节能墙体空心砌块热阻特性的研究

利用有限差分法求解新型节能墙体砌块的三维温度场，将空气间层的热阻以导热、对流、辐射3种形式一一进行了计算，得到间层的热阻。进而采用电算法求出砌块的热阻，使得计算结果能精确地反映墙体砌块的热工性能。     

翅片管换热器结霜工况的三维数值模拟与分析

为解决翅片管蒸发器结霜过程不易进行数值模拟的难题,利用组分传输与动态网格模型模拟蒸发器表面霜层生长的相变传热、传质过程,建立了结霜工况下翅片管蒸发器三维动态传热、传质的简化模型.计算得到了蒸发器表面霜层温度、空气压降及出口处含湿量.数值计算结果与实验结果趋势吻合较好.     

新型强化传热螺杆结构传热性能数值研究及场协同分析

利用CFD软件fluent对普通螺杆结构和新型强化传热螺杆结构在塑化计量段中的三维非等温流场进行数值模拟,研究两种结构流道内熔体的速度场、轴向和径向温度场、对流传热系数及场协同角的不同。结果表明：在塑化过程中,新型强化传热结构存在着径向的对流传质过程,加强了径向的对流传热,因此有较好的径向温度分布;新型结构较普通螺杆结构有较高的对流换热系数和较好的场协同性,从而加强了螺杆的对流传热。     

脱硫建筑石膏空心砌块及其热工性能的研究

利用脱硫建筑石膏代替天然建筑石膏生产石膏空心砌块,并对其砌筑墙体的保温性能进行了测试.研究表明,生产的脱硫建筑石膏空心砌块断裂荷载达到4.50 kN,其墙体的实测传热系数为1.06 W/(m2·K),保温性能明显优于烧结多孔砖和普通混凝土空心砌块.     

铁镍泡沫填充板式换热器传热特性数值模拟

利用开孔泡沫金属比表面积大、基体金属材料导热系数大和其复杂的三维立体网状结构能提高流体非线性效果的特点,研制了一种新型紧凑式镍铁泡沫填充板式换热器。并用CFD商用有限元软件FLUENT对空气-空气在该换热器中的传热特性进行数值模拟。在相同的操作条件下,模拟结果与实验结果吻合较好。研究结果表明:在板式换热器中填充开孔铁镍泡沫材料,冷热空气在换热器中的湍流程度有所增强,板式换热器的传热效率明显提高。铁镍泡沫填充物会使冷热空气流经换热器时的阻力增加,但由此所产生的压力损失对换热器综合性能影响不大。填充相同孔隙率的泡沫材料,孔密度的改变对传热效率影响较小。研究结果可为换热设备结构优化和设计制造轻型紧凑的高效换热设备提供参考。     

高炉铜冷却壁热态实验及温度场数值模拟

根据铜冷却壁传热过程分析,得到铜冷却壁热面复合传热系数的计算公式,并在1∶1的热态实验炉上进行了热态实验,得到不同炉气温度下相应的热面复合传热系数值.建立了铜冷却壁三维数学模型,模拟铜冷却壁在几种不同的热面边界条件下的温度场分布.通过与热态实验结果对比分析可知,热面复合传热系数不能取恒定值,需要考虑炉气温度变化的影响.通过模拟结果,计算壁体热流密度的分布,还可得到热面渣皮的厚度的变化范围.     

空气在立管外螺旋流动数值模拟及实验研究

实验研究了空气在立管外螺旋流动的传热和流阻性能,结果为空气在立管外螺旋流动的对流换热系数是空气横掠单管的2～3倍,并利用模拟软件PHOENICS对立管外空气流动进行了数值模拟,将其与实验结果进行分析比较,误差低于10%,证明是实验方法的有力补充并对此进行机理分析,这可为设计高效节能的立式螺旋隔板换热器提供参考.     

新型太阳能集热墙空气间层温度场的模拟计算

建立新型结构的太阳能集热墙,它由单层高透型LOW-E玻璃、百叶形的太阳能吸收层、空气间层、聚苯板和实体墙构成.利用CFD技术,采用RNG k-ε两方程模型和太阳加载模型模拟了太阳能集热墙内部空气层的温度场;并建立了对比模型,其结构为双层普通玻璃、百叶形的太阳能吸收层、空气间层、聚苯板和实体墙.在相同模拟条件下对其空气间层的温度场进行了模拟计算.通过分析比较两种模型的模拟结果得出,新型结构的集热墙集热性能优于对比模型,节能效果显著.研究结果对太阳能集热墙的工程设计及进一步的研究有一定的参考价值.     

颗粒绕流圆管传热的数值模拟研究

干法粒化后的高炉渣颗粒余热回收工艺主要以空气为冷却介质,由于空气的比热容小从而导致热效率低,因此,提出用自流床余热锅炉来回收高温炉渣颗粒的余热.基于CFD软件,将流动的颗粒当作连续的黏性流体,建立了一个三维数学模型,对颗粒绕流圆管传热的过程进行数值模拟,并验证了模型的正确性,研究了颗粒入口速度、水入口速度以及水入口温度对余热锅炉换热效果的影响规律.数值模拟结果表明:增大颗粒和水入口速度,可提高换热效果;增大水入口温度,传热系数没有变化,但热回收率减小.     

基于共轭传热计算的换热器热应力分析

次级换热器属于机载环控系统的主要附件,负责冷却涡轮压气机后的高温高压空气。为了分析某次级换热器服役过程中产生的热应力,首先对其传热与流动进行数值模拟,建模时针对产品的结构特点划分为周期性单元以及侧板单元两类计算模型,并提出将周期性单元的周期边界结果传递到侧板单元中作为约束条件的数值模拟策略,通过侧板单元中的共轭传热计算得到了结构上的温度分布;然后对换热器整体进行分析,在侧板结构上加载所获取的温度场结果并设置其他约束条件得出热应力分布。对比实验数据发现,数值模拟结果误差均在10%以内,共轭传热数值模拟策略在航空换热器热应力分析中的有效性得到了验证。     

TH3100红外热成像仪在空心砌块节能施工技术开发中的应用

在BES-D围护结构传热系数热箱提供的稳定热源条件下,采用TH3100红外热成像仪测试了水平砌筑灰缝中空气间层对PCB-Ⅲ型节能砌块墙面温度的影响程度,红外热成像图和温度分布直方图精确地从定性和定量两个方面指出了少量砌筑灰缝面积产生的"热桥"效应会明显增加墙面高温区域面积,从而提高墙体的传热系数。在砌块墙体竖直灰缝和水平灰缝中引入适当宽度和型式的空气间层是一种经济有效的减弱灰缝"热桥"效应的节能施工技术。     

末端电磁搅拌位置确定及对SWRH82B钢中心偏析的影响

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况,采用有限元软件ANSYS建立了传热数学模型,并利用射钉结果修正数学模型中各段的传热系数,提高数学模型的准确性.结果表明,利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程.根据射钉和数值模拟结果,确定电磁搅拌位置.采用电磁搅拌后,铸坯中心碳偏析和缩孔下降.     

高超声速气动热的耦合计算方法研究

为了准确预测高超声速飞行器承受的气动热载荷,需要进行流动-传热耦合分析.采用耦合传热方法,考虑流体流动和结构传热之间的实时相互影响,对圆柱壳高超声速气动加热风洞实验进行了三维非定常数值模拟,将数值模拟结果与实验结果进行了全面对比,得到的表面压力、冷壁热流、热壁热流和温度分布与实验结果符合良好,验证了耦合计算方法的准确性,提高了气动热模拟精度,实现了气动加热的准确计算.     

桥式翅片流动和传热性能的实验研究和数值模拟

对设计的桥式翅片换热器空气侧的传热和阻力性能进行了实验研究,将大量的实验数据进行了线性回归,得出了在实验雷诺数范围内传热和阻力性能关联式及特性曲线.对比可知,在相同泵功情况下桥式翅片换热器比相同尺寸的平直翅片换热器具有更高的传热性能.同时,对以上两种翅片空气侧的温度场和速度场进行了数值模拟,并利用场协同原理对模拟结果进行了分析.分析结果表明,桥式翅片换热器具有更高传热性能的根本原因在于翅片的桥式布置能有效地改善翅片温度场和速度场的协同性.     

超临界天然气在蛇形盘管内流动与传热的数值模拟

为了更好地研究LNG浸没燃烧式气化器管内流体的流动传热特性,建立了浸没燃烧式气化器管内高压天然气升温跨临界流动传热过程的数值模型,对其轴向与环向的流动传热特性及操作参数的影响进行相关研究,并将模拟结果与现有管内超临界流体传热的关联式进行对比。发现管内传热系数随换热管长先增大后减小,在拟临界点位置达到峰值,且弯头处出现局部传热强化;提高管内质量流量能够显著强化管内传热,但流体跨临界位置也会相对延后;提高管程入口温度和水浴温度均使流体跨临界位置提前,而较高的水浴温度会使传热系数峰值偏低;模拟结果与现有传热关联式的对比结果发现,JacksonHall公式更能准确预测超临界天然气在蛇形盘管内的传热特性,但不能体现弯头处的局部传热强化。研究结果为浸没燃烧式气化器的设计工作提供了依据。     

寒冷地区农宅地基节能改造

目的为减小由地基传热导致的热损失,提升房间整体热工性,研究寒冷地区农宅地基传热对住宅建筑能耗的影响,优化农宅地基节能改造.方法选择东北地区的农宅进行实验,测试农宅室内外温度和地面下方土壤温度,分析地基的传热过程;利用计算流体力学软件对地基模型的传热过程进行数值模拟,得到地基的温度场分布,分析设置不同厚度的保温层的地基传热过程,并对不同方案的模拟结果进行对比,得出最优方案.结果寒冷地区农村住宅建筑的地基改造可有效减少建筑能耗,当地基外表面敷设保温层为60 mm的苯板时其保温效果和经济性最好,室内地面和墙角相比于不加保温层温度分别增加0.712℃和3.519℃.结论地基的传热过程对室内热舒适性影响较大,在地基外表面设置保温层可有效提高室内墙角温度和室内地面温度,从而减少农宅建筑能耗.     

改性脱硫石膏基喷射混凝土支护结构及其应用

为了缓解脱硫石膏大量堆置带来的环境压力,对其进行改性处理后,用作巷道喷层支护结构的胶凝材料。采用模型试验以及数值模拟的方法,对改性脱硫石膏基喷射混凝土支护结构的力学特性进行了研究,结果表明:作用于支护结构腿部的荷载对其整体承载力具有决定性的作用,腿部荷载越大,结构的整体承载力越小,且支护结构的破坏形式由整体受压破坏逐渐转变为拱肩部位的压剪破坏,最终发展为腿部受拉破坏。为了验证改性脱硫石膏基喷射混凝土的现场支护效果,在淮南丁集煤矿某联巷进行了现场工业性试验,现场监测数据表明,改性脱硫石膏基喷射混凝土支护结构具有较高的承载能力和抗变形能力,能够满足巷道喷层支护的要求。     

某燃油电液伺服阀滑阀级热变形分析

针对伺服阀滑阀级在宽温域工况下易产生的卡死现象展开研究,利用Solidworks软件建立用于温度场模拟分析的三维结构模型,并在Ansys Workbench仿真平台中搭建热固耦合场来数值模拟电液伺服阀滑阀处于不同高温环境时的传热过程以及滑阀副的热变形情况,当油液温度下降时,阀体内部以环状形式进行传热,将导致阀芯和阀套的配合间隙的变化,分析得出了温度变化后阀芯与阀套之间径向配合间隙的变化规律.      

半埋热油管道传热研究

受飓风、暴雨、泥石流等恶劣天气的影响,埋地管道可能局部处于半掩埋状态。目前半埋管道传热计算多采用“线性插值”模型。建立了半埋热油管道的流（空气水）—管—土耦合传热机理模型,并利用数值模拟手段对不同条件下管道的传热特性进行了研究。结果表明,管道的总传热系数、出口温度和土壤蓄热量与管道的相对埋入面积呈明显的非线性关系;线性模型与机理模型的计算结果在趋势与数值方面均具有较大偏差;管道刚好完全掩埋时与完全不掩埋时相比,总传热系数出口温度的差异较大,且管径越大,差异越显著;当环境流体的温度较低时,管道出口温度对相对埋入面积更敏感。     

缩放管内插旋流片的自然对流换热实验与数值模拟

以水为介质,对垂直放置的急扩加速流缩放管(CD)等间距内插旋流片的自然对流换热进行了实验研究和数值模拟,通过实验研究得到不同内插旋流片个数时自然对流换热系数的变化,并将实验值与光滑管的作比较,同时运用Fluent模拟得到了管内的速度分布、温度分布、传热系数和热通量沿轴向的变化.结果表明,随着旋流片个数的增加,传热系数明显增大,但旋流片个数达到7后传热系数不再明显增大,且两种类型的旋流片均有同样效果.数值模拟还表明,插入的旋流片个数越多阻力越大,其中等间距内插7个旋流片的效果最优.文中还对缩放管与旋流片对自然对流的两区协同强化传热机理进行了初步分析,通过模拟得到强化传热的原因在于壁面切向速度的提高,同时还给出了截面平均切向速度沿轴向的变化规律.