高温环境下热防护服的温度分布研究

针对高温环境下热防护服的温度分布及各层厚度优化问题,利用热传导规律及逐步优化方法,建立了多层介质中的一维热传递模型和优化搜索模型。首先,根据防护服不同层前后分界面的温度连续性和热传递速率相等的特点,结合一维热传导方程,建立了各层介质中热传递的偏微分方程以及相应的初始条件和边界条件。为了确定所建模型的参数,该文建立了逐步优化模型,采用变步长搜索算法进行搜索。然后应用基于C-N格式的有限差分法对定解问题模型进行数值求解,得到从衣服外层一点到人体皮肤的温度分布。为确定满足温度条件的各防护层的厚度,该文建立了基于防护层厚度的优化模型,并应用变步长搜索算法进行求解,得到最优厚度值。最后对模型进行灵敏度分析,验证了模型的稳定性及可行性。     

高温下花岗岩热物理特性数值试验研究

采用随机介质固热耦合有限元分析方法，在平面应变模型下，进行了花岗岩热物理特性的数值试验，在韦泊随机分布下对热膨胀系数变化引起的花岗石热破裂温度的变化做了详细研究，揭示了花岗石热物理特性与温度的变化规律。     

测量高温气流温度的动态热偶法

以前有关高温气流温度测量的动态热偶法的文章都假定，探头的热惯性系数不随丝温变化，且探头的热辐射可忽略不计。可是我们的分析表明，这样做会使外推出的气流温度大为偏低。本文对于我们实验中使用的镍铬－镍铝热电偶，提出了一种新的推算高温气流温度的办法。其中根据热偶材料的比热实验数据，假定热惯性系数Ｔ按Ｔ＝Ｔｏ（１＋ａｔ）规律随丝温变化，方法中也可考虑辐射影响。对于最高达２５００℃的气流温度（速度约１００米／秒），新推算方法给出了令人满意的结果（和标准值比较误差在±６％以内）。我们在实验中发现，探头热结点尺寸对于推算结果有很大影响；还发现，采用动态热偶法实测的对流传热系数α，可以使我们能对同尺寸的稳态热偶作出更精确的辐射修正。     

在高温急热作用下湿砂型中水份分布规律的研究

本文论述了在高温急热作用下湿砂型中水份迁移的规律,以及由于水份的重新分布而引起对铸型性能(强度、透气性等)的影响。文中列举了造型材料工艺试样在加热后的各层中水份瞬时变化的电测装置。试验结果表明,在湿型中采用膨润士、表面喷涂粘结剂、提高砂型的紧实度是减缓水份迁移,提高铸型工艺性能,保证铸件质量的有效措施。     

高速电主轴热态特性的ANSYS仿真分析

分析高速电主轴的发热和散热特性,建立高速电主轴热态分析有限元模型.运用 ANSYS有限元软件,分析热稳定状态下电主轴的温度场分布以及冷却润滑系统对电主轴温升的影响.分析结果表明,提高电主轴现有冷却润滑系统的冷却效率可有效控制轴承的温升,但对转子轴的温升影响很小,要有效控制转子轴的温升和提高电主轴的精度和寿命,必须研究转子轴的冷却途径和方法.同时,仿真分析转速对电主轴温升的影响,揭示电主轴温度场分布的非线性特征,为电主轴温升的在线监测和控制提供理论依据.     

基于ANSYS的弧面三角闸门自振特性研究

水工闸门设计时需考虑闸门整体的自振频率,避免水流脉动作用使闸门产生强烈共振.本文以某船闸弧面三角闸门的动力学问题为背景,重点分析流固耦合效应对闸门整体结构自振特性的影响,并基于有限元分析软件ANSYS建立弧面三角闸门的数值分析模型,计算出闸门在不同门前水体宽度和高度下的自振频率和振型.结果表明,水体产生的流场对闸门自振特性有显著影响.     

基于ANSYS的管线抗震支架抗震特性研究

建筑机电工程管线抗震支架结构是一种建筑非结构构件。针对抗震支吊架可在地震中对建筑机电工程设施给予有效保护,从而大大降低震后二次灾害的破坏,运用多自由度体系振动模型进行仿真分析。选择DN系列管道与普通单管对夹式管箍侧向抗震支架为原型建立三维模型,在多自由度体系振动分析的基础上,研究管线系统的振动特性;运用振型分解反应谱法进行仿真分析,从而提取出在不同工况下管线系统的模态云图与地震位移响应云图;仿真结果表明:单管DN100在对夹式管箍侧向抗震支吊架的约束下,可以有效缓减地震位移响应,方法为非结构构件抗震系统的设计提供了理论依据,同时也为判断地震作用下建筑非结构构件累积损伤提供参考。     

单液滴撞击高温钢板表面铺展特性实验研究

对液滴撞击高温钢板表面铺展特性进行了实验研究。应用压电式共振腔均匀液滴发生器产生不同粒径不同速度的液滴,撞击400℃的高温不锈钢钢板表面,其中液滴工质为去离子水,撞击表面为2520不锈钢。用高速摄像机及IPP软件进行拍摄及图像处理。实验结果表明:相同韦伯数(We)下,液滴速度对铺展因素的影响大于液滴粒径,随着We增大液滴最大铺展因素增加。液滴撞击过程中We=39.3时液滴处于临界破碎状态。液滴撞击高温固体表面最大铺展因子大于撞击干燥常温固体表面。并且计算得出We与最大铺展因子的关系式。     

高温烟气中单颗粒褐煤干燥特性实验研究

针对褐煤低温烟气干燥技术中干燥效率低、燃烧爆炸危险系数高等问题,对高温烟气干燥技术进行了研究.通过单颗粒高温烟气干燥实验,得到了不同烟气温度、粒径及初始含水率下的干燥曲线、干燥速率曲线、颗粒表面温度曲线,以此来研究3个因素对褐煤高温脱水效果的影响.结果表明,高温(≥600℃)烟气干燥速率远大于低温热风(≤200℃)干燥速率,但继续提高烟气温度对临界含水率的影响很小,同时对干燥速率的提升也不如低温干燥显著;初始含水率越高,干燥速率越大,表面温度越低;粒径越小,对干燥速率和临界含水率的影响越大,且大于干燥介质温度和煤球初始含水率的影响.     

基于湍流气体火焰热图像特性的温度分布

利用数字图像计算机技术，开发出一套对火争热图像的实时采集与测量系统，在小型火焰试验台上，对湍流火焰的热图像特性进行了试验与理论研究，获得了湍动燃烧图像特性的变化规律，提出了用解决火焰热图像特性与温度分布映射关系的单色基准温度标定法，并探索了此方法用于三维温度场时，由于辐射叠加所造成的温度失真的修正方法。     

高温条件下花岗岩导热特性研究

基于热常数分析仪(hot disk thermal constants analyser),通过高温油浴试验,获得了花岗岩常规试样与干燥试样在25~150℃时的热传导系数的变化规律。试验结果表明,其热传导系数随着温度的增高逐渐减少。此外,温度越高岩石热传导系数减小得越快;并通过数据拟合及分析建立了考虑岩石孔隙率为影响因素的花岗岩温度-导热系数关系预测模型;能够合理的预测北山花岗岩在不同温度条件下的热传导系数。     

高温熔融盐单罐蓄热模型与热性能研究

分析了高温熔融盐作为传热流体的单罐斜温层填充床式蓄热器的性能.建立了斜温层单罐蓄热系统的理论模型,并通过数值模拟计算揭示了其蓄热规律.根据系统蓄热量、蓄热能力、熵产和蓄热有效性等确定了评价蓄热器性能的方法,并分析了不同填充材料的物性对斜温层单罐蓄热系统性能的影响.结果显示,在一定的蓄热条件下,较大的导热系数不利于提高蓄...     

燃料元件在热冲击下基于ANSYS的动态响应仿真

燃料元件中裂变引起的热冲击应力是核临界安全研究的重要内容。采用ANSYS有限元程序中的二维plane182、plane183和三维solid187、solid45单元模型对脉冲加热的铀钼合金厚壁球壳进行了仿真,以一维热弹性力学方程的数值解为基准获得了不同模型计算误差。与国外用于核反应堆工程设计和研究的程序相比,采用plane183或solid187模型因能更严格地满足理论边界条件,具有更小的计算误差。这些结果为进一步开展核反应堆瞬态过程研究以及燃料元件设计提供了参考。     

热-液耦合作用下花岗岩单轴力学特性的实验研究

为研究热-液耦合花岗岩单轴力学性能及破坏方式,对花岗岩进行不同温度作用下的热-液耦合循环处理,采用单轴压缩试验分析其力学特征的变化规律。结果表明：(1)峰值强度随温度升高而增加,50-100℃,降低11.51%,100-150℃,降低1.77%;峰值应变与循环温度呈线性拟合关系,随温度升高,峰值应变降低;弹性模量随温度上升而先变大后减小,上升幅度较明显约123.21%。(2)峰值强度随循环次数增加出现不同变化,3次循环前均处于缓慢变化,后面变化明显,3-4次,降低19.87%,4-5次,上升22.70%;峰值应变与循环次数呈多项式拟合关系,3次循环时取得最大值;弹性模量与循环次数呈多项式拟合关系,3次循环时取得最小值。(3)峰值强度在等值线图中,50-100℃,以3次循环呈对称分布;峰值应变随循环温度升高和循环次数变多而降低;弹性模量等值线图中出现双峰模式,随着温度升高,循环次数变多,弹性模量增加。(4)应力-应变曲线大致经历压密、弹性、屈服、破坏4个阶段,发生脆性破坏。破坏分为劈裂、剪切。可见,热-液耦合作用对花岗岩的力学特性是有一定影响的。     

基于ANSYS的制动盘瞬态热仿真分析

本文运用ANSYS技术对汽车制动器制动盘进行了急速制动温度分布仿真分析。分析了100Km/h情况下汽车紧急、连续制动工况,利用Solidworks三维软件对制动盘进行实体建模,并导入到ANSYS,利用ANSYS进行仿真分析,得出温度在周向及径向的分布情况。     

基于ANSYS的热-流耦合分析

根据纳维-斯托克斯运动方程与能量微分方程对同一物体的流场与温度场进行耦合分析,用有限元法模拟研究流场对温度场的影响。     

局部焦耳热法降低石墨烯接触电阻的试验研究

局部焦耳热法可简单、有效地降低石墨烯与金属电极的接触电阻,用于改善基于石墨烯纳米器件的性能。本文利用介电电泳方法在金属电极间隙组装石墨烯,制备石墨烯纳米器件原型。组装后石墨烯的接触电阻较高,采用局部焦耳热法降低石墨烯的接触电阻。利用正交试验设计和极差、方差分析,研究局部焦耳热试验中交变电压幅值、电压频率以及通电时间对石墨烯接触电阻的影响。通过分析得出交变电压幅值是主要影响因素,为通电产生局部焦耳热降低石墨烯接触电阻的实际应用提供指导。     

基于ANSYS的PEM单电池组装应力分析

采用ANSYS软件对质子交换膜燃料单电池装配进行有限元分析.分析了300、400、500、600 N等不同大小的载荷对装配的影响,对比了这4种载荷下燃料电池堆的核心部件膜电极组件的变形情况及应力分布情况,得出燃料电池单电池的最佳装配压力为400 N.该结果可为燃料电池堆的组装提供较好的参考依据.     

奇,偶相干热态中的振荡光子数分布

用特征函数方法讨论了奇、偶相干态在热混沌光场态影响下的光子统计性质．讨论表明，热光场态的影响使得奇、偶相干态纯度随参数变化呈现复杂的特性；在一定条件下光子数分布振荡仍然存在