后向台阶流道中内置圆柱的流动传热模型兼具了台阶绕流与钝体绕流的特点。这种复合绕流在工程中极具应用前景。针对这一模型的流动传热问题展开研究,重点分析了不同流向内置位置以及不同圆柱直径时的绕流流动传热特性。结果表明圆柱的流向位置对主回流区的形态以及下游的流动不稳定性有显著影响,在Xc/S=1时,Nut的局部峰值最大,在Xc/S=8时,整个底面的时均传热最强。圆柱直径对下游流动形态以及旋涡尺度有显著影响,整个台阶底面的时均传热随着圆柱直径的增大先增强后减弱。综合内置圆柱位置与直径大小来看,在Xc/S=8,D=0.6S时,后向台阶内置圆柱绕流表现出了最佳的流动传热性能。

通过对容器式储冰介质－－双金属蕊芯冰球的传热特性分析和实验研究，对影响其结冰速度的相关因素－－外壳材料、外形尺寸、金属蕊芯尺寸和冰球内溶液的成分进行了研究，并且提出了改进意见。文中结论对改进双金属蕊芯冰球及其他冰球的设计具有参考价值。

从理论分析和试验研究两个方面研究了真空状态下珠状凝结的传热特性。首先从蒸汽流场、气膜热阻和表面能3个角度进行理论分析,分析结果表明,珠状凝结的换热系数K值随着真空的提高而增大。然后进行真空条件下的珠状凝结试验,经过数据分析表明,试验结果与理论分析相吻合,即在真空条件下,凝结换热系数K值随着真空度的提高而增大,在较大Re数时（Re=34755）,真空度每提高0.01MPa,换热系数可提高10%左右。

针对具有复杂围护结构光学窗口传热特性,建立了高热流作用下的光学窗口及其复杂围护结构的辐射-导热传热模型,分别讨论了窗口的辐射半透明、光谱选择性、外部加热热流以及窗口尺寸对其瞬态温度响应的影响。结果表明,忽略窗口半透明特征会产生最大31.4%误差,忽略光谱选择性会产生最大40.4%误差;窗口外部气动加热热流影响显著,温度响应随热流的增大而急剧增大;窗口厚度对其传热特性的影响较大,随着厚度的增大窗口温度响应减小;而窗口半径产生的影响可忽略不计。

针对刷丝与转子摩擦生热、刷束的局部过热、热量传入轴承腔体等影响机器性能的问题,对柔性丝刷式密封的生热、散热、隔热性能进行了研究。建立了大过盈变阻力柔性丝刷式密封和传统金属丝刷式密封CFD多孔介质数值模型,对比了柔性丝和金属丝刷式密封摩擦生热性能、沿挡板的传热性能、阻碍热量进入轴承腔体的隔热性能,并探究了工况参数和结构参数对刷封隔热性能的影响规律;开展了柔性丝刷式密封摩擦力测量试验和摩擦生热试验。研究结果表明:碳纤维刷式密封摩擦生热较低,沿挡板散热效率较高,对轴承腔的隔热性能较好;增大压差和温度,出口热流量升高,不同转速区间对热流量影响不同,通过增大刷束厚度、降低前、后板间隙会提高隔热性能;试验和数值结果吻合良好,误差为9.4%。

高温会降低磁流体饱和磁化强度,造成永磁铁退磁,影响磁流体密封装置的可靠性及稳定性。为探讨磁流体密封装置传热特性,以大轴径离心压缩机磁流体密封为研究对象,同时考虑磁流体摩擦热和轴承摩擦热对磁流体密封装置传热特性的影响,利用有限元数值计算与磁流体、轴承摩擦功耗理论分析相结合的方法,研究磁流体密封装置温度分布规律,分析齿宽、密封间隙和转速对永磁铁和磁流体最高稳态温度的影响,并确定相关工况所需冷却液质量流率。结果表明:由于轴径尺寸较大,表面线速度高,磁流体黏性摩擦热及轴承摩擦热对密封装置传热特性有显著影响,在无冷却工况下,密封装置最高温度超过磁流体和永磁铁的极限使用温度,需通过强制对流换热的方式进行降温处理;永磁铁及磁流体最高稳态温度随着齿宽增加而升高,随着密封间隙增加而减小;随着转速的...

为进一步提高间断微通道热沉的综合热性能,在间断微通道的横断区布置向前楔形肋和向后楔形肋,并采用数值模拟方法研究这些通道的流动和传热特性,所得的研究结果与间断微通道(IMC)和光滑微通道(PMC)进行对比。对比结果表明:在大部分工况条件下,带有向后楔形肋的间断微通道(IMC-BW)的压降、传热系数和综合传热强化因子均高于其他通道;在研究的进口速度范围内,IMC-BW通道的压降和传热系数分别比PMC通道平均高11.96%和32.74%,比IMC通道平均高18.76%和24.57%;IMC-BW通道的综合传热强化因子为1.20~1.34,比IMC通道平均高17.64%。

目前换热器正朝着结构紧凑、小型化方向发展,换热器的管束细化使管外流场向过渡流状态转变。为了提高换热器的换热效率,采用基于复合网格系统的计算方法,建立了内插串列双圆柱对壁面强化传热模型并进行实验验证,通过数值分析研究过渡流状态下圆柱距壁面的不同间距比(C/D)对壁面传热特性的影响,以期优化圆柱下游壁面的流动传热特性。研究结果表明近壁插入圆柱可强化圆柱下游处的壁面传热;不同C/D值对壁面的传热强化效果有显著影响,壁面的传热强化效果随C/D的增大而减小,在加工工艺条件允许的情况下应尽量使被插圆柱靠近壁面,这为过渡流下换热器的研究提供了参考。

叉排翅片是一种用在换热器表面排列紧凑而高性能的结构，应用极其广泛。目前国内外研究虽获得了大量实验数据和二维（2D）数值结果，但是对实际结构和边界条件下的三维（3D）数值研究涉及较少。为了进一步加深对叉排翅片列的3D数值模拟传热特性的研究，建立了叉排翅片3D数值模型，与实验结果、实验关联式进行了比较，分析了一些模拟与实验误差的因素，验证了实际边界条件下的3D数值模型，并进行了叉排翅片表面传热特性的分析。结果表明，存在一个非定常层流区且其流场在翅片区以外不稳定而在翅片区以内稳定，同时非定常层流区的传热性能比定常层流区的好。

对低表面温度大流量无沸腾喷雾冷却技术进行了实验研究。实验以水作为冷却工质,在常温常压下进行,流量范围在0.65~1.1L/min间。发现在相同喷雾高度下,喷雾压力越大,喷雾传热性能越好;在一定喷雾高度范围内,喷雾在待冷却表面形成的圆正好与待冷表面相切时,传热性能最优。此时,喷雾压力0.46MPa条件下,表面温度仅31℃时,最大热流密度达到34W/cm2。