一、紧凑式两相换热器中管式换热元件沸腾传热实验研究（论文文献综述）
王万鑫[1]（2021）在《R290管内流动沸腾换热特性模拟研究》文中进行了进一步梳理HCFCs类制冷剂具有较高的GWP且ODP不为0,大量使用会引起全球变暖和臭氧层空洞。此前,R22作为HCFCs的代表工质,在制冷空调与热泵领域被广泛使用。R290是R22的典型替代工质之一,热力性质优良。为了更加安全与高效地在蒸发器中应用R290,对它的传热特性进行探究十分必要。本文以家用空调中最常用的翅片管式蒸发器为应用背景,对R290在9.52mm外径的水平光管内流动沸腾换热特性进行数值模拟研究。分析了管内流型、质量流量、热流密度对管内换热、压降与综合换热性能的影响。主要研究工作及结论如下:（1）蒸发温度为0℃,质量流量为60kg/（㎡·s）-360kg/（㎡·s）时,管内相变换热模拟结果与实验结果吻合良好。相变过程平均换热系数值与实验值的平均偏差为8.8%,压降值与实验值的平均偏差为22.7%。模拟得到的管内流型与Baker流型图较为吻合,饱和液体工质从入口处流动到出口处,依次得到了泡状流、块状流、弹状流、拉长弹状流和搅拌流。（2）圆管进口的起泡距离随热流密度的增大而减小,随质量流量的增大而增大。质量流量和热流密度通过影响流型来影响圆管传热。质量流量较低时,两相形成明显的分层分布,气相在顶部,液相在底部。圆管上方的气膜会严重阻碍圆管的换热效果,管道下端壁面的换热效果要优于上端。（3）质量流量、热流密度和干度的增大都会带来局部换热系数和压降损失的上升。弹状流和搅拌流阶段的压降损失增幅大于泡状流阶段的压降损失增幅。（4）综合性能因子可以表征传热与流动阻力的相对大小。质量流量和热流密度的升高都会使流动沸腾的平均换热系数提高,其中,提高热流密度会使综合性能因子上升,热流密度每上升1%,综合性能因子提升2.23 W/m2·K·Pa,质量流量每增大1%,综合性能因子会降低5.26 W/m2·K·Pa。在对翅片管式蒸发器中的传热管进行传热优化时,应当先从热流密度的角度去考虑。
李文霄[2]（2021）在《真空下相分离管内蒸汽冷凝传热特性实验研究》文中提出冷凝传热是一种高效的相变传热过程。强化冷凝传热,可实现冷凝器小型化,降低海水淡化系统的投资成本;强化冷凝传热,可降低热功转化系统的冷端参数,有助于提升能源转换效率,更好地服务于碳达峰、碳中和需求。现有的强化冷凝传热技术主要沿用单相传热强化思路,包括管内扩展受热面、管内插入物等。本课题组提出了流型调控,即“相分离”的思想,在冷凝管内悬空插入丝网膜管,开发了一种新型相分离冷凝器。前期研究主要针对ORC系统有机工质冷凝传热的强化,开展了常压及中高压下水平管内的可视化及冷凝传热实验,验证了丝网膜管对汽液两相流的调控作用及传热性能的强化效果。本文主要针对火电厂热力机组的冷凝系统,在真空状态下对竖直管内水蒸汽的冷凝进行了研究,不仅探讨了丝网管对传热性能的影响,还关注了丝网管对汽液两相流动阻力及两相流动不稳定性的影响。首先,在竖直光管内进行了水蒸汽的冷凝换热实验,管内径为14.83 mm,管长为1000 mm。为契合火电厂凝汽器设备的优化发展,本实验工况选取:实验段入口压力Pin=7～25 kPa,对应饱和温度Tin=40～65℃,蒸汽质量流速G=5～20 kg/m2s,实验段入口干度xin=0.5～0.8,冷却水质量流量mc=50～300 kg/h。根据换热管内汽液两相流流动形态可将实验工况划分为两类:以弹状流型为主的液泛工况和以环状流型为主的环状流工况。液泛工况下,换热管内汽液两相在界面剪切力、摩擦力及重力的作用下发生液泛,流动不稳定,实验段入口温度、管壁面温度发生周期性波动,导致传热恶化,压降增加;环状流工况下,换热管内温度分布均匀,传热系数随着蒸汽质量流速及入口干度的增加而增大。为了改善管内冷凝传热性能,在竖直管内插入三种不同结构参数的不锈钢丝网管,表面孔径分别为15 μm、200 μm、350 μm,其中,插入孔径200 μm的丝网管,传热及压降综合性能最佳。换热管内的流动区域被分成两部分:丝网管与管壁面间的环隙区、丝网管内部的核心区,调控了换热管内汽液两相流的分布。液泛工况下,由于丝网管表面微孔结构毛细力,冷凝过程中的汽弹被挤入环隙区流动,使环隙区空隙率增加,壁面液膜减薄。通过可视化实验观察到,当长汽弹流过丝网管时,由于丝网管内外存在压差,在丝网管入口处汽弹会发生断裂,汽弹周围的液膜被更多地吸入核心区,避免了在换热管内积聚而压迫汽弹改变流向,液泛得以消除。液泛工况下内插丝网管相分离管具有以下效果:（1）抑制了液泛的发生,温度波动最大减小了 79.17%;（2）强化了蒸汽冷凝传热效果,最大强化效果可达7.47倍;（3）降低了管内汽液两相流的摩擦压降,最大降低48%。环状流工况下,丝网微孔对液体的“吸引”作用,将环隙区冷凝液吸入核心区,减薄了管壁面液膜,强化了冷凝传热,最大强化效果达1.77倍;由于插入物减小了管内汽液两相流通面积,摩擦压降增加,综合考虑,传热压降综合因子PEC>1,表明环状流在插入丝网管的相分离管中传热性能得到了改善。本文证实了丝网管对竖直管内弹状流型和环状流型的调控效果,解决了汽液相变传热存在的三方面问题:传热性能需提升、两相流动阻力大、两相流流动不稳定性,提高了冷凝传热设备的能源转换率,对实际工业应用有指导意义。
岳清雯[3]（2021）在《基于热-流-固耦合的核主泵螺旋管热交换器换热特性研究》文中研究说明核主泵是核电站的“心脏”,是核岛内唯一的旋转设备,要求其能长期无故障稳定运转,是我国目前未能自主研制的核电系统关键设备之一。螺旋管式热交换器由于其结构紧凑、换热性能好、不易结垢等优点而广泛用于轴封式核主泵,其换热特性对核主泵系统安全稳定运行起着至关重要的作用。本课题结合四川省科技计划项目（2017Y0047）和企业委托项目,采用数值模拟的方法对螺旋管式热交换器在热流固耦合作用下的流动和强化换热性能进行研究,在此基础上对耦合换热的热交换器进行了多目标优化设计。建立了同时考虑换热、阻力和综合传热因子三个指标的评价体系,对热交换器壳侧的雷诺数、螺旋管的螺距和螺旋管径进行了多目标的参数优化,为该类热交换器的优化设计奠定了技术基础。本文的主要内容及结论如下:（1）单层螺旋管流动换热性能研究。通过构建不同几何参数下的单层螺旋管三维模型并进行数值模拟,以热交换器的相关性能评价系数对单层螺旋管的强化换热进行了综合换热性能分析。研究结果表明:在本文所研究参数范围内,螺旋管径di和入口质量流量对螺旋管的换热系数有显着影响,螺距Pt影响较小。在螺旋管换热性能评价中,努塞尔数Nu随雷诺数Re的增大而增大,随管径di和螺距Pt的增加而减小;管内流体阻力系数f和综合换热性能PEC则与雷诺数Re和螺距Pt呈负相关,与管径di呈正相关。（2）核主泵螺旋管式热交换器的耦合换热性能研究。在不同的壳侧进口参数及螺旋管几何参数下,对热交换器管侧和壳侧的流动换热特性进行分析,获得螺旋管式换热器内流动与强化换热性能的规律。研究结果表明:在管侧的质量流量及温度一定时,增加壳侧入口质量流量,管侧及壳侧的流体出口温度均上升;增加螺旋管径,管侧出口温度升高,壳侧出口温度有所下降。同时,壳侧努塞尔数Nuo随壳侧雷诺数Reo和管径di的增加而增加,壳侧阻力系数fo随Reo和di的增大而减小,热交换器的效率随Reoo的增大而降低,随di的增大而增大。（3）针对耦合传热的核主泵螺旋管式热交换器进行多目标优化。采用Box-Behnken设计对螺旋管式热交换器以壳侧雷诺数、螺旋管螺距和螺旋管径三个响应因子进行分析,制定了三因子三水平试验方案。通过响应曲面优化法对换热性能、阻力性能和综合换热性能三个目标建立二阶回归模型及高精度拟合,并对换热性能、阻力性能和综合换热性能三个目标函数进行敏感度分析和进行寻优,获得最佳设计和工艺参数。当核主泵螺旋管式热交换器壳侧的雷诺数Re为13108.436、螺旋管螺距Pt为16.123mm、螺旋管径di为10.392mm时,能保持较高的壳侧努塞尔数、较低阻力性能和较好的综合换热性能。本课题的研究成果已用于合作企业的轴封式核主泵产品优化过程,解决了工程实际问题,证明采用的研究方法和技术是可行和可靠的。
唐苇羽[4]（2021）在《水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究》文中研究指明强化传热在工业和学术界一直备受关注,环保及能效标准的提高对强化传热技术的效率与可靠性提出了更大的挑战。在制冷和电子散热领域,相变传热是一种广泛应用的热管理手段。目前微/多尺度复合强化表面在相变过程中的热力特性及其作用机理还不清晰,而这对不同结构的性能预测与进一步优化至关重要。本文对常规通道内,多种单一和复合强化换热方式的对流冷凝和流动沸腾换热-阻力特性开展实验探究,得到其换热机理;然后采用数值模拟以及数据统计方法探究表面结构对内螺纹管内热力特性的影响,并预测其随工况的变化规律。实验结果表明在对流冷凝换热方面,人字沟槽/涟漪纹强化管在测试工况下均具有最高的冷凝换热系数,可达相同工况下光滑管对应值的1.4–1.74倍。这是由于人字沟槽结构能够有效减薄沟槽交汇处的液膜厚度,而涟漪纹结构会促进流体湍动并降低突起顶部液膜导热热阻。变干度工况下的测试结果表明,在较低质量流速下光管内的换热主要由管顶部的膜状冷凝换热主导,因此换热系数随着干度变化缓慢;而在较高质量流速和干度下,对流冷凝换热作用愈发突出,换热情况则随之逐渐改善。在这两种强化管内,冷凝换热则在整个测试范围都与质量流速呈明显正相关,尤其是人字沟槽/涟漪纹管,这得益于强化结构对对流换热的显着强化作用。本文引入三维表面的面积扩展因子,提出新的换热关联式,该模型能够准确预测复合强化管换热特性。在摩擦压降方面,人字沟槽/涟漪纹强化管的摩擦压降强化倍率可达1.30–1.63;沟槽深度或涟漪纹高度与管径比值被简化为粗糙度考虑,并被嵌入到摩擦系数计算中。验证结果表明,通过该方式,所有数据点的预测偏差均在±20%偏差范围内。流动沸腾换热方面,大干度区间下随着质量流速和热流密度的增加,强化管的换热强化倍率逐渐增加;在质量流速小于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/涟漪纹管的换热性能最优;而在质量流速大于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/微细粗糙管的换热性能则迅速上升。在较低质量流速下,壁面浸润不充分导致周向换热不均,上下壁温差与管内流型分布间存在强相关;光管内的流型预测分布图与壁温差和换热系数变化规律吻合较好。随着干度上升,光滑管和人字沟槽/微细粗糙管内换热系数先迅速下降而后趋于平缓,管顶部在该区间内的换热系数明显低于管底部;而在较高质量流速下,人字沟槽/涟漪纹管内换热系数随干度呈现“V”形转折,结合壁温差可得在转折点附近管顶部换热明显改善,顶部与底部壁温差值趋近于零,这是由于表面强化结构使得表面充分浸润,进而导致波状流/环形流提前转变。在此基础上,本文考虑表面结构的影响修饰壁面浸润角,分别提出适用于光滑管和复合强化管的换热关联式。采用数值计算方法开展小管径内螺纹管内环状冷凝换热特性的研究,结果表明换热系数与干度和质量流速呈正相关,而随着饱和温度的上升下降。在相同工况下,齿顶角较小的内螺纹管内齿间空间更大,对应管内等效液膜厚度更小,因此在高干度下其具有较高的换热系数且换热系数随干度增加增幅较大;而较大的齿高不仅能带来较高的面积扩展比,还可减薄齿尖附近的液膜,增加流体气相和液膜核心区域湍流粘度,因此其齿尖附近局部换热系数远大于齿高较小的内螺纹管。在环形流换热区域内,在离心力作用下管壁四周液膜厚度分布较为均匀。冷凝换热中相变传质仅发生在相界面附近,其中在齿顶附近传质最剧烈。相应地,齿顶区域换热系数在完全环状流中要远大于齿底部分。而在内螺纹管流动沸腾换热-阻力预测方面,经对比评估后发现现存关联式都无法在较宽管径范围内对多种环保工质的热力特性得到满意的预测效果。在考虑不同尺寸通道内质量流速和热流密度等参数的影响差异后,临界齿根直径与等效热流密度被引入到新换热关联式中。新换热模型对数据集具有最佳预测能力,平均绝对偏差仅为18.2%,且在不同来源数据点对比中均能较好刻画各参数作用。现存摩擦压降关联式被修饰以正确反应局部区域干度的影响,得到的关联式预测性能大大于其他现存模型。最后为验证上述两个关联式,通过实验得到多根不同参数情况下,微翅片管内换热-阻力特性的相关数据并进行对比,结果表明所有测试点的预测偏差均在±30%范围内。
黎艳[5]（2020）在《液氮温区肋表面强化冷凝传热特性的数值模拟与实验研究》文中研究表明大型煤化工、钢铁等行业对氧氮为代表的工业气体需求持续增长,促进低温空分装备向大型化、低能耗化和智能化方向发展。主冷凝蒸发器作为空分装置中的关键设备之一,提升其换热性能对于空分系统整体的节能具有重要意义。当前,主冷强化传热的研究主要集中在液氧蒸发侧,氮蒸汽冷凝侧的研究相对缺乏。低温下冷凝侧热阻与蒸发侧相当,因此采用有效的冷凝传热强化方法对于提高主冷换热器的性能具有同等重要的作用。强化冷凝传热主要是研制各种强化换热的表面,肋表面可有效提高冷凝换热效率,该方法已在多种常规流体冷凝中得到验证和应用。然而由于低温工质与常温工质物性的差异以及冷凝工况的差异,肋表面在低温冷凝强化中的适用性及传热效果需要进一步研究。受限于低温试验对绝热、密封要求较高,低温测量难度较大,数值模拟软件模拟低温相变收敛困难等难点,低温冷凝强化的实验数据仍然缺乏,仅有早期针对列管式冷凝蒸发器的纵槽管强化冷凝传热研究。如今列管式冷凝蒸发器已普遍被板翅式换热器所取代,因此,可以考虑通过在换热表面和扩展表面（板翅式换热器中翅片）都可加工的微小尺度肋片来实现冷凝性能的进一步提升。为揭示肋片强化低温冷凝微观的传热与流动机理,探索肋表面强化冷凝换热效果与肋几何尺寸的关系,本文主要开展了以下工作:1、通过数值计算比较了平板表面和肋表面的冷凝换热性能,验证了肋表面对强化氮冷凝的有效性。基于ANSYS FLUENT建立了竖直方向平板和肋板氮蒸汽冷凝的三维模型,利用多相流VOF模型追踪气液界面,引入表面张力CSF模型考虑在重力和表面张力的共同作用下冷凝液的流动情况,并与实验结果进行了对比验证。在1.5 K的冷凝传热温差下,肋表面（H=0.6 mm,P=1 mm）的平均换热系数约为平板表面的2.6倍。2、通过分析肋表面氮蒸汽冷凝的热力学过程,从微观角度揭示了肋片强化低温冷凝的传热与流动机理。在前期建立的数值模型基础上,进一步定量分析了界面面积、液膜减薄及排液能力对低温冷凝的影响,主要考察了液膜厚度分布、传热系数分布及速度分布等。结果表明:液膜减薄是强化冷凝传热最主要的因素,相比之下肋片引起的界面面积增加对强化冷凝传热的贡献几乎可以忽略不计;液膜较薄的波峰区域是传热的主要区域,液膜较厚的波谷区域是排液的主要区域。3、以氮为工质进行了低温冷凝强化实验研究,验证了数值模型的有效性,探索了肋表面强化冷凝换热效果与肋几何尺寸的关系。设计搭建了换热表面可拆换的低温冷凝测试实验平台,获得了不同强化表面的传热数据,分析了肋高、节距、温差及肋型对传热系数和冷凝负荷的影响。在实验工况范围内,肋表面平均传热系数是平板表面的2-8倍,肋表面（H=0.3 mm,p=2 mm）冷凝传热性能最佳,对肋强化结构的实际应用及优化设计具有重要的指导意义。
张帅[6]（2020）在《HeⅡ系统负压换热器实验及优化理论研究》文中认为随着低温工程技术的发展,超流氦系统越来越多的应用于科研及工程中,在高能粒子物理、核科学技术等领域发挥着重要作用。负压换热器是超流氦系统中用于负压氦蒸汽与液氦之间传递冷量的设备,作为超流氦系统的关键设备,其传热及流动压降性能的表现对超流氦系统的整体性能有着重要影响。负压换热器具有工作介质传热温差小、工作温度低、且处于负压工况中的特点,但制冷系统对其换热性能和流动压降有较高的要求。这一矛盾的存在,使得开展负压换热器的精确设计和优化研究具有十分重要的意义。本文针对负压换热器的性能测试及优化理论展开研究,工作内容主要包括:设计并搭建超流氦负压换热器实验平台。从超流氦系统原理出发,对负压换热器实验平台进行流程设计。针对超流氦系统的特殊要求,对实验平台绝热方案,结构及测控系统进行设计,使其满足低漏热及高测量精度的要求。针对实验平台调试中出现的热声振荡及气阻现象进行了结构及实验流程的优化。结果表明实验平台可以实现极限流量小于1.5g/s,极限压力小于3000 Pa的工况下的换热器性能实验,且实验工况下温度测量精度小于2%,氦池漏热小于1W。针对新型翅片绕管式负压换热器及板翅式负压换热器展开实验研究。利用热阻分析法建立换热器传热模型,并对计算模型进行简化,依靠负压换热器低温实验平台进行实验研究。根据实验结果建立不同换热器关于传热因子j及摩擦因子f的实验关联式。采用分布参数微元法建立换热器计算模型。以绕管式换热器为研究对象,利用分布参数微元法建立换热器计算模型并进行求解,并将实验结果与计算结果进行对比,对分布参数微元法进行验证。对负压换热器优化方法及优化变量展开研究。以交错流板翅式负压换热器为研究对象,采用修正熵产数及火积耗散数作为优化目标函数,分别利用单目标优化遗传算法SEGA及多目标优化遗传算法NSGA Ⅱ对换热器进行优化计算。通过结果的对比,得到不同目标函数对换热器优化结果的影响。在此基础上首次将分布参数微元法与NSGA II结合,以板翅式负压换热器为研究对象,以修正熵产数为目标函数,利用板翅式负压换热器实验关联式对其进行优化计算。在求解中根据不同的初始参数,通过多次迭代得到板翅式换热器的温度场。利用多目标遗传算法得到Pareto解后,利用TOPSIS策略得到最优解。
刘仲谦[7]（2020）在《空气源热泵中换热过程的强化研究》文中指出在高品位能源日益宝贵的现状下,热泵因为具有污染小,节能高效,使用方便等优点,所以近年来在建筑暖通、能源、替代集体锅炉等方面得以被广泛采用。随着热泵设备控制系统智能化的发展,冷凝器和蒸发器效率的发挥成为热泵能效的突破口。以往翅片管式换热器的研究多为平直翅片,但在紧凑空间下受空气导热性低的制约;同时对于套管换热器设备的研究,相变传热的特殊性使其成为新的研发趋势。本文提出四种开缝形式结构并进行实验和流体力学计算;而针对螺旋波纹管冷凝器,提出一种强化型再分布器结构。本文主要研究及结论为:（1）实验研究了不同进口风速条件下,翅片管换热器的传热和阻力特性;建立不同开缝形状和尺寸的强化型翅片管模型,研究了翅片管蒸发器中翅片间距等结构参数的影响。对于平直翅片和具有开缝扰流结构的强化型翅片,研究在一定空气流雷诺数范围内,空气侧对流传热系数和单位压降的变化情况。对比了开缝强化型结构对翅片管表面流场的影响,并根据60组不同规格的翅片管结构进行传热和阻力特性关联,得到了努塞尔数Nu和摩擦系数f的无因次关联式。（2）对不同外径的八头螺旋波纹管,在不同流量和冷凝温度下进行实验研究;研究了该结构换热器中套管内侧的对流传热系数并拟合出管程努塞尔数Nu的关联式。通过外推法研究换热器壳程中制冷剂工质进口过热度、壳程流量、以及管径等结构和操作参数对壳程冷凝传热和阻力特性的影响。通过总传热系数研究两侧不同雷诺数下冷凝热阻的变化情况。（3）研究了螺旋波纹管相变分布情况,并根据液相制冷剂三维分布情况建立再分布器强化结构模型,通过Fluent等处理软件得出不同管径和再分布间距下,冷凝器壳程传热和阻力特性的变化情况。通过Tecplot等后处理平台分析强化管的局部努塞尔数,研究强化结构对三维流场的微观影响。基于场协同原理对强化前后的翅片蒸发器进行温度场和速度场梯度分析,通过三维结构积分云图研究近开缝处的场协同角分布情况。根据换热器综合评价因子PEC分析不同再分布器间距下螺旋波纹管,以及几种不同结构参数下的开缝翅片管的综合性能。
刘欣欣[8]（2020）在《CO2微通道平行流蒸发器数值模拟分析》文中提出CO2自然工质制冷剂替代氯氟烃（CFCs）和氢氯氟烃（HCFCs）一直是人们研究的热点。近年来在汽车空调及热泵技术领域,CO2跨临界循环系统的应用取得了很大进展。作为CO2跨临界循环系统中的重要组成部分,微通道平行流蒸发器是决定其系统性能的重要零件。因此研究微通道平行流蒸发器对汽车空调行业具有重要意义。本文以CO2微通道平行流蒸发器作为研究对象,采用Fluent软件对其微通道扁管侧及百叶窗翅片侧流动传热特性进行研究。主要研究工作和成果如下:（1）通过将编写的CO2蒸发UDF程序导入Fluent中,对其在平行流蒸发器微通道扁管中的蒸发传热特性进行模拟研究。结果表明:CO2在扁管内蒸发依次经历间歇流、环状流、雾状流;随着质量流速的增大,CO2蒸发传热系数提高,蒸发干涸点干度减小,质量流速G=500 kg·m-2·s-1时对应的换热系数最大,最大值h=14436 W·m-2·K-1;随着热流密度、蒸发温度的增加,CO2蒸发传热系数增大,蒸发干涸点干度减小。（2）采用Fluent软件对百叶窗翅片侧进行研究,建立空气与翅片耦合的三维模型,探讨空气流经百叶窗翅片时速度、温度、压力的分布规律。结果表明:随着迎面风速增大,流动阻力增加,空气流动效率提高,偏转流经百叶窗翅片间的空气增多;随着空气沿翅片流动,空气温度降低,前半部分翅片的换热性能大于后半部分翅片;随着迎面风速增大,空气进出口的温差减小,v=1.0 m·s-1时进出口温差为9.7 K,v=3.0 m·s-1时进出口温差为5.2 K。（3）提出一种新型变截面百叶窗翅片,并采用Fluent软件对其流动和换热特性进行研究,探讨结构参数对其内部的流动与传热特性的影响,并以综合性能因子JF最大为目标进行了结构参数优化。结果表明:与传统的矩形翅片相比,该新型变截面百叶窗翅片的传热因子j提高了7.3%,阻力因子f增加了2.6%,综合性能因子JF提高了7.65%,整体性能优于传统矩形翅片换热器;当曲率数R*=0.51、百叶窗角度?（28）27°、百叶窗间距Lp=1.1mm、翅片间距Fp=1.2 mm时综合性能最优。
宋莎莎[9]（2020）在《聚偏氟乙烯基导热复合材料的制备与性能研究》文中研究表明科学技术发展和工业应用需求对高分子复合材料提出了更高的要求,希望复合材料具有优良的综合性能,如成本低、易加工、机械性能优良、耐腐蚀、高导热、电绝缘等。本文采用碳纳米管（CNT）、纳米铜（Cu）以及氮化硼纳米片（BNNS）为导热填料,制备聚偏氟乙烯（PVDF）基导热复合材料,系统地研究了PVDF复合材料导热性能和机械性能的提升途径,并将改性PVDF复合膜制备成中空纤维换热器,探索其在化工传热、脱盐分离领域的潜在应用价值,主要研究方法和结论如下:采用笼型聚倍半硅氧烷（POSS）表面功能化CNT,制备了具有高导热性的CNT-POSS/PVDF复合膜。POSS表面改性促进了CNT-POSS填料在PVDF基体中的分散性并扩大了填料之间相互接触面积。POSS纳米粒子引入CNT-PVDF复合材料中可以改善复合材料的热稳定性、机械性能和导热性能。相比于纯PVDF膜的导热系数（0.15 W/（m·K））,15 wt%CNT-POSS/PVDF复合膜具有1.12W/（m·K）的极高导热率。采用多巴胺表面改性纳米Cu和PVDF基体以提高金属和聚合物基体之间的界面相容性,再利用CNT协同效应构建内部连通的导热网络,制备出CNT-Cu/PVDF复合膜。CNT可以填补Cu和PVDF之间的空隙和降低界面热阻。在30 wt%Cu和5 wt%CNT的填充率下,PVDF复合膜导热系数和拉伸强度分别可达到1.44 W/（m·K）和95 MPa,比纯PVDF膜分别提高了860%和78%。采用二氧化硅/碳纳米管（SiO2/CNT）、BNNS做填充材料制备PVDF复合膜,通过调控填料配比实现复合材料从导电至绝缘性能的转变,以满足导热绝缘高分子材料在电子封装领域的使用需求。SiO2和BNNS通过空间阻隔作用可抑制CNT的高导电性,同时不同形貌结构的纳米填料的协同作用又可提高导热网络的连通性。10 wt%BN-20 wt%（c-CNT/SiO2）-PVDF复合膜热导率和拉伸强度分别为1.23 W/（m·K）和62.2 MPa。采用熔融拉伸法将改性PVDF制备成中空纤维换热管,通过实验测试中空纤维管壳式换热器在无相变（液-液）、单相相变（汽-液）以及两相相变中的传热性能,结果表明:相变过程可显着提升换热器的传热性能,利用冷凝传热数据可拟合出中空纤维换热器冷凝传热系数预测模型;在两相相变过程中,换热器传热系数和热效率可达到1168 W/（m2·K）及92%。
肖健[10]（2020）在《超声波作用下矩形微细通道流动沸腾强化传热气泡特性及流型图像智能识别研究》文中指出在传热学领域中,散热是能源动力、生物化工、军工、核能等诸多行业需要解决的问题。利用微细通道散热是解决高热流密度问题的重要方法。由于微细通道传热系统结构的限制和高热流密度散热要求,传统单一的强化传热技术无法完全满足当前所有设备的散热需求,所以有必要将有源强化传热技术应用于微细通道换热器中。由于传热特性与流型密切相关,因此本文利用视频图像检测技术和人工智能技术深入地研究超声波作用下矩形微细通道流动沸腾气泡行为特性,探究超声波作用下微细通道独特的气泡受限行为和发生机理。主要研究内容如下:（1）研究超声波作用下矩形微细通道内R141b流动沸腾特性,运用高速摄相机并引入视频技术进行可视化研究,分析超声波作用下流动沸腾过程中气泡生长行为特性,并从力学角度剖析气泡运动机理。发现超声波作用下会产生更多的小气泡,加大气泡合并的机会,气泡更容易生长为受限气泡。此外,超声波还能导致气泡的运动行为发生变化,小气泡在生长过程中会在壁面间振荡并跳跃向上运动,其运动速度分为低速和高速两个阶段。（2）对超声波作用下单一流动沸腾气泡持续生长成为受限及拉长气泡的过程进行了研究,利用图像测量技术计算气泡的直径与通道宽比和气泡的径长比,分析了超声波作用下流动沸腾过程中受限及拉长气泡的生长和传热机理。研究发现超声波作用下流动沸腾气泡生长过程分为自由生长、受限生长和拉长生长三个阶段。在自由生长阶段气泡的等效直径随时间变化满足幂律模型,受限生长阶段偏离幂律模型呈现直线生长。在微细通道流动沸腾中,当气泡进入受限生长阶段,其径向顶部气液界面向壁面生长过程中曲率逐渐减小,气泡顶端存在扁平化的趋势,气泡在生长过程中的直径与通道宽比和气泡的径长比出现不规律波动。（3）鉴于气液两相流流型对传热产生很大的影响,本文引入机器学习方法实现两相流流型识别,依据实验中高速相机拍摄的流型图像,提取流型图像边缘特征作为学习样本,对微细通道流动沸腾气液两相流流型进行识别。利用智能识别自动分析超声波作用下受限及拉长气泡,包括计算气泡的面积、间距、受限及拉长气泡的数量以及气泡与壁面的间隙。发现超声波致使相邻气泡下游受限气泡易生成拉长气泡,上游气泡尺寸出现突然减小。相邻拉长气泡周围形成温度场差异较大在通道内形成更大温度梯度,有助于提高换热性能。（4）开展了超声波作用下微细通道流动沸腾压降特性研究。提出多尺度卷积深度学习预测超声波作用下微细通道流动沸腾两相压降模型。结合实验数据,与传统卷积神经预测模型进行对比。多尺度卷积深度学习评测结果MAE为5.6%,NRMSE为38.11%,表明多尺度卷积神经网络压降预测模型预测结果可靠。超声波改变了微细通道气泡动力学,其对总压降和两相摩擦和加速压降有一定影响,导致气泡的压缩和扩张进而引起压降波动。
二、紧凑式两相换热器中管式换热元件沸腾传热实验研究（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、紧凑式两相换热器中管式换热元件沸腾传热实验研究（论文提纲范文）
（1）R290管内流动沸腾换热特性模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 沸腾流动简介 |
| 1.3 R290 管内两相流动沸腾换热研究状况 |
| 1.3.1 流动沸腾换热的实验研究 |
| 1.3.2 流动沸腾换热的数值模拟研究 |
| 1.3.3 流动沸腾换热的理论研究 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 2 翅片管式蒸发器的设计与优化 |
| 2.1 翅片管式蒸发器简介 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.2.1 热力计算 |
| 2.2.2 最佳质量流量与最大热流密度算法 |
| 2.2.3 制冷剂侧对流换热系数对蒸发器面积影响的算法 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.3.1 质量流量与热流密度的变化关系 |
| 2.3.2 制冷剂侧传热性能对蒸发器面积的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 流动沸腾数值模拟基本方法 |
| 3.1 多相流模型 |
| 3.1.1 VOF模型 |
| 3.1.2 Mixture模型 |
| 3.1.3 Euler模型 |
| 3.2 控制方程 |
| 3.2.1 连续性方程 |
| 3.2.2 动量方程 |
| 3.2.3 能量方程 |
| 3.3 相间输运模型 |
| 3.3.1 相变模型 |
| 3.3.2 表面张力 |
| 3.4 湍流模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 R290 在水平管内流动沸腾模型的建立与验证 |
| 4.1 网格划分 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 网格无关性验证 |
| 4.2 计算边界条件的设定 |
| 4.3 流型验证 |
| 4.3.1 流型划分 |
| 4.3.2 流型图验证 |
| 4.4 实验结果验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 R290 在水平管内流动沸腾的模拟结果 |
| 5.1 R290 在水平光滑圆管中的气液两相流流型 |
| 5.1.1 热流密度对流动沸腾流型的影响 |
| 5.1.4 流型对管内压降特性的影响 |
| 5.2 R290 在水平光滑圆管中的传热特性分析 |
| 5.2.1 流场分布特性分析 |
| 5.2.2 质量流量与热流密度对平均换热系数的影响 |
| 5.2.3 质量流量与热流密度对综合换热性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得奖励 |
（2）真空下相分离管内蒸汽冷凝传热特性实验研究（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 竖直管内冷凝传热研究现状 |
| 1.2.1 传热及压降的研究 |
| 1.2.2 流型的研究 |
| 1.2.3 液泛的研究 |
| 1.2.4 管内强化传热的研究 |
| 1.2.5 基于相分离的强化传热研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 竖直管内冷凝实验台的搭建、实验方法及数据处理 |
| 2.1 竖直管内冷凝传热实验装置及实验流程 |
| 2.1.1 蒸汽系统 |
| 2.1.2 冷却水系统 |
| 2.1.3 数据监测及采集系统 |
| 2.1.4 实验段 |
| 2.1.5 实验流程 |
| 2.2 实验数据处理 |
| 2.2.1 仪表测量标定 |
| 2.2.2 实验段进出口干度计算 |
| 2.2.3 蒸汽冷凝传热系数计算 |
| 2.2.4 蒸汽冷凝压降相关系数计算 |
| 2.2.5 实验段性能评价参数 |
| 2.3 实验工况及误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 竖直光管内蒸汽向上流动冷凝传热实验 |
| 3.1 重复性实验 |
| 3.2 光管内汽液两相流流动形态 |
| 3.3 液泛工况下的传热过程及结果 |
| 3.3.1 液泛时温度波动情况 |
| 3.3.2 液泛时传热及压降变化情况 |
| 3.4 环状流工况下的传热过程及结果 |
| 3.4.1 环状流时两相流校核实验 |
| 3.4.2 环状流时温度变化情况 |
| 3.4.3 环状流时传热及压降变化情况 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 相分离管内蒸汽流动冷凝传热实验 |
| 4.1 相分离管内插丝网结构 |
| 4.2 相分离管内蒸汽冷凝传热实验结果 |
| 4.2.1 温度分布规律 |
| 4.2.2 冷凝传热系数和传热强化因子的变化规律 |
| 4.2.3 摩擦压降和压降惩罚因子的变化规律 |
| 4.2.4 传热压降综合评价系数随入口干度及蒸汽质量流速的变化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 机理分析 |
| 5.1 相分离管抑制液泛机理分析 |
| 5.2 相分离管强化传热机理分析 |
| 5.3 丝网孔径对强化传热效果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（3）基于热-流-固耦合的核主泵螺旋管热交换器换热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及名称 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题名称 |
| 1.2 研究背景、目的及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究目的 |
| 1.2.3 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 核主泵的研究现状及发展 |
| 1.3.2 螺旋管热交换器研究方法 |
| 1.3.3 螺旋管热交换器换热特性研究现状及发展 |
| 1.4 主要内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究的主要技术路线 |
| 2 基于热流固耦合的螺旋管热交换器换热分析理论基础 |
| 2.1 螺旋管热交换器的换热特性分析基础 |
| 2.1.1 传热分析基础 |
| 2.1.2 螺旋管式热交换器的对流换热 |
| 2.2 热流固耦合换热控制方程 |
| 2.3 螺旋管式热交换器换热特性数值分析方法 |
| 2.3.1 流体动力学控制方程 |
| 2.3.2 湍流模型选择 |
| 2.3.3 控制方程的离散方法 |
| 3 几何参数对单层螺旋管换热特性的影响 |
| 3.1 单层螺旋管数值计算模型 |
| 3.1.1 螺旋管结构及模型参数 |
| 3.1.2 网格划分及无关性验证 |
| 3.1.3 边界条件及求解设置 |
| 3.2 螺距对螺旋管换热特性的影响 |
| 3.3 管径对螺旋管换热特性的影响 |
| 3.4 螺旋管换热性能分析 |
| 3.4.1 性能评价准则数 |
| 3.4.2 阻力系数 |
| 3.4.3 综合性能评价指数 |
| 3.5 小结 |
| 4 核主泵螺旋管式热交换器的换热特性分析 |
| 4.1 轴封式核主泵热交换器的结构及运行要求 |
| 4.2 数值计算模型 |
| 4.2.1 热交换器结构及模型参数 |
| 4.2.2 网格划分及无关性验证 |
| 4.2.3 边界条件及求解设置 |
| 4.3 核主泵螺旋管式热交换器管侧换热性能分析 |
| 4.3.1 热交换器螺旋管流场分析 |
| 4.3.2 热交换器的管侧换热分析 |
| 4.4 核主泵螺旋管式热交换器的壳侧换热性能分析 |
| 4.4.1 热交换器的壳侧流场分析 |
| 4.4.2 热交换器的壳侧换热分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 基于耦合换热性能要求的核主泵热交换器多目标优化 |
| 5.1 核主泵热交换器的性能要求与优化目标 |
| 5.2 基于响应曲面的多目标优化法 |
| 5.2.1 响应曲面优化法的数学模型 |
| 5.2.2 响应曲面优化的试验设计方法 |
| 5.3 热交换器强化换热性能回归模型 |
| 5.3.1 拟合优度 |
| 5.3.2 设计变量对性能目标影响的方差分析与响应面优化模型建立 |
| 5.4 热交换器强化换热性能的响应曲面分析 |
| 5.4.1 灵敏度分析 |
| 5.4.2 响应曲面分析 |
| 5.5 核主泵螺旋管热交换器的优化方案及性能评价 |
| 5.6 核主泵热交换器的产品设计 |
| 5.7 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热概念和发展 |
| 1.2 流动沸腾研究进展 |
| 1.2.1 常规尺度强化方式 |
| 1.2.2 微小翅片或沟槽 |
| 1.2.3 微螺柱或方形微肋 |
| 1.2.4 其他微尺度方法 |
| 1.2.5 复合多尺度方法 |
| 1.3 对流冷凝研究进展 |
| 1.3.1 对流冷凝流动实验研究 |
| 1.3.2 对流冷凝流动数值模拟 |
| 1.4 现存研究中的不足 |
| 1.5 研究目标、整体思路以及工作内容 |
| 2 实验系统及测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验测试装置 |
| 2.2.1 水平管内相变流动换热测试系统 |
| 2.2.2 测试段结构 |
| 2.2.3 传感器及测量仪表 |
| 2.2.4 测试工质 |
| 2.2.5 测试表面结构 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.3.1 换热数据计算 |
| 2.3.2 威尔逊图解法 |
| 2.3.3 壁温测量法 |
| 2.3.4 压降数据计算 |
| 2.4 实验误差分析 |
| 2.5 结果可靠性验证 |
| 2.5.1 系统热平衡校核 |
| 2.5.2 单相换热验证 |
| 2.5.3 单相摩擦压降验证 |
| 2.5.4 重复性实验验证 |
| 2.5.5 实验结果与关联式对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 复合强化管内冷凝热力特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 强化管内冷凝平均换热-阻力特性 |
| 3.2.1 测试工况 |
| 3.2.2 管内冷凝换热性能 |
| 3.2.3 管内冷凝阻力特性 |
| 3.2.4 管内冷凝综合性能 |
| 3.3 强化管内冷凝换热-阻力特性 |
| 3.3.1 测试工况 |
| 3.3.2 管内流型分析 |
| 3.3.3 光滑管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.4 复合强化管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.5 复合强化管内低流速冷凝阻力特性 |
| 3.3.6 综合性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 复合强化管内流动沸腾热力特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强化管内流动沸腾平均换热-阻力特性 |
| 4.2.1 测试工况 |
| 4.2.2 管内蒸发换热特性 |
| 4.2.3 管内蒸发阻力特性 |
| 4.2.4 流动沸腾综合性能评价 |
| 4.3 强化管内流动沸腾换热-阻力特性 |
| 4.3.1 测试工况 |
| 4.3.2 光管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.3 强化管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.4 强化管内流动沸腾换热预测模型 |
| 4.3.5 流动沸腾阻力特性研究 |
| 4.3.6 综合性能评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 小管径微翅片管冷凝换热数值研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算模型 |
| 5.2.1 VOF方法介绍 |
| 5.2.2 湍流模型 |
| 5.2.3 相变传质模型 |
| 5.2.4 几何模型及边界条件 |
| 5.2.5 离散方法及网格独立性验证 |
| 5.2.6 计算结果验证及流型分析 |
| 5.3 结果及讨论 |
| 5.3.1 齿形和流动参数作用 |
| 5.3.2 不同工质换热特性对比 |
| 5.3.3 与换热关联式对比 |
| 5.3.4 气液相界面分布形状 |
| 5.3.5 两相速度及湍流粘度分布 |
| 5.3.6 界面传质速率及局部换热系数分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 小管径微翅片管流动沸腾热力特性预测 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 换热关联式评价及迭代 |
| 6.2.1 换热数据集介绍 |
| 6.2.2 现存换热预测模型评价 |
| 6.2.3 新的换热预测模型 |
| 6.2.4 新模型评价 |
| 6.3 摩擦压降模型评价及迭代优化 |
| 6.3.1 摩擦压降数据集介绍 |
| 6.3.2 现存摩擦压降关联式评价 |
| 6.3.3 新的摩擦压降关联式 |
| 6.4 实验数据验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（5）液氮温区肋表面强化冷凝传热特性的数值模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 纯质蒸汽冷凝传热强化研究进展 |
| 1.2.1 滴状冷凝实现的方法 |
| 1.2.2 膜状冷凝强化的方法 |
| 1.2.3 扩展表面强化膜状冷凝换热 |
| 1.2.4 低温冷凝强化研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 竖直表面氮蒸汽冷凝传热数值模拟 |
| 2.1 物理模型及网格划分 |
| 2.2 计算模型 |
| 2.2.1 多相流模型 |
| 2.2.2 表面张力模型 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.2.4 传质模型 |
| 2.3 求解方法与参数设置 |
| 2.4 模型可靠性分析 |
| 2.4.1 网格无关性验证 |
| 2.4.2 模型有效性验证 |
| 2.5 肋板与平板对比分析 |
| 2.5.1 液膜空间分布 |
| 2.5.2 液膜厚度和局部换热系数 |
| 2.6 表面张力影响机理分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 肋表面强化冷凝传热特性分析 |
| 3.1 肋高对冷凝传热性能的影响 |
| 3.2 节距对冷凝传热性能的影响 |
| 3.3 肋片强化传热机理分析 |
| 3.3.1 界面面积 |
| 3.3.2 液膜减薄 |
| 3.3.3 排液能力 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 竖直肋表面氮蒸汽冷凝传热实验研究 |
| 4.1 低温冷凝测试实验平台 |
| 4.1.1 实验设计原理及装置 |
| 4.1.2 实验台误差分析 |
| 4.1.3 冷凝测试板 |
| 4.1.4 实验操作流程 |
| 4.2 数据处理 |
| 4.3 实验数据与模拟数据对比分析 |
| 4.4 影响强化冷凝传热特性的因素及规律分析 |
| 4.4.1 肋高对冷凝换热的影响 |
| 4.4.2 节距对冷凝换热的影响 |
| 4.4.3 肋型对冷凝换热的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（6）HeⅡ系统负压换热器实验及优化理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超流氦系统的发展 |
| 1.1.1 超流氦低温系统应用 |
| 1.1.2 超流氦系统的循环方式 |
| 1.2 负压换热器的发展 |
| 1.2.1 国内外低温换热器研究 |
| 1.2.2 负压换热器研究现状 |
| 1.3 换热器设计及优化方法 |
| 1.4 研究难点及本文研究内容 |
| 1.4.1 研究难点 |
| 1.4.2 本文研究内容 |
| 第2章 超流氦负压换热器实验平台 |
| 2.1 原理及流程方案 |
| 2.2 绝热结构 |
| 2.3 结构设计 |
| 2.4 测控系统 |
| 2.5 调试 |
| 2.5.1 调试准备及实验流程 |
| 2.5.2 平台改进 |
| 2.5.3 调试结果 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 翅片绕管式换热器实验研究 |
| 3.1 实验样品 |
| 3.2 测试平台 |
| 3.2.1 低温实验平台 |
| 3.2.2 室温实验平台 |
| 3.3 计算模型 |
| 3.3.1 特征长度的选取 |
| 3.3.2 换热器计算模型 |
| 3.4 结果及分析 |
| 3.4.1 仪表误差分析 |
| 3.4.2 换热性能 |
| 3.4.3 压降性能 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 板翅式负压换热器实验研究 |
| 4.1 实验样品及装置 |
| 4.1.1 板翅式换热器样品 |
| 4.1.2 换热器实验装置 |
| 4.1.3 测量仪表 |
| 4.2 模型及方法 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 不确定度分析 |
| 4.3 结果及讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 换热器计算模型 |
| 5.1 分布参数微元法计算模型 |
| 5.2 计算结果及分析 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 负压换热器优化策略 |
| 6.1 热工水力学模型 |
| 6.2 优化变量及方法 |
| 6.2.1 换热器优化适值函数 |
| 6.2.2 优化方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 单目标优化结果 |
| 6.3.2 多目标优化结果 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 负压板翅式换热器优化 |
| 7.1 计算模型 |
| 7.2 优化方法及物性选取 |
| 7.3 优化结果 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他成果 |
（7）空气源热泵中换热过程的强化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 翅片管式换热器研究进展 |
| 1.2.1 翅片管蒸发器的结构研究 |
| 1.2.2 开缝式翅片管 |
| 1.3 螺纹套管换热器 |
| 1.3.1 管内强化传热 |
| 1.3.2 壳程强化传热 |
| 1.4 冷凝传热研究进展 |
| 1.5 CFD数值模拟 |
| 1.5.1 Fluent软件特性 |
| 1.5.2 CEM网格划分 |
| 1.5.3 结构化网格 |
| 1.5.4 非结构化网格 |
| 1.5.5 求解方式 |
| 1.5.6 湍流模型 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第二章 翅片管蒸发器强化研究 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 实验工质 |
| 2.1.3 误差分析 |
| 2.2 数据处理和实验结果 |
| 2.2.1 总传热系数计算 |
| 2.2.2 管程对流传热计算 |
| 2.2.3 空气侧传热系数计算 |
| 2.3 数值模拟及翅片的强化设计 |
| 2.3.1 建模方法 |
| 2.3.2 网格一致性检验 |
| 2.3.3 平直翅片模拟结果对比 |
| 2.3.4 开缝强化翅片设计 |
| 2.3.5 开缝翅片管换热特性与进口雷诺数关系 |
| 2.3.6 开缝翅片管阻力特性与进口雷诺数关系 |
| 2.3.7 翅片间距对阻力的影响 |
| 2.3.8 翅片管微观流场分析 |
| 2.3.9 开缝翅片管特性关联式拟合 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 螺旋波纹管冷凝器研究 |
| 3.1 实验系统 |
| 3.1.1 冷凝实验系统 |
| 3.1.2 实验步骤 |
| 3.1.3 误差分析 |
| 3.2 数据处理和实验结果 |
| 3.2.1 总传热系数计算 |
| 3.2.2 管程对流传热计算 |
| 3.2.3 壳程对流传热系计算 |
| 3.3 壳程冷凝传热结果分析 |
| 3.3.1 制冷剂过热度对传热效率的影响 |
| 3.3.2 壳程雷诺数对阻力特性的影响 |
| 3.3.3 壳程雷诺数对换热特性的影响 |
| 3.3.4 冷凝热阻分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第五章 热泵性能优化设计 |
| 5.1 带有再分布器的冷凝器设计 |
| 5.1.1 三维模型 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.1.3 边界条件设置 |
| 5.1.4 优化效果分析 |
| 5.2 翅片管开缝参数优化 |
| 5.2.1 开缝翅片管PEC因子 |
| 5.2.2 翅片管换热器协同角优化分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 研究成果 |
（8）CO2微通道平行流蒸发器数值模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 平行流换热器发展简介 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 平行流换热器整体研究 |
| 1.3.2 微通道扁管蒸发传热研究 |
| 1.3.3 百叶窗翅片流动传热研究 |
| 1.4 问题的提出与本文设想 |
| 1.5 本文研究内容与框架 |
| 2 微通道扁管内CO2蒸发相变模拟研究 |
| 2.1 几何模型 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.2.1 多相流模型 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 相变传热模型 |
| 2.3 热物性参数及UDF开发 |
| 2.3.1 热物性参数 |
| 2.3.2 UDF开发 |
| 2.4 边界条件及求解器设置 |
| 2.5 网格划分及无关性验证 |
| 2.6 数据处理 |
| 2.7 数值模拟结果分析 |
| 2.7.1 管内流态分析 |
| 2.7.2 质量流速对换热系数的影响 |
| 2.7.3 热流密度对换热系数的影响 |
| 2.7.4 蒸发温度对换热系数的影响 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 百叶窗翅片数值模拟研究 |
| 3.1 几何数学模型的建立 |
| 3.1.1 几何模型 |
| 3.1.2 数学模型 |
| 3.2 边界条件设置 |
| 3.3 求解器设置 |
| 3.4 网格划分及无关性验证 |
| 3.5 数据处理 |
| 3.6 模型验证 |
| 3.7 模拟结果分析 |
| 3.7.1 速度场分析 |
| 3.7.2 温度场分析 |
| 3.7.3 压力场分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 新型变截面百叶窗翅片数值模拟研究 |
| 4.1 变截面百叶窗翅片模型 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 网格划分及无关性验证 |
| 4.2 不同形式翅片结果对比 |
| 4.2.1 温度场对比 |
| 4.2.2 压力场对比 |
| 4.2.3 综合性能对比 |
| 4.3 模拟结果分析 |
| 4.3.1 曲率数对百叶窗性能的影响 |
| 4.3.2 百叶窗角度对百叶窗性能的影响 |
| 4.3.3 百叶窗间距对百叶窗性能的影响 |
| 4.3.4 翅片间距对百叶窗性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 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 |
| 致谢 |
（9）聚偏氟乙烯基导热复合材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 导热高分子材料概述 |
| 1.1.1 导热高分子材料的发展需求 |
| 1.1.2 聚合物换热器的应用 |
| 1.1.3 导热高分子材料的分类 |
| 1.2 导热机理及导热模型 |
| 1.2.1 导热机理 |
| 1.2.2 导热模型 |
| 1.3 导热网络的研究概况 |
| 1.3.1 填料的表面改性 |
| 1.3.2 杂化填料 |
| 1.3.3 填料的定向 |
| 1.3.4 构建3D网络 |
| 1.4 聚偏氟乙烯简介 |
| 1.5 本课题研究目的与内容 |
| 第2章 CNT/PVDF复合材料的制备及表征 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料及设备 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.2.3 测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 CNT-POSS表征及分析 |
| 2.3.2 CNT/PVDF复合膜的形貌表征 |
| 2.3.3 CNT/PVDF复合膜的热性能 |
| 2.3.4 CNT/PVDF复合膜的机械性能 |
| 2.3.5 CNT/PVDF复合膜的导热性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 CNT/Cu/PVDF复合材料的制备及表征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料及设备 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.3 测试与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PDA、Cu及 CNT的形貌表征 |
| 3.3.2 PDA的 FTIR及 XPS分析 |
| 3.3.3 CNT/Cu/PVDF复合膜的形貌表征 |
| 3.3.4 CNT/Cu/PVDF复合膜的机械性能 |
| 3.3.5 CNT/Cu/PVDF复合膜的热稳定性 |
| 3.3.6 CNT/Cu/PVDF复合膜的导热性能 |
| 3.3.7 CNT/Cu/PDA-PVDF和 CNT-Cu/PVDF/PDA复合膜性能对比 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 CNT/BN/PVDF复合材料的制备及表征 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料及设备 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.2.3 测试与表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌及成分分析 |
| 4.3.2 CNT/BN/PVDF复合膜的导电性能 |
| 4.3.3 CNT/BN/PVDF复合膜的导热性能 |
| 4.3.4 CNT/BN/PVDF复合膜的机械性能 |
| 4.3.5 CNT/BN/PVDF复合膜的热稳定性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 PVDF导热中空纤维换热器传热性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 中空纤维换热器的制备 |
| 5.2.2 液-液传热试验 |
| 5.2.3 相变传热试验 |
| 5.2.4 数据处理 |
| 5.3 结果讨论 |
| 5.3.1 液-液传热性能 |
| 5.3.2 单相相变传热性能 |
| 5.3.3 两相相变传热性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（10）超声波作用下矩形微细通道流动沸腾强化传热气泡特性及流型图像智能识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声波强化传热研究 |
| 1.2.2 微细通道流动沸腾特性研究 |
| 1.2.3 气液两相流流型智能识别研究 |
| 1.3 论文的研究目标与主要内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 超声波作用下微细通道流动沸腾实验系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统 |
| 2.2.1 实验系统组成 |
| 2.2.4 实验段 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 微细通道流动沸腾实验方法 |
| 2.3.2 工质的选择 |
| 2.4 实验数据采集与处理 |
| 2.4.1 传感器及数据采集设备 |
| 2.4.2 传热数据处理 |
| 2.4.3 压降数据处理 |
| 2.4.4 压力与压降波动数据处理 |
| 2.4.5 单相热平衡实验 |
| 2.4.6 误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超声波作用下微细通道流动沸腾气泡运动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超声波作用下微细通道流动沸腾传热特性 |
| 3.2.1 沿程传热系数 |
| 3.2.2 热流密度对沸腾传热影响 |
| 3.2.3 流动沸腾传热强化比率 |
| 3.2.4 流动沸腾可视化 |
| 3.3 超声波作用下微细通道气泡运动特性分析 |
| 3.3.1 流动沸腾气泡生长动态变化 |
| 3.3.2 流动沸腾气泡运动轨迹 |
| 3.3.3 气泡运动速度及距离 |
| 3.3.4 超声波对气泡运动速度及距离的影响 |
| 3.4 超声波作用下气泡动力学分析 |
| 3.4.1 声场压力数值模拟 |
| 3.4.2 超声波作用下气泡受力分析 |
| 3.4.3 超声波作用下气泡运动机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超声波作用下微细通道流动沸腾气泡生长及传热机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超声波作用下微细通道流动沸腾气泡特性 |
| 4.2.1 运行工况对气泡形成的影响 |
| 4.2.2 有无超声波受限及拉长气泡形态 |
| 4.2.3 气泡尺寸计算 |
| 4.3 超声波作用下微细通道受限气泡生长和拉长生长特性 |
| 4.3.1 受限气泡生长特性 |
| 4.3.2 不同工况对气泡受限生长特性的影响 |
| 4.3.3 不同工况对气泡拉长的影响 |
| 4.4 受限及拉长气泡传热机理分析 |
| 4.4.1 受限气泡的传热机理 |
| 4.4.2 拉长气泡传热机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 流型图像智能识别及相邻气泡生长特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 流型图像数据库的建立 |
| 5.2.1 流型图像聚类 |
| 5.2.2 流型图像区域与边界特征提取 |
| 5.3 超声波作用下流动沸腾流型图像识别 |
| 5.4 超声波作用下微细通道相邻气泡生长特性 |
| 5.4.1 有无超声波流动沸腾气泡图像特征 |
| 5.4.2 有无超声波单位时间出口区域受限及拉长气泡数量 |
| 5.4.3 超声波作用下相邻气泡间生长 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 超声波作用下微细通道流动沸腾压降特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 超声波作用下微细通道压降特性 |
| 6.2.1 进出口压降 |
| 6.2.2 气液两相压降 |
| 6.3 超声波作用流动沸腾压降波动分析 |
| 6.3.1 进出口压降的时域分析 |
| 6.3.2 压降波动信号的Hurst分析 |
| 6.4 深度学习预测流动沸腾两相压降 |
| 6.4.1 多尺度卷积神经网络 |
| 6.4.2 卷积神经网络模型 |
| 6.4.3 两相压降模型 |
| 6.4.4 MSCNN流动沸腾压降预测 |
| 6.4.5 MSCNN与 CNN预测模型比较 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 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、紧凑式两相换热器中管式换热元件沸腾传热实验研究（论文参考文献）
- [1]R290管内流动沸腾换热特性模拟研究[D]. 王万鑫. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [2]真空下相分离管内蒸汽冷凝传热特性实验研究[D]. 李文霄. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]基于热-流-固耦合的核主泵螺旋管热交换器换热特性研究[D]. 岳清雯. 西华大学, 2021
- [4]水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究[D]. 唐苇羽. 浙江大学, 2021(01)
- [5]液氮温区肋表面强化冷凝传热特性的数值模拟与实验研究[D]. 黎艳. 浙江大学, 2020(07)
- [6]HeⅡ系统负压换热器实验及优化理论研究[D]. 张帅. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [7]空气源热泵中换热过程的强化研究[D]. 刘仲谦. 浙江大学, 2020(03)
- [8]CO2微通道平行流蒸发器数值模拟分析[D]. 刘欣欣. 郑州大学, 2020(02)
- [9]聚偏氟乙烯基导热复合材料的制备与性能研究[D]. 宋莎莎. 天津大学, 2020(01)
- [10]超声波作用下矩形微细通道流动沸腾强化传热气泡特性及流型图像智能识别研究[D]. 肖健. 华南理工大学, 2020(01)