海气耦合模式中加热函数对大气波动振幅的影响

本文利用包含了有限振幅斜压波、大尺度大气温度场和海面温度之间相互作用的一个简化的非线性大尺度海气相互作用模式,并在简化了三个耦合方程式后对加热函数在大气波动振幅上的影响问题作了解析讨论。文中着重讨论了三类加热函数对波动振幅的影响。数值计算结果证实了热源在海气耦合机制中的重要作用以及表明只有将加热函数取为周期变化的形式才是适宜的。     

螺旋翅片管轧制的中频感应加热数值模拟

在对钢管中频加热过程进行理论分析的基础上,从麦克斯韦方程组和导热微分方程出发,考虑了材料物理性能随温度变化对加热过程的影响,使用Ansys软件建立了钢管电磁-热耦合分析的有限元模型,对钢管中频感应加热问题进行了数值模拟计算. 计算结果中工件外表面温度与实测温度相差5.19%,吻合较好. 提出了感应透热深度的概念,并以此区分钢管内感应加热区域和热传导区域. 根据模拟结果讨论了钢管感应透热深度及温度分布的影响因素,并证明了双线圈感应加热工艺在工件温度分布、热效率及频率分配方面的合理性.     

热丝TIG焊热丝准稳态温度场的解析模型

摘要：
基于能量守恒和傅里叶定律,建立了电阻加热和熔池传热对热丝温度分布影响的数学模型;基于叠加原理建立了电阻加热热丝钨极惰性气体(TIG)焊热丝准稳态温度分布的数学解析模型,并验证了其计算结果;讨论了热丝电流密度、送丝速度以及焊丝干伸长等因素对焊丝温度分布的影响规律.结果表明：该数学模型具有很高的精确性,可用于热丝加热过程的分析.焊丝电流密度越大,焊丝各位置温度越高;送丝速度越大,焊丝各点的温度越低;焊丝干伸长越大,焊丝端部的预热温度越高.得到了一定条件下焊丝电流密度、送丝速度和焊丝干伸长三者之间的数值匹配关系. 关键词：
电阻热; 熔池传热; 叠加原理; 温度分布; 数学解析模型 中图分类号： TG 444
文献标志码： A     

熔融挤压堆积成形中材料丝的熔融过程分析

应用传热学理论,建立材料丝在液化管中的熔融模型,采用数值解方法,求出该模型的解。研究结果对于合理选择液化管加热温度,具有重要的指导意义,同时为进一步研究送丝速度与加热温度的匹配问题,奠定良好的理论基础。     

基于K-型热电偶与热成像仪的SMA丝温度精确测量研究

由于形状记忆合金(SMA)丝相变过程中潜热效应的影响以及环境温度、驱动参数强度的不同,传统的热电偶测温方法无法精确测量SMA丝在加热过程中的真实温度,对SMA丝的实时驱动控制造成了极大的困难。为了精确测量SMA丝的实时温度,提出了一种基于红外热像仪校准的热电偶测温方法。实验结果与理论分析吻合良好。     

碳纤维石墨化专用微波矩形槽波导谐振腔的设计及数值模拟

微波作为一种碳纤维石墨化过程中的加热方式,对于实现碳纤维在径向和周向上的均匀石墨化具有潜在优势。由于电磁波在腔体内传递时能量分布有很大的不均匀性,首先针对微波加热腔体的形状和尺寸进行了设计;随后采用Ansys Electronics软件建立了加热碳纤维丝束的电磁加热-热辐射-流动传热模型,模拟了腔体内的电磁场和温度场;最后分析了走丝速度与保护气体流速对于腔内温度场分布的影响,结果表明：保护气体流速对加热过程中丝束能达到的最高温度影响较大,而走丝速度对最高温度的变化基本没有影响。本文研究对于碳纤维微波石墨化加热腔的研制具有较实际的指导意义。     

电渣炉夹具感应加热的有限元数值模拟

采用有限元分析法和ANSYS软件,引入复矢量磁位,推导了感应加热有限元模拟的数学模型.讨论了感应加热有限元分析中温度场与电磁场耦合、工件材料物理参数的温度依赖性等关键技术问题的处理方法.分析了电渣炉夹具的感应加热过程,得到了夹具的温度分布状况以及温度随时间的变化规律.结果表明:温度的最大值主要集中在夹具的表层,且心部几乎未加热,其数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致.     

多曲线型数字温控系统的设计

本文介绍的系统是以89C52单片机为核心的一个闭环控制系统。采用AD590温度传感器,经温度处理电路,AD转换,把采集的温度数字量送89C52经模糊和PID两种算法处理,输出PWM脉冲控制开关电路,调节220AC,实现了加热丝自动升温和恒温及降温控制。     

智能控温防冻桥面的构思和设计

中国冬季天气寒冷,路面桥面容易结冰,南方结冰期近1个月,北方时间更长.结冰引起的交通事故和高速公路关闭带来巨大的社会影响和经济损失,故急需采取有效的方法防止路面结冰.利用在桥面铺装层中的钢筋网,修改一个方向的钢筋为钢管,钢管中敷设发热丝,对桥面加热,整个电路使用控制系统根据温度变化自动控制.当桥面温度低于2 ℃时,控温系统自动接通电源,发热丝发热,加热桥面,当桥面温度高于20 ℃时,控温系统自动断开电源,发热丝停止加热桥面,从而实现温度智能可控,并且低温时路面不会结冰,故障时易于检修,车辆能安全通行.     

氘氚冰层对惯性约束聚变冷冻靶温度场分布的理论模拟

惯性约束聚变冷冻靶制备过程中,要求在靶丸内形成均匀光滑的氘氚冰层,需要靶丸周围存在均匀的热环境条件。对均匀冰层和非均匀冰层展开了数值模拟分析,讨论了冰层偏移对温度场的影响情况,通过对模拟结果的温度分布和流体力学分析,得到了冰层对冷冻靶温度场的影响规律。结果显示,氘氚冰层厚度的增加、体积热的增加都会造成靶丸温度不均匀性增大,冰层的偏移可以通过辅助加热的方式来改善,但是径向偏移对靶丸温度均匀性影响更大。     

Heat Transfer Enhancement Due to Marangoni Flow Around Moving Bubbles During Nucleate Boiling

Introduction Nucleate boiling has always been an important heat transfer mechanism in many fields, such as energy utilization, manufacturing processes, and chemical processing and nucleate boiling continues to find new applications in many new areas, such…     

基于混合热格子Boltzmann方法有限热源加热气泡动力学模拟

为探究不同润湿性表面单气泡动力学特性,通过引入差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型,耦合能量方程构成了气液相变模型,模拟了不同润湿性表面单气泡形成过程周围流场与温度场细观,阐述了气泡生长脱离机理;研究了润湿性、过热度、有限热源长度对气泡动力学影响.结果表明,在相同过热度下,疏水壁面气泡生长速度大于亲水壁面.气...     

均匀电场对池沸腾换热的影响分析

对均匀高压电场作用下平板池沸腾换热的强化效果进行了试验研究,发现在较低过热度的范围内电场对换热有明显的强化效果.场强越高,相同过热度对应的换热系数越高.在相同的场强下,强化系数随着热流密度的增加而减少.结合试验结果对电场强化沸腾换热的机制进行了分析.在热流密度较小的范围内,对流换热占主导地位,电场强化对流换热使壁面过热度大大下降,导致相应过热度下汽泡的平衡半径提高,因此,抑制了核态沸腾.随着热流密度的提高,汽泡的产生和运动成为影响换热的主要因素,此时过热度的变化不是很大,在相同的过热度下,电场可以减小汽泡的临界半径,使汽泡增多.在汽泡准备区,电场会影响汽泡的核化;在汽泡成长区,电场会影响汽泡的长大、变形和脱离;在非沸腾区,电场会影响单相流体的自然对流换热.     

微尺度核态沸腾换热的汽泡交互作用实验研究

核态沸腾换热是一种高效的换热形式,沸腾机理的研究对强化传热的研究很重要。实验采用微尺度96加热片阵列,通过独立的控制电路,加热独立的各个加热片,使其维持在恒定温度120℃上。利用高速摄像技术分别从汽泡的底部和侧面对汽泡生长及运动现象进行可视化观测,并用高速数据采集系统同步记录汽泡一个生长期间不同阶段的热流密度。实验首先单独加热每个独立的区域,产生单个汽泡,并分析汽泡脱离频率、脱离直径和热流密度;然后通过加热两个相隔一定位置的加热片区域,使得汽泡长到一定大小后能够碰撞、合并为一个新汽泡并最终脱离。这种汽泡交互作用伴随着汽泡的变形、滑移,显著增加了沸腾换热的热流密度和汽泡脱离频率。通过分析每个加热片的热流密度,得出瞬态导热是沸腾换热的主要机理。     

Bubble Interaction in Thermal Boundary Layers

IntroductionBoiling is often encountered in a wide variety ofapplications,including traditional industrialprocesses,such as metallurgical quenching,flooded tube and shell evaporators,and immersioncooling of industrial components,and modern heattransfer te…     

Similarity Solution for Convection Heat Transfer Due to Marangoni Flow over a Flat Surface

IntroductionMarangoni convection occurs around vaporbubblesduring nucleation and growth of the vapor bubblesdue to the surface tension variation caused bytemperature and/or concentration variations alongthe bubble surface.Experimental tests andnumerical analyses of nucleate boiling have shownthat the heat transfer due to Marangoni flow canbe significant under microgravity and may also beimportant in earth gravity[1,2 ] .Marangoni inducedflow is also of importance in crystal growth meltswhere t…     

电场中气泡在换热表面上的变形及对沸腾换热影响

从电场分布的角度，研究了换热表面上气泡在电场力作用下的变形规律和气泡变形影响EHD(electrohydrodynaInics)强化沸腾换热的机理．电场分布决定了气泡在电场力作用下的变形方式，如果换热表面的电场强度高于周围液体或电极的电场强度，则气泡受拉伸作用：反之，气泡受压制作用．热边界层的存在会减小电场力对气泡的拉伸作用，增强电场力对气泡的压制作用，但不会改变气泡的变形方式，气泡在换热表面上无论是被拉伸还是被压制，都能使沸腾换热得到强化，但两者的强化换热机理不同。     

Heat Transfer in the Microlayer Under a Bubble During Nucleate Boiling

Many studies have shown that a very thin liquid microlayer forms under vapor bubbles during nucleate boiling. The heat transfer from the surface to the bubble is then significantly affected by this microlayer and the curved region leading into the microlayer. Various models have been developed to predict the microlayer shape and the heat transfer along the curved interfacial region, but they tend to have inconsistent boundary conditions or unrealistic results. This paper presents a theoretical model to predict the microlayer thickness and the heat transfer rates for a variety of conditions. The results show how the wall superheat, the Hamaker constant, the bubble radius, and the accommodation coefficient at the interface affect the evaporation heat transfer rates and the microlayer shape for a large range of conditions for water and FC 72. The microlayer results are then shown to compare well with predictions made by solving the Navier-Stokes equations in the microlayer.     

汽泡底部微液层的观测

本文用激光干涉法,在R113低过冷核态流动沸腾下,观测了小汽泡底部微液层,分析与探讨了实验误差及实验方法本身,实验表明:流动沸腾下,汽泡底部总存在楔形微层,外部主流对之无影响:汽泡在核化点处微层中心附近有干斑,一旦汽泡滑离,干斑不再存在.这一结果对进一步分析沸腾换热中微层的作用有重要意义。     

热孤子与微细通道相变传热研究

对于微槽流动相变传热,在给出汽泡的平衡半径及初值条件的前提下,提出了汽泡在微槽中演化半径的系综公式,并在此基础上结合汽泡生长随机变量的相关性得出了汽泡在微槽道中生长满足的随机微分动力方程,由方程的定态解进一步得出了微槽中汽泡生长系统的势能及概率密度函数随半径的演化规律。根据微槽中反应汽泡热通量的热孤子表达式,从理论上获得了以核态沸腾为主的微槽相变传热计算公式。为了验证该公式的可行性,本文对具有23条平行的0.3 mm×2mm 微槽进行了相变传热实验,实验结果验证了理论计算公式的可行性。