高速列车车厢内空气对流换热模型试验的相似关系

文章运用流体力学和热力学原理,建立了列车运行状态下车厢内对流换热的数学模型,并运用模型试验相似理论对该数学模型进行了相似分析,确定了模拟热平衡试验时保持车厢内空气的对流换热与实际运行时相似的准则,并且对试验方法进行了讨论.     

对流换热的物理机制及其控制:速度场与热流场的协同

从能量方程出发重新审视了对流换热的物理机制,把对流换热比拟有内热源的导热。热源强度不仅取决于流体的速度和流体的物性,而且取决于流速与热流矢量的协同。流动的存在可以强化换民可以并无实质贡献,甚至能减弱换热。这不仅可以对现有对流换热现象有更深入的理解,而且可发展一系列对流换热控制的新方法,举出了传统热强化和保温等应用方面的实例。     

熔盐在复杂换热结构内的对流换热特性实验研究及进展

揭示熔盐在复杂换热结构内的对流换热规律,实现系统的高效换热是发展下一代先进核能发电技术和高温光热发电技术要解决的关键问题之一.本文首先回顾了熔盐对流换热实验的研究历程,总结发现其经历了从光滑管到强化管、从管内到换热器壳侧的发展过程;同时指出研究熔盐在换热器壳侧复杂结构内的换热规律是今后一项十分重要的工作.接着,系统介绍了作者团队近年来对熔盐在普通的管壳式换热器、大小孔折流板换热器、弓形折流板换热器、折流杆换热器的壳侧,以及印刷电路板换热器翼型肋片侧5种复杂结构内的对流换热规律的实验研究工作;总结了上述研究中获得的熔盐在5种复杂结构内的对流换热实验关联式,同时给出了关联式具体的参数适用范围.这些实验关联式具有形式简单、精度较高等特点,可以满足工程需求.最后,对上述复杂结构中的熔盐换热性能进行了对比分析.结果表明, 4种管壳式换热器壳侧的换热能力为大小孔折流板换热器折流杆换热器弓形折流板换热器普通的管壳式换热器;此外,还发现翼型印刷电路板换热器的单位体积换热量远大于4种管壳式换热器.最后,探讨了复杂换热结构内的熔盐对流换热方面需要进一步探究的内容.     

混合对流的流动与传热特性

混合对流在工程应用中大量存在,有重要研究价值。前人局限于自然对流、混合对流、强迫对流流动区域的划分和整理对流换热准则关系。本文以混合对流流动与传热相似为目标,从控制方程出发,导出了描述混合对流的特征参数,阐述了混合对流特性,介绍了其在模型实验中的应用。     

对流换热过程的广义热阻及其与(火积)耗散的关系

为了更加直观地分析与优化对流换热过程, 引入了多维传热系统的热流加权平均温度和热流加权平均温差的概念, 并定义热流加权平均温差与总热流的比值为传热过程的广义热阻, 提出了优化对流换热过程的最小热阻原理, 分析了对流换热过程的广义热阻与火积耗散之间的关系, 得出了最小热阻原理等价于火积耗散极值原理的结论. 以恒壁温条件下的二维方腔内对流换热过程为例, 研究了该过程的广义热阻, 讨论了最小热阻原理在对流换热过程分析与优化中的适用性.     

多场协同原理在管内对流强化传热性能评价中的应用

针对管内层流和湍流换热,分析了流体质点矢量物理量的协同性,揭示了对流换热多场协同规律与强化传热机理之间的关系,提出了评价强化传热综合性能的效能评价系数EEC,同时,基于协同角α,β,θ,γ,η,初建了判断层流和湍流强化传热性能的统一评价体系以及相应的评价指标.此外,针对内插三角杆强化传热管建立了数学模型,通过数值模拟对所建立的评价体系及其指标进行了验证.计算结果表明,基于多场协同原理的协同角与强化传热效果的评价准则之间相互对应,在Re数为300~1800的范围内,性能评价系数EEC值在1.3~2.3之间,而效能评价系数EEC值则在0.33~0.45之间.     

矩形通道内伴随冷凝的烟气对流换热的优化

针对矩形通道内伴随水蒸气冷凝的烟气对流换热,建立显热和潜热火积平衡方程,并导出火积耗散的表达式.利用火积耗散极值原理获得了伴随冷凝的烟气对流换热的场协同方程,并通过数值求解包括场协同方程在内的控制方程组,得到了矩形通道内的最优速度场为多纵向涡的流动结构,该流型提高了速度场与温度场、速度场与浓度场之间的协同程度,从而可以在黏性耗散增加较小的条件下使传热传质过程得到显著强化.在通道内布置不连续双斜肋可以产生接近于最优流场的多纵向涡流动,在Re=600时,与光滑通道相比,不连续双斜肋通道中烟气的总换热量增加29.02%,冷凝换热量增加了27.46%.     

倾斜平板的自然对流换热

平板自然对流换热目前已有一些研究结果。但大多数工作,包括理论与实验方面的,集中于垂直与水平二种情况。至于倾斜平板自然对流换热,近年来虽也引起了重视,但有关的资料还较少,其中研究较深入的仅有Fujii和Vliet等人,前者研究的是平均放     

强化对流换热中的热量加权温差分析与应用

以电子器件对流散热为背景,提出热量加权温差综合评价传热量一定的多热源的平均温度和传热系统的传热效率.通过分析对流传热中控制体内"(火积)"的构成,结合变分原理推导了对流换热中的热量加权温差,讨论了温差均匀性、传热效率以及热量加权温差三者的关系,即热量加权温差越小,传热系统温差均匀程度越高;另外,从热量加权温差减小的方向来优化传热,设计一种开缝与翻折相结合的散热翅片,计算开缝和多翻折翅片与常规直翅片的热量加权温差大小,并用热量加权温差分析两种传热系统的多热源平均温度大小和温差均匀程度高低的原因,结果表明:传热系统的热量加权温差越小,冷却多热源物体平均温度效果越好.即对流换热总传热量一定时,热量加权温差可评价对流换热的传热效率和温差均匀性.     

换热器强化的场协同原则

提高换热器的传热性能可以有两个层次, 第1个层次是增加对流换热系数, 第2个层次是改善换热器整体安排. 围绕第2个层次讨论, 提出了改善换热器中冷热流体温度场间的协同就能提高换热器的效能. 换热器中冷热流体温度场的函数形式越接近, 冷热流体的温差场越均匀时, 称冷热流体温度场的协同越好. 通过重新分布换热面积可提高叉流换热器的效能, 当换热面积具有最佳分布时, 叉流换热器的效能可与逆流换热器的效能相等. 多股流换热器中, 顺流换热方式的换热量可以高于逆流换热方式, 表明换热器的传热性能的高低取决于它们的温差场均匀性即冷热流体温度场协同程度, 而不是取决于流动方式.     

全沙河工模型试验的研究

在许多河道中,常常不仅有悬沙输移,也有底沙包括卵石推移,在某些情况下还有异重流形成。在模型中单独复演某一种泥沙,不可能很好解决复杂条件下的泥沙问题。因此在研究重大水利工程中的泥沙问题时,需要在一个模型上同时复演各种形式的泥沙运动,即进行悬沙和底沙的综合试验。这种全沙河工模型试验,国内以前没有进行过,国外也没有成熟经验可供参考。我们于1973年对全沙模型相似律进行了探讨,并于1974年完成了验证试验。五年多来的模型试验表明,这种全沙模型在研究枢纽布置、电厂防沙、减少航道淤积和改善峡谷段航行条件方面,是一个有效的工具。     

既有线信号联锁“插入”试验技术

文章主要从施工角度介绍了既有线信号联锁“插入”试验方法,该方法能保证在倒接开通前,控制台——电缆——设备终端联锁关系试验彻底、正确,保证在信号设备倒接开通时正点、顺利,非常适合现在铁路列车运行速度高、运行密度大的既有线路上使用,是以后既有线信号施工试验的发展趋势。     

基于麦克斯韦张量法的交流磁轴承径向悬浮力建模

交流磁轴承具有无摩擦、无磨损、无需润滑、密封且成本低、损耗少、寿命长等优点,在高速运动场合、低速洁净工况场合都有潜在的应用前景.力求解决目前交流磁轴承径向悬浮力建模存在的不够精确、不够直接、不具有通用性等不足,提出了一种基于麦克斯韦张量法的交流磁轴承径向悬浮力建模方法,这种方法使得交流磁轴承建模准确、直接且具有通用性.采用基于麦克斯韦张量法的交流磁轴承径向悬浮力建模方法,建立了交流二自由度混合磁轴承的悬浮力数学模型,其表达式被证明与采用等效磁路法建立的悬浮力表达式形式一致(仅相差系数关系),表明所建模型的正确性及所提出方法的可行性.并在此基础上,针对建模过程中的关键环节,对该建模方法进行直接性与通用性分析.最后给出了基于交流二自由度混合磁轴承模型的实验系统控制框图,并设计了相关实验,对基于麦克斯韦张量法所建立的交流二自由度混合磁轴承悬浮力模型的正确性进行了实验验证,实验结果表明提出的建模方法较等效磁路法更具有精确性.     

浅谈影响托辊性能的要素

对托辊的径向圆跳动、轴向窜动、旋转阻力三大性能影响的因素并不是独立存在,而是互相关联、互相牵制的。在加工中影响了一个性能,另外的性能也肯定受到影响。另外,衡量托辊质量的优劣还有跌落实验、轴向载荷实验、防水防尘实验、淋水浸水实验。     

第一性原理分子动力学计算核幔边界条件下Ni的结构和动力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学计算了在地幔与外地核(核幔)边界条件下Ni的结构和动力学, 发现在核幔条件(4000 K, 139 GPa)下, Ni是一种液态结构. 常压下液态Ni的原子排列主要是二十面体序, 在压强的作用下, 二十面体序有一个增加的过程, 当压强大于68 GPa后, 二十面体序的增强过程发生逆转, 大量的完整二十面体结构受到破坏, 缺陷二十面体急剧增加. 核幔边界条件下的液态Ni形成了一种由完整二十面体、缺陷二十面体、面心以及密排六方等其他原子排列方式并存的复杂结构. 我们计算了液态Ni的扩散系数, 其数量级大约为10^-9 m²/s, 与相应条件下Fe的扩散系数的数量级相同. 由于核幔边界条件下的高压作用, 液态Ni原子比常压和低压下的Ni原子扩散得更慢, 且在弛豫过程中出现了β弛豫.     

火电厂电除尘干式变压器分接头调压分析应用

针对应用干式变压器调压分接头调压的问题,分析了#3机电除尘变压器运行方式及要求,推导并校验了应选的调压分接头位置;经直阻测量、电压比试验、冲击合闸试运行,实践检验了所用调压方法的可行性。     

LBE MRT 方法模拟Marangoni 对流

有机溶液在水表面溶解会引起表层表面张力变化, 产生表面张力梯度, 从而诱发 Marangoni 对流. 采用 LBE MRT 方法对室温下圆柱烧杯中滴加低浓度乙醇溶液诱发的 Marangoni 对流现象进行模拟, 结果表明由表面张力梯度诱发的Marangoni 对流在表面薄层区 域强度较大且速度梯度较大, 但在主液相区流速相对很低. 本文模拟的最大表层速度数值和表 层速度分布结果与同条件下的实验结果基本相符.     

生命能量系统研究的方法论问题

借助于当代学术思潮中关于系统科学，自组织和复杂性的一些新观点，新结论，本文解释了生命能量系统活动的内部机制和结构，简明了该研究方法的基本原理及所要达到扣目的。通过哲学思想的讨论，使不同领域的生命科学研究了解生命能量系统的基本原理和普适意义。     

汤河水库溢洪道主体结构安全分析

汤河水库溢洪道在1978年加固后,在运行过程中闸墩出现多条裂缝,基底出现严重漏水现象,通过稳定和应力分析计算,确定为在某些特殊荷载组合情况下基底出现拉应力所致,证明了汤河水库溢洪道运行存在重大安全隐患,对把握工程运行和进行工程加固提供了有力的科学依据。     

求解经济管理问题的数学模型新探

线性规划是一种重要的数学模型。许多经济管理问题可以用线性规划模型来解决,然而模型的求解常常是繁琐的。通过几个经济管理问题的实例,阐述了用Excel软件如何方便、快捷地求解模型。