螺旋曲面通道内组合涡发生器的强化传热及优化研究

2012年中国工程热物理学会传热传质分会年会口头报告清单(共229篇)1. 热传导：18篇122. 对流换热：35篇3453. 相变换热：32篇674. 辐射换热：19篇895. 生物传热：5篇106. 数值计算：44篇111213147. 测量及显示技术：7篇158. 微小尺度传热：27篇16179. 多孔介质传热传质：25篇181910. 工业应用、换热器及其它：17篇2021222324252627282930313233341. 《中国电化教育》2. 《电化教育研究》3.《中国远程教育》4.《远程教育杂志》5. 《开放教育研究》6. 《教育技术通讯》7.《教育技术研究》8.《教育信息化》9. 《现代教育技术》10.《电化教育通讯》11. 《教育技术》12.《电教世界》13.《教育信息技术》14. 《北京电化教育》15. 《江苏电化教育》16. 《湖南电教》17. 《天津电教》18.《上海电教》19.《湖北电化教育》20.《内蒙古电化教育》21《信息技术教育》22.《浙江现代教育技术》23. 《中小学电教》24.《外语电化教学》25. 《网络科技时代》26. 《教育传播与技术》国外教育技术期刊1. 《教育技术期刊》2. 《美国教育技术》3. 《educationaltechnology review》4. 《教育技术学》（注：日内瓦大学虚拟图书馆的一本杂志）5. 《国际教育技术期刊》6. 《澳大利亚教育技术杂志》7. 全美远程教育杂志列表/HP/pages/darling/journals.htm教育技术相关书目简介1. 何克抗、李文光《教育技术学》北京师范大学出版社20022. 李克东《教育技术学研究方法》北京师范大学出版社20023. 何克抗等《教学系统设计》北京师范大学出版社20024. 傅德荣、章惠敏《教育信息处理》北京师范大学出版社20025. 丁兴富《远程教育学》北京师范大学出版社20026. 祝智庭《网络教育应用》北京师范大学出版社20027. 黄荣怀《信息技术与教育》北京师范大学出版社2002358. 黄荣怀《计算机辅助教学课件案例精选》高等教育出版社2002年9. 黄荣怀《协作学习与计算机支持的协作学习》北京师范大学出版社2002年10. 黄荣怀《校校通的基础—信息基础设施建设》，中央广播电视大学出版社，2001年11. 黄荣怀《校校通的核心—信息资源建设》，中央广播电视大学出版社，2001年12. 黄荣怀《校校通的目的—教与学的应用》，中央广播电视大学出版社，2001年13. 荣怀主编《校校通的保障—维护、管理与培训》，中央广播电视大学出版社，2001年14. 薛理银、黄荣怀著，《教学软件设计与开发》，1997年5月，人民邮电出版社1997年；15. 黄荣怀编著，《信息网络与教学》，1997年3月，人民邮电出版社1997年16. 李运林、徐福荫《教学媒体的理论与实践》北京师范大学出版社200217. 南国农《电化教育学》高等教育出版社198518. 尹俊华、戴正南《教育技术学导论》高等教育出版社199419. 乌美娜《教学设计》高等教育出版社199420. 施良方《学习论》、《课程论》人民教育出版社199421. 邵瑞珍《学与教的心理学》《教育心理学》上海人民出版社198822. 祝智庭《现代教育技术——信息化教育》高等教育出版社200223. 祝智庭《现代教育技术——走向教育信息化教育》华东师范大学出版社24. 余胜泉等《信息技术教育应用》北京师范大学出版社25. 高利明《现代教育技术》中央电大出版社199726. 黄清云《国外远程教育的发展与研究》上海外语教育出版社200027. 张祖忻主编《美国教育技术的理论极其演变》上海外语教育出版社199428. 尹君华主编《教育技术学导论》高等教育出版社199629. 国家教委师范教育司组编《教学技术基础》北京师范大学出版社199730. 沈亚强、蔡铁权、程燕平、楼广赤编《现代教育技术基础》浙江大学出版社199831. 南国农、李运林编《电化教育学（第二版）》高等教育出版社199832. 容世彦、和仲池编《现代教育技术基础》宇航出版社199933. 龚义建、黎仰安编《现代教育技术基础》华中理工大学出版社19993634. 胡礼和《现代教育技术学》湖北科学技术出版社35. 李克东,谢幼如编著《多媒体组合教学设计》科学出版社199236. 顾明远谢邦同、乌美娜《教育技术》高等教育出版社199937. 盛群力等《现代教学设计》浙江教育出版社38. 李运林《电视教材编导与制作》高等教育出版社199139. 李克东《教育科学研究方法》高等教育出版社199040. 何克抗《建构主义——革命传统教学的理论基础》高等教育出版社198541. 师书恩《计算机辅助教育》北师大出版社199242. 何克抗《计算机辅助教育》高等教育出版社199743. 南国农、李运林《教育传播学》高等教育出版社44. 李克东、谢幼如《多媒体组合教学设计》科学出版社199445. (美)加涅(Gagne,Robert M.)主编《教育技术学基础》教育科学出版社199246. 加涅(Gagne,Robert M.)《教学设计原理》《学习的条件和教学论》教育科学出版社47. (爱尔兰)基更(Desmong.keegan) 《远距离教育基础》《远程教育研究》《远距离教育理论原理》中央广播电视大学出版社48. 巴巴拉·西尔斯、丽塔·里齐著乌美娜、刘雍潜等译《教学技术：领域的定义和范畴》中央广播电视大学出版社199949. Bruce Joyce等，荆建华等译《教育模式》中国轻工业出版社50. 《教育传播与技术研究手册》51. 《教学技术学：过去、现在和未来》52. 《教学技术：定义、术语和范畴》53. 《教学设计原理》54. 《教育媒体与学习技术》55. 《教学设计的理论与模型：教学理论的新范式》56. 《教育技术学名著选读》57. 《教学设计与技术的趋势与问题》58. 《教育技术学基础》59. 《教育媒体与技术年鉴2002》3760. 陈琦《当代教育心理学》北京师范大学出版社61. 邵瑞珍《教育心理学》上海教育出版社62. 高文《教学模式论》上海教育出版社63. 裴娣娜《教育研究方法导论》安徽教育出版社64. Barbara B.Seels,Rita C.Richey, 《Instructional Technology:Definition and domains》199465. Patricia L.Smith,Tillman J.Ragan 《Instructional Design》199266. C.M.Reigeluth, 《Instructional Design theories and Models》198367. Timothy J.Newby,Donald A.Stepich,James D.Lehman, 《Instructional Technology forTeaching and Learning:Designing Instruction, Integrating Computers,and UsingMedia》68. Barbara Seels,Zita Glasgow, 《Making Instructional Design Decisions》,SecondEdition 199869. William J. Rothwell and H.C.Kazanas, 《Mastering the Instructional Design Process:a systematic approach》,San Francisco, Calif,1998专家资源1. 北京师范大学：尹俊华何克抗乌美娜黄荣怀余胜泉杨开城师叔恩李薇薇高福文2. 西北师范大学：南国农萧树滋杨改学3. 华南师范大学：李克东桑新民徐福荫丁新4. 华东师范大学：祝智庭张际平华东师大其他教师简介5. 华中师范大学：傅德荣赵呈领6. 北京大学：汪琼高利明尚俊杰吴筱萌缪蓉7. 清华大学：张健伟王学优吴庚生谢新观8. 河北大学：肖树滋冯秀琪张立新9. 南京师范大学李艺高荣林10. 第一军医大学教育技术中心王金荣章战士11. 曲阜师范大学刘成新12. 第四军医大学夏仁康李冰殷广德谢百治13. 首都师范大学丁兴富其他教师3814. 上海师范大学：黎加厚15. 吉林师范大学：孙启美16. 浙江师范大学：张剑平17. 东北师范大学：王以宁教育技术专业领域重要论文01 何克抗教授诠释教育技术相关问题李馨教育技术本文主要讲述了何教授就教育技术定义、教学设计、e-learning等概念的理解。

收稿日期:2002_01_15*基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G2*******) 作者简介:杨泽亮(1947-),男,副教授,主要从事燃烧和传热研究.文章编号:1000_565X(2002)06_0033_03纵向涡发生器强化换热的场协同分析*杨泽亮1 宋卓睿1 宋耀祖2(1.华南理工大学电力学院,广东广州510640; 2.清华大学力学系,北京100084)摘 要:通过在流道内安装三角形涡发生器可以产生纵向涡旋.本文以场协同理论为指导讨论了在较低壁温(小于120 )条件下、Re在800~7000范围内,空气介质在强迫对流的情况下,水平加热片上安装三角形涡发生器的强化换热机制.关键词:纵向涡;涡发生器;强化换热;场协同中图分类号:TK124 文献标识码:A换热器中广泛存在着平板式层、湍流边界层矩形通道.国外一些研究对矩形通道安装纵向涡发生器后的流场和温度场进行大量的实验[1],显示了纵向涡发生器后的涡旋结构并测量了当地温度,发现换热系数提高很多.纵向涡在尾迹区带动下游流体旋转冲刷壁面,并驱动流体从四周流向中心,破坏了热边界层的发展,提高了换热系数;并且在一定的压力梯度下,纵向涡可以很稳定并延伸至很远的下游区域.本文用场协同理论的新观点[2]对纵向涡强化换热的实验结果[3,4]进行了分析.1 实验简介1.1 实验台组成实验在一个专门设计的层流、过渡流低速风道内进行[3].实验装置主要包括:压气机、稳流段、渐缩通道、实验风道和扩压段.测量系统包括:毕托管流量计、测温热电偶和红外热像仪.风道尺寸600m m 300m m 40m m(长 宽 高).空气的速度范围为0.4~4m/s.加热温度范围为0~120 ,风道的底面为一块300mm 600 mm、厚度为0.06m m的Ni20Cr80加热片,顶面为张紧的超薄塑料薄膜,左右侧为绝热板.加热片通过调压器来改变加热功率.三角形涡发生器(DW VG)翅长l=40mm,翅高H=20mm.平行布置时,产生单涡;成对布置时产生涡偶.本文实验中,在距离加热片入口X1=60mm处布置了一排3对三角翼涡发生器,如图1所示.它们沿轴线对称分布.成对布置时翅片前端间距s=2mm.图1 涡发生器布置示意图F ig.1 Schemat ic diag ra m o f D WVG co nfigura tio n为减少散热损失,在加热片下面包覆一层矿渣棉绝热层.用精密水银温度计(刻度0.1 )和铜-康铜热电偶分别测量通道进出口空气和加热片下面各点的温度.通过热电偶和红外热像仪对加热片表面温度进行检验,以确定加热片的表面黑度.1.2 实验原理实验中,测定纵向涡强化换热面侧的换热系数的方法是让空气流过电加热片,在热平衡的条件下,测定空气和加热片之间的换热量Q、换热表面平均温度t w和空气的平均温度t f,以及换热面积A,然后按照牛顿冷却公式Q=h(t w-t f)A来求取A区域内的平均换热系数h.使用红外热像仪,可以方便地求得局部和整个加热面的平均温度.由于翅片华南理工大学学报(自然科学版)第30卷第6期Jo urna l o f South China U niversity of Techno log y V o l.30 N o.6 2002年6月(Na tural Science Editio n)June 2002的面积比加热片面积小很多,且为线接触,热阻大,计算中未将翅片作为扩展受热面积.1.3 实验内容及结果分析将三角翼作为涡流发生器,垂直安装在壁面上,在矩形通道内层流和过渡流条件下产生纵向旋涡或涡偶,形成对壁面边界层的干扰和强化换热.根据强化换热的效果,对涡发生器的参数进行优选,找出涡偶的合理布置形式.在研究纵向涡对换热表面的强化换热效果时,可以看出,强化换热的增强趋势是在Re=800~ 1000时上升得不很明显,在Re=1000~4000时则迅速加大,而过了6000后则开始下降.由于实验风道阻力很小,阻力变化更小,所以没有在实验中测量加装涡发生器后的阻力变化.在下一步工作中,将调整实验设备,进行阻力实验.2 场协同分析2.1 纵向涡对平均换热系数的场协同分析本文的实验为水平通道层流流动边界层的换热实验.二维层流边界层的能量方程[1]:c p u T x+v T y= y k T y(1)式中: ,c p和k分别为流体的密度、比热和导热系数;T是温度,K;u和v是速度.对方程(1)在热边界层内积分t0 c p u T x+v T y dy=-k T y w(2)式中, t为热边界层厚度,下标w表示壁面参数.在本文的实验中,温度变化范围不大,物性参数可近似取为常数.将(2)式改写为矢量形式t0 c p(u T)dy=-k T y w(3)式中,u T=|u|| T|cos .u是速度矢量, T是温度梯度, 是u和 T之间的夹角.在 = 90 时,相当于纯导热的情况.由热边界层的厚度 t,板面温度与边界层外流体的温差,可以得到不同x处的导热热流q d:q d=t w-tt k上式中,下标 表示边界层外参数;t为温度, .表面辐射热流为q r,q r=c0 T w1004-T1004上式中,c0是黑体辐射系数, 是黑度.因此,可以得到由于对流存在,即相当于有内热源存在的换热为-k T yw=q l-q r-q d,上式中,q l为电加热板热流,可近似看为恒热流.又有q l-q r-q d=h x(T w-T )上式中,h x是纯对流引起的当地对流换热系数.因此,(3)式变为c p t0(|u|| T|co s )dy=h x(T w-T )引入无因次变量, u=uu, T=T(T w-T )/ t,y=yt,T w>T ,可得到:Nu x=Re x Pr 10(| u|| T|cos )d y 为了方便比较加纵向涡发生器与不加纵向涡发生器的换热效果,假设速度和温度在边界层中分布为u -uu=1-y322,T-TT w-T= 1-y3232,取co s 为边界层中的平均值, 是速度边界层厚度,在此近似 = t.由假设得u=1-1- y322, T=-94y- y52,则Nu x=47Re x Pr co s求出全板长上的Re x的平均值:Re x=uvLx dxL=u L2上式中, 是定性温度下空气的运动粘度.Nu x已由实验得出,所以cos =74Nu xRe x Pr代入没有加涡发生器的Nu x1和加了涡发生器的Nu x2,则可计算出co s 1和co s 2,进而求出 1和 2.当然,求出的是一个平均的夹角.2.2 实验的场协同分析结果不同Re下,有、无涡发生器时换热情况比较如表1所示.Re的特征尺度d为风道的水力直径.为方便计算,取Re为1000时的通道中空气的平均温度为定性温度.34华南理工大学学报(自然科学版)第30卷表1 不同Re 下有、无涡发生器时换热情况比较*T a ble 1 T he co mpar ison o f hea t tr ansfer w he ther DW V G s ar e used or not w ith diff ere nt Re numberRe Re x h s1h r1h d1h 1Nu x 1cos 11无涡发生器h s2h r2h d2h 2Nu x 2cos 22有涡发生器h 2-h 1h 1 2- 11800680012.7 1.580.5210.60111.80.04187.613.7 1.550.5211.63122.70.04587.49.7%0.26%1000850012.5 1.530.5810.39110.20.03388.116.0 1.430.5813.98148.30.04487.534.5%0.73%20001700012.8 1.400.8210.58112.80.01789.017.5 1.300.8215.38164.00.02488.645.4%0.49%30002550013.0 1.36 1.0010.64113.70.01189.418.7 1.25 1.0016.45175.80.01789.054.6%0.39%40003400014.5 1.30 1.1512.04129.00.009589.521.1 1.20 1.1518.74200.70.01589.255.6%0.34%60005100016.6 1.25 1.4113.94149.70.007489.625.5 1.15 1.4122.94246.20.01289.364.5%0.30%80006800022.11.171.6319.30206.80.007689.631.71.111.6328.96310.30.01189.350.0%0.24%*h s 为加热板实测的总换热系数,W (m 2 )-1;h r 为加热板对空气的辐射量折算成的对流换热系数,W (m 2 )-1;h d 为对空气的导热量折算成的对流换热系数,W (m 2 )-1;h 为对流引起的对流换热系数,W (m 2 )-1;Pr =0.698.从表1的数据结果可以看出:(1)加了纵向涡发生器之后,速度与温度梯度的夹角 减小,使得u T 增加,传热效果得到了强化.同时,还可见到,由于 是接近90 的角,所以 的很小变化,也会使得cos 变化很大.(2)不同Re 下的强化换热效果不同,强化百分数随着Re 的增加先增加,后减少.这是因为在Re 较小时,传热以导热为主, 较小(偏离90 较多),即对流换热量较小,在换热过程中所占比例较小,虽然加了纵向涡发生器后,( 1- 2)/ 1较大,对流换热得到显著加强,最终的传热强化效果仍然较差;而Re 增大时, 增大,对流换热所占比例和量都增加,同时,( 1- 2)/ 1减小,纵向涡强化对流换热的作用减小,两者作用的综合使得Re =6000传热得到最大强化;Re 继续增大,流体本身已接近或达到紊流状态, 很大(接近90 ),但是因为角度变化率( 1- 2)/ 1很小,纵向涡的强化换热作用减弱,因而传热强化效果受到影响.3结论纵向涡发生器使主流中增加了二次流,二次流在垂直加热板的分量改变了速度场的方向,减小了速度场和温度场之间的夹角,相当于减小了速度和温度梯度的夹角,从而强化了传热.参考文献:[1] Fie big M.V or tices,g ener ato rs a nd hea t tra nsfer [J].Tr ans I CHem E(A),1998,76(2):108-122.[2] 过增元.对流换热的物理机制及其控制:速度场与热流场的协同[J].科学通报,2001,45(19):2118-2121.[3] 姚 刚,杨泽亮.纵向涡强化传热的实验研究[J].实验力学,2001,16(2):158-162.[4] 杨泽亮,姚 刚.水平矩形通道内纵向涡发生器强化传热的研究[J].华南理工大学学报,2001,29(8):30-33.A n A nalysis of the Vortex Generators Heat Enhancementwith the Field Synergy TheoryYa ng Ze_lia ng 1Song Zhuo _rui 1Song Yao _zu2(1.C olleg e o f Ele ctric Po wer ,So uth China U niv.o f T ech.,G uangzho u 510640;2.D ept.of M echanics,T singhua U niv.,Be ijing 100084,China)Ab stract:Delta wing let vor tex generato rs (DWV Gs)can generate longitudinal vor tex es in a channe l.This paper studies the heat tr ansfer enhancement be tw een a heating surface a nd f low ing a ir,in the co n text o f f orcing flo w,w ithin low w all temperature up to 120 and Re num ber f rom 800to 7000.The field synergy theory is used to a na lyze the pr inciple o f heat transfer enhancement,w hich is caused by sticking DWVGs on the inner plane o f the channel.Ke y words:lo ng itudina l vo rtex;vo rtex gene rator;heat transfer enhancem ent;field sy ne rgy第6期杨泽亮等:纵向涡发生器强化换热的场协同分析35。

3上海市重点学科建设项目资助(B503)收稿日期:2010-01-11杨　胜(1983-　),博士生;200237上海市徐汇区。

螺旋扁管强化传热技术研究进展3杨　胜1　张　颂2　张　莉1　徐　宏1(11华东理工大学机械与动力工程学院化学工程联合国家重点实验室,21北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司)摘　要　介绍了新型强化传热元件螺旋扁管及其换热设备的结构特点与强化传热机理。

对无相变及相变工况下螺旋扁管传热特性的理论、实验及数值模拟研究进行了综述与讨论,介绍了螺旋扁管换热设备的应用状况。

在此基础上,指出螺旋扁管传热技术尚待开展的工作包括丰富传热介质种类、管内外流场可视化及加强相变传热特性研究。

关键词　螺旋扁管　异型管　强化传热　节能Rev i ew on enhanced hea t tran sfer technology of sp i ra l fl a t tubeYang Sheng 1　Zhang Song 2　Zhang L i 1　Xu Hong1(11East China University of Science and Technol ogy,21Beijing DW ELL Petr oleum and Gas Technol ogy Devel opment Company L td .)Abstract The structural features and enhancing heat transfer mechanis m of the tube were p resented .The theoretical,experi m ental and nu merical si m ulati on researches on the heat transfer characteristics of the tube under phase -change and no phase -change conditi ons were reviewed and discussed .The ap 2p licati on status of s p iral flat tube heat -exchange equi pments was p resented .The future works includ 2ed widening the heat transfer mediu m types,fl ow visualizati on inside and outside the tube and intensive research on the phase -change heat transfer characteristics .Keywords s p iral flat tube s pecial tube enhanced heat transfer energy conservati on 自20世纪70年代初石油危机爆发以来,以能源为中心的环境、生态和社会经济问题日益加剧。

新型涡流发生器强化换热实验研究
齐承英;周国兵;曹惠玲;张云鹏;魏晋
【期刊名称】《工程热物理学报》
【年(卷),期】2002()S1
【摘要】本文对矩形通道内分别布置单排一对直角三角翼、矩形翼、梯形翼、斜截圆柱体、斜截椭圆柱体等涡流发生器强化传热的效果在层流和紊流范围内（Re=800～38000）进行了对比性实验,并比较了各自对压力损失的影响,指出斜截椭圆柱体涡流发生器是一种强化换热效果好阻力损失又低的新型涡流发生器。

【总页数】4页(P173-176)
【关键词】强化传热;涡流发生器;马蹄涡;端部涡
【作者】齐承英;周国兵;曹惠玲;张云鹏;魏晋
【作者单位】河北工业大学热能动力系
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.涡流发生器强化换热及流动控制研究及应用 [J], 喻凡坤;耿玥;张剑昕
2.矩形纵向涡发生器平板强化换热的实验研究 [J], 宋文吉;申洁;李庆领
3.几种翼型涡流发生器强化换热及流阻性能的实验研究 [J], 周国兵;张于峰;齐承英;王艳
4.多排纵向涡发生器强化竖直平板自然对流换热的实验研究 [J], 龙靖安;杨泽亮
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关于简析强化传热技术及一些典型的应用由于生产和科学技术发展需要强化传热从80年代起就引起了广泛的重视和发展。

表现在设计和制造各类高性能热设备，航空，航天及核聚变等尖端技术，计算机里密集布置电子元件的有效冷却。

正是上述原因促使人们对强化传热进行及为广泛的研究和探讨，从80年代到现在近20多的时间里，世界各国的科学领域里，有关强化传热研究报告举不胜数。

一、强化传热技术的分类（一）导热过程的强化导热是热量传递的三种基本方式之一，它同样也存在着强化问题。

导热是依靠物体中的质量（分子，原子，或自由电子）运动来传递能量。

固体内部不同温度层之间的传热就是一种典型的导热过程，但固体之间接触存在着接触热阻，降低了能量的传递，在高热流场合下，为了尽快导出热量必须设法降低接触热阻，一般可采用以下方法：1、提高接触面之间光洁度或增加物体间的接触压力以增加接触面积2、在接触面之间填充导热系数较高的气体（如氦气）3、在接触面上用电化学方法添加软金属涂层或加软技术垫片（二）辐射换热的强化辐射换热普遍存在于自然界和许多生产过程中，只要物体温度高于绝对零度，它就能依靠电磁波向外发射能量，所以物体之间总是存在着辐射换热，在物之间温度差别不是很大的情况下，辐射换热可以忽略，但在高温设备中辐射却是换热的主要方式。

而影响辐射换热的因素主要有：表面粗糙度，固体微粒，材料。

（三）对流换热强化对流强化传热与流体的物理特性，流动状态，流道几何形状，有无相变发生以及传热壁面的表面状况等许多因素有关。

其中对流换热的有源强化又可分为：利用机械搅动加强流体与壁面间的传热，流体脉动和传热面震动时的对流换热，电磁场作用下的对流换热，经过多孔壁有质量透过时的壁面换热。

而对流换热的无源换热又可分为：管内插入物对传热的增强，涡旋流动的强化传热，添加物对流换热，流化床与埋管间的传热，射流冲击。

二、强化传热的途径在热设备中应用强化传热技术的目的一般有：（1）增加输热量；（2）减少换热面积和缩小设备体积；（3）降低载热剂输送功率的消耗；（4）降低高温部件的温度。