高真空隔热油管隔热机理及隔热结构的研究

通过分析视导热系数对井筒热损失的影响，以及对导热、对流、辐射三种传热机理的深入分析，找出了减少导热、降低自然对流、抑制辐射的有效途径，并研制出真空隔热结构，对指导高真空隔热油管的生产有着重要的意义。     

双相变换热器气液均匀分配特性及典型结构研究的新进展

介绍了低温两相流板翅式双相变换热器的结构和特点,回顾了板翅式换热器两相流体入口分配结构对其气液分配特性的影响.指出了传统的“先混合、后分配”方法的缺陷,基于单相流体易于均匀分配的物理特性,提出了“先分配、后混合”的新方法和新结构.应用该新方法和新结构于国产化的乙烯冷箱后,其冷端传热温差降低到仅为3 K.应用该新技术的宝钢等大型制氧装置中的新型高效冷凝蒸发器,其传热系数达到了925.1 W/(m2.K),比国际上最先进的指标提高了48.97%,产品性能优于国内外同类产品.     

用于冷中子源系统的氦制冷循环方案分析

为向冷中子源装置氢系统提供17．5K的低温冷源，设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和4种膨胀机预冷模式，并对这5种循环模式进行热力分析和[火用]分析，获得了各循环模式下的主要热力参数并分析比较了各自的热力性质．结果表明：带液氮预冷和前置式并联膨胀机预冷2种模式的热力性能最好，[火用]效率最高；对于膨胀机预冷循环，并联模式优于串联模式，前置式优于后置式．循环系统[火用]损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器，减小这3部分[火用]损失的途径有以下方面：改善循环，减小系统氦的质量流量；提高压缩机的等温效率、膨胀机的等熵效率；改善换热器的内部温度、温差、压力分布及物流分配．本研究为中国先进研究堆冷中子源氦制冷系统的设计提供了数值基础。     

含钆夹胶真空复层玻璃导热模型

为了提高防中子玻璃的隔热性能,设计了一种新型防中子辐射含钆夹胶真空复层玻璃,并通过传热理论建立了复层玻璃传热模型.采用有限元方法,研究了中子辐射和高温环境下复层玻璃和含钆有机玻璃的隔热性能.理论分析与数值模拟结果表明:含钆夹胶真空复层玻璃设计可行;同等条件下,复层玻璃的热阻为含钆有机玻璃的3倍,具有良好的隔热性能.真空层可显著提高防中子玻璃的隔热性能.     

轴向导热对逆流式板翅换热器传热性能的影响

为了确认轴向导热对复叠逆流式板翅换热器传热性能的影响，通过数学分析建立了一组控制方程，定义了无量纲轴向当量热扩散系数(φ)．用φ来表示换热器的轴向导热能力可以使换热器的二维模型实现一维简化，使计算工作更加简单方便，并可采用差分法解出其数值解．计算结果表明，轴向导热对换热器性能的影响随着φ和传热单元数(NNtu)的增大而加剧，导致换热器换热性能的恶化．为了减少轴向导热损失，应尽可能减小换热器的横截面积．同时，高导热性能的换热器材料也会加大轴向导热损失．     

运用夹点设计法对一实际换热网络的改造

随着能源价格的不断提升,化工企业的节能降耗成为紧迫必行的任务。通过在对一实际过程的换热网络结构分析的基础上提取热、冷工艺物流,在给定的最小传热温差(20℃)限制下运用夹点设计法合成具有最大热回收的新换热网络;采用断开热负荷回路、取消热负荷较小的换热器达到减少换热器个数、简化网络的目的;由于热负荷转移造成了某些换热器传热温差违反最小传热温差限制、甚至出现传热温差为负值(违反热力学第二定律)的情况,采用能量松弛法恢复这些换热器的传热温差至给定的最小传热温差。经过调优后换热器网络总换热设备个数与原实际网络的相同,但与原实际网络相比,热、冷公用工程均节省1 220 k W。     

堵塞比对波纹板隔热屏冷却性能的影响

以一种气膜冷却的波纹板隔热屏为研究对象,在保持波纹板隔热屏的波纹长度、波纹高度、以及开孔方式不变的情况下,通过在次流通道添加不同大小的堵塞物得到一系列不同堵塞比的几何模型,并由Navier-Stokes方程组建立了流场三维数值计算模型,进行了流/热/固耦合数值模拟研究,获得了不同堵塞比对隔热屏壁面Nu、气膜冷却效果、冷流体热负荷、以及气膜孔流量系数的影响规律。结果表明:隔热屏热侧壁面Nu受堵塞比影响不大,冷侧壁面Nu在距离堵塞物较远处受堵塞比影响不大,在距离堵塞物较近处随堵塞比的增大而减小;气膜冷却效果在隔热屏主流背风侧靠近波谷处较高,在主流迎风侧靠近波峰处较低,隔热屏的综合平均冷却效果受堵塞比的影响不大;隔热屏单位面积冷流体热负荷随堵塞比增大而线性增大;气膜孔流量系数受堵塞比的影响不大,其最大值相比最小值变化了4.05%。     

堵塞比对波纹板隔热屏冷却性能影响

以一种气膜冷却的波纹板隔热屏为研究对象,在保持波纹板隔热屏的波纹长度、波纹高度、以及开孔方式不变的情况下,通过在次流通道添加不同大小的堵塞物得到一系列不同堵塞比的几何模型,并基于Navier-Stokes方程组建立了流场三维数值计算模型,进行了流/热/固耦合数值模拟研究,获得了不同堵塞比对隔热屏壁面Nu、气膜冷却效果、冷流体热负荷、以及气膜孔流量系数的影响规律。结果表明：隔热屏热侧壁面Nu受堵塞比影响不大,冷侧壁面Nu在距离堵塞物较远处受堵塞比影响不大,在距离堵塞物较近处随堵塞比的增大而减小;气膜冷却效果在隔热屏主流背风侧靠近波谷处较高,在主流迎风侧靠近波峰处较低,隔热屏的综合平均冷却效果受堵塞比的影响不大;隔热屏单位面积冷流体热负荷随堵塞比增大而线性增大;气膜孔流量系数受堵塞比的影响不大,其最大值相比最小值变化了4.05%。     

获得1.2K低温的实验研究

本文从低温传热的观点出发,通过对减压过程的传热分析和温度分布的测量,提出建立该类低温装置应遵循的基本原则;发现低温实验装置中,主颈管的导热漏热占主导地位,减压过程中冷气流大小对温度分布的影响很敏感,改变了颈口热辐射决定的轴向距离、77K辐射屏位置及屏间距.实验对减压降温过程进行了动态测量,并提出液氦玻璃杜瓦的非正常输入的概念。     

气—气热管换热器的传热有效度—传热单元数设计方法

用传热有效度－传热单元数法对热管换热器中连续变化的流体温度进行了计算，得到了冷，热流体之间的换热量和各排热管出口处的流体温度。这种方法物理概念清晰，计算程序简单，计算结果准确，是一种较完善的热管换热器设计计算方法。     

水-热耦合作用下严寒地区高速铁路隧道温度场分布规律

为研究严寒地区高速铁路隧道修筑后,衬砌背后围岩冻结引发的隧道冻胀病害问题,以吉图珲客运专线榆树川隧道为例,综合考虑水分迁移和冰-水相变潜热对衬砌-围岩热传导的影响,建立了围岩冻结过程中的水-热耦合模型,结合现场实测大气温度,利用有限元法对榆树川隧道温度场进行了计算,得到了严寒地区隧道温度场的分布规律,确定了隧道发生冻结的最不利位置和最不利时间,并建立了隧道最大冻结深度与大气年平均温度之间的关系,分析了保温层对隧道防冻的作用,给出了保温层厚度和导热系数与隧道冻结深度的关系,提出了防止榆树川隧道发生冻结的保温层导热系数和厚度的建议值.     

铝箔轧机中生成热分配的实验及分析

系统分析了铝箔轧机轧制：过程中热量转移及热量平衡的过程，提出了一种热量转移的观点，实际测量了三种不同喷嘴开放状态下分段冷却的轧件表面温度，采用理论分析与实验相结合的方法，求出了对应工况下轧件和工作辊所吸收热量的热功率，得到了生成热在轧件与轧辊间的分配系数，轧件分配系数大致为0．11～0．33，轧辊分配系数为0．67～0．89，随冷却能力的增强，轧辊分配系数增大，轧件分配系数减少。     

基于温度场反演算法的保温层最佳厚度

为了实现屋顶保温层厚度的经济优化和节能,针对屋顶围护物件设计平屋顶保温层厚度,通过热传导完成几何建模,利用有限差分法对平屋顶室内温度进行数值模拟,应用二分法对保温层厚度进行反演,正演模拟得到的温度和反演得到的温度范围确定出最佳保温层厚度,利用Matlab得到室内温度的仿真结果并进行分析比较。结果表明,根据该方法得出的最佳保温层厚度为29 cm,为实际生产提供了理论依据。     

围护结构三维导热的有限元分析

利用有限元分析软件包Femlab,进行建筑围护结构三维导热分析。算例给出了一典型含外墙、外窗、结构柱、梁和楼板的围护结构内部三维温度分布。可视化图像以及数据计算结果,显示了外保温与内保温以及窗户内置与外置等不同构造对围护结构温度分布、散热量的影响,外保温更有利于隔断冷(热)桥。     

寒区长大隧道温度实测与仿真

基于现场实测数据对寒区长大隧道内温度的变化规律进行了分析,基于数值仿真分析对不同环境气温、围岩原始地温、自然风速、列车运行速度和频率条件下隧道洞内温度场和冻结深度的变化规律及保温层的适用范围进行了研究.研究结果表明:若环境气温或围岩原始地温低,自然风速大,或列车运行速度大和运行频率高,则洞内可能出现负温分布,所以寒区长大隧道结构防寒不应仅在洞口段;保温层法不能完全解决寒区长大隧道洞口保温问题,当环境气温低于15℃,持续冻结时间超过45d时,需要采取主动保温措施.     

半无限体亚表面球形缺陷的热波多重散射

基于非傅里叶热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了半无限固体结构中亚表面球型缺陷的热波多重散射问题.基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.分析了结构几何和物理参量对温度分布的影响,给出了温度变化的数值结果.研究结果可为固体材料激光测试、红外热波成像等问题提供理论基础和参考数据.     

多参数耦合下冷轧铝带工作辊分段冷却调节特性

为得到多参数耦合下冷轧铝带工作辊分段冷却调节特性,建立了工作辊和轧件的一体化耦合传热模型。耦合传热建模过程包含工作辊和轧件导热微分方程的建立、轧件变形热和摩擦热的求解、换热边界条件的确立、工作辊热辊形的计算及采用二维交替差分对微分方程进行求解。仿真结果表明,同一轧制参数下工作辊分段冷却正负方向调节能力近似相等,但单向调节幅度受轧制参数影响较大,轧制长度、喷射梁工作压力和摩擦系数的增加对分段冷却调控能力具有促进作用,轧制速度的作用则相反。     

轧制油对铝箔退火表面质量的影响

针对铝箔轧后退火时,轧制油对铝箔表面的污染进行分析研究.首先利用热重与差热分析仪对轧制油和添加剂的退火失重和差热曲线进行测定,发现轧制油随温度增加,经历了两个阶段变化:先大量挥发,后发生氧化.退火油斑的形成取决于后者,这从理论上解释了轧制油在退火时的热物性变化对铝箔退火表面的影响.     

粉煤灰泡沫塑料复合保温材料传热过程的数值模拟

应用有限元软件ANSYS研究了粉煤灰泡沫塑料复合保温材料(FP材料)的传热机理.材料导热系数数值模拟结果与实测结果具有很好的一致性,说明采用有限元方法可以实现对材料传热过程的数值模拟.根据分析结果,提出了对保温材料设计和制备时的一些建议.     

考虑导热热阻的锅炉喷涂保温结构干燥时间研究

给出了锅炉纤维喷涂保温结构的干燥方案,对其传热环节进行了分析。分析了现有干燥计算模型,并指出现有干燥模型的局限性。提出考虑纤维喷涂保温结构内部导热热阻的干燥时间的计算方法。通过该模型计算结果,总结了空气温度和保温厚度与干燥时间之间的关系。并通过室内试验,验证了该计算方法用于计算纤维喷涂保温结构干燥时间的可行性。