多孔介质预热过程的水分流和热流研究

将非平衡热力学的水分流和热流耦合方程应用于多孔介质的干燥预热过程。从机理上分析了其水分流和热流的特性．根据线性藕合方程对于木材干燥预热的具体计算，其结果表明，水分流和热流藕合方程是揭示多孔介质干燥过程中水分流和热流相互作用规律的有效方法．它既可揭示藕合流过程的本质，又可对其进行定量描述：也能用于制定木材及其多个孔介质的干燥预热工艺标准的理论依据。     

油菜籽干燥工艺的研究

薄层干燥是研究在一定温度、压力和湿度条件下,谷物水分随时间的变化规律,并得出其干燥方程.本文用薄层干燥实验台进行了油菜籽的薄层干燥试验,确定了各参数(介质温度、湿度,谷物的初始温度、水分)对干燥速度的影响程度,建立了油菜籽薄层干燥的数学模型,并依据油菜籽的干燥特性,确定油菜籽干燥的合理工艺及工作参数,并结合玉米、水稻的干燥工艺及作业参数,研究一种适合油菜籽、玉米、水稻等物料的干燥设备,实现一机多用,提高设备利用率.工作时,通过对干燥设备的调整实现预热-干燥-缓苏-冷却和预热-干燥-冷却的工艺以及实现适合三种作物不同的干燥作业参数.     

胶体多孔介质的缓苏-间断干燥工艺研究

以胶体多孔介质胡萝卜切片为物料,以干燥后产品的含水量和β-胡萝卜素保留率为质量指标,研究了物料在静态干燥、动态干燥以及缓苏-间断工艺干燥处理时的产品质量变化规律.结果表明:动态干燥过程中,物料与加热介质的接触面积大,干燥速率较高;缓苏-间断工艺使物料中的剩余水分得以重新分布,消除了物料的表面硬化,可以更快地去除物料中的水分,且β-胡萝卜素的保留率最高.此研究结果可以有效地指导工业生产     

基于损伤理论的多孔介质动力解析

介绍了多孔介质连续化方法和连续介质损伤力学研究的一般方法.采用宏、细观相连接的损伤模型,描述了多孔介质的骨架刚度和流体通道演变过程,在连续介质力学守恒定律的基础上,推出了非饱和土的动力方程.进而,可方便地退化为饱和多孔介质的动力方程和一维固结方程.图3,参11.     

多孔介质内部高强度传热的非傅里叶效应

通过对傅里叶方程和非傅里叶方程的比较,系统地分析了高强度干燥过程中,多孔介质内部超常传热的非傅里叶效应,得到了一些重要结论,即：在高强度干燥过程中,需要考虑由于热扰动的有限传播速度所引起的非傅里叶效应;当距离加热端足够远时,非傅里叶效应就变得不明显;随时间的增加,高热流密度干燥过程中需要考虑非傅里叶效应。     

变系数多孔介质单相流方程弱解的存在性

主要研究变系数多孔介质单相流方程弱解的存在性。首先建立与原方程等价的拟抛物方程的Dirichlet问题,然后利用粘性法构造其逼近方程,并通过上下解方法证明拟抛物方程粘性解的存在性,最后利用能量方法得到拟抛物方程的粘性解是其弱解,证明了变系数多孔介质单相流方程弱解的存在性。     

非均匀多孔介质中导热过程

采用控制容积法和界面调和平均导热系数以及图形处理方法,对典型非均匀多孔介质Sierpinski地毯中的导热过程进行分析与模拟计算.结果表明:实际多孔介质中温度与热流分布是不均匀和不连续的,内部结构是影响温度分布和热量传递的主要因素,其影响程度与骨架和孔隙的导热系数、孔隙的大小和分布有关;温度梯度在孔隙中明显变大与孔隙处导热系数很小相对应;热流在孔隙和骨架交界处的局部区域中明显变大,尤其是在方形孔隙的角部出现热流峰值,这与温度发生突变的位置点相对应.研究结果可以推广到更为复杂的非均匀多孔介质的场合,可以进一步认识非均匀多孔介质中的导热规律,为工程计算提供更精确的计算方法.     

木材浮压干燥的研究

<正>作者从国内外木材干燥工业生产和科研动态中得到启示,形成了关于浮压干燥的设想:加压升温,向木材内部迅速注入能量;将介质压力作为重要的控制参数一木材干燥第四要素,创造有利于内部水分向表层移动的初始条件与外界条件,在含水率梯度不大的情况下加速干燥过程。实验结果表明,浮压干燥是可行的,是一种有发展前途的新型木材干燥方法。     

饱和土体一维固结理论的修正——饱和多孔介质流固耦合渗流模型之应用

针对饱和土体一维固结沉降问题,以饱和多孔介质流固耦合渗流模型为基础,推导给出一个新的固结方程.然后与经典固结理论进行了定性的对比分析,并对某软土地基沉降工程实例进行了定量计算和阐述.研究结果表明,经典固结方程可认为是所提出的固结方程的简化和近似,后者更能反映固结过程土体的真实性状,其结果与前者比较更加接近于实际.     

多孔介质对流干燥过程数值模拟

为研究含湿毛细孔介质干燥过程的相变现象,建立了相变的传热传质数学模型.模型中以残余饱和度将多孔介质划分为湿区与干区,湿区和干区以“蒸发界面”动态边界相互耦合.用有限差分方法对多孔介质一维干燥过程进行了计算,数值解表明:干区是等速干燥与降速干燥的分界点;干燥初期多孔介质压力升高,温度下降;随后在等速干燥段温度分布保持不变,在出现干区时再度升高.干区出现的初期,蒸发界面向多孔介质内部推进的速度较慢,在到达介质厚度10%左右时出现转折,随后推进速度加快.     

附加相变微胶囊多孔织物热湿传递模型研究

为了考察附加相变微胶囊对织物内热湿传递的影响,发展了一个新的含有相变材料的织物热湿耦合模型.模型考虑了相交区间对相变及传热过程的影响及加热/冷却率对相变材料特征温度和相变热的影响,同时也考虑到纤维对蒸气的吸附/解吸现象引起的热湿耦合作用.使用等效热容法对相变微胶囊的相变过程进行了模拟,并用控制体积法对方程进行了离散求解.计算结果与实验观测一致,表明该模型可以用来预测含有相变微胶囊织物内的热湿传递过程.     

竹材组合墙体构件热湿耦合迁移特性

 以多孔介质传热传质学为基础,建立以湿度梯度为热源或热汇,以温度梯度作为湿源或湿汇的建筑构件内热湿耦合迁移的动态数学方程。提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程,利用Laplace变换方法求解耦合方程。使用该方法对竹材组合墙体构件竹板进行了热湿耦合过程的分析计算,得到了竹板内温度和含湿量的动态分布特性。计算结果与实测值吻合较好,表明本文建立的数学模型和求解方法合理可信,有利于竹结构组合墙体的特性研究,也有利于竹材作为一种新型建筑材料的发展。     

多孔介质快速传热传质藕合效应的理论研究

针对多孔材料快速受热物理过程传热和传质藕合微分方程组,用拉普拉斯变换法进行求解,将温度和湿度藕合方程转化为温度度或湿度的常微分方程,给出了半无限体藕合方程温度或湿度拉氏变换的普遍解。且给出各自普适解系数之间的比例关系。在第一类边界条件下对具体算例进行解析研究,求得问题的解析解,给出了温度和湿度的时空变化规律。讨论了传热与传质过程的藕合效应,结果表明在快速受热情况下,考虑与不考虑藕合效应表面邻域温度和湿度的空间分布差别很大,藕合效应非常明显。     

多孔介质墙体热湿耦合迁移实验方法

多孔介质墙体热湿耦合迁移对建筑热工性能、建筑能耗及室内环境有着重要影响,实验是研究该过程的重要方法．分析了多孔介质墙体热湿耦合迁移实验研究中的两个关键问题．首先,概述了多孔介质材料内瞬态湿度测量方法,提出了一种造价低、使用便捷并准确可靠的方法．然后,分析了国内外研究者常用的三种实验方案,设计了一种新方案,并根据新方案搭建了一个足尺寸实验台,为多孔介质墙体实验研究及数学模型验证打下基础．     

纤维表面Zeta电位对多孔纤维材料透湿性能的影响

考虑双电层效应对多孔纤维材料热湿传递的影响,根据双电层的Poisson-Boltzmann方程和液体运动的Navier-Stokes方程建立模拟多孔纤维材料热湿传递过程的数学模型,并给定初始条件和边界条件,数值计算了多孔纤维材料热湿传递过程中温度和电解液体积百分比的分布。和实验结果的对比表明该数学模型能很好的反映多孔纤维材料热湿传递过程,也显示出双电层效应对多孔纤维材料热湿传递过程存在影响。     

多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型

基于Whitaker的体积平均方程,在不附加任何新的假设的基础上,寻出一组关于液体饱和度、温度和气相压力的新支配方程,应用该方程组对微孔硅酸钙保温制品干燥过程进行了数值分析.在蒸发速率、平均含湿饱和度及温度变化方面,数值解与实验结果十分吻合.文中还提出了表面质流和表面局部蒸发的概念,根据这两者与外部传质的平衡与转换可以解释临界点出现的机理.     

周期性边界条件下多层墙体内热湿耦合迁移

为了研究墙体在室外热湿气候下内部温度和水蒸汽密度变化,建立以温度梯度和水蒸汽密度为推动势的多层墙体内一维热湿耦合传递方程.在室外温度、水蒸汽密度周期性变化作用下,利用Fluent软件修改标量方程求解该耦合方程,将对数值结果同文献实验结果对比,两者较好吻合.以室外典型年参数计算冬、夏季墙体内水蒸汽分压力及热流密度分布.计算结果表明,在冬季内保温和墙体接触面发生冷凝并结露,外保温在冬、夏季均不会出现结露.     

建筑构件内热湿耦合过程分析中的传递函数解析法

建立了建筑构件内耦合的传热传湿动态数学模型，鉴于材料吸湿在传热传湿相互作用中的重要性，在能量方程中考虑湿度梯度作为热源或热汇，在质量方程中把温度梯度作为湿源或湿汇。首次提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程，并以玻璃纤维板为例应用该方法进行了热湿耦合过程的分析计算，得到了板内温度和含湿量的动态分布特性。计算结果和实测值吻合较好，表明本建立的数学模型和求解方法合理可信。     

基于界面分子动力学的双壳微纳胶囊热湿传递模拟

为了进一步研究双壳微纳相变胶囊掺入建筑石膏中对多孔材料热湿传递的影响,提出了含有相变胶囊的多孔墙体热湿耦合模型.考虑相变微纳胶囊发生相变过程由表及里的特征,利用界面分子动力学中的对势和多体势,给出了胶囊界面模型的热性能参数的计算方法,同时考虑到双壳微纳胶囊外壳亲水性质及石膏孔隙对水分的吸附/解吸的热湿耦合作用,提出了胶囊界面湿参数的模型,对掺与不掺相变微胶囊模型进行了实测模拟,并应用计算机软件对方程进行了求解.结果表明:该模型可用于模拟含有相变胶囊墙体材料的热湿传递过程.     

多孔体围护结构热湿同时传导基本方程及其线性化

基于等温吸放湿曲线以水蒸汽分压和温度作为驱动力，建立了在吸放湿范围内多孔体建筑围护结构的热湿同时传导方程，讨论了该方程的线性化条件．结果表明：在通常的室内外温度和相对湿度变化范围内该方程是线性的．