高温燃气管道传热特性二维数值研究：影响因素与冷却策略

本文主要探讨了"燃气管道传热特性数值研究"这一关键领域，针对高温燃气管道的管壁传热特性进行了深入的二维数值分析。研究者刘秀云采用了有限差分法，这是一种数值计算方法，用于模拟和解决偏微分方程，特别适合于处理复杂的物理问题，如热传导。 研究的核心内容包括对比不同换热边界条件下的传热性能，具体涉及铜、钢和哈氏合金三种常见管壁材料。结果揭示了一个重要发现：在高温燃烧后，热量从燃气通道的内壁向外壁逐渐传递，时间的推移促使这种传递过程逐步扩散。材料的导热系数对传热速率有显著影响，导热系数高的材料（如哈氏合金）能更快地散热，导致外壁面更快达到稳定状态。 同时，燃气通道内外壁面之间的对流换热系数对传热效率也有重要影响。较大的对流换热系数意味着更高效的热量交换，有助于管壁冷却，但这也延长了管壁温度达到平衡所需的时间。有趣的是，随着对流换热系数的增加，外壁面的平衡温度会有所下降。 研究还关注了连续性高温燃气流过过程中，燃气管道内部壁面所承受的高强度热量。这强调了采取有效冷却措施对于管道寿命的重要性。通过对传热特性的理解，研究者提出利用有效的冷却循环系统来优化高温燃气的利用效率，并回收余热，从而提升整体能源利用效益。 本文的研究不仅提供了对高温燃气管道传热行为的深入理解，也为管道设计和维护提供了重要的理论依据，有助于延长管道的使用寿命并提高能源利用效率。该研究适用于能源与环保领域的工程实践，具有很高的实用价值和理论意义。