在核能、化工等领域，具有一定温差的冷热流体在T型通道中混合时，流体速度、温度等物理量发生剧烈脉动，这种周期性的流场波动和温度波动长期作用于管壁，易造成管壁发生热疲劳失效，引发管道泄露事故。

    针对这一科学问题，西安交通大学能动学院能质可控传递及应用研究团队(CEMTA)林梅研究员在前期摇摆条件下无附加结构T型通道内热混合研究的基础上提出在T型通道内加装旋转叶轮促进温度混合。探讨了叶轮直径和叶片数对T型通道中热混合的影响，发现热混合长度和叶片直径之间不是单调递减关系，叶片数为2时，最佳直径Dp* = 0.5。考虑温度场和压降时，最佳的叶片数为3。此外，从温度功率谱角度发现改变叶片数量可以控制管道中温度波动的临界频率。 这项工作为改善管内热分层现象提供了新思路，同时为揭示管道热波动机制提供了重要的参考价值。

图1 z/D_m=0对称面上有无叶片平均温度

图2 z/D_m=0.49侧壁面附近不同叶片数叶轮平均温度云图

该研究结果以“加装旋转叶片T型通道内流动混合的数值模拟”为题，于2022年2月在中文核心期刊《工程热物理学报》发表。该工作以西安交通大学为唯一作者单位，CEMTA研究团队硕士生黄可欣为第一作者，林梅研究员为通讯作者。在林梅研究员指导下，黄可欣等进一步对不同叶轮工况下的混合情况进行对比研究，该研究成果于2022年3月5日在国际权威期刊《应用热力工程》(Applied Thermal Engineering)上在线发表。该工作以西安交通大学、热能与动力科学技术实验室为作者单位，CEMTA研究团队硕士生黄可欣为第一作者，林梅研究员为通讯作者。这一工作是CEMTA研究团队在《核工程与设计》(Nuclear Engineering and Design)、《应用热力工程》(Applied Thermal Engineering)等期刊报道“Effect of temperature difference on the thermal mixing phenomenon in a T-junction under inflow pulsation”、“Large eddy simulation of flow and mixing characteristics in a T-junction under inflow pulsation”之后，围绕T型通道内的温度混合，在减小热疲劳损伤失效方面应用的重要拓展，对改善T型通道内的热混合提供了新思路。该工作得到国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等项目的资助。

文章编号1：0253-231X(2022)02-0367-09

论文链接：https://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbname=cjfdauto&filename=gcrb202202012&dbcode=cjfd

文章编号2：Appl. Therm. Eng. Volume 204, 5 March 2022, 117942

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117942

文章编号3：Nucl. Eng. Des. Volume 363, July 2020, 110611

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2020.110611

文章编号4：Appl. Therm. Eng. Volume 181, 25 November 2020, 115924

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115924

林梅研究员主页：/xjtu/mu_gr/web/janeylinm