磁场作用下水或油的沸腾换热实验

对水和柴油在不同磁场强度、不同热流密度的条件下池内沸腾现象进行实验.结果表明:在磁场作用下,水和柴油的升温速率都随着磁场强度增强、磁化时间的延长而发生明显增大;同时磁场作用能使水和油的比热容和油的黏度有所降低.还对有、无磁场下的水和油导热特性进行了对比,分析了水和油在磁场作用下的导热规律,最后对在该领域的研究方向及重点提出了建议.     

磁场作用下水和油凝结特性的实验

实验结果表明．在磁场作用下，水和油蒸汽的凝结速率有所增加，磁场对水和油蒸汽凝结速率的增加起到了强化的作用．同时，初步探索了磁场对水理化性质的改变及磁场控制传热过程机理．对实验结果进行了误差分析，就该领域的研究方向及重点提出了建议．     

磁流体各向异性导热的研究

考虑磁流体中粒子受力及运动特性,运用数值模拟方法研究了外加磁场作用下磁流体的三维微观结构．建立磁流体各向异性导热系数的预测方法,分析计算在不同外加磁场作用下磁流体的导热系数．引入表示粒子非均匀分布结构特征的结构各向异性参数,修正Maxwell公式,将该公式拓展应用于计算磁流体各向异性导热系数．结果表明：当外加磁场作用时,磁流体中粒子沿磁场方向形成链状结构,磁流体沿着链向的导热系数要大于其他方向的导热系数,导热系数表现出各向异性特征．且随着磁场强度的增大,磁流体内的链状结构变得更加明显,导热的各向异性特征更加明显．     

磁场中铁磁性胶粒的聚沉性质

分析了铁磁性胶粒及其周围电解质离子在磁场中的磁化行为和胶粒外磁场分布状况。利用双电层理论计算了在磁场作用下铁磁性胶粒周围离子的分布情况 ,给出磁场作用下胶粒间势能表达式、体系聚沉的临界磁场和聚沉速率表达式 ,并以常温常压下水溶胶在 0 .0 0 3T磁场作用下的情况为例进行了计算。结果表明 ,磁场作用对胶粒周围电解质离子浓度分布的影响较小 ,对铁磁性胶粒间势能和胶粒间聚沉速率的影响较大。粒子浓度为 10 16m-3的水溶胶体系发生聚沉的临界磁场强度为 0 .0 0 2 7T ,磁场作用加快了聚沉速率。     

磁场作用下的磁流变液导电性和导热性

通过自制的实验装置,对制备的两种不同的铁钴镍磁流变液进行了实验研究,分析了其在不同磁场强度下的导电、导热规律,并与铁钴镍磁粉本身的导电性和导热性进行了对比.结果表明:在磁场作用下,铁钴镍磁流变液和铁钴镍磁粉的导电性和导热性均发生明显的变化;在磁场强度在0~0.92T内增大时,铁钴镍磁粉的电阻会有两到三个数量级的下降,其导热系数从4W/(m·K)增加到13.2W/(m·K),导热性显著提高,两种磁流变液的导热系数也均有提高.     

高能脉冲激光作用下材料表面温度场

以激光材料处理为背景,通过在高能脉冲激光照射下材料表面温度变化的实际研究,测量了在这种高能量、短脉冲、温度变化率极大的情况下材料表面的温升速率和温度变化规律,并且结合实验条件对２种不同的导热模型进行了数值模拟。实验结果显示当激光脉冲宽度较大时,实验结果和傅立叶导热模型的计算结果很吻合。随着激光脉冲宽度的减小,实验结果逐渐偏离傅立叶导热模型,而与双曲导热模型比较接近,同时出现了“二次升温”等非常规现     

磁场中铁磁性胶料的聚沉性质

分析了铁磁性胶料及其周围电解质离子在磁场中的磁化行为和胶粒外磁场分布状况。利用双电层理论计算了在磁场作用下铁磁性胶料周围离子的分布情况，给出磁场作用下胶粒间势能表达式、体系聚沉的临界磁场和聚沉速率表达式，并以常温常压下水溶胶在0.003T磁场作用下的情况为例进行了计算。结果表明，磁场作用对胶粒周围电解质离子浓度分布的影响较小，对铁磁性胶粒间势能和胶粒间聚沉速率的影响较大。粒子浓度为10^16m^-3的水溶胶体系发生聚沉的临界磁场强度为0.0027T，磁场作用加快了聚沉速率。     

磁性液体奇异的传热特性

磁性液体相比于传统的传热流体来说具有较高的导热性能和传热性能,其流动和传热过程还可以通过磁场控制,因此,磁性液体为强化传热带来了新的机遇,众多研究学者对磁性液体的传热特性进行了研究.通过对近年来有关磁性液体传热特性方面的研究进行整理和分析,总结了磁性液体导热系数和对流传热的实验研究方法,得到了不同的磁性颗粒参数、温度和磁场等因素对磁性液体传热特性的影响;详细阐述了磁性液体在有无磁场下导热系数的研究结果,并对影响导热系数的机理进行了归纳;阐述了磁性液体的对流传热在实验和数值研究方面的进展;指出了磁性液体在传热特性研究方面的进一步工作方向,并对磁性液体在强化传热和传热设备中的应用进行了展望.     

常压下磁场对合成氨催化反应影响的研究

本文报导磁场对常压下合成氨催化反应的影响结果，得到了有关反应速率及转化率的变化规律，并改变磁场强度，找到了最佳场强范围，进而明确指出这种磁场效应源于磁场对合成氨催化剂的影响，对其可能的作用机制进行了初步讨论。     

纳米尺度孔隙内气体导热系数的分子动力学模拟

应用Lennard-Jone作用势,在300K和0.1MPa条件下,对边长20nm的立方体孔隙内氮气的导热系数进行了平衡分子动力学模拟. 结果得出分子分速度和速率的分布与统计力学得到的Maxwell速度和速率分布曲线基本一致,并且分子的平均自由程受到孔隙壁的严格限制. 通过Green-Kubo关系式计算得出了孔隙内氮气的导热系数,并与文献中的结果进行了比较,模拟结果接近于实验值,仅为同样条件下自由空间氮气的导热系数的1/3左右.     

非稳态原位热解扶余油页岩热-流耦合模拟

采用热-流耦合分析模式,对水力压裂之后扶余油页岩储层的传热导流渗透能力进行数值模拟,发现流体主要沿油页岩层理方向形成地裂隙流出,但是随温度的增加,孔隙度增大也会有少许流体从油页岩的原生孔隙流出,渗流场压力在同一截面自裂隙垂直于油页岩层理向两端呈现下降趋势;流体对油页岩地层热量的传导主要是沿裂隙方向进行.加热时间增长,裂隙两侧油页岩裂解,孔隙度增加,氮气向油页岩储层的扩散速度也得到了提高,加热至40d之后,裂隙周围油页岩首先达到裂解温度,加热至60~100d,油页岩层的平均温度自500K提升至650K,整个油页岩能够被有效热解.     

低温地板辐射供暖理论计算模型

通过对低温地板辐射供暖的研究背景的梳理及其系统研究的介绍,结合国内外低温地板辐射供暖进展的研究,建立了低温地板辐射供暖系统中盘管内低温热水与管壁的换热、管壁与地板各层的换热、地板表面与房间的换热等的理论计算模型;分析了其系统优化过程;指出用计算机模拟出低温地板辐射供暖系统在住宅、宾馆、体育场馆等建筑的室内冬季采暖地应用中具有广阔的前景.     

火烧油层注气加热过程的模拟计算研究

在火烧油层的注气加热过程中,需要根据点火需求优化注气参数。考虑了空气在井筒、油层的流动及换热过程,包括空气进入油层的混合过程、水蒸发进入空气和湿空气降温后凝结为水的组分及相态变化、油层之间的导热过程,建立了相应的瞬态模型,提出了基于龙格库塔法的求解方法。利用该模型及求解方法进行了模拟注气验证,并用于油田的实际火烧油层点火过程的监测系统。研究表明：点火过程中加热带扩展速度非常有限（6 d 后加热带半径仍小于0.6 m）,并且受油层中含水率影响较大,加热带温度主要受电加热器功率和注气速度影响,受注气时间长短影响较小。点火过程中应保持电加热器功率和注气速度稳定。     

电力变压器铁芯温度场的数值模拟研究

变压器铁芯温度场是比较典型的流体-构件耦合场.本文系统论述了这种耦合场的数值模拟方法,对铁芯工作磁密、油道尺寸、油流速度、进油温度等影响铁芯温升的因素进行了分析计算.试验结果表明,适当提高工作磁密、合理设计油道尺寸、综合考虑油道设置、尽量采用较高油流速度和较低进油油温对提高变压器运行效益、降低铁芯温升是有实际意义的.     

磁场强度仅与传导电流有关的条件

以静磁场的基本方程为基础，利用矢量分析的有关知识对磁场强度H的一般形式作一些理论分析，给出磁场强度日仅与传导电流有关的条件．     

天然气加热炉内介质水非稳态耦合热流场研究

设计制造高效节能的加热气化设备是油气工业中迫切需要解决的问题。本文深入研究天然气加热炉传热机理,开创性地构建了大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型,求解水作为中间载热介质的天然气加热炉内非稳态耦合热流场,并通过天然气加热、传热流动试验平台,对边界条件进行试验校准并验证了数值分析模型的正确性。结果显示,加热炉内流场不均,整体循环不佳,加热炉的启动时间为2.5 h,加热效率仅为83.5%,介质参与性辐射占总传热量的24.5%。显然,传统加热炉结构有待优化,且介质参与性辐射影响不可忽略。     

天然气加热炉内介质水非稳态耦合热流场研究

设计制造高效节能的加热气化设备是油气工业中迫切需要解决的问题。本文深入研究天然气加热炉传热机理,开创性地构建了大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型,求解水作为中间载热介质的天然气加热炉内非稳态耦合热流场,并通过天然气加热、传热流动试验平台,对边界条件进行试验校准并验证了数值分析模型的正确性。结果显示,加热炉内流场不均,整体循环不佳,加热炉的启动时间为2.5 h,加热效率仅为83.5%,介质参与性辐射占总传热量的24.5%。显然,传统加热炉结构有待优化,且介质参与性辐射影响不可忽略。     

油页岩原位开采中裂隙与井组相对位置及其产状对加热效果的影响

当采用对流加热技术对地下油页岩进行加热时,地下的裂隙为热流体提供了运移通道,影响着油页岩的加热速度和加热范围。因此充分地认识地下裂隙对油页岩加热效果的影响,确定合理的布井方式对油页岩的开采十分重要。通过使用商业仿真模拟软件ANSYS,建立了3组含有简化裂隙的三维模型,以此来模拟油页岩原位注热开采中的温度场,探究并分析不同裂隙位置与产状条件下油页岩的加热效果。模拟结果表明,加热5年后即可达到稳态,加热井远离开放裂隙,生产井位于加热井与开放裂隙之间时油页岩加热效果更好。井组连线的走向垂直于裂隙走向时,加热效果更好;开放裂隙垂直于岩层时,加热效果更好。     

Anisotropic thermal conductivity of magnetic fluids

Considering the forces acting on the particles and the motion of the particles, this study uses a numerical simulation to investigate the three-dimensional microstructure of the magnetic fluids in the presence of an external magnetic field. A method is proposed for predicting the anisotropic thermal conductivity of magnetic fluids. By introducing an anisotropic structure parameter which characterizes the nonuniform distribution of particles suspended in the magnetic fluids, the traditional Maxwell formula is modified and extended to calculate anisotropic thermal conductivity of the magnetic fluids. The results show that in the presence of an external magnetic field the magnetic nanoparticles form chainlike clusters along the direction of the external magnetic field, which leads to the fact that the thermal conductivity of the magnetic fluid along the chain direction is bigger than that along other directions. The thermal conductivity of the magnetic fluids presents an anisotropic feature. With the increase of the magnetic field strength the chainlike clusters in the magnetic fluid appear to be more obvious, so that the anisotropic feature of heat conduction in the fluids becomes more evident.