水下直接排放低温液体的传热分析

研究了低温液体的水下直接排放问题，分析了低温液体与水之间的传热过程及其特性，给出了一种处理问题的方法，建立了超临界液一液传热模型、动态液-(气-)液传热模型，不同的传热模型适用于不同的排放环境压力(即水压)，根据动态液-(气-)液传热模型进行了初步的计算，计算结果表明，在一定水压下，选择适当的低温液体初始状态及排放口尺寸，完全可以维持一段低温液柱，实现低温液体的顺利排放。     

低温液体-水相际传热模型与数值模拟

研究低温液体-水相际传热问题.分析低温液体与水之间的传热过程及其特性.给出一种处理问题的方法,采用可变网格法追踪低温液体-水相界面的位置,建立了适合于常压及超临界压力下的液-液传热模型.根据传热模型进行了数值计算,得出低温液体温度场分布,确定了低温液体-水相界面的生存距离.计算结果表明,在一定水压和适当的低温液体初始状态下,从低温液体-水相界面形成到完全消失需历经一段距离.     

浸没燃烧蒸发过程单个气泡传热传质模型

浸没燃烧蒸发器是一种利用高温气体与低温液体直接接触传热的高效蒸发设备,其现有传热传质模型较为繁琐。该文从传质推动力角度出发建立了高温气泡在水中上升过程的传热传质模型,计算结果与文献报道的实验数据、模拟结果基本吻合。利用该模型计算可得出,浸没燃烧蒸发过程中,液体平衡温度随气体初始温度的升高或气泡内初始水蒸汽含量的增大而升高,接触时间在一定范围内的增加使得液体平衡温度随之降低,超出1 s后对液体平衡温度影响不大。     

冰蓄能制冷机的储冰计算

本文提出了一种冰蓄能与制冷量的传热分析,采用了非稳定条件下的两相热传导计算方法,求出了不同边界条件下的冰层厚度与蓄冷量。并确定了制冷机蒸发器传热面积与合理的蒸发温度。     

间接式冰浆制取过程冰层生长的动力学特性

为研究间接式冰浆制取过程中冰层生长的动力学特性,建立冰层生长控制模型,对间接式冰浆制取过程中冰层生长速率与冰层厚度变化及其影响因素进行数值模拟研究。通过乙二醇溶液冰浆生成实验与模拟结果的比较,验证模型的有效性,并运用该模型分析添加剂种类、添加剂质量分数和流速等因素对冰层厚度变化的影响。研究结果表明:与乙二醇溶液相比,相同质量分数的氯化钠具有更强的抑制冰层生长的作用;添加同一种添加剂时,添加剂质量分数越大,抑制冰层生长能力越强;溶液流速越大,越有利于抑制壁面冰层过快增长。通过冰层生长的动力学特性分析,可为间接式冰浆制取冰层厚度控制与预防冰堵提供理论参考。     

舌体一维传热模型解析解及舌温与血液灌注率的关系

结合中国传统医学理论，以猪舌为实验对象进行了生物传热的研究与计算．采用药物进行“动物造模”改变舌体的血液灌注率，测得不同血液灌注率下相对应的舌面温度，首次得到舌血液灌注率与舌面温度之间的函数关系．对猪舌动、静脉的血气分析，计算得到了舌体的代谢热．根据舌体的传热特点，以实验数据为依据，对Pennes模型进行简化，建立了舌一维传热方程，并获得其在不同血液灌注率下的解析解，结果表明，通过一维传热模型求解所得到的舌面温度与实验值基本吻合．此研究提供了较准确的生物物性参数，并为生物传热模型的建立与计算提供了方法和经验．     

城市污水不同土地处理条件下土壤-作物系统中氮净化模拟模型与模拟分析

通过温室条件下冬小麦不同种植方式、污水不同土地处理状态下水氮运移吸收和净化过程模拟试验,分析了作物生长、根系生长与分布、根系对水分氮素吸收规律以及根系竞争吸收与土壤中水、氮含量的关系,以及氮净化规律等．在此基础上,建立了作物生长→根系生长与分布→根系吸水、吸氮→土壤中水氮运移转化→作物生长循环计算联合模型．以模拟试验为背景,用数值模拟分析了城市污水不同水氮土地处理条件下作物生长与土壤─作物系统中水氮运移吸收转化过程和土壤中氮净化机理．为建立环境地学工程的分支模型──污水土地处理控制模型提供了基础模拟计算方法．     

垂直管内载气强化二元混合物沸腾传热

在垂直管内二元混合的流动沸腾传热过程中，引入空气作为载气，改变其传热机理从而强化其传热性能。研究不同质量分数的乙醇水溶液，在不同操作压力，液体流速和载气流速条件下，其平均传热膜系数和壁面过热度的变化规律。分析讨论了载气引入强化沸腾传热各因素的影响并对实验数据进行了关联计算。结果表明，关联式能较好的反映各因素的影响，其偏差在－23％－＋20％之间，平均偏差为8．314。     

接触热阻对高温换热设备管口区温度分布的影响

对高温换热设备管口区的传热进行了深入的分析。采用有限差分数值分析方法着重研究了管口区域内换热管与管板胀接面上接触热阻对管口区传热的影响，得到了管口区中的温度分布，并进行了相应的传热机理分析；还与未来考虑接触热阻时的计算结果进行了比较。     

气体变压吸附非等温非绝热非平衡模型计算

分析了固定床吸附过程中流动、传热和传质过程,将多孔介质内传输模型应用于吸附过程研究,建立了大含量强吸附的非等温非绝热非平衡模型,传质过程采用线性驱动力模型.应用有限体积差分法对方程进行离散,使用SIMPLE法进行压力一速度修正.使用迭代法进行方程求解.采用此新模型计算了定壁温条件下圆筒形沸石13X吸附床对质量浓度为0.176 kg/m2的二氧化碳/氮气双组分气体的吸附过程,并对结果进行了分析.模型可以合理地计算吸附传质与传热之间的耦合关系,结果符合前人的实验结果.计算结果表明:吸附过程中温度变化非常显著对吸附量的增大和处理周期的缩短都是不利的,对吸附过程温度的变化进行抑制是提高吸附分离效果的有效途径.     

冰蓄冷柜式空调系统的充冷过程模拟

分析了多室内蒸发器的冰蓄冷柜式空调系统的流程和性能优点 ,建立了蓄冰槽充冷过程的数学物理模型 ,对换热管的每一个管段 ,根据热阻网络建立了描述其换热过程的差分方程组 .对方程组的求解得到了系统充冷过程的描述 ,揭示了该系统在制冰充冷过程中各参数之间的耦合关系和变化规律 .通过对蓄冰槽的充冷过程的模拟计算 ,可以看出在制冷剂干度超过 0 .6时 ,干度的增加将显著降低管内换热系数 ,从而明显地延缓充冷过程 .因此 ,可采用在制冰的中间过程中调换制冷剂的入口和出口来增加管外结冰的均匀性和提高结冰过程的性能 .此外 ,适当降低带蒸发器蓄冰槽的蓄冰率是合宜的     

生物组织冻结相变过程的数值模拟

建立了生物组织(含正常生物组织和肿瘤)冻结过程的传热模型.生物组织作为一种多孔介质,其相变发生在一个温度范围内,且存在一个固相与液相共存的糊状过渡区.采用显热容法模拟了生物组织冻结过程中的传热和冰晶增长过程.模拟结果显示,在冻结过程中,冷刀的初始温度越低,冷刀的降温速率越快,生物组织内温度下降和冰晶增长的速率越快.结果还表明组织中液相流动会增加生物组织内传热和冰晶生长的速度.计算结果为冷刀设计和冷冻外科手术提供了理论依据.     

纤维表面Zeta电位对多孔纤维材料透湿性能的影响

考虑双电层效应对多孔纤维材料热湿传递的影响,根据双电层的Poisson-Boltzmann方程和液体运动的Navier-Stokes方程建立模拟多孔纤维材料热湿传递过程的数学模型,并给定初始条件和边界条件,数值计算了多孔纤维材料热湿传递过程中温度和电解液体积百分比的分布。和实验结果的对比表明该数学模型能很好的反映多孔纤维材料热湿传递过程,也显示出双电层效应对多孔纤维材料热湿传递过程存在影响。     

基于有限元分析的新型立式蓄冰板结构的优化设计

在立式封装板蓄冰设备的优化研究中,冰板结构尺寸的确定是一个基础而重要的环节．通过建立二维立式蓄冰板的相变传热数学模型,运用有限元分析对蓄冷过程进行模拟,通过模拟不同结构立式蓄冰板内的温度场的变化情况来分析蓄冰板的蓄冷、释冷性能,从而确定蓄冰板的优化结构,得出蓄冰板的厚度对完全结冰所需蓄冷时间、平均蓄冷速率等的影响较大．为充分利用8h的波谷电价时间段,确定立式蓄冷板的最优结构为600mm×320mm×50mm．     

空气载能辐射空调末端系统辐射传热简化算法研究

空气载能辐射空调末端系统是近年来出现的一种以空气为载能媒介,孔板为末端的新型辐射末端系统.为了研究孔板末端的辐射传热特性,本文通过建立房间稳态传热模型,基于传热学基本理论,首先分析了以金属平板为辐射末端的顶板辐射空调系统中,顶板与各围护结构表面间不同温差下的辐射传热特性,并在此基础上进一步分析了空气载能辐射空调孔板末端的辐射传热问题,最终得到一个孔板辐射简化传热公式.通过实验验证,该方法具有足够的合理性和可靠性.     

Effect of cavitating flow on forced convective heat transfer: a modeling study

With water as working medium,a numerical study on liquid convection heat transfer accompanied by cavitating flow in a circular tube was conducted by combining mixture model and Schnerr–Sauer cavitation mode in the commercial code,Ansys Fluent.Cavitation is instigated by setting a restriction orifice in the circular tube.The simulation results show that cavitation occurs around the wall of the restriction orifice and disappears at the downstream regions.The comparison of local heat transfer coefficients under the same mass flow rate indicates that,heat transfer is significantly augmented at the downstream regions of the restriction orifice because of the occurrence of cavitation.The analysis on the characteristics of cavitating and noncavitating flows confirms that the occurrence of cavitation can increase the turbulence intensity under the same mass flow rate,which is the origin for heat transfer to be enhanced.Based on it,the effects of such factors as inlet pressure and ratio of orifice to pipe diameter on cavitation enhanced heat transfer were further investigated for the purpose of application.     

基于二阶响应曲面法的高速钢丝锥寿命预测研究

采用响应曲面法完成了W9Mo3Cr4V高速钢丝锥对30CrMnTi钢进行攻丝的丝锥寿命试验. 研究了丝锥攻丝(切削)速度,刃口钝圆半径,丝锥深冷处理(热处理)温度等三种不同类型因素对丝锥寿命的影响,建立了基于最小二乘估计的丝锥寿命预测模型,并对模型的显著性进行了检验,证明了模型的有效性. 试验数据分析结果及响应曲面图形显示:线性效应中,深冷处理温度对丝锥寿命影响最大,其次是刃口钝圆半径,影响最小的是攻丝(切削)速度;二次效应中,刃口钝圆半径影响最大,其次是深冷处理温度,影响最小的是攻丝(切削)速度;交叉效应中,刃口钝圆半径与攻丝速度的交互作用最明显,其次是深冷处理温度与攻丝速度的交互作用,刃口钝圆半径与深冷处理温度之间的交互性最弱.      

铝熔体在铸嘴型腔中的传热及凝固现象分析

在双辊铝带坯铸轧工艺中,前箱铝熔体的温度对金属熔体在铸嘴型腔中的流动性能、铸轧速度和铝带坯质量有重要影响,而确定前箱铝熔体温度的基本依据是熔体在铸嘴型腔中的能量损失.目前,双辊铸轧铝带坯生产中前箱铝液温度主要通过经验或大量试验确定.通过分析金属熔体在铸嘴型腔中的对流换热及凝固现象,建立了非稳态和稳态传热过程中金属熔体在铸嘴型腔中的温度变化近似数学模型.这对合理确定参数(铸轧速度、铸嘴的几何尺寸和环境温度等)不同时前箱熔体温度提供了理论依据.