复合层压板传热性能实验分析

利用工农业废物(废纸浆、玉米芯轴等)制成复合层压板，对远红外强制对流干燥过程进行理论分析。讨论干燥速率的影响条件，认为恒速干燥阶段是决定板材性能的关键，并可根据不同板材的厚度调节电机速度。满足板材干燥要求，最后对板材的传热性能进行实验及分析，实验结果表明，它是良好的保温材料。     

复合吸附式制冷的动态模拟及传热传质分析

用收缩核模型的方法对复合吸附式制冷装置的吸附／解吸过程进行了数值模拟，并针对蒸发温度为5℃，活性炭纤维浸渍SrCl2（SrCl2：活性炭纤维=4．27：1，m：m）的复合吸附的吸附／解吸过程进行了传热传质的初步分析．模拟结果与由实验数据分析得出的结论有很好的一致性．     

电磁铁传热特性及散热优化的数值模拟

电磁铁是电液控制系统的核心液压元件,被广泛应用于航空航天和石油工业等领域,但电磁铁工作产生的焦耳热和电磁损耗会导致温度迅速升高、局部热应力和不均匀膨胀变形,严重影响稳定性和使用寿命。笔者采用有限元软件研究电磁铁温度、应力及变形的演化规律,分析导热套筒散热与强制对流散热对其热性能的影响规律。结果表明：随着线圈功率增大,电磁铁的最大温度、热应力和变形量均线性增大;随着套筒厚度增加,稳态的最大温度、变形量和导热量线性减小,温降幅度为12.5 ℃/mm;随着流速增加,最大温度、热应力和变形量显著减小,温降幅度45.5 ℃/(m·s^-1),说明增强导热和对流均能提高电磁铁热性能且对流更为显著。     

高温铝液进入冷却剂传热过程的数值模拟

高温铝液在水中沸腾蒸发瞬变运动会引发蒸汽爆炸. 为研究高温熔融铝液在水中的传热规律,对不同工况下铝液进入冷却水的传热过程进行了数值模拟,获得了不同的入口速度及铝液温度时各观测点的温度变化曲线. 研究结果表明,入口速度越快以及铝液温度越高,传热则越快.     

铁矿石烧结过程传热传质数值模拟

铁矿石烧结是一个复杂的传热传质过程,包括各相之问的传热、水的蒸发与冷凝、碳燃烧、石灰石分解、矿石熔化与凝固以及气相反应等方面.通过对烧结过程进行研究,以多孔介质模型为基础,结合局部非热力学平衡的能量双方程模型、组分传输模型和烧结反应动力学模型,以FLUENT软件为计算平台,采用自定义标量(UDS)构建能量双方程模型,采用自定义功能(UDF)对能量方程、组分传输方程的源项进行修正和定义,建立铁矿石烧结过程传热传质的三维非稳态计算模型.利用该模型对烧结过程进行数值模拟,得到气、固温度以及主要烟气成分的分布,通过与测试值的对比来验证模型的可靠性.     

连铸坯角部传热过程的数值模拟

在连铸理论与实践研究的基础上，提出了系数法铸坯角部热通量模型，为准确研究铸坯角部传热、应力和角部缺陷的产生提供了条件。     

压延胶片与冷却鼓传热过程的数值模拟

压延成型胶片在冷却鼓上的冷却对胶片质量起着至关重要的作用。在胶片冷却过程中,需控制冷却鼓数量和冷却水流量实现合理有效的冷却,以保证胶片的质量。应用Fluent软件对胶片在冷却鼓上的稳态换热过程进行数值模拟。针对固体动边界传热模拟技术的限制,提出了热-流-固耦合换热下胶片冷却的模拟方法,并对6种不同胶片在10个冷却鼓上的冷却过程进行了模拟,得到了胶片的温度分布。与实测数据对比发现,模拟结果和实测结果吻合,验证了本文提出的传热模拟方法的合理性,解决了薄膜移动边界传热模拟问题。     

织物单元结构传热的数值模拟研究

通过建立模拟织物单元结构二维传热的数值模型来研究在热量从人体皮肤通过织物传递的情况下，织物内部的温度场分布特点，比较了两种不同结构的织物的传热，并对织物横向的导热对织物内温度场的影响进行了一定的分析，模拟计算的结果表明织物结构是影响导热过程中织物温度分布的主要因素。     

复合层压板传热性能实验分析

利用工农业废物(废纸浆、玉米芯轴等)制成复合层压板,对远红外强制对流干燥过程进行理论分析,讨论干燥速率的影响条件,认为恒速干燥阶段是决定板材性能的关键.并可根据不同板材的厚度调节电机速度,满足板材干燥要求.最后对板材的传热性能进行实验及分析,实验结果表明,它是良好的保温材料.     

热传导问题的MATLAB数值计算

分析了应用MATLAB中PDE工具箱解热传导问题的方法和步骤，编制了三个难以用解析方法求解的算例。采用有限元法求解导热偏微分方程，应用PDE工具箱得到数值解。对适合圆柱坐标描述的问题，通过公式变化将其转换为能用PDE工具箱求解的形式。算例表明，用MATLAB对复杂形状和有内热源的非稳态导热问题进行数值计算和图形处理是方便高效的。     

保温管道数值模拟及机器学习预测模型

通过模拟保温管道内流体的热传递过程,分析管道外径和保温层的热导率、密度、比热容、厚度对保温性能的影响规律,并使用机器学习对模拟所得数据进行训练,从而得到不同因素对保温性能的影响比重。结果表明,各参数特征中,管道外径占比39%、热导率占比37%、厚度占比13 %,密度及比热容两者共占比11%,故在影响管道保温性能的各因素中,管道外径、热导率、厚度占主要地位。各参数对保温性能的影响规律不同,多因素共同作用下,难以找到一个统一的函数模型来表达各参数对保温性能的影响规律。基于仿真模拟大量数据,利用机器学习建立预测模型,输入对应的参数即可预测相应的结果,该模型准确率达到99%,可以对实际应用进行指导。     

识别材料导热系数和导温系数的温度场逆分析

为了识别材料导热系数和导温系数,采用观测温度同时识别材料导热系数和比热容,在建立同时确定导热系数和比热容的肯态温度场逆分析数值计算模型的基础上,引入混沌优化方法求解该优化模型。以克服阻尼牛屯等方法求解该模型所遇到的困难,在瞬态温度场正问题求解中采用了精细积分方法以提高计算精度,算例验证了本文方法的有效性。     

基于相变材料的锂电池保温数值模拟

为保证锂电池在低温环境下的高效运行,利用ANSYS软件建立了锂电池相变材料三维热管理模型,用数值模拟的方法研究了基于相变材料的锂电池在低温环境下的保温性能以及静置后在放电过程中温度的变化。研究结果表明：在环境温度为-10℃、锂电池初始温度为25℃的情况下,包裹相变材料的锂电池温度维持在0℃以上的时间与没有任何保温处理的锂电池相比提高了130%,且保温时间随相变材料导热系数的降低而延长;在相同的包裹厚度（10 mm）下,包裹8 mm相变材料外加2 mm保温材料的锂电池的保温时间比只包裹10 mm相变材料的锂电池提高了20%。包裹相变材料的锂电池在-10℃的低温环境下放置一定的时长后仍能在适宜的工作温度下放电,但当放置时间过长导致锂电池的初始温度降至与环境温度一致后,包裹的相变材料反而会阻碍锂电池的启动。     

三通道同心套管导热与对流耦合换热的数值模拟

采用整体求解法对常物性的冷、热流体在三通道同心套管中层流逆流流动时的导热与对流耦合传热问题，进行了数值模拟．结果表明，3个通道除各自的入口段局部努塞尔数Nu沿通道变化外，其后均为充分发展段，局部Nu保持不变，且通道内侧的换热比外侧好．固体与流体的导热系数之比λsf对耦合换热产生影响，耦合情况下的Nu比均匀热流边界条件下的Nu要小，随λsf的减小，固壁内的导热对Nu的影响加大．     

热辐射对双陶瓷层热障涂层的隔热影响

基于热传导、热对流和热辐射理论建立了双陶瓷层热障涂层不透明和半透明物理模型,采用有限元ANSYS软件模拟了稳态温度场.双陶瓷层在不透明时,顶层厚度增加,顶层上表面温度线性增加,第二层和黏结层上表面温度线性降低.在半透明性弱时,与不透明情况类似.在半透明性强时,顶层上表面温度略低于不透明时,第二层上表面温度高于不透明时,黏结层上表面温度先快速后缓慢降低再保持不变,且远高于不透明时.     

剧烈变温环境下保温材料除湿过程数值模拟

基于Darcy渗流扩展模型,并结合体积平均假设构建能量及质量守恒方程,模拟剧烈变温环境下保温材料的除湿过程.分别采用相对湿度20%(24℃)及干空气两种送风方式对该种保温材料的对流除湿过程进行数值模拟,进而讨论不同时刻温度、水蒸气浓度、液态水及冰的变化规律.研究表明,Darcy渗流扩展模型可以较好地反映出多孔保温材料在表面气流冲刷条件下其内部水蒸气的非线性流动特性,同时两种送风方式均可有效降低多孔保温材料因剧烈温变而引起的水分积聚,其相应的除湿率可分别达到70%和90%.     

陶瓷微球填充型隔热涂料的有效导热系数

利用SEM对一种陶瓷微球填充型隔热涂料进行了分析,在此基础上运用数值单元体法建立了计算其有效导热系数的模型.分别讨论了球壁厚度、球壁有效导热系数及陶瓷微球填充率等3个主要因素对该涂料有效导热系数的影响.为验证计算结果,利用稳态平板法测试了几种隔热涂料的导热系数.研究发现:选用壁面薄的陶瓷微球可制成性能较好的隔热涂料;陶瓷球壁的有效导热系数对涂料的有效导热系数影响很大,前者必须很低,比如小于0.05 W/(m·K),才可显著降低涂料有效导热系数;增加填充率可明显降低涂料有效导热系数;填充陶瓷微球确可改善涂料隔热性能,但程度有限.     

相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型,利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟,探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱,当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%(体积分数)的相变单元、其平均温升29 K时,蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%,加热时间延长了1 100 s;蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层,导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化,降低了较高位置处水的温升速率,使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别;以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据,不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同,但加热功率越大,热分层现象越剧烈。