自然对流对方腔内相变石蜡熔化蓄热的影响

相对于传统材料,基于潜热储能的相变材料具有更高的储热效率。为了研究方腔内相变材料的蓄热机理,基于Boussinesq假设修正满足于相变过程的动量方程,并建立底边加热下相变材料熔化蓄热的流-固-热三场耦合计算模型。采用有机相变石蜡材料,开展底部恒定温度下的石蜡熔化蓄热试验,验证计算模型的正确性。结果表明,整个相变石蜡熔化过程是由热传导和自然对流传热两者共同主导的。在熔化初期,熔化前缘基本与加热面平行,热量传输主要由热传导提供。当液相层厚度大于2mm后,自然对流传热效应逐渐被激活,加速熔化速率,并形成不规则的融化前缘。根据熔化前缘与液相流动特征,可将整个熔化过程分为热传导、稳定增长、过渡及紊流四个阶段。此外,液相自然对流传热对相变石蜡的熔化蓄热效率提升存在显著的尺寸效应,并随方腔尺寸增加而加剧。当方腔尺寸小于2mm时,自然对流的提升效率不足1%,此时可忽略不计。     

无砟轨道层间动水流速三维分布特性

针对列车荷载下无砟轨道层间裂缝内的动水流速分布问题,应用流固耦合计算理论,建立层间裂缝内水流速度计算模型,采用多钢轨支点力的时序式加载模式,分析裂缝几何形态、列车运营状态等因素对水流速度的影响.结果表明:随着列车的趋近与远离,无砟轨道层间裂缝内的水流速度呈现周期性的正、负交替变化,其最大正、负水流速度均发生在裂缝出口处,在同一时刻,裂缝内可能会出现正、负水流速度区共存的现象;裂缝几何形态是影响水流速度分布的一类重要因素,水流速度大小与裂缝纵向长度呈先增加后趋于平稳的关系,与裂缝深度呈二次多项式的增加关系,与裂缝开口量呈一次反比减小的关系;列车运营状态是影响水流速度分布的另一类重要因素,水流速度大小与列车速度、列车轴重呈线性增加关系.