一、一种高效强化传热新技术（论文文献综述）
李论[1]（2021）在《表面肋结构强化管内对流换热特性数值模拟》文中指出强化换热技术对能源合理利用和环境保护乃至人类可持续发展有重要意义。本文基于扰动或破坏边界层强化换热理论提出一种新型强化换热管——带迎流曲面的间断螺旋内肋换热管,并对矩形、半椭形、三角形、圆顶矩形和梯形五种截面形状的间断螺旋内肋换热管在雷诺数处于3200～9600范围内的流动和传热特性进行了数值模拟;结合迹线图和速度矢量图阐明了间断螺旋内肋换热管内流体的运动方式。通过数值计算方法分析了肋基、肋高、螺旋角、头数和肋长等结构参数对换热与阻力特性的影响。结果表明:1)经过对迎流曲面和平直迎流面间断螺旋内肋的计算发现,雷诺数低于4800时,有、无迎流曲面结构对换热与阻力特性影响不大。但在雷诺数大于6400时,迎流曲面的存在能有效减小流体流过间断螺旋内肋始端处的局部阻力,与无迎流曲面结构相比,阻力系数是其60%。2)雷诺数较高（5000以上）时,圆顶矩形截面间断螺旋内肋的强化换热效果最好,努塞尔数是效果最差的三角形肋的1.31倍,之后依次是矩形和梯形、半椭形截面肋,矩形和梯形努塞尔数相近,是三角形肋的1.15倍,半椭形肋是三角形肋的1.06倍。雷诺数小于5000时,矩形和梯形截面肋的综合换热性能系数最大,为2.9～3.0。三角形截面内肋的强化换热效果在雷诺数3200～9600范围内最差,对努塞尔数的提升不及矩形、梯形、圆顶矩形截面肋,同时阻力系数较大,综合性能系数仅有2.0～2.2,比其他截面形状间断螺旋内肋换热管综合性能系数低24%左右。3)模拟得出的迹线图和速度矢量图表明在流体流入含肋段时,在肋的迎流面和背流面处均有效诱导产生涡流强化传热。流体从含肋段流出进入光滑段时,能继续保持轴向旋转速度,强化光滑段传热。在流体旋转速度渐趋于为零时可布置下一组含肋段。4)在结构参数影响换热与阻力特性的研究中发现,肋头数和螺旋角度对换热效果具有重要影响。当肋的头数过多,螺旋角度过大时,肋间流道狭窄,流动阻力增大,努塞尔数和综合性能系数均呈现下降趋势,肋头数为28头的圆顶矩形间断螺旋内肋换热管的努塞尔数和综合性能系数比肋头数为40头的换热管提高了 10%和13%。螺旋角为18°～30°范围内对换热性能的提升效果最佳,综合性能系数为2.9～3.1,继续增大螺旋角度综合作用不大。5)通过结构参数的数值计算得出对管径8.96mm的换热管内布置带有迎流曲面的圆顶矩形螺旋间断内肋,较合适的结构参数为:推荐肋基0.3mm～0.35mm;肋高0.3mm～0.7mm（大雷诺数应选择较矮的肋高）;内肋头数28头;螺旋角18°～30°。选取合适的结构参数经计算,间断螺旋内肋换热管的综合性能系数在雷诺数范围3200～9600 内可达 3.0～3.4。本文所研究带有迎流曲面结构的间断螺旋内肋,强化换热效果好同时阻力损失相对小,对管内综合换热性能有较好的促进作用,为开发新型强化换热管提供了依据。
张东昇[2]（2021）在《乙烯裂解炉管内强化传热特性研究》文中研究表明乙烯裂解炉是石油化工行业中的耗能大户,能否有效提高裂解炉的综合热效率对乙烯生产成本有着极大的影响。本文旨在通过优化裂解炉炉管结构,强化炉管的传热性能,减少管内结焦是提高烯烃收率,降低生产成本的重要途经。本文提出了新型开口螺旋片管,应用于乙烯裂解炉中,强化传热,提升综合性能。本文首先采用数值模拟的方法,详细分析了光管、普通螺旋片管以及开口螺旋片管内流体的流动特性、传热性能,结果表明,普通螺旋片管和开口螺旋片管都能有效提高管内强化传热,并且和普通螺旋片管相比,开口螺旋片管的阻力系数要降低33%～43%。开口螺旋片管的PEC值介于1.0～1.35之间,具有优异的综合传热性能。其次,本文研究了开口螺旋片管的开口间夹角α、开口深度S、径向宽度W以及扭曲比Y对流动传热特性的影响,并通过综合传热性能系数PEC作为衡量指标分析了不同结构下开口螺旋片管的综合性能,除此之外,本文还应用基于Q判据的涡识别方法,分析管内流体的湍流情况以及场协同理论判断管内传热性能的优劣,对其强化传热机理进行了分析。在完成了各结构参数对开口螺旋片管的影响分析后,本文还采用了正交试验设计和遗传算法对开口螺旋片管的四个关键参数进行最优化设计,得到在开口间夹角α=15°时,径向宽度为0.25R,开口深度为0.1R,扭曲比为3的时候,开口螺旋片综合性能最好,并通过MATLAB中的fimicon函数进行了验证。最后,将最优结构的开口螺旋片管应用到乙烯裂解炉中,通过与工业数据相对比验证了模拟的可靠性。随后对加装了开口螺旋片的U型管内流体进行流动传热和裂解反应的耦合模拟,分析处理最终模拟数据,可以发现开口螺旋片管能有效提高裂解炉的热效率和关键产物的收率,具有良好的综合性能。
马煜翔[3]（2020）在《管内内插螺旋弹簧翅片强化传热特性研究》文中研究表明当今,我国社会经济发展迅速,对能源的需求量日益增大,然而,能源的利用率却比较低,能源短缺和随之造成的环境污染成为经济可持续发展、人民生活质量提高的桎梏。在世界范围内,全球各个国家也都意识到节约能源的重要性,纷纷深入开展各种节能技术的研究和开发应用,强化传热技术也因此得到迅猛发展。目前,强化传热技术主要分为对换热管内外表面进行处理、增加管间支撑结构、管内插入物三类。在各种换热管内插物中,内置螺旋弹簧以其不需要改变传热面的形状,制作工艺简单,同时可自由改变弹簧螺距,适用于不同管径的换热管等优点,受到了国内外众多学者的关注。本文在传统内插螺旋弹簧换热管的基础之上,将弹簧截面形状改为正方形,同时将弹簧与换热管内壁面接触,用增大换热面积和破坏流体边界层的方式强化管内换热。建立了螺旋弹簧换热管传热模型,同时为了保证模型的准确性与可用性,本文对所建传热模型进行了网格独立性验证,并将模拟结果与他人结果进行对比,在保证传热模型准确与合理的基础上,用Fluent软件对弹簧换热管的传热特性进行了数值模拟研究,计算并分析了弹簧参数对换热管传热过程的影响机制,通过换热综合性能PEC确定了换热能力最佳时各参数的取值。在弹簧截面形状、当量直径、节距对换热管传热性能影响的研究中发现:正方形截面弹簧换热管换热性能最好,其次为三角形截面,最后为圆形截面,相对于光管,换热系数平均增加1.4倍,1.3倍和1.1倍,压降平均升高11倍,9倍和10倍。节距不变时,螺旋弹簧换热管的换热系数、管内压降均随弹簧当量直径的增大而增大。当入口空气温度为310K,换热管外壁面为500K时,雷诺数在20000～40000范围内,与光管相比,正方形截面弹簧换热管换热系数增加109%～164%,压降增加5～19倍;当量直径不变时,螺旋弹簧换热管的换热系数、管内压降均随弹簧节距的减少而增大,在雷诺数20000～40000范围内,与光管相比,换热系数增加109%～158%,压降增加了8～16倍。换热综合性能PEC随当量直径和节距的增加呈先增大后减少的趋势,在弹簧当量直径为5～6mm,节距为33.5～37mm时,螺旋弹簧换热管换热综合性能达到最佳值,较光管的换热系数增加了138%～143%,而压降则增加了10～12倍。当管内插入多根弹簧时,多根弹簧的共同作用平衡了单螺旋弹簧对流体偏心流动的影响,使流体能沿中心轴呈旋转流动状态,流体的流速随弹簧数量的增加逐渐降低,压降也逐渐减低,速度场逐渐呈现沿中轴线对称的方式分布,流体流动状态逐渐趋于稳定,管内温度场、压力场分布逐渐均匀。当入口空气温度为310K,换热管外壁面为500K时,在雷诺数20000～40000范围内,与单螺旋弹簧换热管相比,四螺旋弹簧换热管出口温度增加了5.77～8.14℃,换热系数增加3.94～11.45W·m-2·K-1,压降下降40.31～157.88Pa,但增加和降低的幅度随着弹簧数量的增加逐渐减弱。对弹簧和叶片混合换热管的研究表明,混合换热管的换热系数较单纯的弹簧换热管和叶片换热管高,当入口空气温度为310K,换热管外壁面为500K时,在雷诺数20000～40000范围内,混合换热管换热系数较光管、弹簧换热管和叶片换热管分别提高了62%,35%和45%;但过多的内置元件使混合换热管的管内压降急剧增加,混合换热管压降较光管、弹簧换热管和叶片换热管分别提高了39倍,3倍和7倍,导致换热综合性能反而比弹簧换热管和叶片换热管低。通过正交模拟发现,换热管换热综合性能随着弹簧节距和当量直径的增加呈现先增大后减少的趋势,随着管内插入弹簧数量的增加而增加。管内插入弹簧数量对换热综合性能影响最大,其次是弹簧当量直径,最后是弹簧节距;并得出换热综合性能最佳时的弹簧参数:节距为37mm,当量直径为6mm,管内插入弹簧个数为4个。
强国智[4]（2020）在《润滑油在内插涡产生器管内流动与传热特性的数值研究》文中研究表明换热器被广泛应用于工业生产的各种换热设备中,它不仅是保证重要工程设备正常运转不可或缺的热能部件,而且在能源合理利用、动力消耗和投资成本减少方面发挥着重要的作用。换热能力是衡量换热器性能的重要指标,如何提高换热器的换热能力是目前热能动力领域的热点研究课题之一。强化传热技术能够显着改善换热器的换热能力,其主要通过增加换热面积、使用内插扰流元件以及改变工质特性来实现强化传热,而采取扰流元件是一种最常见的强化传热技术。基于这一背景,本文利用数值模拟对内插同轴交叉涡产生器的管内润滑油的流动与传热展开研究,并在此基础上提出了规则间隔同轴交叉涡产生器、中空同轴交叉涡产生器模型。详细研究了同轴交叉涡产生器的形状、扭率Y、间距Sn及基带宽度D0等结构参数对管内润滑油的流动与传热特性的影响,同时,研究了规则间隔同轴交叉涡产生器的间距和中空同轴交叉涡产生器的扭率对管内润滑油的流动与传热的影响,可为内插扰流元件型换热器的优化设计提供基础数据。具体研究结果如下:（1）通过对内插不同形状同轴交叉涡产生器的管内润滑油流动与传热的研究,发现涡产生器强化传热的效果由强到弱的顺序依次为:等腰梯形同轴交叉涡产生器、直角梯形同轴交叉涡产生器、平行四边形同轴交叉涡产生器和矩形同轴交叉涡产生器。（2）通过对管内插不同形状同轴交叉涡产生器的研究,发现在沿主流方向x=0.315～0.353m范围内,管内润滑油流动处于充分发展阶段,其平均Nu数按照周期性变化。（3）当等腰梯形同轴交叉涡产生器的扭率和间距固定时,平均Nu数随Re的增大而增大,阻力系数f随Re的增大而减小,强化传热因子JF和管内二次流强度Se均随Re的增大而增大;当Re固定时,其平均Nu数、管内二次流强度Se、强化传热因子JF均随扭率和间距的减小而增大。（4）不同间距率下,规则间隔同轴交叉涡产生器的平均Nu数最大是光管的2.51倍;其阻力系数最大是光管的2.25倍。（5）扭率相同时,随Re的增大,中空同轴交叉涡产生器平均Nu数增大,阻力系数f减小;扭率不同时,中空同轴交叉涡产生器的平均Nu数最大是光管的3.51倍;强化传热因子JF均大于1,表明管内插中空同轴交叉涡产生器能有效强化润滑油传热。
李思宁[5]（2020）在《典型非牛顿流体微通道强化传热特性及机理研究》文中研究说明小型化、集成化和便携化成为当代工业的主导方向,高度微型化和集成化的电子设备往往会在其微尺度内部元件区域内释放大量的热量,可能导致设备的功能失效,因此亟需发展有效手段来提高设备的换热能力。本文的核心思想是引入非牛顿流体在微通道内所表现出的独特流动特性以增强微尺度换热能力,通过选取适合于微尺度流动的典型非牛顿流体作为工作介质,并耦合其它方法例如复杂通道结构、脉动流和声表面波等励起非牛顿流体独特的流动性质,基于此研究了非牛顿流体和其他方法耦合时对微尺度换热效果的影响及其机理。基于主被动相结合的强化换热思想,本文研究了四种不同类型的强化传热方式,具体如下:首先,基于被动强化换热思想,本文实验研究了蛇形微通道内两种典型非牛顿流体的流动传热特性及其机理。实验中牛顿流体为蔗糖溶液,两种典型非牛顿流体为粘弹性流体（聚氧化乙烯PEO溶液）和假塑性流体（羧甲基纤维素纳CMC溶液）。实验结果表明:在维森贝格数Wi=2.4～53.69范围内,粘弹性流体PEO溶液的摩擦阻力系数较CMC溶液和蔗糖溶液显着增加;在相同的格雷兹数（Gz）下,Nusselt数（Nu）较牛顿流体具有显着的增加,表现出了明显的强化传热效果。通过压降特性分析,粘弹性流体强化传热的主要机理为在大Wi下粘弹性流体在蛇形微通道内产生了弹性不稳定和弹性湍流流态,该混沌流态促进了换热强化。随后,通过数值模拟分析了复杂微通道内非牛顿流体流动换热特性和机理。微通道热沉选用歧管式微通道（MMC）和传统微通道（TMC）,非牛顿流体选用幂律流体。数值模拟结果表明:与牛顿流体流动相比,假塑性流体的剪切稀变特性诱发歧管式微通道内的流动产生二次流,从而显着提高传热效率并改善热沉温度分布的均匀性。其次,基于主动强化换热思想,数值模拟研究了脉动流对歧管式微通道热沉中的流动换热特性的影响。脉动流分别选用了随时间呈方波、正弦波和半正弦波式变化的流动。结果表明:与稳态流动相比,入口脉动流动能显着提高通道的整体换热性能;在三种脉动入口条件中,正弦波脉动流动的换热性能最优。通过流场分析发现,脉动流的引入使得流动一直处于未发展流态,促进了通道内二次流或反向流的生成,从而提高了微通道传热性能。最后,为了进一步探索简单通道强化传热技术,数值模拟研究了声表面波驻波（SSAW）对矩形微通道热沉换热特性的影响和机理。结果表明:引入声表面波驻波能极大提高矩形微通道的整体传热性能。声表面波参数对矩形微通道换热性能的影响主要归因于单位面积内输入的声表面波波能,即通道面积越小或施加完整的声表面波驻波个数越多（波长越小）。声表面波强化换热的机理在于声涡流的出现和声流引起的热边界层的破坏。当引入假塑性流体,其剪切稀变特性使流体的粘度在声涡流产生后逐渐减小,流动的阻力也随之减小。在声表面波能量相同的情况下,假塑性流体工况中的声涡流可以获得更高的流速,以及更高的对流换热效率。综上,本文对典型非牛顿流体在微通道内传热特性及其耦合脉动入口流动和声表面波对传热过程影响的规律开展了一系列研究,探讨了不同类型强化换热方式的机理。本文探索适合于微型化设备的高效换热方法,为今后非牛顿流体强化换热在实际工程中的应用奠定基础和具有指导性意义。
蒋二辉[6]（2020）在《强化脉动热管换热特性的实验与理论研究》文中进行了进一步梳理随着微电子科技的发展,电子元件的散热问题严重影响了产品的性能稳定性和使用寿命。脉动热管作为一种高效的相变换热设备,以结构简单、成本低廉、环境适应性强、换热效率高等优点成为解决该问题的有效途径。本文通过实验研究不同操作工况（管径和工质）对脉动热管运行特性的影响,测试了超声波空化效应及其作用时间对脉动热管性能的影响,并模拟不同锯齿结构布置下脉动热管的性能变化。本文主要研究工作和结论如下:（1）设计并搭建了脉动热管综合性能测试平台,开展了以加热功率为基础变量的脉动热管综合性能测试。实验中加热功率范围是5～25W,每5W测试一个工况。结果表明,脉动热管的启动时间因加热功率的增加呈现先减少后增加的趋势,存在最佳的稳定运行功率。此外,脉动热管的换热性能随着加热功率的增大而增加。（2）测试管径对脉动热管传热性能的影响,并将脉动热管的运行分为内外两个循环进行分析。结果表明,脉动热管外循环具有更高的温差,所以外循环优先启动,并带动内循环运行。随着管径的增加,脉动热管的启动和换热性能先升高后降低,当管径为2mm时具有最佳的综合性能。（3）测试管径为2mm下,不同工质（水、甲醇和丙酮）对脉动热管启动特性和传热性能的影响。结果显示,低加热功率下甲醇和丙酮更有利于启动,而水作为工质则较难启动,高加热功率下工质为水的脉动热管具有更好的换热效率。（4）研究超声波的加入对脉动热管综合性能的影响,测试加入超声波前后脉动热管的启动特性、传热性能和单位热驱动换热效率的变化规律。在低加热功率下,超声波能够增加工质扰动和相变效果,加快脉动热管的启动。而在高加热功率下,空化作用使管内气塞量过大导致工质回流量不足,出现“烧干现象”,破坏了脉动热管运行稳定性。研究了启动阶段加超声波、全程加超声波及未超声波三种情形下脉动热管运行状况差异,结果表明仅在脉动热管的启动阶段施加超声波,有利于加速脉动热管启动和稳定运行。（5）针对提出的具有锯齿波纹段脉动热管新结构,数值研究了波纹段的布置位置对脉动热管运行性能的影响。结果表明,新结构脉动热管的传热性能和启动特性优于传统结构脉动热管。当锯齿段布置在热管两端时,具有较低的启动时间,尤其位于冷凝段时具有更低的温差和更大的换热量。
唐荣生[7]（2020）在《V形凹槽矩形微通道流动与换热特性研究》文中认为随着微电子系统快速发展,电子器件趋向于大功率、高集成化,其在高热流下的散热成为一个难题。微通道散热器具有结构紧凑及换热效率高的特点,是解决电子器件散热的可靠技术。本文基于有限体积法,在恒热流及液体层流流动下,通过数值模拟对矩形单微通道底部凹槽进行结构优选、正交试验优化,并综合分析了最优凹槽矩形微通道换热器整体的流动与换热特性。研究过程及结论如下:（1）在矩形单微通道底部设置了V形凹槽、V形倒圆凹槽、矩形凹槽及矩形倒圆凹槽等4种不同的凹槽结构,通过数值模拟对其进行流动与换热特性对比分析。研究表明,在水力直径为0.375mm,雷诺数为110230范围内:凹槽的设置降低了微通道的表面最高温度,可有效的增大换热面积,增强流体的扰动效果,从而强化微通道局部换热。在4种凹槽结构中,V形凹槽矩形单微通道的表面最高温度最低,传热因子及强化传热因子PEC值最大,综合性能最优;与常规微通道相比,其传热因子增大了26.8542.76%,摩擦因子降低12.9622.45%。（2）以表面最高温度为试验指标,设计6因素5水平正交试验来优化V形凹槽结构矩形单微通道。研究表明,V形凹槽矩形单微通道的优组合为:微槽深度为0.2mm、微槽宽为1.2mm、基底厚度为1mm、微槽角度为30°、微槽数量为18个、通道高度为0.8mm。在入口速度为0.30.6m/s范围内,与优化前V形凹槽矩形单微通道模型相比,优化后其表面最高温度降低了28.0641℃,且优化后微通道模型的摩擦因子最小,传热因子最大,强化传热因子PEC的值提高了0.561.08倍,综合性能最好。（3）建立了具有6、12及18个通道的V型槽矩形微通道换热器的三维模型,并对相应命名为MCHD6,MCHD12及MCHD18的换热器进行了流动与换热特性数值分析,利用PEC综合分析其热稳定性。研究表明,通道数量对微通道换热器的性能有重要影响,在雷诺数为224746范围内:MCHD6摩擦因子是MCHD18的3.53.7倍,是MCHD12的2.2682.4倍;MCHD12的底部凹槽强化传热比MCHD6、MCHD18明显,且MCHD12表面最高温度较小,传热温差最大,强化传热因子PEC的值比较稳定,流道分布更均匀。
孙志传[8]（2020）在《水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究》文中认为自上世纪七十年代初以来,重大环境问题的相继出现和能源供需矛盾的日益凸显,迫使世界各国采取严格的资源管理制度以解决能源利用效率不高和过度消耗等问题。然而,能效增长速率的降低和能源需求的稳定增长已经成为全球能源行业面临的重大挑战。目前,延伸表面是商业换热器设计所采用的主流强化传热技术,被用于提升换热器的换热性能并减小设备占地面积。作为最近兴起的三维表面强化换热管,涟漪纹管因其生产制造、日常运营和故障维修成本低廉且管道内部压损相对较低,展现出了优越的经济效益。其中,具有蛇鳞纹阻垢表面基底的新型涟漪纹管（1EHT管）具备更加广阔的发展前景。本文首先对现阶段表面强化换热管的研究进行综述,同时简要总结管内流动可视化的研究工作,并对当前涟漪纹管研究领域的不足之处展开讨论,随后对水平管内饱和对流换热高精度测试系统及其配套的流型可视化实验装置做出介绍。1EHT型涟漪纹管的复合表面结构通过非接触式光学轮廓仪进行测绘,由于涟漪纹管具有三维双侧强化表面,因而需要采用Wilson图解法测定测试管外环形通道内的水侧单相换热系数。测试管的内表面换热系数和主要实验参数的不确定度分别通过传热热阻模型和Moffat误差传递理论计算得到,实验台的热平衡分析和测试段的单相换热系数验证也先后被阐述。本文测试了外径为12.70 mm的光滑铜管和两根1EHTa型涟漪纹管的管内两相换热系数,换热工质为制冷剂R410A,流动沸腾和强迫对流冷凝的饱和温度分别为6℃和45℃。换热系数曲线随质量干度和质量流速变化,数据点对应的流型图像通过高速相机记录,并采用螺纹柱阴影示波法和条纹对比法识别管内流型。本文也介绍了水平管内对流冷凝和流动沸腾换热的主要流型,并使用Xtt-JG坐标图绘制每根测试管的两相流型图,进而阐述水平测试管内两相流型与实验换热系数之间的关联,同时从换热机理上讨论1EHTa型涟漪纹管内表面结构对饱和对流流型变化的影响,最终揭示新型涟漪纹管表面结构的强化换热机理。本文研究中使用MATLAB软件建立计算机脚本,对流型图像进行二值化处理以提取液面轮廓,结合圆管内气液两相分层流动模型,计算出了对应工况下的管内截面含气率,并将实验值与三个经典模型给出的预测值进行对比,从而提出全工况下适用于两根1EHTa型涟漪纹管的截面含气率预测模型。随后根据新型涟漪纹管的两相流型图提出相应的流型转变公式,最终建立适用于两根1EHTa型涟漪纹管管内对流冷凝和流动沸腾的换热系数预测模型。针对测试管进出口干度分别为0.2/0.8和0.8/0.2的大干度变化工况,通过实验详细研究了换热工质、管壁材质、运行参数和几何参数对1EHT型涟漪纹管内两相换热系数和摩擦压降的影响,并结合流型图对各实验变量的影响规律做出总结,为本领域的研究人员在研究其它类型的表面强化换热管时提供经验借鉴。
肖清泰[9]（2019）在《直接接触换热过程中气-液两相流的气泡分布特性研究》文中提出回收和利用冶金等工业过程中的余热资源有助于减少煤炭等一次能源消耗和降低二氧化碳排放,而有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,简称为ORC）就可以回收冶金过程400℃以下的中低温余热进行发电。在ORC系统回收余热过程中,直接接触换热器因为较高的传热效率而备受关注,而此类换热器内部的冷热流体混合特性与由直接接触产生的传热特性存在密切关联。在这项工作中,开展了ORC直接接触换热过程的试验研究,提出了四类基于计算同调群和均匀设计理论的图像分析技术用于准确测量ORC直接接触换热器中特定情况下的流体混合状态。（1）在基于二值气泡流动图像分析气泡流动拓扑结构方面,虽然Betti数法成功实现了两相流或多相流混合均匀性和伪均匀性的定量分析,但是Betti数的计算依赖于图像分割的处理,因此提出了一种基于图像熵理论选择最佳图像阈值化算法的新思路,以实现Betti数的准确计算。随后在此基础之上,进一步分析气泡流动型态的复杂性演化规律和气泡群的局部区域特性。即:一方面,提出了新的目标函数作为ORC直接接触换热过程中气泡流动型态的复杂性演化特征;另一方面,首次引入Repley’s K函数研究气泡群混合瞬态的形状特征参数。（2）在二维空间内气泡未完全粘连的情况下,气泡群处于聚集状态（或称二维空间内局部均匀）与分散状态（或称二维空间内全局均匀）的两类图像可能具有相等的Betti数,这将导致该特殊情形下Betti数法无法对气泡群的混合均匀性实现有效判断。针对此问题,通过引入均匀设计理论中的L2-星偏差,提出了二维方形或矩形和圆形观测区域内表征气泡群混合均匀性的均匀系数（英文名称为Uniformity Coefficient,简称为UC）方法,以准确识别和比较气泡群流动过程中不同混合瞬态的均匀性。（3）为了进一步精准提取ORC直接接触换热器中气-液两相流混合过程的时空特征,将基于L2-星偏差的UC方法扩展至基于改进型星偏差（即中心化偏差和可卷偏差）的UC方法。新的UC方法以坐标形式准确定位气泡空间位置量化气泡群混合均匀性,因此新UC的计算不再依赖于局部偏差函数的选取和处理。另外,通过将气泡群的图像数据转化为数字矩阵,进一步提出利用中心化偏差和可卷定义和表征混合物的均匀性,以在三维空间视角下精准提取多相混合体系的时空均匀性特征。（4）针对气泡群的灰度级图像存在气泡难以明显辨识的问题,引入高等统计分析技术分析和处理记录气泡群流动型态的灰度级图像数据。即:一方面,引入两类假设检验工具（即Kolmogorov-Smirnov检验和χ2检验）,用以判断每对气泡群流动图像是否具有相同或接近的灰度分布;另一方面,引入多元线性回归模型,用以判断气泡群图像采集过程中的光照是否均匀分布;随后,使用非线性方法来确定固定光源的方向和位置,并基于灰度级气泡群流动图像,提出一种新的混合指标用于揭示气泡群流动型态的演变规律。本论文提出了四类基于气泡群流动图像的分析方法,可用于表征和分析ORC直接接触换热器内部气-液两相流混合过程中的流体拓扑结构和气泡群混合均匀性。该研究不仅对于ORC直接接触换热器内部气-液两相流混合过程的参数测试和流型识别具有重要意义,而且还能为提高ORC直接接触换热器的传热性能提供参考依据。
黄书烽[10]（2019）在《三维内翅片管辊轧-犁切挤压复合成形机理及其传热性能研究》文中进行了进一步梳理随着社会经济的发展,我国面临能源安全和环境污染等诸多挑战,节能是缓解能源安全和环境污染的有效手段。管壳式换热器广泛应用于各个工业领域,其传热性能直接影响各领域的能耗水平。翅片管是换热器的核心部件,其性能的优劣决定换热器的换热能力。三维内翅片具有优异的传热性能获得了学术界和产业界的广泛关注,然而,如何高效加工三维内翅片管目前仍是一个难题。针对这一难题,本文提出辊轧-犁切挤压复合成形方法,研发具有圆弧主切削刃和弧形挤压曲面特征的犁切挤压刀具,实现了三维内翅片管高效可控加工。主要研究内容如下:提出三维内翅片管的辊轧-犁切挤压复合成形方法:在辊压成形的二维内螺旋翅片的基础上,犁切挤压成形三维内翅片管。研究了新型的犁切挤压复合成形刀具,该刀具具有圆弧状主切削刃和弧形挤压曲面特征。实验结果表明,该犁切挤压刀具突破了传统刀具主、副切削刃的经典包络原理,使管内表面被犁切开的内螺旋翅片不被去除而被挤压成形三维内翅片。研究了三维内翅片成形的犁切挤压临界深度,并推导出最大允许犁切挤压深度的计算公式。结合实验和有限元成分析,研究了三维内翅片的犁切挤压成形过程。结果表明,三维内翅片的犁切挤压成形可分为三个阶段:初始犁切、挤压、稳定成翅阶段。分析了三维内翅片管各阶段成形过程的各物理场以及刀具参数对各物理场的影响规律。结果表明:三维内翅片在成形过程中,翅根部存在应力集中现象;圆弧半径越大,三维内翅片根部的等效应力越大,并且翅片发生轴向倾斜;采用大挤压角加工,有利于成形直立的三维内翅片。研究了犁切挤压深度和进给速度对三维内翅片几何结构的影响规律。研究发现,三维内翅片高度随进给速度和犁切挤压深度的增加而增大,该变化趋势与理论预测高度变化趋势一致;翅片厚度随进给速度的增大而增大;犁切挤压深度对翅片间距没有影响,该结果跟理论预测公式相吻合。同时,揭示了刀具主偏角、挤压角以及圆弧半径对内翅片几何结构的影响规律。结果表明:内翅高度随犁切挤压刀具的主偏角增大而减小,翅片周向倾斜角度随主偏角度的增大而增加;三维内翅片的翅高和倾角度随挤压角的增大而增大;犁切挤压刀具的圆弧半径越大,翅片高度和倾角越小。研究了三维内翅片管的传热性能。与文献报道的内螺旋翅片管、波纹管和酒窝管等的传热性能对比,三维内翅片管的最大综合传热性能提高了6.9%-30%。相对传统的内螺旋翅片管,三维内翅片管的综合传热性能提高了13.1%,并已成功应用于某着名企业的空气源热泵。为进一步提高三维内翅片管的传热性能,分别提出了三维内翅片管内插树枝状调控结构、多孔纤维调控结构的复合强化传热方案;结果表明,相对单一的三维内翅片管,三维内翅片管内插树枝状调控结构的综合传热性能提高了15.7-86.2%;相对螺旋槽管内插双纽带,三维内翅片管内插树枝状调控结构的综合传热性能是其的2.06倍。相对文献报到的锥形插入物和多纽带插入物,三维内翅片管内插多孔纤维调控结构的综合传热性能提高了33.9%-78.9%。
二、一种高效强化传热新技术（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、一种高效强化传热新技术（论文提纲范文）
（1）表面肋结构强化管内对流换热特性数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 强化传热技术理论基础 |
| 1.2.1 对流换热基本方程 |
| 1.2.2 对流换热的边界层理论 |
| 1.3 对流强化传热研究进展 |
| 1.3.1 强化传热技术分类 |
| 1.3.2 国内外研究现状 |
| 1.4 强化传热评价指标 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 数学模型与求解 |
| 2.1 几何模型 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2 基本控制方程 |
| 2.2.3 湍流计算模型与近壁面处理 |
| 2.3 边界条件与求解设置 |
| 2.4 网格划分和独立性验证 |
| 2.4.1 网格划分 |
| 2.4.2 网格独立性验证 |
| 2.5 计算模型验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 截面形状与排列方式对强化换热效果影响 |
| 3.1 计算结果的处理 |
| 3.2 迎流曲面与平直迎流面对换热与阻力特性的影响对比 |
| 3.2.1 物理模型参数介绍 |
| 3.2.2 对比结果与分析 |
| 3.3 截面形状对换热与阻力特性的影响 |
| 3.3.1 截面形状几何参数 |
| 3.3.2 模拟结果与分析 |
| 3.4 肋排列方式和旋转方向对换热与阻力特性的影响 |
| 3.4.1 肋片排列方式与旋转方向 |
| 3.4.2 模拟结果与分析 |
| 3.5 云图与流场线图 |
| 3.5.1 湍动能云图 |
| 3.5.2 速度矢量图 |
| 3.5.3 流动迹线图 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 肋结构参数对强化换热效果影响 |
| 4.1 肋基的影响 |
| 4.1.1 不同肋基换热管结构参数 |
| 4.1.2 模拟结果与分析 |
| 4.2 肋高的影响 |
| 4.2.1 不同肋高换热管结构参数 |
| 4.2.2 模拟结果与分析 |
| 4.3 螺旋角的影响 |
| 4.3.1 不同螺旋角换热管结构参数 |
| 4.3.2 模拟结果与分析 |
| 4.4 内肋头数的影响 |
| 4.4.1 不同内肋头数换热管结构参数 |
| 4.4.2 模拟结果与分析 |
| 4.5 肋长和轴向间距对强化换热效果影响 |
| 4.5.1 轴向间距的确定 |
| 4.5.2 不同肋长与轴向间距组合的换热管结构参数 |
| 4.5.3 模拟结果与分析 |
| 4.6 迎流曲面长度对强化换热效果影响 |
| 4.6.1 不同迎流曲面长度换热管结构参数 |
| 4.6.2 模拟结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（2）乙烯裂解炉管内强化传热特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 国内外乙烯工业发展概况 |
| 1.1.2 我国乙烯裂解炉存在的问题 |
| 1.2 乙烯裂解炉炉管强化传热技术进展 |
| 1.2.1 换热管数值模拟研究现状 |
| 1.2.2 换热管强化传热实验研究情况 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 裂解炉管内流动传热数学模型建立 |
| 2.1 数值模拟计算模型及方法 |
| 2.1.1 基本守恒定律的控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.2 数据处理方法 |
| 2.2.1 流动传热的关键参数 |
| 2.2.2 场协同理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 3.开口螺旋片管内流动与传热特性研究 |
| 3.1 数值计算方法的设定 |
| 3.1.1 几何模型的建立 |
| 3.1.2 网格划分 |
| 3.1.3 边界条件设置 |
| 3.1.4 网格无关性验证 |
| 3.2 与普通螺旋片管的性能对比分析 |
| 3.2.1 速度场特性及结果分析 |
| 3.2.2 温度场特性及结果分析 |
| 3.2.3 压强特性及结果分析 |
| 3.2.4 纵向涡分析 |
| 3.2.5 协同场分析 |
| 3.2.6 传热性能和阻力特性分析 |
| 3.3 开口间夹角α的流动传热的影响分析 |
| 3.3.1 速度场特性及结果分析 |
| 3.3.2 温度场特性及结果分析 |
| 3.3.3 压强特性及结果分析 |
| 3.3.4 纵向涡分析 |
| 3.3.5 协同场分析 |
| 3.3.6 传热性能和阻力特性分析 |
| 3.4 开口深度S的流动传热的影响分析 |
| 3.4.1 速度场特性及结果分析 |
| 3.4.2 温度场特性及结果分析 |
| 3.4.3 压强特性及结果分析 |
| 3.4.4 纵向涡分析 |
| 3.4.5 协同场分析 |
| 3.4.6 传热性能和阻力特性分析 |
| 3.5 径向宽度W的流动传热的影响分析 |
| 3.5.1 速度场特性及结果分析 |
| 3.5.2 温度场特性及结果分析 |
| 3.5.3 压强特性及结果分析 |
| 3.5.4 纵向涡分析 |
| 3.5.5 协同场分析 |
| 3.5.6 传热性能和阻力特性分析 |
| 3.6 扭曲比Y的流动传热的影响分析 |
| 3.6.1 速度场特性及结果分析 |
| 3.6.2 温度场特性及结果分析 |
| 3.6.3 压强特性及结果分析 |
| 3.6.4 纵向涡分析 |
| 3.6.5 协同场分析 |
| 3.6.6 传热性能和阻力特性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 开口螺旋片圆管结构参数优化 |
| 4.1 正交试验设计和遗传算法介绍 |
| 4.1.1 正交试验法的基本原理 |
| 4.1.2 正交试验法的基本流程 |
| 4.1.3 遗传算法基本原理 |
| 4.1.4 遗传算法基本流程 |
| 4.1.5 正交试验遗传算法 |
| 4.2 正交试验遗传算法结构优化设计介绍 |
| 4.2.1 正交试验设计 |
| 4.2.2 结构优化设计 |
| 4.3 开口螺旋片圆管结构的优化设计 |
| 4.3.1 设计变量 |
| 4.3.2 目标函数 |
| 4.3.3 约束条件 |
| 4.3.4 优化设计数学模型 |
| 4.4 优化结果讨论与分析 |
| 4.4.1 基于遗传算法的优化结果分析 |
| 4.4.2 基于MATLAB的 fimicon函数优化结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 炉管内流动传热与裂解反应的耦合模拟研究 |
| 5.1 模拟工况介绍 |
| 5.2 模型验证 |
| 5.2.1 裂解反应动力学模型 |
| 5.2.2 边界条件设定 |
| 5.2.3 光管模拟结果验证 |
| 5.3 内置开口螺旋片管内裂解产物模拟 |
| 5.3.1 速度分布 |
| 5.3.2 温度分布 |
| 5.3.3 出口产物浓度分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.1.1 单管的数值模拟及结构优化 |
| 6.1.2 裂解炉炉管内耦合数值模拟分析 |
| 6.2 本文创新性体现 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（3）管内内插螺旋弹簧翅片强化传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 强化传热机理 |
| 1.3 强化传热技术综述 |
| 1.3.1 对换热管内外表面进行处理 |
| 1.3.2 管间支撑结构 |
| 1.3.3 管内插入物 |
| 1.4 内置螺旋弹簧换热管研究现状 |
| 1.5 评价指标 |
| 1.6 课题主要研究内容和研究方法 |
| 第二章 螺旋弹簧换热管模型的建立与验证 |
| 2.1 软件介绍 |
| 2.1.1 ICEM简介 |
| 2.1.2 Fluent简介 |
| 2.2 计算模型 |
| 2.2.1 几何模型的建立 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.3 基本假设及数学模型 |
| 2.3.1 模型基本假设 |
| 2.3.2 控制方程 |
| 2.4 初始条件与边界条件 |
| 2.5 计算模型的验证 |
| 2.5.1 网格独立性验证 |
| 2.5.2 模拟结果可靠性验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 弹簧结构参数对弹簧换热管传热作用的影响 |
| 3.1 不同截面形状的影响 |
| 3.2 当量直径的影响 |
| 3.3 节距的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 内插多根弹簧换热能力分析 |
| 4.1 多根弹簧换热管模型建立 |
| 4.2 速度场分析 |
| 4.3 温度场分析 |
| 4.4 压力场分析 |
| 4.5 四种螺旋弹簧的比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 螺旋弹簧与叶片混合换热管传热性能分析 |
| 5.1 螺旋弹簧与叶片混合换热管模型 |
| 5.2 速度场分析 |
| 5.3 温度场分析 |
| 5.4 压力场分析 |
| 5.5 三种换热管的比较 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 各几何参数组合对内插螺旋弹簧换热管传热与压降性能的影响 |
| 6.1 正交法简介 |
| 6.2 正交方案的选取 |
| 6.3 正交优化设计 |
| 6.4 换热管换热综合性能PEC的极差分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（4）润滑油在内插涡产生器管内流动与传热特性的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 强化传热技术发展简介 |
| 1.3 内插件强化传热概述 |
| 1.4 管内插入物强化传热技术研究现状 |
| 1.4.1 扭带型 |
| 1.4.2 涡产生器 |
| 1.5 二次流强化传热 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 数理模型 |
| 2.1 物理模型 |
| 2.1.1 传统涡产生器 |
| 2.1.2 同轴交叉涡产生器 |
| 2.2 数学模型及数值方法 |
| 2.2.1 模型简化及假设 |
| 2.2.2 基本控制方程 |
| 2.2.3 边界条件及求解参数 |
| 2.2.4 网格划分 |
| 2.2.5 物性参数的选择 |
| 2.3 计算方案 |
| 2.4 网格独立性考核 |
| 2.5 数值结果验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 管内插不同形状同轴交叉涡产生器数值计算结果分析 |
| 3.1 管内流体流动及综合换热性能分析 |
| 3.1.1 涡产生器形状对速度分布特性的影响 |
| 3.1.2 涡产生器形状对温度分布特性的影响 |
| 3.1.3 涡产生器形状对平均Nux分布特性的影响 |
| 3.2 涡产生器形状对局部Nulocal分布特性的影响 |
| 3.3 涡产生器形状对二次流强度与对流换热的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 同轴交叉涡产生器结构参数对管内流动与传热特性的影响 |
| 4.1 涡产生器扭率对管内流动与传热的影响 |
| 4.1.1 涡产生器扭率对流动与传热平均特性的影响 |
| 4.1.2 涡产生器扭率对速度分布特性的影响 |
| 4.1.3 涡产生器扭率对局部传热特性的影响 |
| 4.1.4 涡产生器扭率对二次流强度与对流换热的影响 |
| 4.2 涡产生器间距对管内流动与传热的影响 |
| 4.2.1 涡产生器间距对流动与传热平均特性的影响 |
| 4.2.2 涡产生器间距对速度分布特性的影响 |
| 4.2.3 涡产生器间距对局部传热特性的影响 |
| 4.2.4 涡产生器间距对二次流强度与对流换热的影响 |
| 4.3 涡产生器基带宽度对管内流动与传热的影响 |
| 4.3.1 涡产生器基带宽度对流动与传热平均特性的影响 |
| 4.3.2 涡产生器基带宽度对速度分布特性的影响 |
| 4.3.3 涡产生器基带宽度对局部传热特性的影响 |
| 4.3.4 涡产生器基带宽度对二次流强度与对流换热的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 内插规则间隔同轴交叉涡产生器管内流动与传热特性的分析 |
| 5.1 计算模型 |
| 5.2 规则间隔同轴交叉涡产生器对管内流动与传热特性的影响 |
| 5.2.1 规则间隔同轴交叉涡产生器对流动与传热平均特性的影响 |
| 5.2.2 间距率对速度分布特性的影响 |
| 5.2.3 间距率对局部传热特性的影响 |
| 5.2.4 间距率对二次流强度与对流换热的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 内插中空同轴交叉涡产生器管内流动与传热特性的分析 |
| 6.1 计算模型 |
| 6.2 中空同轴交叉涡产生器对管内流动与传热特性的影响 |
| 6.2.1 中空同轴交叉涡产生器对流动与传热平均特性的影响 |
| 6.2.2 扭率对速度分布特性的影响 |
| 6.2.3 扭率对局部传热特性的影响 |
| 6.2.4 扭率对二次流强度与对流换热的影响 |
| 6.3 不同内插件对管内流动与传热特性的影响 |
| 6.3.1 不同内插件对流动与传热平均特性的影响 |
| 6.3.2 不同内插件对局部传热特性的影响 |
| 6.3.3 不同内插件对二次流强度与对流换热的影响 |
| 6.4 不同涡产生器下Num、f、Se与结构参数的拟合关系式 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号表 |
（5）典型非牛顿流体微通道强化传热特性及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.1.3 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 相关领域研究现状及分析 |
| 1.2.1 微尺度下被动式强化传热技术 |
| 1.2.2 微尺度下主动式强化传热技术 |
| 1.2.3 国内外研究现状分析 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 第2章 典型非牛顿流体蛇形微通道强化传热特性实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统 |
| 2.2.1 温度测量系统 |
| 2.2.2 压力测量系统 |
| 2.2.3 实验装置概述 |
| 2.3 流动工质及其物性测量 |
| 2.3.1 牛顿流体及其物性测量 |
| 2.3.2 假塑性流体及其物性测量 |
| 2.3.3 粘弹性流体及其物性测量 |
| 2.4 数据处理和系统验证 |
| 2.4.1 实验数据测量及处理方法 |
| 2.4.2 实验结果不确定度分析 |
| 2.4.3 实验系统验证 |
| 2.5 非牛顿流体的流动特性 |
| 2.6 非牛顿流体的换热特性和机理分析 |
| 2.6.1 粘弹性流体换热特性 |
| 2.6.2 粘弹性流体强化换热机理 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 非牛顿流体歧管式微通道强化传热特性及机理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值计算方法 |
| 3.2.1 物理模型和边界条件 |
| 3.2.2 数值方法及验证 |
| 3.2.3 换热性能参数定义 |
| 3.3 歧管式微通道非牛顿流体换热性能 |
| 3.3.1 歧管式微通道非牛顿流体的流动特性 |
| 3.3.2 歧管式微通道非牛顿流体的换热特性 |
| 3.3.3 歧管式微通道非牛顿流体强化换热机理分析 |
| 3.4 假塑性流体流动传热均匀性分析 |
| 3.4.1 假塑性流体在传统式和歧管式微通道中流动特性 |
| 3.4.2 假塑性流体在传统式和歧管式微通道中传热均匀性 |
| 3.5 进/出口结构对流动和换热的影响 |
| 3.5.1 进/出口结构对流动特性的影响 |
| 3.5.2 进/出口结构对换热特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 歧管式微通道脉动流强化传热特性及机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值计算方法 |
| 4.2.1 边界条件 |
| 4.2.2 数值方法及验证 |
| 4.2.3 换热性能参数定义 |
| 4.3 方波脉动入口对换热性能的影响 |
| 4.4 正弦波脉动入口对换热性能的影响 |
| 4.5 不同类型的脉动入口对换热性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 微通道声表面波强化传热特性及机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值计算方法 |
| 5.2.1 物理模型 |
| 5.2.2 控制方程 |
| 5.2.3 边界条件 |
| 5.2.4 数值方法验证 |
| 5.3 声表面波对牛顿流体换热性能的影响评估及机理分析 |
| 5.3.1 声表面波波长对换热性能的影响 |
| 5.3.2 几何参数对微通道内换热性能的影响 |
| 5.3.3 声表面波换热特性机理分析 |
| 5.4 非牛顿流体对声表面波换热性能的影响评估及机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）强化脉动热管换热特性的实验与理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 脉动热管的简介 |
| 1.2.1 脉动热管的结构及工作原理 |
| 1.2.2 脉动热管传热性能的影响因素 |
| 1.3 脉动热管强化传热研究进展 |
| 1.3.1 物性参数对脉动热管传热性能影响的研究进展 |
| 1.3.2 结构优化脉动热管传热性能的研究进展 |
| 1.3.3 有源强化脉动热管传热性能研究进展 |
| 1.4 研究路线与研究内容 |
| 1.4.1 研究路线 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 脉动热管综合性能实验研究 |
| 2.1 实验系统介绍 |
| 2.1.1 实验系统搭建 |
| 2.1.2 系统参数测量与数据采集 |
| 2.1.3 脉动热管实验特点 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.3 实验步骤及数据处理 |
| 2.3.1 实验步骤 |
| 2.3.2 热性能指标 |
| 2.3.3 不确定度分析 |
| 2.4 管径对脉动热管运行特性的影响 |
| 2.4.1 管径对脉动热管启动特性的影响 |
| 2.4.2 管径对脉动热管传热性能的影响 |
| 2.5 工质对脉动热管运行特性的影响 |
| 2.5.1 工质种类对脉动热管启动特性的影响 |
| 2.5.2 工质种类对脉动热管传热性能的影响 |
| 2.5.3 不同工质的单位热驱动换热效率 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 超声波强化脉动热管运行特性的实验研究 |
| 3.1 超声脉动热管实验系统的简介 |
| 3.2 超声空化效应对脉动热管的综合性能影响 |
| 3.2.1 超声空化强化脉动热管的机理分析 |
| 3.2.2 超声空化对脉动热管启动特性的实验研究 |
| 3.2.3 超声空化对脉动热管传热性能的影响 |
| 3.2.4 超声空化效应对单位热驱动换热效率的影响分析 |
| 3.3 超声作用时间对脉动热管的综合性能影响 |
| 3.3.1 超声作用时间对脉动热管启动特性的影响分析 |
| 3.3.2 超声波作用时间对脉动热管传热性能的影响 |
| 3.3.3 超声作用时间对单位热驱动换热效率的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 脉动热管结构优化的数值研究 |
| 4.1 脉动热管数值计算模型的选择与设置 |
| 4.1.1 计算模型的选择 |
| 4.1.2 控制方程 |
| 4.1.3 边界条件和求解设置 |
| 4.1.4 网格独立性检验 |
| 4.1.5 计算模型的验证 |
| 4.2 锯齿结构强化脉动热管传热性能的数值研究 |
| 4.2.1 几何模型的建立 |
| 4.2.2 脉动热管启动特性结果分析 |
| 4.2.3 脉动热管传热性能的模拟结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及攻读硕士学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（7）V形凹槽矩形微通道流动与换热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究意义及目的 |
| 1.1.1 微通道散热的应用 |
| 1.1.2 微通道强化传热技术 |
| 1.2 微通道国内外研究现状 |
| 1.2.1 微通道流动与换热国内外现状 |
| 1.2.2 凹槽结构矩形微通道国内外研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 2 不同凹槽结构微通道换热性能的数值研究 |
| 2.1 微通道对流换热理论 |
| 2.1.1 微尺度效应 |
| 2.1.2 微通道的划分 |
| 2.1.3 控制方程 |
| 2.1.4 边界层及边界条件 |
| 2.1.5 求解方法 |
| 2.1.6 入口段效应 |
| 2.1.7 流动与传热相关公式 |
| 2.2 不同凹槽微通道模型与网格 |
| 2.2.1 几何模型 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.3 求解器设置及网络无关性检验 |
| 2.3.1 求解器设置 |
| 2.3.2 网格无关性检验 |
| 2.4 微通道模型验证 |
| 2.5 流动与传热特性分析 |
| 2.5.1 流动特性分析 |
| 2.5.2 表面最高温度对比 |
| 2.5.3 传热特性分析 |
| 2.5.4 综合性能分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于正交试验V形凹槽单微通道数值优化 |
| 3.1 微通道正交试验研究 |
| 3.1.1 正交试验理论简介 |
| 3.1.2 正交试验设计 |
| 3.2 正交试验微通道模型与网格 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.3 求解设置及网格无关性检验 |
| 3.3.1 求解器设置 |
| 3.3.2 网格无关性检验 |
| 3.4 正交试验数据与分析 |
| 3.4.1 正交试验数据 |
| 3.4.2 方差分析 |
| 3.4.3 极差分析 |
| 3.5 V形凹槽单微通道流动与传热特性分析 |
| 3.5.1 优化后几何模型 |
| 3.5.2 流动特性分析 |
| 3.5.3 表面最高温度对比 |
| 3.5.4 传热特性分析 |
| 3.5.5 综合性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 V形凹槽矩形微通道换热器数值研究 |
| 4.1 微通道换热器模型与网格 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.2 求解器设置及网格无关性检验 |
| 4.2.1 求解器设置 |
| 4.2.2 网格无关性检验 |
| 4.3 V形凹槽微通道换热器流动与换热分析 |
| 4.3.1 流动特性分析 |
| 4.3.2 表面最高温度对比 |
| 4.3.3 传热特性分析 |
| 4.3.4 综合性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表和完成论文 |
（8）水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热技术的发展 |
| 1.2 表面强化换热管的研究进展 |
| 1.2.1 二维表面强化换热管 |
| 1.2.2 三维表面强化换热管 |
| 1.3 管内流动可视化研究进展 |
| 1.4 当前研究领域的不足 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 2 实验系统及方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 换热测试系统及装置 |
| 2.2.1 水平管内两相流动换热测试系统 |
| 2.2.2 实验测试仪器 |
| 2.2.3 实验换热工质 |
| 2.2.4 新型涟漪纹表面 |
| 2.2.5 表面轮廓测绘技术 |
| 2.3 流动可视化装置及后处理 |
| 2.3.1 管内流型采集装置 |
| 2.3.2 管内流型观测方法 |
| 2.3.3 管内流型图像的后处理 |
| 2.4 实验数据处理 |
| 2.4.1 换热数据处理 |
| 2.4.2 威尔逊图解法 |
| 2.4.3 压降数据处理 |
| 2.5 实验误差分析 |
| 2.6 实验台热平衡测试 |
| 2.7 实验台可靠性验证 |
| 2.7.1 单相换热系数验证 |
| 2.7.2 单相摩擦压降验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 涟漪纹管内对流冷凝换热机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水平管内截面含气率评估 |
| 3.3 水平管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.1 光滑管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.2 涟漪纹管内对流冷凝流型分析 |
| 3.4 涟漪纹管的对流冷凝换热性能 |
| 3.5 涟漪纹管的对流冷凝换热模型 |
| 3.5.1 光滑管冷凝换热模型的评估 |
| 3.5.2 涟漪纹管冷凝换热流型的转变公式 |
| 3.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 涟漪纹管内流动沸腾换热机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水平管内截面含气率评估 |
| 4.3 水平管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.1 光滑管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.2 涟漪纹管内流动沸腾流型分析 |
| 4.4 涟漪纹管的流动沸腾换热性能 |
| 4.5 涟漪纹管的流动沸腾换热模型 |
| 4.5.1 光滑管沸腾换热模型的评估 |
| 4.5.2 涟漪纹管沸腾换热流型的转变公式 |
| 4.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 涟漪纹管的单管换热性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 换热工质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.3 管径对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.4 饱和温度对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.5 管壁材质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.6 涟漪状突起的大小对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.7 涟漪状突起的方向对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）直接接触换热过程中气-液两相流的气泡分布特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题来源与研究背景 |
| 1.1.1 选题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 余热利用与ORC |
| 1.2.2 ORC系统中的直接接触换热器 |
| 1.2.3 多相流体混合的均匀性表征 |
| 1.3 研究意义及内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 ORC直接接触换热试验与建模 |
| 2.1 ORC原理介绍 |
| 2.2 试验装置与设计 |
| 2.2.1 材料与仪器 |
| 2.2.2 试验设计 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 DCHE模型的性能评价 |
| 2.3.2 直接接触式强化换热效果分析 |
| 2.3.3 ORC直接接触蒸发器的传热性能建模 |
| 2.4 气泡的产生与数字图像处理 |
| 2.4.1 分散相液滴的汽化过程 |
| 2.4.2 气-液两相流的图像分析 |
| 2.4.3 数据获取与数字图像处理技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 DCHE内气-液两相流中气泡群的拓扑结构和形状特征 |
| 3.1 气泡流型图像阈值化对Betti数测量的影响 |
| 3.1.1 计算同调群与Betti数 |
| 3.1.2 气泡群图像压缩与EPP |
| 3.1.3 局部含气率验证和Betti数值评价 |
| 3.2 基于Betti数的气泡流型复杂性演化测度模型 |
| 3.2.1 气泡群RGB图像压缩与新目标函数 |
| 3.2.2 阈值、操作变量对混合效果的影响 |
| 3.3 气泡形状特征参数的量化方法 |
| 3.3.1 气泡群的局部区域特性 |
| 3.3.2 Ripley’s K函数及其应用分析 |
| 3.4 气泡形状特征参数与传热性能的耦合分析 |
| 3.4.1 气泡形状特征参数的演化 |
| 3.4.2 流动与传热的协同关系分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于偏差测度DCHE内气泡分布均匀性与混合效率 |
| 4.1 矩形观测区域内的气泡均匀性度量 |
| 4.1.1 Betti数法分析 |
| 4.1.2 新提出的UC法 |
| 4.2 气泡混合时空特征量化 |
| 4.2.1 混合过程演化特征的量化 |
| 4.2.2 气泡局部与全局均匀性的辨识 |
| 4.3 圆形测量区域内的气泡均匀性 |
| 4.4 不同观测区域下的气泡群均匀性度量 |
| 4.4.1 模拟数据与气泡均匀性识别 |
| 4.4.3 敏感性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于二维质心的DCHE内气泡时空均匀性测量方法 |
| 5.1 基于气泡坐标位置量化气泡时空均匀性 |
| 5.1.1 改进型L_2-星偏差(CD和 WD) |
| 5.1.2 基于改进型偏差的均匀性系数 |
| 5.2 直接接触式气-液换热过程气泡时空均匀性量化 |
| 5.2.1 试验案例的视频图像序列 |
| 5.2.2 性质验证与时间复杂度 |
| 5.2.3 数值仿真与试验实例 |
| 5.3 基于坐标位置的混合物三维均匀性度量 |
| 5.3.1 改进型L2-星偏差与模拟验证 |
| 5.3.2 流体混合的图像分析 |
| 5.4 多组份混合物的三维均匀性测度 |
| 5.4.1 CD(t)和WD(t)非线性曲线拟合 |
| 5.4.2 操作条件对模型的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于假设检验与图像统计分布特性的气泡演化评价 |
| 6.1 假设检验与图像分析结合用于气泡演变量化 |
| 6.1.1 统计假设检验工具 |
| 6.1.2 试验结果与讨论 |
| 6.2 基于统计检验和图像分析来量化气泡演化过程 |
| 6.2.1 理论与方法 |
| 6.2.2 试验结果与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 研究结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A.攻读博士学位期间发表的主要成果 |
| 附录B.攻读博士学位期间参与的科研活动 |
| 附录C.攻读博士学位期间发表的发明/实用新型专利 |
| 附录D.攻读博士学位期间所获的主要科技奖励 |
| 附录E.攻读博士学位期间主持或参与的基金项目 |
| 附录F.媒体报道 |
（10）三维内翅片管辊轧-犁切挤压复合成形机理及其传热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表及物理名称 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 翅片管加工技术研究现状 |
| 1.2.1 翅片管分类 |
| 1.2.2 外翅片加工技术研究现状 |
| 1.2.3 内翅片加工技术研究现状 |
| 1.2.4 翅片管加工过程模拟研究现状 |
| 1.3 管内强化传热技术研究现状 |
| 1.3.1 高效换热管强化换热技术现状 |
| 1.3.2 管内插入物强化传热技术现状 |
| 1.3.3 管内复合强化传热技术现状 |
| 1.4 有待研究和解决问题 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究目标 |
| 1.5.3 主要研究内容 |
| 第二章 三维内翅片管辊轧-犁切挤压成形方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 辊轧-犁切挤压成形方法的提出 |
| 2.3 三维内翅片管的辊轧-犁切挤压成形过程 |
| 2.4 内翅片犁切挤压成形刀具设计 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.5.1 加工装置与实验条件 |
| 2.5.2 三维内翅片管加工方法验证及实验结果 |
| 2.5.3 三维内翅片成形特点 |
| 2.6 内翅片几何参数理论计算 |
| 2.7 三维内翅片犁切挤压临界深度 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 三维内翅片犁切挤压成形过程有限元分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内翅片犁切挤压有限元分析模型的建立 |
| 3.2.1 三维几何模型建立 |
| 3.2.2 网格划分及运动边界条件 |
| 3.2.3 工件材料属性及本构模型 |
| 3.2.4 接触与摩擦模型 |
| 3.2.5 内翅片犁切挤压成形的有限元模型验证 |
| 3.3 三维内翅片犁切挤压成形过程分析 |
| 3.3.1 三维内翅片塑性变形分析 |
| 3.3.2 内翅片成形过程各物理场分析 |
| 3.4 刀具参数对内翅片成形的影响 |
| 3.4.1 圆弧半径对内翅片成形的影响 |
| 3.4.2 挤压角对内翅片成形影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 工艺参数对三维内翅片成形的影响规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设备与条件 |
| 4.3 工艺参数对内翅片几何结构影响 |
| 4.3.1 三维内翅片几何参数表征 |
| 4.3.2 进给速度对内翅片几何结构影响 |
| 4.3.3 犁切挤压深度对内翅几何结构影响 |
| 4.4 犁切挤压刀具参数对内翅片几何结构的影响 |
| 4.4.1 刀具主偏角对内翅片几何结构影响 |
| 4.4.2 刀具挤压角对内翅片几何结构影响 |
| 4.4.3 刀具圆弧半径对内翅片几何结构影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 三维内翅片管传热性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三维内翅片管传热实验方案 |
| 5.3 三维内翅片管传热性能测试系统 |
| 5.3.1 内翅片管传热实验测试系统 |
| 5.3.2 数据处理 |
| 5.3.3 测试系统的不确定性分析 |
| 5.3.4 三维内翅片管传热测试系统验证 |
| 5.4 三维内翅片管传热性能分析 |
| 5.4.1 内翅片管传热性能评价 |
| 5.4.2 内翅片管流动特性评价 |
| 5.4.3 内翅片管综合传热性能评价 |
| 5.4.4 与传统内螺旋翅片管对比分析 |
| 5.4.5 与已有研究结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 三维内翅片管复合强化传热性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维内翅片管与树枝状调控结构的复合强化传热性能研究 |
| 6.2.1 树枝状调控结构在光管内强化传热性能研究 |
| 6.2.2 三维内翅片管与树枝状调控结构的复合强化传热方案 |
| 6.2.3 复合强化传热特性评价 |
| 6.2.4 复合流动特性评价 |
| 6.2.5 复合综合传热性能评价 |
| 6.2.6 实验结果与已有研究对比 |
| 6.2.7 三维内翅片管的复合强化换热性能预测 |
| 6.3 三维内翅片管与多孔纤维调控结构的复合强化传热性能研究 |
| 6.3.1 实验测试样品及方案 |
| 6.3.2 孔隙率对复合强化传热性能影响 |
| 6.3.3 直径对复合强化传热性能影响 |
| 6.3.4 间距对复合强化传热性能影响 |
| 6.3.5 与已有研究对比分析 |
| 6.4 两种复合强化管对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、一种高效强化传热新技术（论文参考文献）
- [1]表面肋结构强化管内对流换热特性数值模拟[D]. 李论. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]乙烯裂解炉管内强化传热特性研究[D]. 张东昇. 常州大学, 2021(01)
- [3]管内内插螺旋弹簧翅片强化传热特性研究[D]. 马煜翔. 山东理工大学, 2020(02)
- [4]润滑油在内插涡产生器管内流动与传热特性的数值研究[D]. 强国智. 兰州交通大学, 2020(01)
- [5]典型非牛顿流体微通道强化传热特性及机理研究[D]. 李思宁. 哈尔滨工业大学, 2020
- [6]强化脉动热管换热特性的实验与理论研究[D]. 蒋二辉. 郑州大学, 2020
- [7]V形凹槽矩形微通道流动与换热特性研究[D]. 唐荣生. 青岛科技大学, 2020(01)
- [8]水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究[D]. 孙志传. 浙江大学, 2020(07)
- [9]直接接触换热过程中气-液两相流的气泡分布特性研究[D]. 肖清泰. 昆明理工大学, 2019(06)
- [10]三维内翅片管辊轧-犁切挤压复合成形机理及其传热性能研究[D]. 黄书烽. 华南理工大学, 2019(06)