高炉冷却壁冷却能力影响因素分析

通过对某厂生产的高炉铸铁冷却壁进行热阻分析,计算不同参数条件下冷却壁本体与冷却水之间的综合换热系数,从而探讨冷却水速、水垢厚度、涂层厚度、气隙厚度等因素对高炉冷却壁冷却能力的影响。结果表明,提高冷却水速、减少水垢、减小涂层厚度均可提高冷却壁本体与冷却水之间的综合换热系数;气隙热阻占总热阻的71.6%以上,是影响冷却壁冷却能力的限制性环节,减小气隙厚度可以明显提高综合换热系数。冷却壁本体与冷却水之间的综合换热系数在121.5~343.8 W/(m2·℃)范围内。     

风电控制器模块的高海拔热性能研究

对自然散热条件下风电产品中控制器模块的高海拔热性能进行了研究。首先分析了海拔高度对空气特性和风扇性能的影响,并总结归纳了常用高海拔温升评估方法,特别是经验公式计算法和温升系数修正法。以风电变流器中的控制器模块为例,针对高海拔自然散热条件,采用试验测试和热仿真计算的方法,对目前的经验计算公式进行了系数修正,并验证了温升系数修正法的准确性。同时指出在具有准确的仿真模型条件下,热仿真模拟法也是一种有效的计算手段。对自然散热条件下控制器模块的高海拔热性能进行了详尽的研究分析,找到了评估高海拔温升特性的有效方法,也为风电产品在其他散热条件下的高海拔热性能研究提供了参考。     

冷却模型试验中水-气热交换的相似问题

1 问题的提出在热(核)电站的建设中,为了安全和保护环境的需要,一般都应做物理模型进行散热范围的预测和方案比较.这类模型除满足几何相似、动力相似、流态相似之外,还应满足水-气热交换的相似性.鉴于目前室内试验条件不直接模拟原型气象要素,当然也就无法模拟水-气交介面的热交换的各种过程,而原型水-气环境和试验室内水-气环境又存在着较大的差别,这就给做冷却水工程物模模拟原型散热面积带来困难.以往是采用大西外明(日)由水体热量守恒定律导出的,根据综合散热系数确定几何比尺的公式来进行模型设计的.     

高承载能力减速器温度场的计算

采用传热学和机械学理论分析高承载能力减速器内部热源的种类和传热途径，建立了稳态传热学模型，提出了用复合平壁导热及有限元方法计算减速器三维温度场发布和散热系数。该方法计算结果符合实验结果，为高承载能力减速器散热条件改善和冷却装置设计提供了依据。     

大型电厂2×1000MW机组间接空冷系统环境风影响分析

间接空冷系统作为一种有效的节水型火力发电冷却技术、是我国西北等缺水地区新建采用的主要电厂冷却系统形式之一.间接空冷系统在环境风特别是高温大风条件下的散热能力及变化规律值得深入研究.利用计算流体力学方法,对一个2×1 000MW大型电厂间接空冷系统实例进行了计算.通过对空冷塔及周围速度场温度等流场细节的分析,从经济型和安全性两个方面分析了系统散热能力的变化规律.结果表明,小风条件下间接空冷系统散热能力较好,背压波动幅度很小;大风条件下散热能力迅速恶化,高温大风条件下机组难以满发.     

温差异重流的研究

在某电厂河道循环冷却模型试验基础上,除了解决实际问题,提高冷却效率及坛大装机容量以外,应用模型及原型资料进行比较深入的理论研究.包括两部分:1)建立反映水面温度沿程递减规律的关系式,以便估算水面散热能力;并得出模型与原型之间的比尺关系,可以从模型资料换算为原型资料.2)研究温差异重流运动规律.对于原型与模型分别建立冷热水交接面的阻力与掺混规律,以便计算异重流的运行距离,从而估算水面散热能力.最后完成数学模型,提供规划设计的应用.     

缩比非能动余热排出热交换器管外过冷池沸腾实验研究

搭建了缩比非能动余热排出热交换器C型管实验模型,利用导热油作为管内加热介质,脱盐水作为管外冷却介质开展了一系列传热实验。根据壁温及脱盐水主流温度判断在加热过程中出现明显的温度分层现象并经历自然对流、过冷池沸腾最终达到饱和池沸腾。对存在过冷池沸腾阶段的几个代表性时刻对应上、下水平及竖直段单元分别进行传热计算并与文献经验公式进行比对,验证了Rohsenow饱和沸腾经验公式和McAdams自然对流经验公式的适用性,针对过冷池沸腾阶段实验热流密度与Rohsenow过冷沸腾公式的偏差,采用多自变量自定义非线性拟合方法得到了更准确的加权公式。     

某乘用车制动盘冷却特性的研究

基于某SUV的整车环境,利用数值计算和热环境风洞(CWT)试验的方法,探索了重复制动工况下制动盘的温升和冷却过程,分析了制动盘冷却过程中的散热方式以及冷却特性.结果表明,计算流体力学(CFD)得到的温升和冷却特性曲线与试验结果的一致性较好;对流散热是影响制动盘冷却性能的主导因素;制动盘的温度随冷却时间呈指数关系下降,冷却系数随汽车来流速度呈幂律关系增长.     

地下防护工程空调相变储热水池储热性能实验研究

针对既有地下防护工程传统空调冷却水池储热能力不足,外置冷却塔易造成工程红外暴露而影响工程安全的问题,提出了采用空调相变冷却水池方案以期增强系统储热能力,延长工程隔绝防护条件下空调系统运行保障时间.搭建了地下防护工程空调相变储热水池实验台,研究了定负荷条件下相变储热单元用量、冷却水流量对相变储热水池储热性能的影响;考虑添加相变储热单元对水池储热能力与连续保障能力的影响,提出了地下防护工程空调相变储热水池储热性能评价指标:相变储热水池单位体积储热量和基于出口温度定义的相变储热水池保障效能系数.研究表明:向地下防护工程空调储热水池中加入相变单元能够提升空调储热水池储热能力;与未加入相变储热单元的空调储热水池相比,当相变储热单元体积占空调储热水池有效容积的2.84%、4.26%时,相变储热水池单位体积储热量分别提高了6.35%和9.03%,相变储热水池保障效能系数分别提高了7%和11%,空调系统运行保障时间分别延长了1.77 h和2.82 h;在实验条件下,流速从250 L/h提高至450 L/h时,水池单位体积储热量和保障效能系数均有所降低,大流量工况(450 L/h)下,相变储热单元存在未完全融化,水池储热能力与连续保障能力明显降低,因此在不影响热泵机组正常运行和水池储热性能的情况下,适当降低冷却水流量对空调储热水池储热系统是有益的.     

发动机冷却水套的计算流体力学分析及 结构改进

为评估某发动机冷却水套结构设计的合理性,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)分析方法,采用STAR-CCM+软件对一款双缸发动机冷却水套进行流场数值模拟分析.通过对该冷却水套的速度场及缸孔流量分配进行分析,发现该双缸发动机冷却水套的结构设计存在不足,会造成左缸冷却效果好而右缸冷却效果差的两缸冷却不均匀现象,右缸大部分区域的换热系数低于5 000 W/(m2·K),因此,需要提升冷却水套的冷却性能.基于流动路径及流量分配合理性的综合评估方法提出了冷却水套缸孔布局的改进方案,并对冷却水套改进结构进行了CFD模拟.结果表明:改进后,排气侧、鼻梁区等高温区域的冷却效果得到保证的同时,左缸和右缸的冷却均匀性得到明显的改善,冷却水套壁面平均换热系数的提升非常明显,基于流动路径及流量分配合理性来设计缸孔布局的方法是有效可行的.研究结果可为冷却水套的改进设计提供方法指导和仿真数据支撑     

玻壳模具冷却腔内流动传热的数值模拟

给出了玻壳模具冷却腔的流动换热模型及模具冷却腔内表面传热系数的计算方法,采用雷诺时均方程法和可实现是k-ε湍流模型对凸模冷却腔中冷却水的流动和传热进行数值模拟,近壁区域的处理采用壁面函数法．以此为基础,可以计算出冷却水的速度场、换热系数场等的分布,为玻壳模具温度场的数值分析提供了必需的边界条件．     

喷雾冷却高热流密度散热传热特性研究

 针对喷雾冷却的高热流散热方式,设计和构建封闭循环实验装置。通过热电偶计算得到发热面的热流密度。通过激光多普勒测速仪(PDA)测量喷嘴的液雾分布、粒径和尺寸。基于气泡动力学与传热学,建立喷雾冷传热特性的理论模型。数值模拟的计算结果显示出喷雾高度对喷雾冷却曲线的影响：随着喷雾高度的增大,喷雾冷却的换热能力升高,与实验结果的变化趋势相同。同样采用数值的方法,给出不同喷雾张角、不同喷雾压力和不同喷雾高度下的换热系数,对喷雾冷却的传热特性进行分析。研究表明,两相区内的喷雾冷却换热能力得到了显著的增强,喷雾冷却存在最佳喷雾高度。     

方坯连铸二次冷却配水新模型

在连铸二次冷却喷淋区二冷各段,冷却水量只与拉速的变化相关联的二冷水模型的基础上,通过研究提出了二次冷却区各喷淋段的冷却水量Qi与钢液过热度(△T)、拉速(ν)、浇注钢种化学成分、二冷水温相关系的二次冷却新配水模型,即Qi=K(a bv cv2) d(△T-E) F.研究了模型中各系数的确定方法.应用已开发的方坯连铸二冷仿真软件和通过研究确立的济钢二冷新模型进行了模拟计算.模拟结果以及新模型的生产实践表明,采用新模型确定的二冷各喷淋段水量进行冷却,铸坯冷却均匀,铸坯质量得到改善.     

热轧带钢轧后高强度冷却过程的换热系数分析

为了研究基于层流冷却(加强型冷却)和采用有压射流冷却水进行冷却(超快冷)这两种技术方案下冷却强度的差异,采用数值计算方法得到了不同水流密度和冷却方式下带钢表面换热系数,并进行对比分析.结果表明:在水流密度相同时,超快冷的换热系数显著高于加强型冷却;在加强型冷却方式下随着水流密度的提高,带钢表面换热系数也随之升高,当达到一定值后,再次提高水流密度,换热系数会随之降低,但在超快冷方式下,换热系数并未出现明显的下降趋势.     

燃料电池轿车用PCU水冷装置的设计与试验

提出了一种燃料电池轿车用DC/DC,DC/AC集成系统动力控制单元(PCU)的高效低阻水冷装置的设计方法.根据强化传热原理,将发热元件贴在水冷装置上,热量传导到装置内部,再由对流换热传递给冷却水带出到外部冷却设备进行散热.采用加菱形肋柱强化散热的设计思路,增加散热面积,同时由于肋柱使流道面积减小,冷却液流速增大,能有效地提高PCU的工作效率、增加工作寿命、改善工作条件.最后建立了试验测试平台进行验证.     

高炉镶砖冷却壁温度场研究

开发了一个三维柱坐标系下冷却壁传热计算的计算机软件。应用该软件在给定的假设条件下研究了高炉镶砖冷却壁的温度分布情况，同时研究了炉内对流换热系数、冷却水速度、水管间距及砖衬厚度对冷却壁及耐火材料温度分布的影响。     

水冷换热系数的研究及平面凝固铸造的数值模拟

分别建立了喷雾冷却和平面凝固铸造的二维计算模型.根据对1070铝合金方锭末端冷却所测得的温度数据,反求出不同水压下冷却面表面温度与换热系数的变化规律,并将其作为边界条件导入平面凝固铸造的计算模型进行可靠性验证.结果表明:界面换热系数随冷却面温度的降低先升高后降低,在400K左右达到峰值.随着冷却水压的增加,换热系数的峰值和峰值对应的温度值也相应增大.铸造实验测温结果表明:所用平面凝固装置可实现凝固前沿宏观上呈平面上升,且凝固过程中铸锭各处冷却均匀;与数学模型计算结果吻合良好,说明该模型可用于平面凝固铸造工艺方案的研究.     

太原第一热电厂冷却池面流散热试验研究

本文本着生产、科研和设计相结合的原则,针对火电厂冷却池排水口泄流情况,通过系统的模型试验,研究了由排水口泄出的热水流经前池过堰后尽量减小混掺深度的问题。给出了促使冷却池形成面流散热的工程设施和必要的试验数据。从而对充分挖掘冷却池的散热能力,增大火电厂的装机容量具有推广价值。     

用有限元单元法计算混凝土平板的温度分布

用热传导理论的数值解法分别计算了混凝土平板的中心温度及平均温度,当板厚很大时,对于较大体积的混凝土,仅依靠天然冷却将不能满足灌浆要求,必须采取人工散热措施。     

新型锥体热沉射流散热器散热性能的实验研究

文章针对高热流通量的大功率器件,提出了一款新型锥体热沉射流散热器,通过在底板上增设锥体热沉,增大换热边界层面积,实现高效换热;构建了一套实验系统,通过改变冷却水流量、热源输入功率等工况,对其开展了散热特性实验研究。实验结果表明,该新型锥体热沉散热器可以对大功率热源实现快速冷却,当总散热功率达到900W(热流密度9.9W/cm2)时,采用7L/min的冷却水流量,可以将热源温度降至65℃以下,并且冷却水流量为影响散热器散热性能的主要因素,流量越大,散热效果越好。