赵振
- 作品数：22 被引量：53H指数：5
- 供职机构：西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金广东省自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理航空宇航科学技术医药卫生机械工程更多>>
- 圆台扰流板式空气换热器传热与流动特性实验研究
- 2021年
- 板式空气换热器是热能再利用的重要装备,可以有效地提高能源利用率.本文研究了一种新型的圆台扰流板式空气换热器,通过模拟实际工况,在不同热、冷温比及流速下对其进行了实验研究.根据实验结果拟合了传热准则式和摩擦系数方程,分析了不同雷诺数(Re)下圆台扰流板式空气换热器流动及传热性能,探索了不同温比(T_(h)/T_(c))和流速比(V_(h)/V_(c))对总传热系数和熵产数的影响规律,最后通过敏感性分析获得了各输入参数对换热器性能影响的重要程度.研究结果表明:拟合得到的准则式与实验结果较为符合;与光滑圆管相比,圆台扰流板式空气换热器的传热性能提升了1.93~1.69倍,但相应的阻力系数增加了4.66~7.33倍,综合性能提升了11.68%~17.98%.综合考虑总传热系数和熵产数时,应尽可能地选择温比较低及流速相近的工况,此外,流速比对总传热系数的影响更大,而温比在对熵产数的影响中占主导作用.研究结果可为未来先进空气换热器的结构设计提供参考和借鉴.
- 赵振徐亮高建民席雷李云龙
- 关键词：工程热物理总传热系数熵产数
- 圆台凹凸结构通道的流动传热性能和熵产研究
- 2024年
- 为提高换热器的结构强度和降低接触热阻,提出一种新型采用热冲压成形工艺的圆台凹凸板片。对径高比为3、6、12的圆台凹凸结构通道和径高比为6的圆柱和球型凹凸结构通道进行了数值研究,并探究了不同雷诺数下单侧和双侧凹凸表面通道的流动传热性能和熵产的分布规律。研究表明:单侧和双侧凹凸表面通道传热壁面的传热分布相似,但前者的流动传热性能要优于后者;当雷诺数从5000增大到20000时,圆台凹凸结构通道的摩擦因数比和综合传热因子均随着圆台径高比的增大而增大;当径高比一定时,通道的综合传热因子从大到小依次为球型、圆台和圆柱凹凸结构;此外,随着雷诺数的增大5种结构下通道的传热和摩擦熵产的比值会减小。
- 赵振徐亮高建民席雷李云龙
- 关键词：传热性能
- 错排圆台通道不可逆损失的数值分析
- 2023年
- 为了加强板式换热器的结构强度,提出了一种圆台结构,并利用热力学第二定律研究了通道参数对错排圆台通道不可逆损失的影响。采用数值方法研究了雷诺数、圆台角度、圆台纵向间距比和横向间距比对圆台通道的摩擦熵产、传热熵产及无量纲熵产等的影响规律。结果表明:在通道参数范围内,圆台通道的摩擦熵产随着雷诺数的增大而增大,传热熵产随着雷诺数的增大而减小,无量纲熵产随着雷诺数的增大而先减小后增大;当圆台角度、纵向间距比和横向间距比分别从0~30°、1~2和1~2增大时,圆台通道的摩擦熵产分别平均增大了41.36%,减小了10.93%和45.26%,传热熵产分别平均减小了27.67%,增大了117.69%和154.45%。
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- 关键词：板式换热器
- 蒸汽冷却厚壁通道传热性能的耦合传热研究被引量：4
- 2017年
- 基于厚壁带肋通道蒸汽冷却实验数据,发展了含有内热源项的耦合传热计算方法,研究了雷诺数、热流密度和湍流度对厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性的影响,同时对比了耦合传热方法和只计算流体域方法之间的差异,并在此基础上对努塞尔数与雷诺数、热流密度和湍流度之间进行数值拟合,得到了厚壁带肋通道的传热关联式。研究结果表明:含有内热源项的耦合传热计算模型可以准确地模拟厚壁带肋通道内蒸汽的流动与传热特性,只计算流体域模型对传热系数的预测较耦合传热模型低10%;热流密度对厚壁带肋通道蒸汽摩擦和传热特性的影响较小,高热流密度使得壁面传热效果变差;雷诺数从10 000~90 000变化时,平均传热系数和综合传热因子分别提高了76%和63%,而湍流度从3%~15%变化时,平均传热系数提高了大约24%,综合传热因子提高了19.8%。该研究可为未来重型燃机叶片冷却结构设计提供参考。
- 席雷徐亮高建民赵振王明森
- 关键词：蒸汽冷却传热性能耦合传热
- 工况参数对X型桁架阵列通道流动与传热性能影响的数值研究
- 2023年
- 针对不同工况参数下桁架阵列通道冷却性能优劣的问题,采用数值方法模拟了X型桁架阵列通道内的流动与传热特性,分析了不同雷诺数下入口湍流度和壁面热流密度对X型桁架阵列通道流动与传热性能的影响规律。结果表明:入口湍流度从5%增大到15%时,通道摩擦系数增大了1.69%~3.23%,通道平均努塞尔数提高了2.47%~2.57%;壁面热流密度从3 000 W·m^(-2)增大到10 000 W·m^(-2)时,通道摩擦系数增大了3.39%~6.45%,通道平均努塞尔数降低了11.14%~17.44%。随着雷诺数的增大,入口湍流度和壁面热流密度对通道流动与传热性能的影响程度都有所减弱。增大入口湍流度可以较小幅度地提升通道的综合热力性能,增大壁面热流密度则会降低通道的综合热力性能。
- 席雷高源高建民徐亮赵振李云龙
- 关键词：流动性能传热性能
- 涡轮叶片厚壁带肋通道流动与传热性能的预测和优化被引量：3
- 2021年
- 为提高燃气轮机涡轮叶片中弦区带肋通道的传热效果,基于已有实验数据开展了雷诺数为10000~60000、宽高比为0.25~4.00和肋角度为30°~90°的涡轮叶片厚壁带肋通道流动与传热性能的优化研究。利用Sobol方法分析了厚壁带肋通道流动及传热性能对雷诺数、宽高比、肋角度的全局敏感性;采用BP神经网络对60组实验数据进行了多输入、多输出的非线性拟合,得到了可以准确预测厚壁带肋通道平均努塞尔数、摩擦系数和综合热力系数的神经网络模型,并结合遗传算法对厚壁带肋通道在研究范围内的不同工况下进行结构优化。结果表明:厚壁带肋通道的传热性能对进口雷诺数变化的敏感性很高,而对通道宽高比和肋角度变化的敏感性较低;流动性能对通道宽高比变化的敏感性非常高,对肋角度变化的敏感性较低,而对进口雷诺数变化的不敏感。训练得到的BP神经网络模型对平均努塞尔数、摩擦系数和综合热力系数的最大预测偏差分别为3.9%、2.8%和4.6%。最优宽高比和最优肋角度都随着雷诺数的增大而增大。不同雷诺数时,基于平均努塞尔数优化得到的最优宽高比和肋角度分别在2.23~2.75和41.12°~55.16°;基于综合热力性能优化得到的最优宽高比和肋角度分别在1.75~2.11和56.68°~65.2°。该研究可为未来重型燃机叶片冷却结构设计提供参考。
- 席雷高建民徐亮赵振李云龙
- 关键词：神经网络遗传算法
- 圆台扰流换热器结构参数优化的数值模拟研究被引量：11
- 2021年
- 为探究新型圆台扰流换热器流动、传热性能最优的结构参数,采用中心复合设计响应面法对圆台扰流通道开展了数值模拟研究,分析了当雷诺数为10000时,圆台径高比(2~4),圆台角度(0°~30°),流向间距比(1.5~2.5)和展向间距比(1.5~2.5)对圆台扰流通道的综合热力性能、传热性能和熵产的影响规律,并对圆台结构进行了显著性分析和参数优化,最后,结合流动结构对比分析了优化得到的通道性能提升的机理,并拟合得到了有关圆台扰流通道流动、传热和熵产的经验关联式。结果表明:圆台角度是影响通道综合热力性能的最显著参数;展向间距比对传热性能的影响最显著;对熵产影响最显著的是展向间距比。与参考通道相比,以传热性能最优得到的通道传热性能提高了44.11%;以熵产最低优化得到的通道熵产降低了28.24%。当以传热性能最好和熵产最低进行优化时,通道的传热性能提高了39.04%,但其熵产增加了12.69%。该研究结果可为圆台扰流换热器的优化设计提供理论基础。
- 赵振高建民徐亮席雷李云龙
- 关键词：参数优化结构参数响应面法
- 某型空冷高温涡轮叶片传热特性的数值研究
- 2023年
- 为了揭示叶片冷却的机理,并丰富和补充叶片的实验研究,对某型空冷高温涡轮叶片的传热特性进行了数值研究。采用实验数据对数值模型进行了验证,数值探究了主流出口压力、进/出口压比、冷气与主流温度比及流量比对叶片传热特性的影响规律,并采用响应面模型拟合得到有关叶片平均冷却效率和温度非均匀度的经验公式。结果表明:采用流-固耦合传热的数值方法能够准确地模拟叶片通道的传热特性;叶片的平均冷却效率随着主流出口压力的增大而降低,随着主流进/出口压比、冷气与主流温度比和流量比的增大而增大;主流出口压力、进/出口压比和冷气与主流温度比均会降低叶片的温度非均匀度,而流量比会增大叶片的温度非均匀度;采用响应面模型拟合得到的经验公式有较高的精度。
- 赵振席雷高建民徐亮李云龙
- 关键词：涡轮叶片传热特性
- 基于响应面模型涡轮叶片冷却性能的数值研究
- 2023年
- 为了给我国自主研发涡轮叶片提供理论基础,基于试验设计和响应面模型对某型叶片的冷却性能进行了数值研究。对某型涡轮叶片的设计参数进行了试验设计,数值研究了主流出口压力、主流进出口压比、冷气与主流温度比及流量比对叶片表面的无量纲温度分布的影响规律,并根据响应面模型拟合得到了叶片平均无量纲温度的经验公式。结果表明:根据试验设计和响应面模型拟合得到的叶片平均无量纲温度的经验公式有较高的精度;在设计参数范围内,涡轮叶片的平均无量纲温度随着主流出口压力(120~140 kPa)和冷气与主流温度比(0.6~0.7)的增大分别提高了0.57%和2.81%,随着主流进出口压比(1.3~1.5)和冷气与主流流量比(3~8)的增大分别降低了1.14%和3.68%。
- 赵振席雷高建民徐亮李云龙
- 关键词：涡轮叶片经验公式
- 涡轮叶片前缘阵列冲击冷却流动及传热特性数值研究被引量：6
- 2021年
- 本文采用SST湍流模型模拟了类前缘通道内蒸汽射流阵列冲击冷却的流动与传热特性,分析了雷诺数(Re=10000~50000)、孔径比(d/H=0.5~0.9)和孔间距比(S/H=2~6)对流动及传热性能的影响规律,得到了相应的传热和摩擦关联式。结果表明:在不同雷诺数下,d/H从0.5到0.9变化时,通道压力损失系数降低了76%~79%,靶面平均努塞尔数降低了45%~49%;S/H从2增至6时,通道压力损失系数增加了1.64~1.92倍,靶面平均努塞尔数增加了54%~64%;增大d/H、减小S/H可有效提高类前缘通道蒸汽冲击冷却的综合热力系数。本文研究结果可为未来先进燃气轮机高温涡轮叶片蒸汽冷却结构的设计提供参考和借鉴。
- 席雷高建民徐亮赵振
- 关键词：叶片前缘蒸汽冷却传热
