發(fā)布時間：2021-02-07 14:49

　　高溫結(jié)構(gòu)的散熱問題一直是工程領域普遍關注的問題,尤其在航空航天以及其他高精尖領域,強化結(jié)構(gòu)的散熱一直是相關專家研究探討的熱點問題,研究并開發(fā)適用于不同工況要求的高效能換熱設備已經(jīng)成為當前換熱技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。換熱面積的拓展對熱交換器換熱效果的提升效果明顯,桁架結(jié)構(gòu)熱交換器其高效熱管理系統(tǒng)具備輕質(zhì)、緊湊、高熱效率和低流動阻力等眾多普通換熱設備不具備的優(yōu)點,使其具有重大的科研和工程應用價值。為開展桁架結(jié)構(gòu)熱交換器流動和傳熱情況的研究,并驗證這一新型熱交換器的可行性,本文工作基于給定的實驗工況范圍設計搭建相關實驗平臺,對三個緊湊度（798 m²/m³、1331 m²/m³、2427 m²/m³）的桁架結(jié)構(gòu)熱交換器進行實驗,通過控制冷、熱工質(zhì)入口溫度和流速,測量工質(zhì)進出口溫度、壓力和流量,觀察實驗現(xiàn)象,總結(jié)實驗規(guī)律并歸納出不同工況的實驗關聯(lián)式。結(jié)果表明:隨空氣流速的增加,熱交換器的換熱量增加,且緊湊度越大換熱量增加的越快;熱交換器的總傳熱系數(shù)呈現(xiàn)對數(shù)增長的趨勢,... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 強化傳熱技術(shù)介紹及目的和任務
        1.2.1 強化傳熱技術(shù)介紹
        1.2.2 強化換熱技術(shù)目的和任務
    1.3 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器簡介
    1.4 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器國內(nèi)外研究進展
        1.4.1 國外研究進展
        1.4.2 國內(nèi)研究進展
    1.5 研究方法與內(nèi)容
        1.5.1 研究方法
        1.5.2 研究主要內(nèi)容
2 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器實驗系統(tǒng)及方法
    2.1 實驗目的
    2.2 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器實驗系統(tǒng)
        2.2.1 加熱空氣供給系統(tǒng)
        2.2.2 加熱水供給系統(tǒng)
        2.2.3 測量系統(tǒng)
        2.2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    2.3 實驗方法
    2.4 實驗步驟
3 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器實驗研究
    3.1 實驗臺系統(tǒng)熱平衡分析
    3.2 實驗臺系統(tǒng)可靠性重復性驗證
    3.3 實驗處理方法
        3.3.1 實驗數(shù)據(jù)篩選
        3.3.2 實驗數(shù)據(jù)處理
        3.3.3 實驗不確定度分析
    3.4 實驗工況
    3.5 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器換熱性能分析
        3.5.1 入口空氣流速對熱交換器換熱量的影響
        3.5.2 空氣來流雷諾數(shù)對熱交換器效能的影響
        3.5.3 入口空氣流速對熱交換器換熱系數(shù)的影響
    3.6 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器阻力性能分析
        3.6.1 入口空氣流速對熱交換器阻力性能的影響
        3.6.2 空氣來流雷諾數(shù)對熱交換器總壓恢復系數(shù)的影響
    3.7 性能評價與實驗關聯(lián)式總結(jié)
        3.7.1 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器性能評價
        3.7.2 傳熱系數(shù)經(jīng)驗關聯(lián)式
        3.7.3 流動阻力系數(shù)經(jīng)驗關聯(lián)式
    3.8 本章小結(jié)
4 桁架結(jié)構(gòu)熱交換數(shù)值模擬及優(yōu)化
    4.1 FloEFD介紹
        4.1.1 FloEFD研發(fā)背景和歷史
        4.1.2 FloEFD的特點和優(yōu)勢
    4.2 桁架結(jié)構(gòu)熱交換器流動及換熱數(shù)值模擬
        4.2.1 物理模型
        4.2.2 模型假設
        4.2.3 控制方程
        4.2.4 邊界條件與物性參數(shù)
    4.3 模型求解
        4.3.1 網(wǎng)格無關驗證
        4.3.2 數(shù)值模擬過程
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        4.4.1 實驗模擬對比分析
        4.4.2 壓力場、溫度場分析
    4.5 優(yōu)化設計方向
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
符號說明
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于增材制造的多層金字塔點陣夾芯板抗壓縮性能[J]. 鄭權(quán),冀賓,李昊,韓涵,雷磊.  航空材料學報. 2018(03)
[2]微桁架點陣結(jié)構(gòu)在飛機結(jié)構(gòu)/功能一體化中的應用[J]. 王向明,蘇亞東,吳斌,張瑞,王福雨,汪嘉興,邢本東.  航空制造技術(shù). 2018(10)
[3]雙分散多孔介質(zhì)圓管通道中骨架發(fā)熱對強迫對流傳熱的影響[J]. 王克用,李培超.  熱科學與技術(shù). 2017(01)
[4]輕質(zhì)點陣夾芯結(jié)構(gòu)主動換熱性能影響因素分析[J]. 閆國良,毛偉,萬小朋.  機械科學與技術(shù). 2017(03)
[5]輕質(zhì)點陣主動冷卻壁板熱流固耦合響應分析[J]. 羅樹坤,宋宏偉,黃晨光,王曦,王一偉.  強度與環(huán)境. 2012(02)
[6]碳纖維增強點陣夾芯結(jié)構(gòu)的散熱承載協(xié)同優(yōu)化[J]. 張磊,邱志平.  航空動力學報. 2012(01)
[7]Mechanical Response of All-composite Pyramidal Lattice Truss Core Sandwich Structures[J]. Ming Li1,2),Linzhi Wu2),Li Ma2),Bing Wang2) and Zhengxi Guan1) 1) No.201 Faculty,Xi an Research Institute of High-tech,Xi an 710025,China 2) Center for Composite Materials,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China.  Journal of Materials Science & Technology. 2011(06)
[8]多孔介質(zhì)中傳熱傳質(zhì)機理研究[J]. 宮克勤,孫苗苗.  油氣田地面工程. 2009(04)
[9]強化換熱的方法及新進展[J]. 韓冰,徐之平.  能源研究與信息. 2008(04)
[10]高超聲速飛行器熱防護材料與結(jié)構(gòu)的研究進展[J]. 楊亞政,楊嘉陵,方岱寧.  應用數(shù)學和力學. 2008(01)

博士論文
[1]多功能復合點陣夾芯結(jié)構(gòu)主動換熱及優(yōu)化設計[D]. 高亮.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]基于Ashby設計思想的新型點陣結(jié)構(gòu)[D]. 殷莎.哈爾濱工業(yè)大學 2013

碩士論文
[1]輕質(zhì)點陣主動換熱壁板熱力耦合分析[D]. 王曉君.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]緊湊式換熱器的綜合性能設計與優(yōu)選[D]. 吳恩.南京工業(yè)大學 2006



本文編號：3022390