有风条件下不同开口率圆柱形腔体复合热损失特性实验研究

发布时间：2017-11-29 10:01

  本文关键词：有风条件下不同开口率圆柱形腔体复合热损失特性实验研究

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【摘要】：开口腔体内的热损失机理广泛应用于各种工程应用领域中,如太阳能腔式吸热器、飞行器制动装置、电子元件冷却、建筑节能采暖等。本课题通过建立圆柱形腔体热损失性能测试实验台,采用电加热方式,分为腔体底面和侧面同时加热、单独底面加热两种加热条件,探讨了有环境风条件下,不同开口率圆柱形腔体在不同腔体倾角、风速、风向角及热流密度时的复合热损失特性。实验结果表明,在全面加热工况下,腔体底面温度在很小范围内波动,腔体侧面的温度随着离底面的距离越大而显著减小,在侧面轴向位置与底面距离越远处即越靠近腔体开口平面,同一横截面的温度梯度越大。在单独底面加热工况下,腔体底面温度基本不变,腔体侧面的温度随着离底面的距离越大也显著减小,但是侧面轴向同一截面的温度梯度随距离底面位置变化不大。在两种加热方式下,有环境风且风速一定时,腔体的混合对流热损失和辐射热损失随着开口率的增大而增大,导热热损失随着开口率的增大而减小,而无环境风时腔体的混合对流热损失随开口率的增大而减小,辐射和导热热损失变化规律一致;同时,小开口率时导热热损失大于辐射热损失,随着开口率增大导热热损失会小于辐射热损失,存在一个临界开口率使得二者相等,且全面加热时的临界开口率大于单独底面加热的临界开口率。当开口率一定时,随着风速的增大,辐射热损失和导热热损失减少,混合对流热损失增加。对于本课题有风条件下的不同开口率圆柱形腔体,在其它参数不变时,混合对流热损失努塞尔特数Nuc随着开口率和风速的增大而增大,辐射热损失努塞尔特数Nur随着开口率增大而增大,随着风速的增大而减小。混合对流热损失努塞尔特数Nuc随风向角和腔体倾角变化规律比较复杂,且辐射热损失努塞尔特数Nur随风向角和腔体倾角变化很小,说明开口率才是影响Nuc和Nur的主要因素。此外,文中利用回归分析获得了不同条件下混合对流热损失努塞尔特数Nuc和辐射热损失努塞尔特数Nur的拟合关联式。并且为检验测量结果的可靠性,对其进行了详细的不确定度分析。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK124

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本文编号：1237033