為研究復(fù)雜傳熱條件下,低溫非熱平衡圓柱表面溫度分布特性及相關(guān)控制手段,本文以單純頂部送風(fēng)為基礎(chǔ),建立了附加局部送風(fēng)、附加輻射屏兩種傳熱條件下的非熱平衡圓柱體的傳熱模型,通過(guò)數(shù)值模擬方法分析了該柱體的徑向溫度梯度、體溫度不均勻度、面溫度不均勻度等溫度特性,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上定量分析了不同傳熱方式和運(yùn)行參數(shù)對(duì)溫度特性的影響規(guī)律,從傳熱方式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)三個(gè)角度,提供了控制柱體溫度特性的方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn):相比于只有單純頂部送風(fēng),設(shè)置局部噴口送風(fēng)可使柱體平均溫度的降幅提升5.1%,柱體溫度不均勻度降幅提升38.3%,同時(shí)降低了柱體面溫度不均勻度,并將柱體溫度梯度控制在近導(dǎo)熱面?zhèn)?附加低溫輻射屏后,對(duì)流和輻射的耦合傳熱可使柱體平均溫度降幅減少2.3%,柱體溫度不均勻度降幅提升57.5%,同時(shí)降低了柱體面溫度不均勻度。 

【文章來(lái)源】：制冷學(xué)報(bào). 2020,41(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

計(jì)算區(qū)域模型

實(shí)驗(yàn)裝置由對(duì)流系統(tǒng)、輻射系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)工件組成，示意圖及實(shí)物圖如圖3、圖4所示。實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)艙體尺寸950 mm×800 mm×800 mm(長(zhǎng)×寬×高)，采用PLC控制器控制，可實(shí)現(xiàn)溫度區(qū)間為85～110 K，波動(dòng)度±1.5 K。對(duì)流系統(tǒng)由管路、換熱器、風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、噴頭、調(diào)節(jié)閥組成。通過(guò)閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)可控制送風(fēng)量和送風(fēng)溫度。對(duì)于單純頂部送風(fēng)工況，液氮經(jīng)由管路、換熱器形成冷氮?dú)�，由風(fēng)機(jī)送入風(fēng)道及艙室;對(duì)于附加局部送風(fēng)工況，在單純頂部送風(fēng)基礎(chǔ)上，第二路冷氮?dú)饨?jīng)由噴頭送進(jìn)艙室。輻射系統(tǒng)中，桶狀輻射件為紫銅材料的中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑尺寸Ф3=140mm，外徑尺寸Ф4=170 mm，整體長(zhǎng)度L6=100 mm。液氮流入桶狀冷屏，形成溫度Tr=77 K的低溫輻射面。加熱系統(tǒng)為一個(gè)直徑Ф5=70 mm，厚10 mm的電加熱片，發(fā)熱功率為25 W。實(shí)驗(yàn)工件為不銹鋼圓柱狀結(jié)構(gòu)，直徑Ф6=70 mm，長(zhǎng)度L7=400 mm。圖3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3461576