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1.
为研究液态金属在磁场和壁面不同导电特性下的自然对流换热规律,对磁场作用下三维封闭方腔内的液态金属自然对流进行了数值模拟. 研究表明:当没有外加磁场时,模拟结果与已有实验结果相符;当存在外加磁场时,三维方腔内的流动和换热出现较大变化. 由于液态金属在磁场中运动产生感应电流,感应电流与外加磁场相互作用产生一个与运动方向相反的洛伦兹力,抑制了流动和液态金属的自然对流换热. 通过绝缘边界和导电边界的研究结果对比表明,壁面导电性能对于磁流体流动和换热产生很大影响. 相似文献
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托克马克装置中面向等离子体部件在不同的位置存在很大的温差，导致面向等离子体部件表面液态金属产生自由对流。以此为背景，实验研究液态金属受横向磁场影响下竖直壁面上的自由对流换热规律。实验采用K型热电偶测量环境与壁面两侧的温度，利用多普勒超声波测速仪测量壁面上的液态金属速度，分析不同磁场强度和加热热流密度条件对竖直平板外表面的流动与换热影响规律。研究表明：竖直平板的局部换热系数与特征长度成反比，即距加热平板起始段越远换热越弱，同时增强加热功率使表面换热系数增加。在强磁场条件下，壁面边界层的流动与换热均普遍被抑制；但是在弱磁场下，增加磁场会强化平板表面的自由对流与换热，根据实验结果发现该转折点出现在磁相互作用数为1~4的范围。 相似文献
3.
核聚变装置限制器有效地屏蔽来自器壁的杂质，排出来自中心等离子体的粒子流和热流。液态金属可以较好地完成这一任务。液态金属具有导热性强、液相温度范围大和易于补充等特性，是未来聚变反应堆面向等离子体部件的主要备选材料之一。限制器的不同位置存在较大的温差，在表面张力驱动下液态金属自由表面形成热毛细对流。该热毛细对流受到聚变堆强磁场的影响。通过建立导电流体自由表面热毛细对流实验系统获得可视化的实验结果，研究温差变化和强磁场参数对导电流体自由表面热毛细对流的影响规律，深入分析该过程对液态金属在未来聚变堆面向等离子体部件的成功应用具有重要意义。 相似文献
4.
聚变堆面向等离子体第一壁需要承受高强度的中子辐照和表面热负荷,普通材料难以满足要求,采用流动的液态金属作为面向等离子体第一壁是一种有效的解决途径。液态金属作为第一壁的关键前提是需要解决其在壁面均匀铺展的问题,以及需要研究在外加磁场条件下液态金属与壁面的换热特性,已有研究表明微槽道表面结构有助于液态金属的铺展。本文以液态金属镓铟锡合金为工质,通过实验研究在外加均匀磁场条件下,液态金属在微槽道中的流动与换热特性以及无磁场条件下液态金属在微槽道中的流动与换热特性,并对比两种不同工况下实验结果的差别,研究磁场对液态金属在微槽道中流动与换热的影响。 相似文献
5.
对于给定的热电制冷器，影响其制冷效率的主要因素是冷热端强化散热方式。以实验的方式就散热端、散冷端分别在强制对流和自然对流状态下，散热器、散冷器及制冷空间的温度随时间变化的规律进行研究。结果表明，在本实验条件下，热端自然对流时，散热器的相对温度持续上升，散冷器的相对温度先下降到最低值然后上升。在实验进行到600 s时，散热器的相对温度为26.05℃，散冷器的相对温度为-3.97℃。热端强制对流使散热器和散冷器相对温度分别稳定在3.20℃和-20.00℃。热端散热风量为最佳值时，散热风扇和热电制冷器的输入功耗和为极小值，此时热电制冷器综合能效最佳。冷端强制对流时，散冷器与制冷空间最大温差由冷端自然对流状态时的7℃降低至2℃，实现制冷空间温度的均匀性。 相似文献
6.
通过数值模拟,研究了温度和浓度梯度为水平方向、内壁和外壁上的温度和浓度保持定值的竖直环形容器内的双扩散对流结构,其中浮升力之比N=GrSGrT=-1,GrS和GrT分别为溶质格拉晓夫数和热格拉晓夫数.首先对环形容器与矩形容器内的双扩散对流状况进行了比较;然后着重分析了在双扩散对流情况下竖直环形容器内壁面处的热(溶质)边界层以及平均传热(质)率Nu(Sh)随Le数的变化情况.结果表明,溶质边界层的厚度随着Le数的增大逐渐减小,而热边界层随Le数的变化不大;与Sh数一直随Le数的增大呈明显的上升趋势不同,当Le>10后Nu数随Le数的变化趋于平缓. 相似文献
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增强型地热系统（EGS）研究对发展地热发电具有重要意义。由于EGS通常涉及多区域多物理场耦合，且井内流动处于湍流状态，在EGS数值模拟中需要正确处理区域耦合、合理模拟井内湍流，并达到足够的计算精度和效率。基于多区域多物理场耦合三维有限元模型，系统研究EGS渗流与传热过程。计算结果表明：1）通过施加正确的连接条件能够实现在EGS不同区域之间的压力场、速度场和温度场的自然耦合；2）多种湍流模型模拟井内流动给出基本一致的压力变化，并且预测井内湍流压降约为层流压降的4倍，但比注水井与生产井之间的总压降小3个量级，因而井内湍流对EGS采热过程总体影响不显著；3）在EGS结构和物性垂向变化、储层中自然对流、井内湍流效应均可忽略的条件下，EGS以水平方向渗流和水平方向对流传热占主导，从而可采用两维模型近似模拟。 相似文献
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二氧化铀是一种稳定的陶瓷燃料,它具有熔点高和物理化学性质稳定的特性,作为核燃料二氧化铀的导热性能将直接影响核燃料芯块内的温度分布和芯块中心的最高温度,分析比较了二氧化铀热导率的实验研究结果和关联式,发现已有实验结果间的差异已经缩小.通过开展非平衡分子动力学模拟分析表明,二氧化铀热导率在中温区模拟较为准确可靠.在低温区时,需对能量输运粒子的动能计算进行量子修正;在高温区,需建立声子能量输运模型、电子气能量输运模型和光子辐射部分的能量输运模型,进一步建立二氧化铀的热导率计算程序. 相似文献
9.
通过实验。我们研究了电场对竖直平板自然对流换热的作用,并且采用激光全息实时干涉法观察和记录流体的温度场。实验表明:当电压为10KV时,(平均换热系数)可增大2.62倍。本文还分析了电场增强自然对流换热的机理,并根据相似理论得到电场增强自然对流换热的准则方程式的一般形式。最后讨论电极的几何形状对强化传热的影响,采用改进型电极发现换热效果进一步提高。当电压为10KV时,电极采用钉钯形,可增大3.42倍,电极采用钉板形,可增大3.95倍以上。 相似文献
10.
磁场中液态金属射流的流动行为研究对聚变装置强磁场环境下液态金属第一壁的实现极为重要。对处于横向水平磁场中的液态金属竖直射流进行三维的直接数值模拟，主要对小We数情形射流在不同磁场强度下的破碎行为进行研究。模拟发现，在磁流体动力学效应下，液态金属射流的稳定性得到明显的增强，其破碎长度随着磁场强度的增大而增长。同时，液态金属射流在磁场中破碎后形成的液滴随着磁场强度的增大而逐渐减小。磁场强度越大，洛伦兹力使射流界面扰动波的波长变得越长。对于较大We数情形，磁场对射流的界面扰动影响更为明显。射流界面处的膨胀波及正弦波扰动由三维变为明显的二维状态，射流的稳定性也因此明显增强。 相似文献
11.
对国际热核聚变实验堆的双冷锂铅包层进行流固共轭传热的三维数值模拟,计算两端不同约束下流道插件FCI结构的热变形和热应力分布,分析对流换热系数和热导率对FCI结构热变形和热应力的影响规律.结果表明,若钢壁与外界的对流换热系数增大,则FCI温度降低,导致热变形和热应力减小;高热导率的FCI材料将使得FCI沿厚度方向温度梯度减小,导致结构的热应力减小. 相似文献
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通过实验研究与数值模拟方法,研究氩气泡在静止非透明金属流体GaInSn中的上升运动. 实验研究使用超声多普勒测速仪测量气泡上升速度. 数值模拟使用湍流两方程模型,采用VOF方法进行界面捕捉. 气泡上升速度的实验结果和数值模拟结果符合较好. 大气泡在液态金属中的上升运动为小幅度水平方向振荡上升. 相似文献
13.
针对一维密闭腔体中过热液体R134a的传热过程建立数学模型,并进行数值模拟研究。对计算区域左边界进行阶跃温差为1 K的等温加热,通过求解可压缩流体控制方程组,成功捕捉到流体内部存在的活塞效应,计算出其当量热导率,并分析过热程度对活塞效应的影响规律。结果表明：过热液体R134a中活塞效应当量热导率显著高于工质自身热导率,利用活塞效应可传递更高的热流密度,并实现更高的传热速率。 相似文献
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ZOU Dong-ping 《江西蓝天学院学报》2007,(3)
采用ANSYS软件模拟不锈钢/铝双金属叠层板在不同压边条件下以及组员金属层不同厚度比的情况下的拉深成形过程,分析研究压边和金属层厚度比对双金属叠层板拉深性能的具体影响。 相似文献
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采用全浮区模型数值研究旋转磁场作用下不同辐射加热温度时熔区内热毛细对流流动特性。研究发现,B0=1 mT的旋转磁场产生的洛伦兹力不足以控制熔区中的热毛细对流,熔体内流场呈现周期性旋转振荡特征,振荡频率随辐射温度的增加而减小,并与Ma数成线性关系。当Ma数较小时,温度场主要由扩散作用决定,呈二维轴对称分布;随着Ma数的增加,熔体中的温度场受对流影响,亦呈周期性振荡,且振荡主频与对流振荡主频相同。保持旋转磁场的频率不变,适当增加磁场强度,熔体内的三维振荡流将转变为准二维的旋转轴对称流,热毛细对流关于中截面镜面对称。对于Ma=21.8、32.9和43.7的熔体,分别施加2、3和5 mT的旋转磁场,熔体中的温度及速度波动被有效抑制。 相似文献