高低温试验箱围护结构升温传热特性

对高低温试验箱围护结构由低温升至高温时的非稳态传热建立了数学模型,使用TDMA方法进行了围护结构传热数值计算,对3种不同升温工况下的围护结构进行了传热特性分析,使用围护结构质量系数概念来简化计算其在升温时的耗热量。     

环境实验箱气流组织与围护结构耦合传热研究

目的研究环境实验箱在升、降温过程中气流组织与围护结构的耦合传热行为,为环境实验箱制冷/加热能力的确定提供精确的设计方法。方法首先利用UC240环境实验箱搭建实验平台,测量环境箱送风口速度分布,以及升、降温过程中室内及壁面的温度曲线,然后对环境箱进行建模,以实测的送风速度、温度作为边界条件,利用CFD方法进行仿真,最后对比分析实验值与CFD仿真的结果。结果利用CFD方法计算得到的环境箱升、降温曲线与实测值吻合较好,尤其是壁面温度曲线,误差不超过4℃。送风温度可以根据蒸发器理论或加热功率和回风温度而动态地确定。结论利用CFD方法分析环境实验箱气流组织与围护结构的耦合传热是可行的,FLUENT的UDF功能可根据需要扩展,以协助设计蒸发器和控制策略。     

大型低温环境试验室制冷系统设计

分析了大型低温环境试验室制冷技术的现状,提出了基于复叠式制冷的复合降温方式。通过冷负荷计算,确定了制冷系统核心设备制冷机组压缩机的选型,采用基于PLC的PID控制系统,实现了试验室温度参数的精确控制。     

半干半湿法烟气脱硫塔内降温和增湿的研究

在气-液-固三相条件下进行的脱硫反应,可以较好地提高反应速度和反应效率.但半干半湿法脱硫技术因加入大量返灰和水而改变了反应历程,同时由于输送蒸汽的介入,降低了反应的活化能.虽然增大喷淋量会提高脱硫效率,但脱硫塔内易产生湿壁和结垢,影响灰的流动性,故讨论了半干半湿法烟气脱硫技术在脱硫塔内利用双流喷嘴进行增湿和降温,以创造塔内温距为12～18 K,相对湿度为60%左右的适合脱硫的反应条件.利用传热和传质计算方法对塔内雾滴的蒸发过程进行研究,结果表明:塔内液相的雾化雾滴分布粒径主要在80 μm左右,其蒸发时间为0.691 s.同时设计了一套喷水量的计算程序,通过示范工程的实验验证,可以用来指导半干半湿法烟气脱硫塔内烟气的加湿量计算,该结果可为优化脱硫塔体的内部结构提供依据.      

车载雷达工作室三维空气流动与传热数值模拟

应用计算流体力学和计算传热学方法对某车载雷达工作室内的三维空气流动和传热进行了模拟与数值计算.建立了车载雷达工作室内三维空气流动与传热计算的物理模型和数学模型,应用κ-ε紊流方程模型、非结构化网格和有限容积法对某车载雷达工作室内的空气流场与温度场进行了三维数值仿真计算与分析,为该车载雷达工作室生存环境的改善与优化提供了...     

建筑围护结构节能研究

建筑围护结构对于建筑节能起着非常重要的作用。随着我国经济飞速发展,人们生活水平逐渐提高,舒适的居住温度已经成为人们的生活需求。因此采用恰当的围护结构以及合理的设计从而起到保温、隔热、采光、通风等作用,实现节能的基本目标,是我国建筑设计与研究应该关注的问题点。     

某电子方舱舱内热环境的模拟研究

目的以某电子方舱为研究对象,分析在现有结构条件下,空调所提供的冷量能否满足舱内电子设备正常工作要求和人员舒适要求。方法分析和研究舱内的传热问题,采用FLUENT软件,并结合κ-ε两方程紊流模型与SIMPLE算法对方舱内的热环境进行三维数值模拟。结果在保证空调送风温度和速度不变的前提下,送风角度分别为30°和0°时,都能基本保证电子设备正常工作要求和舒适性要求。当送风角度为30°时,方舱降温效果较好。结论通过分析得到方舱制冷系统设计的不足之处,并提出了改进制冷系统冷气通路的方法,对今后方舱的制冷系统设计改进具有指导意义。     

飞行器隔热瓦1200℃性能测试中接触热阻影响仿真与验证

目的 建立统一的飞行器隔热材料性能测试标准。方法 利用数值方法对飞行器隔热瓦1 200℃热环境性能测试中的传热模型进行计算。设计3种不同热导率和表面粗糙度的绝热材料隔热性能对比试验。在考虑接触面间凹凸点完全接触导热、接触间隙介质导热和相邻界面辐射传热联合作用时,能够获得与实测数据基本一致的计算结果。结果 试验证明,接触热阻是导致实测数据与理想传热结果相悖的主要原因。获得了接触热阻条件下热扩散系数随传热过程的变化关系,定量得到了相同测试条件下给定的3种不同热导率与粗糙度底部绝热材料对隔热性能测试结果的影响。结论 测试结果存在较大偏差的主要原因是表面粗糙度所致,两接触面在高温条件下更有利于热流传播。研究结果可为飞行器热防护系统设计与性能考核试验方案的确定提供重要参考依据。     

烧结多孔管的制作及其沸腾传热研究

目的研究烧结多孔管表面多孔层的制造工艺,并对铜粉烧结多孔层表面的传热性能进行测定。方法利用烧结模具在铜管外面烧结铜粉层,并通过实验计算出多孔烧结管的热通量和强化换热系数。结果铜粉烧结后的铜管在酒精中的强化传热效果达到了光管的10倍左右。结论烧结铜粉粒径越小,烧结管的热通量越大,其传热性能越好。     

建筑节能问与答专栏(十六)

<正>问:在围护结构中,门窗对空调降温能耗有多大影响?答:在围护结构中,门窗的朝向、面积和遮阳状况,对空调降温能耗和影响很大。研究结果表明:当窗墙面积比为30%时,东西向房间的设计日冷负荷及运行负荷,分别比南向房间的要大37%~56%及24%~26%,随着窗墙面积比的增大,东西向房间设计日冷负荷及运行负荷增加的幅度比南北向的要大得多。例如,当窗墙面积比增加10%时,西向房间的设计     

新型长时热流测量装置的研制及应用

目的设计一种新型热流测量装置,使传感器满足长时间热流测量的需求,且传感器外表面可以适量打磨,与飞行器的气动外型面完好随型。方法采用铜和钢作为备选材料,施加相同的表面热流边界,对比敏感端内外壁温差情况。优化热流辨识传感器传热路径、敏感端厚度,通过有限元模型分析打磨对热流辨识结果的影响。基于优化结果,研制出热流测量装置,并通过地面试验验证该装置的有效性。结果从热响应获取时间延迟角度来看,Cu比钢具有较大的优势。综合考虑敏感端外表面需要与飞行器外表面随型打磨,选用5 mm的厚度具有一定的安全可靠性。敏感端的适度打磨基本不影响温度测量结果。辨识获得的热流数据与实际控制热流吻合较好,最大偏差约15%。结论成功研制了热流测量装置,并通过地面热试验证明了热流测量的有效性。     

某高炮弹药保温时间仿真研究

利用热传导理论对弹药保温过程中的传热特性进行分析,通过传热学计算和测试手段确定有关参数。利用三维实体建模软件Solidworks建立弹药实体模型,通过ANSYS有限元仿真分析软件进行分析计算,对弹药内部温度传递变化规律进行仿真,得到弹药温度场分布与保温时间的关系及整弹保透所需时间。结果证明了现行军标规定保温时间确有很大压缩空间。     

R134a在水平环形通道内的凝结换热性能

在空气源热泵热水器中,对水平套管冷凝器环形通道内R134a的凝结换热特性进行实验研究。在冷凝器不同进水流量、进水温度时,实验测试了水平套管冷凝器凝结换热系数随热流密度、冷凝压力及干度的变化。实验工况为:冷凝器的进水流量为0.6~1.0 m~3/h,进水温度为15~60℃。实验结果表明:水平环形通道内R134a的凝结换热系数随热流密度和冷凝压力(温度)的升高而减小,当冷凝压力为1.3 MPa,热流密度由18 k W/m2增加至20.5 k W/m~2时,R134a的凝结换热系数减小了6.9%;当热流密度为15 k W/m~2,冷凝压力由1.78 MPa增大至1.83 MPa时,R134a的凝结换热系数减小了5.8%。R134a的局部凝结换热系数随干度的增大而增大,当冷凝压力为1.1 MPa,热流密度为18.3 k W/m~2,制冷剂干度由0.1增大至0.9时,R134a的局部凝结换热系数增大了24.4%。     

宁夏地区太阳能采暖热水工程应用分析研究

太阳是地球表面的大热库,对于中国西部高海拔地区冬季采暖季是很好的热源,利用好这部分能源,并不断地降低使用成本是当前主要问题。文章通过在宁夏银川市郊两处住宅楼连续两年采暖季室内外温度实测数据,且利用日-地半照面光照度和银川市1997年-2016年来大气环境温度气象统计资料,及宁夏地区房屋建筑结构导热性能,建立了宁夏地区房间保温传热性能的内热源平板二维稳态导热模型,计算该地区太阳能的利用,完成一种采暖供热水工程补充热源理论和应用分析。     

高热流密度阵列的温度一致性工程化设计研究

目的研究一种提高高热流密度条件下热源阵列温度一致性的工程化设计方法。方法基于微通道内相变传热的原理,在结构上创新的设计保证通道内各处冷却液的温度尽量在工质的相变点附近,从而缩小各热源之间的温度差异。对一体化综合热物理样机进行数字建模,通过数值模拟的方法,对样机进行稳态的流动和传热分析。结果验证了集总参数仿真的可行性,并获得了样机的流场和温度场分布。结论该样机经由微通道相变强化传热之后,各热源间具有较小的温差,可进行工程化应用。     

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

翅片宽度及厚度对管板式热沉传热性能的影响

目的研究翅片宽度及厚度对管板式热沉性能的影响。方法利用Ansys中的Fluent模块,对管板式热沉不同宽度和厚度翅片的传热性能进行模拟仿真,分析翅片宽度和厚度对管板式热沉温度均匀性的影响。结果翅片越窄,热沉温度均匀性越好,且翅片平均温度越接近载冷剂温度。增加翅片厚度,可以强化传热,但热沉质量和制造成本也会上升,且增大到一定值时,传热效果增强不显著。结论热沉翅片的宽度和厚度对热沉的温度均匀性有很大的影响,翅片越厚,宽度越窄,热沉的温度均匀性越好,但不能一味采取增加厚度和减小宽度的方式来提高热沉温度均匀性,在设计热沉时,需结合其他因素综合选取翅片的宽度和厚度。     

方舱传热试验方法研究

阐述了方舱传热系数的意义,介绍了美国材料与试验学会标准ASTM E 1925《刚性壁再配置结构的工程和设计标准规范》和GJB 2093《军用方舱通用试验方法》中方舱传热试验方法,从传热学理论和实际试验2方面对方舱传热试验进行了研究.结果表明,按照GJB 2093中热电偶的布置要求,在舱内整个立体空间内并不能真正达到温度...     

Cutting tool temperatures in interrupted cutting—The effect of feed-direction modulation

Transient tool temperatures in interrupted machining processes were investigated. The initial focus was feed-direction modulated turning. Here, the instantaneous uncut chip thickness (IUCT) was modeled including the regenerative effect introduced by the modulation. Treating the tool as a one-eighth semi-infinite body, for a rectangular heat patch governed by the IUCT at the corner, the tool heat conduction problem was solved. The Green’s function solution procedure included heat convection from exterior surfaces. The results indicated that modulation lowered the cutting temperature, more significantly at a higher modulation frequency. However, heat conduction into the tool dominated over convection to the ambient. The IUCT was found to lag the peak temperature, indicating that modulation can possibly alter the thermal softening of the cutting tool in continuous cutting without a concomitant decrease in material removal rate. The same tool temperature model applied to face-milling indicated that the peak temperature occurred only at cut exit. Carefully planned interrupted hard-facing experiments were performed varying the frequency and duration of interruption. Tool-life data confirmed the beneficial effects of lower cutting temperatures due to slight interruption.     

有机污染土壤堆式热脱附过程中热湿迁移试验及数值模拟

堆式燃气热脱附技术因具有二次污染小、污染物去除率高和处理周期短等优势而得到快速发展. 土壤中的水分是影响堆体热修复过程中土壤升温的关键因素,然而其热湿迁移机理尚不明晰,工程设计主要依赖于实践经验. 该研究以山东省某污染场地的砂质壤土开展堆体热湿迁移试验,结合COMSOL仿真模拟,系统分析加热过程中土壤温度和湿度在竖直及水平方向上的变化规律. 结果表明:热源附近土壤水分呈逐渐升高并出现短暂峰值(高于初始值10.9%)后再下降的趋势,水分峰值随温度提高而升高;热源温度越高,土壤中水汽的对流和扩散作用愈加明显,当热源温度由50.0 ℃升至100 ℃时,监测点体积含水量下降率由4.50%升至27.2%,且水汽的浓度扩散机制在水分迁移过程中占主导作用;对于相同热源作用下,初始体积含水量较高的土壤具有相对较高的温度变化,温升过程中对流传热以及热传导的作用更显著,当初始体积含水量由0.0700 m3/m3升至0.160 m3/m3时,监测点的温度由37.1 ℃升至40.0 ℃,其中多孔基体间的热传导作用占主导. 研究显示,堆体热脱附过程中土壤水分迁移规律与土壤体积含水量、距热源的距离、热源温度有关,且多孔基体间的热传导是引起土壤升温的主要机制.