NiTi合金线材无模拉拔加工过程热力耦合数值模拟

结合所研制的连续式无模拉拔加工设备的实际情况,利用DEFORM有限元软件建立了加工过程的热力耦合有限元分析模型,开展了NiTi合金线材无模拉拔加工过程的热力耦合模拟研究,获得了线材无模拉拔加工过程的温度场和应力场的分布规律,以及冷热源距离、冷却水流量及拉拔速度对成品线径的影响规律. 通过实验验证了模拟结果的正确性.     

太阳能斯特林机热交换器动态 流阻损失数值分析

建立了太阳能斯特林机热交换器流阻损失方程,确定了其内工质流速和质量流率与转角的内在联系,开展了热交换器动态流阻损失数值计算,得到了回热器、加热器和冷却器动态流阻损失特性及其与热交换器参数的关系.研究表明:回热器、冷却器、加热器流阻功率损失比例分别为65.5%,19%和15.5%.回热器内流阻损失随丝网目数的增加而增大,随丝网孔隙率的增加而减小;冷却器内正、反向流阻损失峰值分别出现在转角100°和270°附近,且反向峰值更大;加热器内流阻损失曲线在横轴两侧不对称,正、反向峰值分别在转角144°和300°位置取得,且正向峰值大于反向峰值;同时在加热器和冷却器中,管径对流阻损失的影响均更显著.     

壁面加热对微圆柱漩涡脱落的影响

建立二维数学模型,对比研究了低雷诺数下（0~100）壁面加热对直径分别为2 cm、20 μm及2 μm的微圆柱漩涡脱落的影响规律。深入探讨了直径、壁面与流体温差对圆柱绕流中漩涡生长和脱落规律、尾流区速度、温度场及涡街参数分布等的影响规律及其原因,并基于计算结果拟合出了低雷诺数下斯特劳哈尔数（Sr)与雷诺数（Re)的定量关系式。研究发现当圆柱直径降至2 μm时,与常规尺度圆柱相比微圆柱尾流区涡街的出现明显提前;而壁面加热减小了三者的差距,使三种不同直径圆柱背风区涡街出现的最低Re均降至40以下。微圆柱涡街的漩涡列距和间距之比h/l的值随着温差的增加而逐渐增大;相同温差下不同直径圆柱尾流区涡街h/l均随Re增加而减小,在相同Re下h/l值随圆柱直径的减小而明显增大。存在壁面加热时微圆柱绕流的Sr要高于无加热工况,两者之差最高可达20%左右。     

侧壁式感应加热中间包磁/热/流耦合模拟

提出一种新的中间包感应加热方式,建立了三种线圈模型,模拟研究了三种线圈模型的电磁力分布及其对中间包内流场和温度场的影响,并结合RTD曲线评估了最佳线圈模型和加热功率.结果表明:感应线圈向端部移动有利于改善浇注区远端钢液流动形态及温度分布;相同加热功率条件下,U形感应加热线圈优于E形感应加热线圈,且相较于双侧对称分布U形线圈,单侧U形线圈的热效率更佳,冶金效果更好;提高感应加热功率有利于改善钢液的流动和提高铸坯的质量;对于四流中间包,加热功率为800~1 000 kW时,可达到均温补热的效果.     

激光功率与扫描速度对45钢薄板焊接温度场的影响

采用SYSWELD有限元模拟和激光焊接红外测温方法,研究了激光功率与扫描速度对45钢薄板焊接温度场的影响。结果表明,焊接温度随着激光功率的增大而升高,随着扫描速度的增大而降低,且在激光功率较大和扫描速度较低时,其变化对焊接温度影响较大。在激光快速加热/冷却条件下,不同参数下的焊接初始温度与终了温度存在差异,通过调整合适的激光参数可获得相对稳定的焊接温度分布。在热影响区作用下,各焊接节点温度下降相对缓慢,且这一过程随着激光功率和扫描速度的增加而逐渐延长。为了提高焊接效率而同时增大激光功率和扫描速度不利于热变形的控制。     

A novel coupling configuration for thermoacoustically-driven pulse tube coolers： Acoustic amplifier

A thermoacoustically-driven pulse tube cooler has re-cently reached temperatures below 77 K[1] by modifying the resonance tube of the thermoacoustic engine and the hot end phase adjuster of the pulse tube cooler. Normally, the pulse tube cooler is directly connected with the ther-moacoustic engine so that pressure ratio available to the pulse tube cooler is limited by what the thermoacoustic engine can provide[1,2]. To obtain temperatures below 70 K, the high frequency pulse tube cooler genera…     

不同出水方式下电热水器出水时间与出水量的预测模型

对电热水器2种出水方式的热过程进行解析,导出在有无加热条件下壳体内水温随出流时间的变化关系.在此基础上,提出壳体内水温降至某一值时的出水时间与出水量的预测模型,并通过实测值与计算值对比,验证预测模型的有效性.讨论水容积、加热功率和气温对单人淋浴使用热水器选择的影响,以及气温对不同容量热水器加热设置温度的影响.结果表明:热水器选择宜以当地最低气温、最高设置温度及一次性用水量来确定;对于单人淋浴使用的热水器,为满足一次性加热和用水要求,冬季气温较高和较低的地区宜分别选择较小和较大容量热水器;为了实现节能,热水     

Tensile properties of tungsten-rhenium wires with nanofibrous structure

In this study, the mechanical properties of tungsten-rhenium wires with nanofibrous microstructure were investigated at both room temperature (RT) and 800℃. The strengthening mechanism associated to the nanofibrous microstructure was discussed. The results showed that the tungsten-rhenium wires with nanofibrous grains exhibited a very high tensile strength reaching values of 3.5 GPa and 4.4 GPa for the coarse (grains diameter of 240 nm) and fine (grains diameter of 80 nm) wires, respectively. With increasing the temperature from RT to 800℃, the tensile strength decreased slightly but still held high values (1.8 GPa and 3.8 GPa). All the fracture surfaces exhibited apparent necking and characteristics of spear-edge shaped fracture surface, indicating excellent ductility of the wires. A model of the strengthening mechanism of these tungsten-rhenium wires was proposed.     

熔融电纺直写微纳米纤维直径影响因素分析

以沉积直径均匀的纤维为目标,设计并开展3因素3水平的正交实验,研究直写过程中加载电压、喷头温度、喷头与收集板之间的距离3个因素对纤维直径的影响。实验结果表明,喷头温度对沉积纤维直径的影响最大,随着喷头温度的升高,纤维直径先减小后增大,温度在100 ℃时直径最小;随着喷头加载电压的增大,纤维直径逐渐减小;喷头与收集板的距离对沉积纤维直径影响不显著;当加载电压为23 kV,喷头温度为100 ℃,喷头与收集板的距离为2 mm,收集板的运动速度为36 mm·s-1时,可以制备直径为（23±05）μm且形态规则的三维网格图案。     

无模拉伸温度场的实验研究

在自制的无模拉伸机上,研究了无模拉伸温度场的形态及其影响因素,分析了无模拉伸温度场的变化规律,提出以被拉伸线材的最高温度、内部与表面层的温差及变形区轴向温度梯度作为反映无模拉伸温度场形态的特征参数。实验和分析表明:加热线圈和冷却装置的移动速度的增大,使拉伸温度下降,变形区的轴向温度梯度减小。而变形程度的增大,加热线圈与冷却喷嘴间距的减小,使无模拉伸温度下降,增大变形区的轴向温度梯度。在高频感应加热条件下,导磁性材料的拉伸温度受加热线圈和冷却装置的移动速度影响小。     

连铸中间包钢液加热方式的模拟

研究采用模型实验法，以重庆特殊钢厂弧型连铸机、成都无缝钢管厂水平连铸机为原型，探索了中间包感应加热的温度场和升温效果，实验中使用了微机采集数据，并对数据进行系统的处理，在此基础上与电渣加热模型实验比较，结果表明：两种加热方法都可以提高中间包内的钢液温度，只是温度分布有所不同。模拟感应加热的热效率可达８０％，对结果进行了无量钢化处理，推算出热态中间包的温度分布。     

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。     

电热器蓄热技术

为了解决电热器电、热功率不匹配的问题,提出了一种可蓄热的矩形电热器结构,并建立了传热过程的物理和数学模型,提出了5种电热器蓄热、放热工艺制度,分析了各工艺制度下的边界条件,应用MATLAB进行了数值求解,得到各种工艺制度的温度分布云图及传热规律.计算结果表明,电热器内不同位置的温度变化规律相似,并且当加热面温度达到设定的安全温度时,蓄热率大于96%,可以满足供热要求,应尽量缩短恒壁温加热过程的时间,以减少散热损失.     

太阳能热水器水位和温度自动控制装置设计

针对恶劣天气下,太阳能热水器水温无法满足用户需要的缺陷,设计了一种太阳能热水器自动控制装置.该装置能够自动监测热水器水箱的水位和水温,实现自动上水和加热功能.实验结果表明,该装置性能可靠,能够在水满后自动停止上水,达到设定温度后自动停止加热.该装置结构简单,功耗低,因而可用于新一代太阳能热水器.     

引射混合式加热器运用于火电厂的实验研究

为解决目前火力发电厂中低压加热器存在的问题,设计了一种能够用于火电厂的两级引射混合式低压加热器,并用实验方法研究了该加热器的加热性能,分析了工作流体压力、引射流体压力和进水温度对其引射系数、出口温升以及加热效率的影响,并对单级引射和两级引射两种结构形式的加热能力进行了对比.结果表明,在定蒸汽压力的条件下,工作流体压力越高,引射系数越小,出口水温降低,加热效率升高;当进水温度较低时,引射系数较大,加热效率较高;并且两级引射的加热效果明显优于单级引射,平均温升提高20%以上,加热效率高达99%,其加热性能优于传统的间壁式低压加热器,可望在火力发电厂混合式低压加热器中应用.     

Microstructural evolution during reheating of A356 machining chips at semisolid state

The microstructural evolution of A356 machining chips in the semisolid state was studied at different temperatures and holding times. The results showed that the elongated α-Al grains first recrystallized in the semisolid state and then became globular with a high shape factor (SF). Both the temperature and the holding time clearly affected the grain size and SF. When the heating temperature or holding time was increased, the grain size and SF gradually increased and finally became stable. Moreover, the Vickers hardness of primary α-Al grains gradually decreased with increasing heating temperature. The optimal slurry for semisolid processing, with a good combination of grain size and SF, was obtained when the chips were held at 600℃ for 15 min. The semisolid slurry of A356 chips exhibited a lower coarsening rate of α-Al grains than those produced by most of the conventional semisolid processes. The coarsening coefficient was determined to be 436 μm3·s-1 on the basis of the linear Lifshitz-Slyozov-Wagner (LSW) relationship.     

一种新型热电热泵热水器的研究

对热电热泵进行了热力分析，并通过改变热媒流量、热媒温差、电流输入等运行参数，对热电热泵进行了实验研究．结果表明：在近室温条件下，热电热泵作局部供热应用时，其供热系数达到1.6以上，比较直接电加热的形式，热电热泵装置不失为一种节能途径．在此基础上，研制了热电热泵快热式热水器，对热水器各部件的匹配进行优化，并对各环节进行了传热强化．该热水器独特的热媒流程一方面回收了排水废热，同时提高了热电热泵性能．对样机进行性能测试表明，样机比普通电热水器节省电耗40％以上．     

一种用于测量混凝土试件温度应力的温度荷载施加方法

采用电热带缠绕混凝土试件的加热方法,设计了一种用于测量试件温度应力的温度荷载施加方法．混凝土试件为圆柱体,内部中心位置埋设混凝土应变计和温度传感器,电热带外侧用隔热保温性能良好的聚氨酯泡沫填缝剂密封．试验时把试件置于普通压力试验机的上下承压板之间,温度传感器控制升温幅度,压力传感器测定温度应力,内埋的混凝土应变计和外设的千分表测量试件的温度变形．试验结果表明,该方法能够给混凝土试件施加较为均匀的温度荷载,升温幅度可达70℃;与水浴、油浴等其他加热方法相比,该方法不仅结构简单、试件受热均匀,而且能在普通压力机上进行温度应力测定,为温度应力的试验研究提出了一条技术思路．     

非出水时段电热水器加热时间与能耗的预测模型

首先,通过对电热水器加热过程热平衡方程的解析,导出壳体内水温在加热过程中的理论计算公式.在此基础上,提出电热水器水温加热到设定温度所需加热时间与加热能耗的理论预测模型,并通过计算值与实测值对比,验证预测模型的有效性.最后,通过对不同工况的计算,考察不同因素对加热时间和加热能耗的影响.研究结果表明:随着水容量和设定温度的提高,加热时间和加热能耗显著增加;初始水温提高,加热时间和加热能耗明显减少;加热功率增加,加热时间呈指数减少,加热能耗减少不明显;保温性能和环境气温的提高有助于减少加热时间和加热能耗.     

Effects of Dummy Thermal Vias on Interconnect Delay and Power Dissipation of Very Large Scale Integration Circuits

The interconnect temperature of very large scale integration (VLSI) circuits keeps rising due to self-heating and substrate temperature, which can increase the delay and power dissipation of interconnect wires. The thermal vias are regarded as a promising method to improve the temperature performance of VLSI circuits. In this paper, the extra thermal vias were used to decrease the delay and power dissipation of interconnect wires of VLSI circuits. Two analytical models were presented for interconnect temperature, delay and power dissipation with adding extra dummy thermal vias. The influence of the number of thermal vias on the delay and power dissipation of interconnect wires was analyzed and the optimal via separation distance was investigated. The experimental results show that the adding extra dummy thermal vias can reduce the interconnect average temperature, maximum temperature, delay and power dissipation. Moreover, this method is also suitable for clock signal wires with a large root mean square current.