全氢罩式退火炉退火热过程的研究(Ⅰ)--数学模型及其实测验证

分析了全氢罩式退火炉退火工艺过程的传热特点,建立了以板卷温度计算为核心的退火热过程数学模型,通过模拟计算得到了钢卷退火曲线,并与实测值进行了对比验证.结果表明,该数学模型合理、可靠.     

冰箱试验包传热过程的仿真计算

建立了一个用于描述试验包传热过程的三维非稳态数学模型，模型中考虑了试验包降温过程的物性变化，通过引入一个试验包边界导热系数折算因子来考虑由于其体积变化而造成的接触热阻．试验包的降温试验结果与预测值的比较表明：采用Morgan关联式计算试验包表面传热系数精度较高，其值约为5～7W／     

热管式降膜吸收器波动降膜传热传质过程模拟

对第二类吸收热泵热管式降膜吸收器溶液降膜吸收传热传质并通过热管移出吸收热的过程进行了数值研究．根据所求得的波动膜流解及建立的数学模型，通过求解热管加热段外壁面溶液波动降膜传递方程和热管传热方程，研究了膜雷诺数、低位余热温度、输出热温度及降膜波动等因素对传热传质过程的影响，并与平滑膜进行了比较．     

物料干燥特性的研究

本文通过对四种中药材的干燥性能试验，探讨了影响物料干燥过程的主要因素，给出了干燥过程的数学模型，为设计物料干燥装置和提高热能利用率提供了依据．     

连铸坯凝固传热过程的数学模型分析

连铸坯凝固传热数学模型对定量分析连铸过程中的热量传递、改善连铸坯质量及实现过程级的动态控制有重要意义．分析了连铸坯在结晶器和二次冷却区凝固传热的特点；重点讨论了建立连铸坯凝固传热数学模型的主要方法，给出了当前代表性的定解条件及参数确定方法；对凝固传热模型的主要数值计算方法，如有限差分法、有限元法以及边界元，进行了对比分析；指出进一步开发实用化凝固传热模型，研究连铸坯凝固传热动态控制模型将在高效连铸生产中发挥更大作用．     

物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应

根据回转窑内物料颗粒的运动特点，推导了颗粒团在贴壁运动过程中的非稳态导热系数及界面处的接触传热系数，进而得出了物料与封盖窑壁间的换热系数；结合已有研究成果，建立了回转窑的传热数学模型。计算表明，未考虑物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应时，物料温度偏低；温度越高，强化效应对物料温度的影响越大；考虑物料与窑壁间歇接触对回转窑传热过程的强化效应，有利于提高回转窑煅烧熟料的质量和热效率。     

气-液界面处水合物膜形成过程的传热分析

通过对静止系统的气-液两相界面处水合物膜形成过程的分析，建立了一维水合物膜形成过程的传热数学模型，提出了根据气体的消耗率确定出水合物膜厚度随时间的变化关系，分析水合物的反应体系中各相的温度分布，明确了水侧温度分布规律．结果表明，强化水侧的传热效果对提高水合物的生成速率具有重要的意义．     

竖直埋管与空调联接运行夏季工况的试验研究

提出了一个预测小麦热风干燥面包烘焙品质的数学模型．以混流式干燥为例，利用该模型分析了有关干燥参数对干燥过程中小麦烘焙品质的影响．结果表明，干燥气流温度越高，或小麦初始水分越低，则烘焙品质损失越大．     

皮肤组织传热过程的研究

为了获得生物皮肤组织在不同条件下传热特性的数学模型及其传热规律，分别在一雏直角坐标系和一维圆柱坐标系下，建立了稳态条件下基于皮肤组织单层结构和多层结构的传热数学模型．通过数值模拟，获得了不同皮肤组织结构模型下上臂皮肤组织内的稳态温度场和90℃高温热源作用15s后皮肤组织内的温度分布，以及皮肤组织热损伤深度的变化、常热流作用下皮肤组织表面的温升曲线和表面绝热条件下皮肤组织内的稳态温升分布．研究结果表明，皮肤组织的多层传热数学模型更能真实地描述皮肤组织内的传热过程，因此值得在实际工作中推广应用．     

逆流填料式液体除湿系统传热传质过程解析解

在建立逆流填料式液体除湿系统传热传质过程的数学模型基础上,通过合理的简化处理,导出了描述这一热质传递过程的常微分方程组,得到了相应的解析解;并于精确数学模型的数值解进行了对比,二具有良好的吻合性;利用解析解分析了各参数对除湿性能的影响,所得解析解具有较好的理论及应用价值。     

全氢罩式退火炉退火热过程的研究(Ⅱ) --对流换热系数和钢卷径向等效导热系数的分析

介绍影响全氢罩式退火炉内换热的两个重要参数——对流换热系数和钢卷径向等效导热系数，详尽分析了两个参数的影响因素，并对比了氮气和氢气气氛下两参数的不同，从而在机理上阐明了全氢罩式炉相对传统混氢罩式炉的优越性，为优化炉内换热提供了理论的依据。     

侧喷加热铝材退火炉内流场与温度场数值模拟

采用热传导模拟实验研究铝卷层与层之间接触热阻对铝材退火的影响。根据实验结果分析,改变现有径向加热铝材退火炉内循环空气的流动方向,采用轴向对流换热方式,设计侧喷加热铝材退火炉,建立侧喷加热铝材退火炉三维仿真模型。利用CFD软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型,对侧喷加热铝材退火炉内气体流动和传热问题进行数值模拟研究。研究结果表明:与径向传热方式相比,轴向传热方式退火速度快,铝卷芯部与外部表面之间的温差小;侧喷加热铝材退火炉内气体流动顺畅,对流换热均匀,炉温温差控制在-1～1K,满足退火工艺对炉温均匀性的要求。     

钢管张力减径过程传热模型

为了提高钢管张力减径过程的轧制质量、降低能耗以及控制终轧温度的准确性,从而为钢管出炉温度提供科学设定依据,通过对传热机理分析,建立了钢管张力减径过程传热模型,给出了除鳞、轧制及空冷阶段钢管边界热流的计算式.基于塑性材料的变分原理,建立了轧制变形区的变形热计算模型.结果表明:变形热对钢管温度分布影响不可忽略;该模型能真实反映钢管在张力减径过程中的温度变化,与实测结果吻合较好,可用于钢管再加热和张力减径过程中的参数分析及工艺优化.     

金属氢化物吸附和脱附过程的数值分析

结合化学吸附的机理，提出圆柱筒型金属氢化物吸氢、放氢的物理和数学模型。以金属氢化物ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３为例进行数值模拟，计算了不同时间的金属氢化物的反应锋面位置、热流量和吸氢量等参数。还研究了不同边界条件下，金属氢化物吸氢、放氢的传质情况及金属氢化物导热系数对金属氢化物的吸附、脱附的影响，并对不同类型金属氢化物在相同条件下的吸附性质进行了对比。研究证明：利用金属氢化物贮氢，应尽量减薄反应层的厚     

多变因素条件下延伸表面传热通用数值分析计算的研究

研究各种形式肋片在辐射－对流－导热的联合作用下，以及变换特性参数时稳态与非稳态传热的通用数学物理模型和数值计算方法，考虑了辐射与整体肋片传热计算的耦合问题。     

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.     

Generalized thermal resistance for convective heat transfer and its relation to entransy dissipation

In order to further analyze and optimize convective heat transfer process further, the concepts of heat flux weighted average heat temperature and heat flux weighted average heat temperature difference in multi-dimensional heat transfer system were introduced in this paper. The ratio of temperature differ- ence to heat flux is defined as the generalized thermal resistance of convective heat transfer processes, and then the minimum thermal resistance theory for convective heat transfer optimization was devel- oped. By analyzing the relationship between generalized thermal resistance and entansy dissipation in convective heat transfer processes, it can be concluded that the minimum thermal resistance theory equals the entransy dissipation extremum theory. Finally, a two-dimensional convective heat transfer process with constant wall temperature is taken as an example to illustrate the applicability of generalized thermal resistance to convective heat transfer process analysis and optimization.     

冷轧带钢连续退火模拟实验机的数学模型

为了提高连续退火模拟实验机的温度控制精度,基于传热学理论和快速自适应的控制思想,构建了连续退火模拟实验机过程控制的数学模型.该模型根据实验过程中采集的数据,实时修正退火过程的相关参数,在加热阶段和冷却阶段分别对加热电流和冷却气体流量等工艺参数进行调整和动态补偿,从而确保了退火过程温度的控制精度.实际应用结果表明,该数学模型温度控制精度达到±10℃,满足退火实验机温度过程控制要求.     

太阳能膜蒸馏实验与数学建模

为以太阳能作为膜蒸馏驱动能源,在不同热工质温度与流量下进行气隙式膜蒸馏实验,建立膜蒸馏传热、传质过程的数学模型,并对该数学模型求解以验证其计算结果的正确性,计算了太阳能膜蒸馏系统的热效率.结果表明,该数学模型是可靠的,可以预测不同工况下膜蒸馏通量;热工质温度较高和流量较大时,膜蒸馏系统具有较高的热效率.     

利用试井资料确定油层的热物性参数

为了确定地层条件下油层的热物性参数,根据油田试井资料建立了生产井油层区域的导热和对流换热非稳态混合传热数学模型,确定了合理的边界条件和初始条件,计算了油层沿径向的温度分布剖面。采用复形调优法及变步长有限差分法,对目标函数进行了求解,确定了油层的综合导热系数、热扩散系数、热容量和井底产液温度等参数。将实例计算的井底产液温度与现场试井实测数据进行了比较,结果表明,两者吻合较好,能够满足工程精度的要求。