旋风预热器预热过程数值模拟试验研究

本文通过"三传一反"基本原理,建立了四级旋风预热器系统的预热过程气体平衡、物料平衡、热量平衡与流体、传热动动力学过程耦合的数学模型,并确立了其求解方法,通过对某厂实例的具体分析计算,表明该方法计算结果能较好地反应实际情况,为设计和优化预热器系统提供了一条有效的途径和方法.     

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统的设计与研究

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统,利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35kJ、4.67kJ。研究结果表明：相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统设计

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统。利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下,计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35 k J、4.67 k J。研究结果表明:相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

强化传递过程中场协同效应的机制及其控制

根据线性非平衡态热力学理论把传递过程中的流和力扩展为传递过程空间的流场和力场,通过各种场之间的恰当配合和相互作用强化传递过程定义为场协同.在线性非平衡热力学的流和力的唯象方程的基础上,本文以热量和质量传递过程为例分析了传递过程中流场和力场之间的相互协同作用机制及其控制,提出了描述场之间作用的场协同因子,给出了传递过程强化的场协同分析的初步方法.     

悬浮预热器的温度分布及其影响因素

本文对悬浮预热器的各级建立了一稳流平衡模型ω,在物料、气流、热能三平衡的基础上,考查了预热器的温度分布及预热器的性能、传热条件、漏风、表面散热等因素的影响;为设计、计算以及改造预热器系统提供了依据。     

高炉炼铁工艺综合计算软件的开发

根据成熟通用的计算方法，综合高炉炼铁工艺的配料计算（变料计算）、物料平衡、能量平衡、高温区热量平衡、还原剂与热量的耗炭量计算（Ｃ～γ．图形绘制）、理论最低焦比计算、Ｒｉｓｔ操作线计算与图解应用等计算内容，按照中间数据传递关系串联在一起，形成一个系统的计算模型。用ＦＯＲＴＲＡＮ语言程序设计编制成一个应用软件。应用此软件可迅速完成上述所有计算，并按汉字化表格输出方式打印出各种整齐美观的结果数据。     

异形凹槽旋流管式燃油预热器的研制

对研制的两种不同结构形式的异形凹槽旋流管式燃油预热器进行了试验研究 ,结果表明研制的燃油预热器总传热系数要比相同尺寸光滑管式预热器提高 2 0 %～2 6 .2 % ,而油侧压降仅增大 2 .8%～ 9.0 %。在传递相同热量条件下 ,强化 C型预热器可比光滑管式预热器节约传热面积 2 0 .1 % ,节约铜管材 1 9.5 % ,具有明显的节能效果     

某航空发动机舱电子设备热设计

为了满足航空发动机舱电子设备热防护和热管理系统设计需要,本文对发动机舱内部热量产生和传递过程进行分析,得出了电子设备达到热平衡时的平衡方程,给出了与电子设备相关各部分热量的计算方法,建立了发动机舱电子设备传热计算模型。针对某航空发动机和电子设备的具体参数和工况,利用建立的传热模型进行迭代求解和分析。结果表明：与发动机舱空气温度相比,发动机机匣温度对于传入电子设备内部的热量值影响较大。隔热材料表面发射率越高,隔热材料表面的平衡温度也越高,传入电子设备内部的热量越多。     

导热系数实验装置研究

根据傅里叶导热方程，设计了一种新的导热系数测量装置。该装置仍然采用稳态平衡法，将稳态平衡条件下被测样品传递的热量全部用于冰的溶解，通过测出t时间内冰的溶解质量肘来测量样品所传递的热量。然后再根据相应的公式就可计算出导热系数。     

强化传递过程中场协同效应的机制及其控制

根据线性非平衡态热力学理论把传递过程中的流和力扩展为传递过程空间的流场和力场，通过各种场之间的恰当配合和相互作用强化传递过程定义为场协同。在线性非平衡热力学的流和力的唯象方程的基础上，本以热量和质量传递过程为例分析了传递过程中流场和力场之间的相互协同作用机制及其控制，提出了描述场之间作用的场协同因子，给出了传递过程强化的场协同分析的初步方法。     

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.     

燃油连续加热炉数学模型

本文包括:(1)炉膛内钢坯加热数学模型;(2)最佳炉温及最低燃耗在线模型。 采用一维模型,应用Hottel多层无限大气层间的辐射热交换计算方法,把各火焰射流的作用,当量地看作是夹在上下炉气层之间的一个火焰层。它的平均温度t_f可以根据Ricou-Spalding射流吸入经验公式,计算火焰和周围炉气间的质量交换,再按热平衡方程把t_f计算出来。钢坯内部传热按一维导热问题,用差分求解。 还建立了一个较简单的炉膛传热仿真模型,据此求出各炉段单位炉温对出钢平均温度及中心温度的变化率θ_m/Ti及θ_s/Ti。还可确定最小燃耗函数P的各炉段加权系数W_i。 令各段在线炉温调节量ΔTi=(T_(i,max)—T_(i,o))—ΔT_i′,这就能在线性规划中用ΔT_i′代替ΔTi作为未知量以满足非负条件。这时目标函数P_(min)=-sum (W_iT_i′)。文中还附有一个说明各段炉温按上述线性规划进行最佳控制的例题。     

热轧带钢轧后高强度冷却过程的换热系数分析

为了研究基于层流冷却(加强型冷却)和采用有压射流冷却水进行冷却(超快冷)这两种技术方案下冷却强度的差异,采用数值计算方法得到了不同水流密度和冷却方式下带钢表面换热系数,并进行对比分析.结果表明:在水流密度相同时,超快冷的换热系数显著高于加强型冷却;在加强型冷却方式下随着水流密度的提高,带钢表面换热系数也随之升高,当达到一定值后,再次提高水流密度,换热系数会随之降低,但在超快冷方式下,换热系数并未出现明显的下降趋势.     

凝汽器壳侧换热特性影响因素研究

影响电站凝汽器换热的因素有多种,研究这些影响因素有利于提高凝汽器换热性能。建立凝汽器壳侧流体流动与换热带有多孔介质概念的准三维数值模型,使用数值模型模拟实验凝汽器内部换热特性。在实验中,考虑冷却水入口质量流量、入口温度、蒸汽负荷、漏空气量对换热特性的影响;同样研究了湍流黏度、网格数对计算结果的影响。凝汽器入口参数直接影响凝汽器换热特性,漏空气量增大传热热阻,增大传热端差,降低传热系数;湍流黏度取值不同对数值结果有一定的影响;网格数对凝汽器实时仿真影响很大。     

DOP生产中脱醇塔操作与控制的实现

邻苯二甲酸二辛酯脱醇过程是一个复杂的传质传热过程,过程变量多,被控变量多,可操纵的变量也多,过程动态和机理复杂。通过物料平衡、热量平衡、相平衡3个方面对脱醇操作的稳定性进行了分析,实现了脱醇塔各工艺参数的控制。     

计入浮环传热的增压器浮环轴承润滑分析

以增压器浮环轴承为研究对象,基于浮环平衡模型、流体润滑模型和热量分配模型,计算不同工况下内层油膜与外层油膜之间传递的热量,并以此作为润滑分析的条件之一,提出了没有热量传递时外膜偏心率的识别方法,并对浮环轴承润滑性能进行研究,主要分析讨论浮环传热在不同外膜偏心率和不同转速下对浮环轴承润滑性能的影响.结果表明,不同外膜偏心率下,浮环传热的情况有较大差异;存在某一外膜偏心率,内膜-浮环-外膜间没有热量传递;转速越高,浮环传热量越多;浮环传热对环速比的影响较大;计入浮环传热后,浮环轴承内外膜温升、内外膜摩擦功耗、外膜端泄流量有较明显变化.     

75kW微型燃气轮机回热器传热性能试验

研究等流量法在高温回热器试验台上的应用．用等流量法(修正的等雷诺数方法)对75kW回热器进行传热性能试验，并进行传热数据分析．从总传热系数K中分离两侧的表面传热系数h，获得了有工程应用价值的Nu-Re准则关系式．     

Field synergy principle of heat and mass transfer

Simultaneous heat and mass transfer widely exists in nature and engineering, and it is of vital importance to enhance heat and mass transfer efficiency. In this paper, field synergy equation of heat and mass transfer is derived from its energy equation. Results show that the total transferred heat （including the conducted heat and the heat transferred by mass diffusion through the heat transfer interface） is determined by the values of fluid velocity and enthalpy gradient as well as the value of synergy angle α of velocity vector and enthalpy gradient field. Decreasing the value of α enhances the heat and mass transfer. This means the higher the synergy of velocity vector and enthalpy gradient field, the higher the total transferred heat. By the synergy principle of heat and mass transfer, some methods may be developed to improve the heat and mass transfer efficiency.     

对采暖系统锁闭阀设置的分析

分析了多层住宅建筑采暖系统热负荷的特点,探讨了居住在不同位置的热用户在采暖系统关闭后,室内平衡温度的变化规律及户间传热量的大小,指出试图靠设置采暖系统锁闭阀来解决收费问题是不合适的.     

单组分体系质量交换网络和换热网络同步综合

为实现单组份体系质量交换网络(mass exchanger network,MEN)和换热网络(heat exchanger network,HEN)同步综合,提出一种新的综合方法,并针对过程系统中质量交换网络和换热网络耦合关系强、连接参数(传质温度)作为优化变量在两网络同步优化时难度大的问题提出了解决方案。采用质量夹点法综合质量交换网络、虚拟温焓图法综合换热网络来构造总网络数学模型,并通过提出连接参数与总网络同时优化的策略,实现质量和换热总网络(com-bined mass and heat exchanger network,CM&HEN)全局同步优化。采用实例对所提方法进行验证,结果表明:该方法所需的年度总费用更低,说明该方法不仅能够实现同步综合,而且能获得更优解。