脉动强化传热管流的数值分析和实验研究的开题报告

脉动强化传热管流的数值分析和实验研究的开题报告一、选题背景和意义随着工业生产和生活水平的不断提高，传热技术得到了广泛应用和发展。传热是指物体内部或不同物体之间热能的传递，其中包括传导、对流和辐射等方式。而对流传热是工业生产中的一种常见方式，它主要是利用流体的流动实现传热，包括自然对流和强制对流。在强制对流中，传输介质一般是流体，对流传热的效率取决于流体的流动状态和热传输介质表面的传热特性。针对传热技术的应用需求，尤其是在节能、高效、环保的背景下，传热研究已成为学界和产业界关注的热点之一。脉动强化传热是目前较为研究和应用的一种方法，该方法利用脉动流动的“振动”作用增强了传热传质过程，具有传热效率高、换热器结构简单等优点，在锅炉、空调、化工等领域有着广泛应用前景。在脉动强化传热中，传热管作为传热传质的重要组成部分，其流动状态对传热效率具有重要影响。因此，对脉动强化传热管流的数值模拟和实验研究有着重要的理论和实践意义。二、研究内容和方法本文旨在对脉动强化传热管流进行数值模拟和实验研究，具体内容和方法如下：1.建立数值模型以某种工业领域中常见的获得脉动强化传热的传热管为研究对象，建立传热管内部流场的数值模型。采用CFD方法求解传热管内部的流动场和温度场，并分析不同脉动流动参数下的传热效果。2.模拟分析基于建立的数值模型，通过模拟不同频率、幅度和周期等脉动流动参数的传热过程，分析脉动流动对传热效果的影响。同时，考虑传热介质的物性参数对传热效果的影响，如传热介质的流速、动力黏度等。3.实验验证设计并制作实验装置，在实验室条件下对脉动强化传热管流进行实验研究。通过对实验数据的处理和分析，验证建立的数值模型的可靠性和精度，进一步评估脉动流动对传热效率的影响。三、预期成果通过对脉动强化传热管流的数值模拟和实验研究，本文预期获得以下成果：1.建立传热管内部流场的数值模型，实现脉动强化传热供热损失的定量分析。2.探索传热管内部流场对脉动强化传热的影响规律，并提出优化脉动流动参数的建议，进一步提升传热效率。3.通过实验验证，验证数值模型的可靠性和准确性。同时，提出传热管流动状态的实验判别方法，为实际工业生产和应用提供技术支撑。四、研究计划和进度本文拟于2021年9月开始，计划在2022年6月前完成数值模拟和实验研究工作。具体研究计划和进度安排如下：1.文献综述和研究设计（2021年9月）2.建立传热管内部流场的数值模型（2021年9月-2022年1月）3.模拟分析传热效果和脉动流动参数对传热效果的影响（2022年1月-2022年4月）4.设计并制作实验装置，开展实验研究（2022年4月-2022年6月）5.数据处理和分析，撰写论文（2022年6月）五、参考文献[1]辛素芹,唐忠建,陈牛连.脉动强化对传热的影响分析[J].煤炭技术,2019,38(10):186-188.[2]龙婷,王玉锋,邓永豪.脉动传热技术及其应用研究进展[J].化工进展,2018,37(11):4431-4438.[3]陆伟,孙小军,邵斌.脉动流场对传热技术的研究现状[J].热科学与技术,2016,15(2):