断续带状移动热源温度场的有限差分解

首次对断续带移动热源在半无限大物体上产生的三维非稳态温度场进行了有限差分分析，给出了有限差分解及其稳定性判据和计算机识别断续带状移动源位置的方法，从而为计算诸如立轴平面磨削温度场等工程实际问题提供了一种可靠的方法。     

半无限大物体非稳态导热分析解

在物体壁面与流体间的换热系数为有限值或无限大情况下，用傅里叶积分和δ函数对半无限大物体非稳态导热作了全面分析。     

非线性热传导方程的近似解(Ⅲ)

目前,关于非线性热传导方程式的分析解仅限于半无限大和无限大固体这类相对简单的几何形状的解.为此,利用温度的最终分布形式(解的渐近性)得到了具非线性热源和边界源的非线性热传导方程的近似解.     

圆形腔体内热杆件轴向同心移动湍流换热模拟

提出利用稳态方程求解长杆状发热物体在圆形腔体内做轴向运动时产生湍流对流和传热问题,可以节约计算成本.对3种工况进行了数值模拟,得到整个计算域的流场与温度场.模拟的结果与经典经验公式基本吻合.对比了3种工况条件下发热物体壁面局部努塞尔数、壁面局部温度以及发热物体前后端附近空气的温度分布,发现当圆环流与物体移动逆向时有强化散热作用,而当圆环流与物体移动同向时散热效果变差.     

烘房升温过程中壁面的吸热量

烘房在开冷车时壁面吸热量的大小是烘燥机械设计中重要参数之一。本文对烘房壁及其热绝缘层的温度场进行了分析,当热绝缘层厚度大于3.2 ατ~(1/2)情况下,烘房壁可看作半无限大物体:若热绝缘层厚度不大于3.2 ατ~(1/2),烘房壁应按有限厚度平壁处理。在此基础上,文中提出流经烘房壁内表面热量的理论计算方法。     

基于SiO2、石墨烯和六方氮化硼异质结构的3-物体体系增强近场热辐射

研究了由块状二氧化硅、单层石墨烯和六方氮化硼薄膜堆叠形成的复合异质结构之间的近场热辐射。在两个半无限大平板结构即2-物体体系的基础上,将单层石墨烯和六方氮化硼复合异质结构的调制器置于两个半无限大平板之间构成三平板结构即3-物体体系,比较其与2-物体体系的近场辐射热流。结果表明,在相同体间距下3-物体体系的热流始终大于2-物体体系的热流,当d=10 nm时差距最大,深入探究发现可以通过调节该体系的相邻平板之间的距离、六方氮化硼薄膜的厚度以及石墨烯化学势来实现对其近场热辐射的调控。     

常功率平热源法测试耐火材料热物性的研究

在对常功率平面热源法基本原理深入分析的基础上,根据其在第二类边界条件下半无限大物体一维导热的数学模型,研制一套低导热系数材料的热物性测量装置,并结合相关文献通过数值计算获得高斯误差补函数一次积分较为精确的解.设计的测试系统采用数据采集卡DUT5000,利用VB编程技术对温度进行实时采集及处理,测定8种耐火砖和陶瓷纤维的导热系数和导温系数.研究结果表明,本研究所设计的测试系统所得导热系数和导温系数与文献中的结果相对误差不超过6%,具有结构简单、操作方便、测试时间短、精度较高等特点.     

基于摄动法的相变材料熔点附近热导率测量方法

以Stefan半无限大理论为基础,建立柱坐标系下一维径向相变传热的数学模型;运用摄动法推导相变材料熔点处液相热导率与相界面移动规律之间的测量模型,基于此模型设计一套测量相变材料熔点附近热导率的测量系统。采用相变蓄热系统中常用的结晶水合盐——八水氢氧化钡作为实验对象,分别在热边界温度为356,361和366 K时进行实验,通过测量相界面的移动变化规律,计算得到相变材料的热导率。研究结果表明:在这3个热边界温度下,相变材料液相热导率测量平均值分别为0.673,0.658和0.651 W·m-1·K-1;采用该方法进行测量时,只需控制热源边界温度,无需测量热流密度,1次实验即可获得多组热导率,测量精度较高,具有较强实用性。     

分数阶热弹理论下重力对压电介质中波传播的影响

基于分数阶热弹理论,研究了半空间无限大压电介质受周期载荷作用时重力对波传播影响.给出分数阶广义热弹性理论下的控制方程,运用正则模态法对控制方程进行求解,得到了半空间无限大压电介质中的无量纲温度、位移、应力和电位移等物理量的分布规律.重点研究了分数阶参数及重力对各物理量的影响效应.结果表明:半空间无限大压电介质中由于周期...     

机器人壁面移动机构研究

壁面移动机构是壁面移动作业机器人系统的关键组成部分，本文在壁面移动机构类型研究的基础上，阐述了作者在机器人壁面移动机构研究方面的进展，着重剖析了能在玻璃幕墙上进行全方位行走的多框架式机构的结构和承载能力计算方法，并将所研制的壁面移动机器人与国外同类壁面移动机构主要性能上进行了比较。     

分离式热管蒸发段传热特性试验研究

通过对分离式热管水平及小倾角 ( 0°～ 5°)蒸发段传热特性的大比例尺模型的试验研究 ,获得了其壁温特性及换热规律 ,探讨了热流密度、工作温度、倾角及充液率等因素对传热特性的影响 .结果表明 ,与蒸发段垂直布置的分离式热管相比 ,水平及小倾角热管的换热系数较小 .特别是当热流密度大于 2 0kW /m2 时 ,蒸发管上下管壁温差增大 ,沿管长方向上管壁温度的波动较大 ,使上壁的换热系数降低 ,局部烧干热负荷过早出现 ,使热管的工作范围减小 .此外 ,还得出了水平蒸发管平均换热系数的无量纲准则关系式 .     

地源热泵型地下连续墙内埋管换热器优化设计

根据地下连续墙内埋管换热器传热模型及埋管内流体温度场提出了地下连续墙内埋管换热器换热能力和出水温度的计算方法,并基于正交分析给出了上部建筑负荷最大时地下换热器的换热量及出水温度最高值的回归公式.在此基础上,根据出水温度最高值、单组埋管长度以及地下连续墙单幅宽度等限制条件提出了地下连续墙内埋管换热器的优化设计方法,并以上海自然博物馆地下连续墙内埋管为例进行了计算.分析表明,该优化设计方法计算简便,容易为工程设计人员所接受.     

分离式热管倾斜布置蒸发段传热特性的试验研究

对分离式热管倾斜布置蒸发段的传热特性进行了试验研究,获得了倾斜蒸发管的壁温特性及换热规律,分析了其传热机理;着重研究了倾斜角度、热流密度和充液率等因素对传热的影响;由试验数据回归整理了相应的平均换热系数无量纲准则关系式,其计算结果与试验结果吻合较好;分别与垂直蒸发段和大空间池沸腾的传热进行了比较,发现在一定条件下倾斜蒸发管具有更好的换热性能．研究结果为分离式热管的进一步研究、开发和工程应用提供了理论依据．     

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.     

圆形径向梯度表面能材料表面的凝结换热系数

在均质表面上的单个球缺形液滴换热模型和液滴通用尺度分布规律的基础上,结合梯度表面能材料表面上的液滴分布和凝结换热特性,得到了圆形径向梯度表面能材料表面上的滴状凝结换热计算式．在此基础上,研究了壁面过冷度、接触角梯度、工质物性等参数对梯度表面能材料表面滴状凝结换热性能的影响．     

一种确定墙体表面换热系数的实验方法

首次提出了用频率谱分析法分析墙体表面换热过程及推导墙体表面换热系数的实验方法。经实验和预测检验表明：该方法能够充分反映墙体表面换热过程，其结果是准确可靠的。为确定墙体表面换热系数找到了一种实用有效的方法。     

环形流化床生物质热裂解反应器的传热分析

 环形流化床热裂解反应器结构紧凑,热效率较高,具有良好的应用前景.本研究对环形流化床内传热过程进行分析.利用解析法,构建了环形反应器稳态传热的计算模型,并用C语言进行编程和求解,得出了反应器各参数随流化气速变化的关系.同时,应用数值法得出相应流化气速下反应器热量损失与壁面温度,并与解析法进行对比.结果显示,反应器在流化气速为0.02~0.24m/s下工作时,随着流化气速的升高,总传热系数上升,燃烧室外壁面温度降低,保温层表面温度升高,单位长度上的热损失呈上升趋势.与传统流化床反应器相比,环形流化床反应器的热损失较低.解析法与数值法得出的结果具有较高吻合性,对于流化床反应器内传热效果的分析具有指导性意义.     

颗粒接触特性对煅烧石油焦换热器传热性能的影响

为了探究煅烧石油焦颗粒间接触特性对换热器传热性能的影响,构建了换热器非稳态传热模型,研究了颗粒间接触(接触面积系数)变化对换热器传热性能的影响规律。结果表明:随着接触面积系数的增加,颗粒间接触越好,导热能力越强,颗粒层平均温度降低速率、蓄热量减少速率明显加快,固相平均传热贡献度、壁面综合传热系数和放热率增加,有效换热时间下降,当接触面积系数由0. 03增加到0. 07时,固相平均传热贡献度由83. 4%上升到90. 5%,壁面综合传热系数由12. 7 W/(m2·K)增加到27. 1 W/(m2·K),放热率从83. 79%增加到98. 2%,有效换热时间从8. 02 h减小到5. 07 h。     

真实场景下换流变压器空冷换热器换热能力提升

为保障高压直流输电换流站内换流变压器的安全稳定运行,需明确影响换流变压器空冷换热器换热能力的主要因素,并对其影响机制开展深入研究。针对某北方高压直流输电换流站内换流变压器的空冷换热器,通过数值建模与计算分析,研究了真实场景下周围墙体对空冷换热器换热能力的影响规律,提出了能够提升换热能力的技术方案。结果表明,由于降噪墙及地面的影响,下侧换热器将旁侧换热器的部分出流热风吸入,从而使得其进风温度高于环境温度,整个换热器的实际换热量比理论值低19.7%;在空冷换热器与降噪墙的间距为1.2~2.2 m、相对高度为0.2~3.0 m时,存在最优位置使空冷换热器换热效果最佳,此时换热量相对原始位置增加4.8%。     

电渣重熔结晶器复合传热模型

针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.