联式。为分析系统的储热性能,从热力学第二定律的角度出发,分析了储热单元叁维模型的?传递和熵产特性。计算平均?转移努塞尔数Nu_e、熵产生数N_s以及MF函数随Re数和球体直径d的变化规律。结果表明,Nu_e随Re数增加而减小,其数值由正值减小至0再变为负值。Nu_e=0时存在临界雷诺数值,该值随d的增加而增加,是?传递评价角度下系统运行的雷诺数上限值。熵产生数N_s随Re数的增加先减小后增大,其变化幅度随着d的增加趋于平缓。临界雷诺数值即为最佳运行雷诺数。在研究的小球直径d=10~40mm范围内,当Re<Re'时,选取允许范围内最小直径球体介质进行储热,效率最高。当Re>Re'时,选取允许范围内最大直径球体介质进行储热效率最高。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
祝家银[2]（2019）在《垂直圆管内液态金属湍流混合对流换热的大涡模拟研究》一文中研究指出由于对液态金属流体开展实验研究有一定困难,而目前已有的RANS模型又不适合低普朗特数流体的研究、直接数值模拟存在计算量偏大的问题,因此本文选用大涡模拟方法对较高雷诺数(雷诺数37700)下液态金属铅铋在垂直向上流动圆管中的湍流混合对流换热过程进行模拟。本论文共模拟六种不同浮升力下液态铅铋(普朗特数为0.026)的湍流换热情况,分别是理查森数为0、0.05、0.1、0.15、0.2以及0.4。文中给出并分析了各浮升力下圆管内的湍流统计量,包括速度平均值及其脉动、温度平均值及其脉动、雷诺应力、湍动能及其budget、温度动能budget、摩擦系数、换热系数等。研究结果表明,浮力对垂直圆管内液态铅铋的动量场和温度场的影响不同。随着浮力的增大,圆管近壁面区域流体由于浮力作用被加速,圆管中心区域流速有所降低,在浮力增大到一定程度时,整个管子内的速度呈现出M型的分布;同时雷诺应力随着浮力的增大在数值上逐渐减小,在浮力足够大时出现S型分布,即在中心区域出现负值,但其绝对值是有所恢复的,这表明管内湍流强度随浮力先减弱后增强,通过对湍动能的budget分析,发现浮力通过改变湍流产生项来改变管内湍流场。对液态铅铋温度场而言,随着浮力的增加,平均温度是在近壁面处先有所降低后增大,而在中心区域先有所升高后降低,而温度脉动则是随浮力先减小后增强,通过对温度动能budget分析发现浮力通过改变温度动能产生项改变其温度动能。计算结果还表明无量纲摩擦系数随浮升力的增大而增大,而无量纲换热系数随浮升力的增大先减小后增大。其原因可以通过一种新FIK分解方法进行直观说明。FIK分解表明无量纲摩擦系数的变化主要取决于湍流项贡献及浮升力项贡献变化的相对大小,而无量纲换热系数的变化主要取决于湍流项贡献的变化。最后,本文还采用象限分析方法对混合对流中湍流的产生机理进行了深入分析,研究表明浮升力引起的近壁面处湍流相干结构(慢速的热流体发射和快速的冷流体扫掠事件)减弱是造成湍流削弱的主要原因。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
陈玉爽,田健,朱海华,傅远,王纳秀[3]（2019）在《熔盐圆管内湍流对流换热实验研究》一文中研究指出本文依托高温熔盐(High Temperature Salt,HTS)热工实验回路开展了硝酸盐(KNO3-53%,NaNO2-40%,NaNO3-7%)熔盐圆管内的强迫对流换热特性研究,通过威尔逊修正法获得了熔盐在圆管内充分发展湍流的对流换热系数,将实验结果与公开文献中的5种熔盐的实验结果合并后拟合,获得10 000<Re<50 000和4<Pr<26范围下适用于高温熔盐工质的管内充分发展湍流的实验关联式。另外,为验证熔盐的换热特性是否仍然符合经典关联式的换热规律,将不同种类熔盐工质与经典关联式Dittus-Boelter关联式、Sieder-Tate关联式、Hausen关联式以及Gnielinski关联式进行比较分析,实验结果与经典关联式符合得较好,偏差在25%以内。(本文来源于《核技术》期刊2019年04期）
沙丽丽,巨永林,张华[4]（2019）在《在磁场作用下Fe_3O_4/Water纳米流体湍流对流换热实验研究》一文中研究指出实验研究了不同体积分数Fe_3O_4/Water纳米流体在磁场作用下的水平小圆管内的湍流流动对流换热特性,测量了体积分数为3%的Fe_3O_4/Water纳米流体的沿程压力降并计算了其能量比率,探讨了在磁场作用下纳米流体强化对流换热的机制.实验结果表明:Fe_3O_4/Water纳米流体的对流换热系数随着体积分数的增加而升高,其平均值最大提高了4.3%;在与流动方向垂直的匀强磁场作用下,当磁场强度为23.809和39.682 kA/m时,纳米流体的换热系数几乎没有提高,当磁场强度为63.492 A/m时,换热系数有所提高,其平均值最大提高了3%;Fe_3O_4/Water纳米流体的沿程压力降相对于基液去离子水增加了50%,外加磁场使其进一步增大,并随着磁场强度的增加而增大,当磁场强度为63.492 A/m时增加了11.3%;Fe_3O_4/Water纳米流体相对于基液去离子水的能量比率计算值小于1,说明添加Fe_3O_4纳米粒子没有达到节能的效果.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2019年02期）
丁文杰,郭海兵,黄洪文,郭斯茂[5]（2019）在《湍流模型对瞬态流固耦合换热数值模拟影响分析》一文中研究指出采用ANSYS Fluent程序建立了固体加热功率指数增长的气体冷却模型,分析了瞬态过程中的流动传热特性,通过数值模拟结果与3组实验数据进行对比,研究了标准k-ε模型、标准k-ω模型、过渡SST模型和RSM模型4种典型湍流模型对瞬态过程中流固耦合换热数值模拟结果的影响。通过分析发现:热负载指数提升过程中,热功率一部分用于对流换热,而另一部分仍留在固体内,且热功率提升速率越高,对流换热的占比越低;采用不同湍流模型模拟出的等效表面热流密度均低于实验值,且采用ε类湍流模型的模拟结果与实验数据更接近。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2019年02期）
丁仕成[6]（2018）在《沟槽结构参数对湍流Taylor-Couette流动及其换热特性影响的研究》一文中研究指出本文在国家自然科学基金项目(No.51676086)以及江苏省自然基金资助项目(BK.20161351)资助下,研究了沟槽结构参数对湍流Taylor-Couette流流场分布及其换热特性的影响规律,研究该种流动有利于相关机械的结构优化设计。本文采用PIV(Particle Image Velocimetry)测试了实验模型在不同工况下的流场分布,将其与数值模拟结果进行对比分析,以此为基础获得合适的局部时均化模型,建立了可准确模拟环隙内湍流流场的数值模拟方法。重点研究等温工况和非等温工况下,不同沟槽结构参数模型内的流场分布及其换热特性,掌握了沟槽结构参数对环隙内流场及其传热性能的影响规律,主要成果如下:1.采用PIV方法测量环隙内流场分布,研究了湍流Taylor-Couette流的流场特性,基于网格无关性验证选取合适的网格布置,并将实验结果与数值模拟结果进行对比,建立适合的数值模拟方法。2.在等温工况时,旋转内壁面导致环隙内形成泰勒涡,壁面流体通过射流将动能传递给整个环隙流场。湍流泰勒涡流会影响环隙内各物理量的分布:剪切力、湍流强度及径向速度均呈现周期性波动,且随雷诺数增大,不同周期间的差异逐渐增大。沟槽区域形成的小尺度涡能促进环隙与沟槽区域的流体交换。在一定范围内,内外壁面间的射流强度随沟槽数量和沟槽宽度的增加而增强。3.在非等温工况时,模型内流体的换热方式为热对流与热传导并存且热对流占主导。沟槽结构参数对流场分布、模型换热性能有明显影响:当沟槽宽度、数量增加时,环隙中间位置的径向速度变大,模型的换热性能变强。沟槽宽度的增加能增强模型的换热能力是由于主流区域流体的影响变大及撞击点变浅;而沟槽数量的增加能增强模型的换热能力是因为撞击点变浅及流体因粘性力、摩擦力引起的损耗变小。相比于沟槽数量,沟槽宽度的影响更为明显。4.通过响应面方法对沟槽结构参数进行优化,得到目标函数的回归方程,结果表明:在研究范围内,沟槽数量、无量纲沟槽宽度、内壁面旋转雷诺数及流体普朗特数对内壁面平均努塞尔数均有影响,但雷诺数的影响最为明显,沟槽宽度其次,沟槽数量与流体普朗特数的影响较小。优化后的模型的换热性能相比于原模型提升27%左右。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-06-01）
葛志浩[7]（2018）在《液态金属湍流换热的直接数值模拟研究》一文中研究指出液态金属在新一代核能技术领域中具有非常重要的应用,但低普朗特数Pr的物性使得它们湍流换热的表现与空气、水大不相同,因此需要深入研究其特性。液态金属湍流换热的实验研究困难,提供的数据主要是换热系数、压降等宏观量,无法给出精确的湍流场信息,因此需要借助数值手段。而数值方法中工程应用最广泛的雷诺平均模拟RANS方法使用的湍流热通量模型是针对空气或水的,研究表明这不适用于低Pr数流体研究,无法提供准确温度场信息。而直接数值模拟DNS方法,不采用任何模型并且可以提供精确的瞬时叁维场数据,所以成为本文研究液态金属湍流换热特性的主要方法。本文主要采用DNS方法开展了以铅铋合金LBE为代表的液态金属的湍流换热机理研究。在圆管中重点分析了湍流混合对流研究中浮力辅助流下的换热机理;在后台阶中研究了不同Pr数对强迫对流换热的影响,以及比较了浮力效应在后台阶浮力辅助流和抵抗流中的差异。圆管湍流混合对流研究中发现辅助流下近壁面各量及换热随浮力增大呈现先减小后增强的变化,这主要是由于浮力对平均场的改变导致湍流发生变化。浮力较弱时,壁面热流体加速抑制了湍流边界层中的喷射-扫掠事件,湍流被削弱,甚至出现层流化;随着浮力的进一步增强,流向速度峰值逐渐接近加热壁面,径向分布呈现M型,此时剪切应力反向增大,湍动能产生项增大,湍流增强。相比于空气湍流混合对流,浮力对液态金属流动的影响更显着。后台阶强迫对流显示低Pr数流体的努赛尔数Nu极大值点与再附着点重合;Pr数增大,温度脉动和换热都会增强,它们的极大值位置都会向上游移动;剪切层带来的高强度涡旋冲击是再附区换热增强的主要原因;回流区内湍流热输运的作用比较显着,即使是对于低Pr数流体。恢复区内低Pr数流体的湍流普朗特数Prt分布不均匀,这给液态金属后台阶湍流换热的RANS模拟带来挑战。浮力对液态金属后台阶湍流换热有重要影响。辅助流下浮力加速热流体,使得二次涡增大并超过主涡,壁面摩擦系数增大;回流区缩小,剪切层的缩短使湍流强度整体减弱;主涡向上游携带的热量减少因而Nu数增强;理查森数Ri=0.2时可见浮力的作用开始使近壁面湍流增强。抵抗流下很小的Ri就能使回流区迅速扩大,主涡占据整个回流区,二次涡几乎消失,壁面摩擦系数减小;剪切层拉长使得湍流强度增强;主涡向上游携带热量增加因而回流区内Nu数减弱。此外,基于本文后台阶DNS数据和棒束子通道换热实验关系式,本文还对RANS方法湍流热通量封闭模型进行改进,采用Prt模型取代常数0.85。对不同Prt模型进行比较分析后发现,基于当地流场参数的Kays模型在预测液态金属后台阶和棒束子通道强迫对流换热中具有更突出的表现。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-01）
寇志海,苏雷,袁鑫,李广超,毛晓东[8]（2018）在《粗糙圆管内超临界航空煤油湍流换热特性分析》一文中研究指出给出了国产航空煤油RP-3的叁组分热物性替代燃料模型。采用k-ε湍流模型结合增强壁面处理的方法对超临界压力下航空煤油RP-3在圆形粗糙冷却通道中的流动与换热过程进行数值研究。分析了粗糙元形状、高度以及间高比等因素对其超临界流动和传热特性的影响规律,探究了人为粗糙度强化超临界航空煤油换热的机理。结果表明,人为设置粗糙元能使壁面附近产生局部回流区和旋涡结构,强化煤油与受热壁面间的对流换热。通过合理布置粗糙元结构,能大幅降低圆形冷却通道的壁面温度,有效抑制航空煤油的超临界传热恶化现象的发生。(本文来源于《热科学与技术》期刊2018年02期）
刘栋,丁仕成,周文杰,孙思亮,金亨凡[9]（2019）在《基于PANS模型的湍流Taylor-Couette流及其换热特性》一文中研究指出以同轴圆筒环隙内流体为研究对象,通过多种湍流模型计算结果与PIV测试结果的对比分析,建立了基于局部时均化模型(PANS)的环隙内湍流流场的数值模拟方法.在此基础上重点研究了沟槽模型内湍流流场分布与换热特性,获得不同旋转雷诺数、内外壁面温度梯度对流场分布及其换热性能的影响规律,同时研究了沟槽内涡流的形成机理及沟槽区域流体速度、剪切力及热流密度分布.结果表明:当流场转捩为湍流Taylor-Couette流时,泰勒涡沿轴向呈现无规则波动,并且泰勒涡轴向尺寸随雷诺数及内外壁面温度梯度的增加而增加.径向速度与内壁面热流密度沿轴向的变化趋势表明:径向速度引起的射流作用对内外壁面间热量交换有直接影响;环隙内流体经过沟槽区域时撞击沟槽壁面,在惯性力、黏性力及壁面剪切力相互影响下形成涡流;沟槽区域的速度与壁面剪切力的变化呈现一致性,热流密度的变化与之相反.(本文来源于《排灌机械工程学报》期刊2019年10期）
孙健,谢敏倩,黄章锋[10]（2017）在《分形小通道换热器内湍流与换热特性数值模拟》一文中研究指出建立树状分形换热器通道内湍流流动和传热的叁维模型,采用流、固耦合计算方法对入口水力直径为3.2 mm的矩形截面树状通道内流动与换热进行了数值模拟,获得了湍流状态下分形结构换热器内流体速度和温度分布、压力损失及换热器表面最大温差。在相同工况下,应用尼古拉兹半经验公式对通道内压损进行了理论验证。计算结果表明:分形树状通道结构在湍流状态下形成若干回流使其具有较强换热能力和较均匀温度分布,其换热器表面温差随入口雷诺数增大而减少,流体入口温度对换热器表面温差影响很小;随着入口雷诺数增大通道内压损是增加的,并且数值模拟结果与理论分析结果比较接近,说明采用文中数值模拟方法获得的结果准确可靠。(本文来源于《陶瓷学报》期刊2017年04期）
湍流换热论文开题报告
（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：
由于对液态金属流体开展实验研究有一定困难,而目前已有的RANS模型又不适合低普朗特数流体的研究、直接数值模拟存在计算量偏大的问题,因此本文选用大涡模拟方法对较高雷诺数(雷诺数37700)下液态金属铅铋在垂直向上流动圆管中的湍流混合对流换热过程进行模拟。本论文共模拟六种不同浮升力下液态铅铋(普朗特数为0.026)的湍流换热情况,分别是理查森数为0、0.05、0.1、0.15、0.2以及0.4。文中给出并分析了各浮升力下圆管内的湍流统计量,包括速度平均值及其脉动、温度平均值及其脉动、雷诺应力、湍动能及其budget、温度动能budget、摩擦系数、换热系数等。研究结果表明,浮力对垂直圆管内液态铅铋的动量场和温度场的影响不同。随着浮力的增大,圆管近壁面区域流体由于浮力作用被加速,圆管中心区域流速有所降低,在浮力增大到一定程度时,整个管子内的速度呈现出M型的分布;同时雷诺应力随着浮力的增大在数值上逐渐减小,在浮力足够大时出现S型分布,即在中心区域出现负值,但其绝对值是有所恢复的,这表明管内湍流强度随浮力先减弱后增强,通过对湍动能的budget分析,发现浮力通过改变湍流产生项来改变管内湍流场。对液态铅铋温度场而言,随着浮力的增加,平均温度是在近壁面处先有所降低后增大,而在中心区域先有所升高后降低,而温度脉动则是随浮力先减小后增强,通过对温度动能budget分析发现浮力通过改变温度动能产生项改变其温度动能。计算结果还表明无量纲摩擦系数随浮升力的增大而增大,而无量纲换热系数随浮升力的增大先减小后增大。其原因可以通过一种新FIK分解方法进行直观说明。FIK分解表明无量纲摩擦系数的变化主要取决于湍流项贡献及浮升力项贡献变化的相对大小,而无量纲换热系数的变化主要取决于湍流项贡献的变化。最后,本文还采用象限分析方法对混合对流中湍流的产生机理进行了深入分析,研究表明浮升力引起的近壁面处湍流相干结构(慢速的热流体发射和快速的冷流体扫掠事件)减弱是造成湍流削弱的主要原因。
（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。
湍流换热论文参考文献
[1].王可欣.低导热系数热存储物质湍流换热的数值研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].祝家银.垂直圆管内液态金属湍流混合对流换热的大涡模拟研究[D].中国科学技术大学.2019
[3].陈玉爽,田健,朱海华,傅远,王纳秀.熔盐圆管内湍流对流换热实验研究[J].核技术.2019
[4].沙丽丽,巨永林,张华.在磁场作用下Fe_3O_4/Water纳米流体湍流对流换热实验研究[J].上海交通大学学报.2019
[5].丁文杰,郭海兵,黄洪文,郭斯茂.湍流模型对瞬态流固耦合换热数值模拟影响分析[J].原子能科学技术.2019
[6].丁仕成.沟槽结构参数对湍流Taylor-Couette流动及其换热特性影响的研究[D].江苏大学.2018
[7].葛志浩.液态金属湍流换热的直接数值模拟研究[D].中国科学技术大学.2018
[8].寇志海,苏雷,袁鑫,李广超,毛晓东.粗糙圆管内超临界航空煤油湍流换热特性分析[J].热科学与技术.2018
[9].刘栋,丁仕成,周文杰,孙思亮,金亨凡.基于PANS模型的湍流Taylor-Couette流及其换热特性[J].排灌机械工程学报.2019
[10].孙健,谢敏倩,黄章锋.分形小通道换热器内湍流与换热特性数值模拟[J].陶瓷学报.2017