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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
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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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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
4.
对布置不同结构形式纵向涡发生器的矩形通道内的流动换热性能进行数值研究,并与光通道进行比较。结果表明,涡发生器可强化流体的换热性能。应用场协同理论,对矩形通道内纵向涡发生器强化传热机理进行分析。在相同Re下,全场体积平均协同角较小的矩形通道对应的对流换热系数较大。以JF因子为比较准则,对矩形通道内综合流动换热性能进行比较,发现CFU式三角形翼纵向涡发生器与椭圆支柱组合能够提供最好的综合流动换热性能。 相似文献
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微粗糙壁面上高速气流的流动和传热特性是当前关注的问题。以半无穷长正弦波状板作为微粗糙壁面模型，使用OpenFOAM程序，数值研究不同来流参数和不同波幅的正弦波状板流动。结果表明，在波状壁流动中，壁面热流系数CQ与总阻力系数CD呈现出直接关联，CQ/CD是表征粗糙壁流动与传热特性的关键参数。对于附着型流动，CQ/CD仅取决于粗糙度与边界层厚度之比，即等效粗糙度h；而流动产生分离后，CQ/CD不再随粗糙度变化，仅与波状板相似变化后的位置参量有关。 相似文献
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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
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为了准确测量微管外表面温度场的分布,并解决沿微管轴向导热对微管内部对流换热的影响,本文首次把非接触式测量温度方法引入到微尺度实验中。本次研究搭建了能够进行气体、液体流动与换热的微流动实验台,用蒸馏水作为工质,采用红外成像仪加专用红外放大镜头对微型钢管表面温度场作了可视化实验研究,得到了在Re数不变时,不同加热功率下内直径为168µm和外直径为406µm微型钢管外表面温度场的分布图,进而能得到了沿轴向温度对沿轴向长度的二次导数。建立简化的数学模型,并通过推导获得了沿轴向的导热对内部对流换热的关系式。实验与理论推导结果表明,在微圆管单相流情况下,其轴向的导热对管内对流换热影响很小,可以忽略不计。 相似文献
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本实验以水为工质,对截面尺寸为0.4mm×0.4mm水平布置的不锈钢矩形微槽内流动沸腾进行换热特性和可视化研究.质量流速范围为G＝62.5～187.5kg/m2s,进口温度分别为Tin＝30、45、 60°C.实验结果表明,在较低干度下,换热系数随着干度的增加而增加;干度较大时,换热系数保持不变直至换热恶化.质量流速的增加使换热系数有较大增加,进口温度的变化对换热系数几乎没有影响.可视化研究发现低壁面过热度时,有大量气泡产生;在本实验范围内,微槽内沸腾的流型主要有塞状流和环状流两种. 相似文献
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基于热边界层中断技术,设计了一种新型的带有交错结构的、当量直径为1553μm的微通道,以实现强化换热同时减小流动阻力的目的.以去离子水作为工质,在入口温度、加热功率及质量通量3个控制参数十分相近的工况条件下,在这种含有新型结构微通道的实验段,及含有常规结构微通道的实验段内,进行层流流动与换热的对比实验研究.结果表明,采用新型结构能减小微通道进出口压差,降低摩擦常数,并且能较好地强化换热,降低微通道壁面温度. 相似文献
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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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对海洋摇摆条件和静止条件下超临界流体传热特性进行数值研究。结果表明,摇摆条件对拟临界区流体传热特性的影响远大于对单相流体和远离拟临界区的超临界流体的影响。摇摆条件导致壁面传热系数的周期性振荡,且有助于抑制传热恶化现象。当超临界流体温度远离拟临界温度后,摇摆条件对超临界流体的传热过程的影响显著减小。随着摇摆周期减小或者摇摆振幅增大,传热恶化现象逐渐减弱。 相似文献
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对NaCl溶液静态闪蒸过程的瞬态传热特性进行实验研究。实验中NaCl溶液质量分数为0~0.26，初始液膜高度为0.1~0.4 m，初始过热度为1.5~40℃。结果表明：在不同的闪蒸时期，过热度大小对瞬态传热系数的影响不同。闪蒸的前期瞬态传热系数随着过热度的增加而减小；在闪蒸后期开始阶段，瞬态传热系数随着过热度的增加而增大；在闪蒸后期末尾阶段，过热度对瞬态传热系数影响不明显。瞬态传热系数的峰值随着初始液膜高度和浓度的增大而减小。在实验范围内给出瞬态传热系数的实验关联式，与实验值吻合良好。在闪蒸过程中，瞬态传热系数的大小显著影响沸腾形态的变化规律。 相似文献
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结合有限体积法和有限元法研究U型流道中磁流体的流动特性、传热性能和流道插件的力学性能，发现外加磁场强度、金属流体进口速度以及流道插件导电性能对流道内速度场、温度场及流道插件应力、应变场的影响规律。计算结果表明：当外加磁场增强，出口段流场的温度也相应升高；较高的进口速度可以提高出口段流体的温度；提高流道插件导电性能，速度场将呈现“M”型分布，但出口段温度场变化极小。流道插件危险区域位于过渡段侧壁附近，该处应力随磁场增强而增大，随进口速度升高而降低，随流道插件电导率增大略有提升，但都小于插件材料的许用应力。本工作可为ITER包层的设计提供有价值的参考。 相似文献
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采用实验研究得到针柱接触铝板表面后冷凝液滴的变化情况,分析不同规格针柱在不同时刻接触铝板表面后诱导生成的液滴半径的大小及清理干净区域的半径的变化规律,并测量温度变化,计算得到热流密度及换热系数随时间的变化规律,分析针柱接触铝板对热流密度和冷凝换热系数的影响。 相似文献