微型間歇式回?zé)崞髁鲃?dòng)及換熱特性研究
發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 08:26
本文關(guān)鍵詞：微型間歇式回?zé)崞髁鲃?dòng)及換熱特性研究
更多相關(guān)文章： 微型擺式發(fā)動(dòng)機(jī) 微型回?zé)崞?/b> 細(xì)小尺度流動(dòng)與換熱 軸向?qū)嵝?yīng) 尺度效應(yīng) 間歇式換熱
【摘要】：近年來(lái),微型內(nèi)燃機(jī)憑借其能量密度高的巨大優(yōu)勢(shì)正成為新一代便攜式電源的發(fā)展趨勢(shì)。本文正是基于中科院廣州能源所、工程熱物理所、南京航空航天大學(xué)提出的微型三臂擺動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)概念,針對(duì)其熱工效率低于10%的情況,開(kāi)展了對(duì)其能量損失的主要途徑的分析,提出了通過(guò)加裝回?zé)崞鬟M(jìn)行余熱回收的方法來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱工效率,發(fā)明了一種帶回?zé)崞鞯奈⑿蛿[式發(fā)動(dòng)機(jī)混合循環(huán)原理,同時(shí),對(duì)回?zé)崞髦写嬖谥男〕叨刃×髁恳约伴g歇式換熱這兩大特性進(jìn)行了分析研究,主要工作和結(jié)論如下:發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行多缸混合循環(huán)時(shí),回?zé)崞骺赏ㄟ^(guò)回收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中以及腔體泄漏的熱量加熱預(yù)混壓縮氣體,在理論上不僅可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行并且有效提高了熱工效率。對(duì)于小尺度小流量的特點(diǎn),先在二維平行平板通道中討論了兩種經(jīng)典的熱邊界條件——恒熱流與恒壁溫條件的適用性,結(jié)果表明:冷熱氣體進(jìn)口熱容相同,換熱情況近似恒熱流;固體材料導(dǎo)熱系數(shù)增加,換熱趨于恒壁溫,但仍不可用后者替代;雷諾數(shù)極小時(shí),比表面積較大的因素決定了換熱近似恒壁溫。接著,采用恒熱流邊界條件代替熱氣,數(shù)值模擬單圓管通道中Re?150~1500的層流流動(dòng)與換熱,結(jié)果表明:流動(dòng)方面,阻力系數(shù)變化規(guī)律與常規(guī)尺度趨勢(shì)相同,但低雷諾數(shù)時(shí)需考慮管徑的影響,管徑越小,阻力系數(shù)越小;傳熱方面,氣體物性隨溫度變化較大;軸向?qū)嵝?yīng)惡化換熱效率且受幾何尺寸的影響。最后,設(shè)計(jì)了套管換熱器,并著重分析了軸向?qū)嵝?yīng)對(duì)換熱有效度的影響,發(fā)現(xiàn)不同幾何參數(shù)、固體材料導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)軸向?qū)嵝?yīng)影響程度不同,根據(jù)所得結(jié)論,對(duì)回?zé)崞鬟M(jìn)行優(yōu)化,把有效度的下降值控制在5%之內(nèi)。對(duì)于間歇式換熱的特點(diǎn),對(duì)前文已設(shè)計(jì)的套管換熱器在簡(jiǎn)化工況下進(jìn)行數(shù)值模擬研究,得到了不同于定常換熱的兩個(gè)主要特點(diǎn),分別為:固壁軸向?qū)嵝?yīng)顯著以及固壁溫度隨時(shí)間的產(chǎn)生周期波動(dòng)。并提出了評(píng)價(jià)兩個(gè)特性的無(wú)量綱參數(shù)氣固傳熱熱阻與固體軸向?qū)釤嶙璞?R以及氣體與固壁熱容量比*C,分析了影響這兩個(gè)參數(shù)的因素以及作用機(jī)制�；谇拔膶�(duì)小尺度間歇式流動(dòng)及換熱的研究,初步設(shè)計(jì)了應(yīng)用于擺式發(fā)動(dòng)機(jī)的管殼式回?zé)崞?發(fā)現(xiàn)了真實(shí)工況下的換熱有效度低于簡(jiǎn)化定常設(shè)計(jì)工況約26%,增加阻流板強(qiáng)化換熱的方法理論上可提升10%,設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)發(fā)現(xiàn)壁面散熱以及管路導(dǎo)熱嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果,有待進(jìn)一步研究。
【關(guān)鍵詞】：微型擺式發(fā)動(dòng)機(jī) 微型回?zé)崞?/strong> 細(xì)小尺度流動(dòng)與換熱 軸向?qū)嵝?yīng) 尺度效應(yīng) 間歇式換熱
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK401
【目錄】：
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-13
- 注釋表13-14
- 縮略詞14-15
- 第一章 緒論15-22
- 1.1 研究背景15-16
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
- 1.2.1 微型回?zé)崞髟O(shè)計(jì)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
- 1.2.2 細(xì)小尺度通道流動(dòng)及換熱國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
- 1.2.3 間歇式流動(dòng)及換熱國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
- 1.3 研究目標(biāo)與主要內(nèi)容20-22
- 第二章 帶回?zé)崞鞯幕旌涎h(huán)微型擺式發(fā)動(dòng)機(jī)原理分析22-31
- 2.1 微型擺式發(fā)動(dòng)機(jī)回?zé)峒夹g(shù)的可行性分析22-24
- 2.2 帶回?zé)岫嗲皇覕[式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作循環(huán)原理分析24-28
- 2.3 擺式發(fā)動(dòng)機(jī)的回?zé)崞鞴r分析28-30
- 2.4 本章小結(jié)30-31
- 第三章 小尺度通道內(nèi)流動(dòng)及換熱特性研究31-62
- 3.1 數(shù)值模擬中的相關(guān)問(wèn)題31-32
- 3.1.1 重要公式及參數(shù)的描述31-32
- 3.1.2 數(shù)值計(jì)算中的一些問(wèn)題及解決方法32
- 3.2 平行平板細(xì)通道層流流動(dòng)及換熱研究32-39
- 3.2.1 平行平板細(xì)通道選取說(shuō)明32-33
- 3.2.2 流動(dòng)特性分析33-34
- 3.2.3 換熱特性分析34-39
- 3.3 細(xì)圓管通道層流流動(dòng)及換熱研究39-49
- 3.3.1 幾何方案選取及計(jì)算參數(shù)設(shè)置39-40
- 3.3.2 流動(dòng)特性分析40-41
- 3.3.3 換熱特性分析41-49
- 3.4 小型回?zé)崞髟O(shè)計(jì)分析49-53
- 3.4.1 換熱器變量和g -NTU設(shè)計(jì)法49-50
- 3.4.2 套管換熱器尺寸設(shè)計(jì)50-53
- 3.5 套管換熱器數(shù)值模擬分析53-60
- 3.5.1 網(wǎng)格繪制及邊界條件設(shè)置53-54
- 3.5.2 軸向?qū)嵝?yīng)對(duì)總壓損失以及換熱效率的影響分析54-56
- 3.5.3 套管換熱器有效度影響因素及優(yōu)化設(shè)計(jì)56-60
- 3.6 本章小結(jié)60-62
- 第四章 間歇式流動(dòng)及換熱研究62-72
- 4.1 間歇式換熱初步分析62-65
- 4.1.1 流動(dòng)簡(jiǎn)化及邊界條件設(shè)置62-63
- 4.1.2 重要參數(shù)定義及初步理論分析63-65
- 4.2 間歇式換熱特性研究65-71
- 4.2.1 間歇式換熱兩大特性分析65-67
- 4.2.2 影響間歇式換熱兩大特性的因素分析67-71
- 4.3 本章小結(jié)71-72
- 第五章 應(yīng)用于擺式發(fā)動(dòng)機(jī)的回?zé)崞鲝?qiáng)化換熱及試驗(yàn)研究72-88
- 5.1 應(yīng)用于擺式發(fā)動(dòng)機(jī)的回?zé)崞鲝?qiáng)化換熱理論分析72-81
- 5.1.1 微型管殼式回?zé)崞髟O(shè)計(jì)72-73
- 5.1.2 微型管殼式回?zé)崞鲾?shù)值模擬分析73-77
- 5.1.3 微型管殼式回?zé)崞鲝?qiáng)化換熱分析77-81
- 5.2 微型回?zé)崞髟囼?yàn)研究81-87
- 5.2.1 試驗(yàn)平臺(tái)介紹81-82
- 5.2.2 回?zé)崞髟囼?yàn)測(cè)量方案及試驗(yàn)流程82-84
- 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析84-87
- 5.3 本章小結(jié)87-88
- 第六章 總結(jié)與展望88-91
- 6.1 總結(jié)88-89
- 6.2 展望與建議89-91
- 參考文獻(xiàn)91-94
- 致謝94-95
- 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文95
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條
1 周雄;孔文俊;;燃燒特征參數(shù)對(duì)MICSE性能及熱力過(guò)程的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2015年05期
2 張效偉;朱惠人;;小尺度圓形通道內(nèi)流動(dòng)換熱特性試驗(yàn)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年11期
3 楊靜,程惠爾;一次表面回?zé)崞鞯牧鲃?dòng)和傳熱研究[J];動(dòng)力工程;2003年06期
4 徐之平,盧玫,李凌,余敏,崔曉鈺,章立新,楊茉;微型燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞鱗J];動(dòng)力工程;2003年06期
5 趙士杭;新概念的微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展[J];燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù);2001年02期
中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 云和明;細(xì)通道單相流動(dòng)和傳熱特性的研究[D];山東大學(xué);2007年
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條
1 侯亞麗;微通道內(nèi)流體流動(dòng)和換熱特性的實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2007年
2 孟宇;固壁軸向?qū)釋?duì)微小管內(nèi)對(duì)流換熱影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2004年
，本文編號(hào)：588253
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dongligc/588253.html
最近更新
教材專著
