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55 10.6 传热的强化与削弱.pptx

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本课件为《传热学》第55讲「10-6 传热的强化与削弱」,讲解传热强化与削弱的评价准则、主动与被动强化技术,以及保温材料与隔热结构的设计要点,配合课堂图示与算例逐步推导,可用于课前预习、课堂对照与课后复习。

传热的强化与削弱封面页,传热强化与削弱的评价准则、主动与被动强化技术,以及保温材料与隔热结构的设计要点
一传热学的目的页,传热的强化①设备尺寸减小②得到有效冷却空调Gas Turbine电子元器件
液体火箭发动机燃烧室温度高页,;热流密度大(最高达160MW/m2);推力室的冷却是一项重要的设计考虑;
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第1页:传热的强化与削弱

10-6 传热的强化与削弱:本页为《传热学》课程课件封面,标示课程名称与本讲主题。

第2页:一传热学的目的

一传热学的目的1传热的强化①设备尺寸减小②得到有效冷却空调Gas Turbine电子元器件

第3页:液体火箭发动机燃烧室温度高

液体火箭发动机燃烧室温度高(3000-4500K);热流密度大(最高达160MW/m2);推力室的冷却是一项重要的设计考虑;

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第5页:基板,铝或铜翅片铝或铜分段翅片开缝翅片整

基板,铝或铜翅片铝或铜分段翅片开缝翅片整体式翅片冷却气流

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第10页:P4-M

P4-M

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第12页:B88C的处理器散热装置进行分体设计

B88C的处理器散热装置进行分体设计,铜质导管部分没有与风扇用金属铝块封装起来,而是相互独立,铜质导管由处理器核心转移到排风口的散热金属叶片上面。

SONY-B88C

第13页:传热的削弱①保温②隔热•低温液化气体的储

2传热的削弱①保温②隔热•低温液化气体的储存和运输•航天器返回•建筑节能

第14页:二强化传热1原则强化传热应从热阻最大的环

二强化传热1原则强化传热应从热阻最大的环节入手2途径主要集中在对流换热

第15页:从换热过程的物理机制来分析无相变

  • ①从换热过程的物理机制来分析无相变:减薄边界层、增加流体的扰动有相变减薄液膜、形成珠状凝结凝结:沸腾:增加汽化核心数3对流换热的强化

第16页:从对流换热的实验规律来分析无相变

  • ②从对流换热的实验规律来分析无相变:提高流速减小管径改变物性这一分析适用于所有单相对流换热

第17页:强化单相对流换热的技术手段强化传热技术

  • ③强化单相对流换热的技术手段强化传热技术:按照有无外加动力有源强化(主动强化)—需要附属设备以及额外功率无源强化(被动强化)—无需外加动力

第18页:具体方法强化技术分类换热表面处理

具体方法强化技术分类换热表面处理,如渗层、喷涂等处理表面无源强化粗糙表面的微观结构几何尺寸比处理表面大,但与通道的几何尺寸相比十分微小粗糙表面翅片几何尺寸较大,目的是增大换热面积扩展表面流动通道中放置扰流物,加强流体混合扰流元件流动通道中放置扭曲带、螺旋叶片等,使层流流动中产生强烈的涡动旋流元件弯曲或扭曲流动通道本身,促使流体产生二次流动螺旋管换热表面的某些特殊结构,如多孔结构张力结构流体中加入特殊的添加物添加物各种形式的搅拌釜,使内部流体产生旋转机械振动有源强化机械或电磁振动装置,如机械偏心轮表面振动各种形式的脉动发生装置,如脉动阀、空气脉动器流体脉动在交流和直流的强电(磁)场影响下,改变流体的运动规律电磁场在传热表面上喷注或抽吸流体喷注或抽吸通过喷嘴直接将流体喷注到传热表面射流冲击传热元件同时用两种或者两种以上强化传热技术复合强化

第19页:粗糙表面

粗糙表面

第20页:扩展表面

扩展表面

第21页:扩展表面

扩展表面

第22页:传统纵向平直内翅片管纵向波纹内翅片管综合

传统纵向平直内翅片管纵向波纹内翅片管综合换热性能对比最优纵向波纹

第23页:比较准则横向翅片

比较准则横向翅片

第24页:Z字形和S形综合换热性能优于传统V字形

Z字形和S形综合换热性能优于传统V字形,Z字形最好横向翅片

第25页:扩展表面

扩展表面

第26页:扩展表面

扩展表面

第27页:四种翅片的j因子四种翅片的阻力系数四种翅

四种翅片的j因子四种翅片的阻力系数四种翅片等压降下的比较四种翅片等泵功下的比较

第28页:横向涡纵向涡横向涡对边界层的作用特性纵向

横向涡纵向涡横向涡对边界层的作用特性纵向涡对边界层的作用特性流向流向纵向涡流体流过障碍物后,能够产生具有二维特性的横向涡(TV)或三维特性的LV。

LV不仅能够使局部传热增强,同时传播距离远,因此,也能全面提高Nu数。

第29页:常见纵向涡型式

常见纵向涡型式

第30页:ν管翅式换热器(气体介质传热能力低)

ν管翅式换热器(气体介质传热能力低):涡发生器形式优化后可以使得换热综合性能优良(高效+低阻)ν沸腾两相流(核反应堆功率密度遭遇瓶颈):发现纵向涡可抑制气泡长大和聚集,显著提高临界热流密度CHF(平均可提高20%以上)换热和阻力在4排管后达充分发展显著提高功率密度,从而提高设备紧凑性涡发生器沸腾强化

第31页:螺旋管

螺旋管

第32页:射流冲击impinging jet

射流冲击impinging jet

第33页:强化单相对流换热的场协同原理-了解

  • ④强化单相对流换热的场协同原理-了解Field Synergy Principle

第34页:除垢4对流换热的强化一般都带来流动阻力的

  • ⑤除垢4对流换热的强化一般都带来流动阻力的增加•相同质量流量•相同压降•相同泵功在换热器运行过程

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