為研究復雜傳熱條件下,低溫非熱平衡圓柱表面溫度分布特性及相關控制手段,本文以單純頂部送風為基礎,建立了附加局部送風、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,并通過實驗驗證了數(shù)值模擬結果的準確性。在此基礎上定量分析了不同傳熱方式和運行參數(shù)對溫度特性的影響規(guī)律,從傳熱方式、結構設計、運行參數(shù)三個角度,提供了控制柱體溫度特性的方案。結果發(fā)現(xiàn):相比于只有單純頂部送風,設置局部噴口送風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熱面?zhèn)?附加低溫輻射屏后,對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%,同時降低了柱體面溫度不均勻度。 

【文章來源】：制冷學報. 2020,41(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

計算區(qū)域模型

實驗裝置由對流系統(tǒng)、輻射系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、實驗工件組成，示意圖及實物圖如圖3、圖4所示。實驗裝置內(nèi)艙體尺寸950 mm×800 mm×800 mm(長×寬×高)，采用PLC控制器控制，可實現(xiàn)溫度區(qū)間為85～110 K，波動度±1.5 K。對流系統(tǒng)由管路、換熱器、風機、風道、噴頭、調節(jié)閥組成。通過閥門開度調節(jié)可控制送風量和送風溫度。對于單純頂部送風工況，液氮經(jīng)由管路、換熱器形成冷氮氣，由風機送入風道及艙室;對于附加局部送風工況，在單純頂部送風基礎上，第二路冷氮氣經(jīng)由噴頭送進艙室。輻射系統(tǒng)中，桶狀輻射件為紫銅材料的中空結構，內(nèi)徑尺寸Ф3=140mm，外徑尺寸Ф4=170 mm，整體長度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)為一個直徑Ф5=70 mm，厚10 mm的電加熱片，發(fā)熱功率為25 W。實驗工件為不銹鋼圓柱狀結構，直徑Ф6=70 mm，長度L7=400 mm。圖3 實驗系統(tǒng)示意圖

實驗系統(tǒng)示意圖

【參考文獻】：
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本文編號：3461576