螺旋隔板三维翅片管传热实验研究与数值模拟

文章对冷却水在换热器管程流动并与壳程的热油逆流换热条件下,对螺旋隔板三维翅片管换热器的传热与压降性能进行了实验研究,并与光滑管进行了对比.在相同壳程Reynolds数下,三维翅片管的壳程Nusselt数是光滑管的2.2-2.9倍,而压降是光滑管的2.3倍左右.采用计算流体力学软件Fluent 6.0对螺旋隔板三维翅片管和光滑管换热器进行了数值模拟.结果表明,螺旋流条件下光滑管表面速度矢量均匀、稳定,而三维翅片表面的速度矢量因翅片激发流体而产生湍动和不规则的二次流,从而强化了流体的对流传热.对于螺旋隔板三维翅片管换热器,壳程Nusselt数和压降的数值模拟结果与实验计算值吻合良好,最大偏差分别为6.3%和9.8%.     

基于PHOENICS螺旋翅片管的数值研究

运用PHOENICS对自然对流条件下螺旋翅片管的速度场、温度场及压力场进行了数值计算,并绘出了计算结果图,得出了与实验结果相符的结论,为螺旋翅片管的研究提供了一种经济、省力的快捷方法．     

电渣炉夹具感应加热的有限元数值模拟

采用有限元分析法和ANSYS软件,引入复矢量磁位,推导了感应加热有限元模拟的数学模型.讨论了感应加热有限元分析中温度场与电磁场耦合、工件材料物理参数的温度依赖性等关键技术问题的处理方法.分析了电渣炉夹具的感应加热过程,得到了夹具的温度分布状况以及温度随时间的变化规律.结果表明:温度的最大值主要集中在夹具的表层,且心部几乎未加热,其数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致.     

中频感应加热节能节材效果分析

通过对比分析工业煤（油,气）炉与中频感应加热炉的能耗状况,指出使用中频感应加热具有明显的节能节材效果。     

翅片管换热器结霜工况的三维数值模拟与分析

为解决翅片管蒸发器结霜过程不易进行数值模拟的难题,利用组分传输与动态网格模型模拟蒸发器表面霜层生长的相变传热、传质过程,建立了结霜工况下翅片管蒸发器三维动态传热、传质的简化模型.计算得到了蒸发器表面霜层温度、空气压降及出口处含湿量.数值计算结果与实验结果趋势吻合较好.     

翅片管复合轧制工艺润滑剂研究

本文从分析翅片管复合轧制工艺出发 ,根据金属塑性加工中工艺润滑剂的作用机制 ,提出了相应的工艺润滑剂配方模式。通过对配制的工艺润滑剂的性能测试和工业试验 ,确定了工艺润滑剂配方 ,并成功地应用于生产。图 2 ,参 5 ,参 3。     

基于ARM的数字化中频感应加热电源设计

针对当前中频感应加热电源的不足,设计了以ARM7微控制器为核心的感应加热电源控制系统.提出了一种以复合PID控制策略为基础的控制方案.该方案可使系统较好地卖现恒功率控制,具有电路结构简单、运行可靠和动态性能良好等优点.     

基于广义预测控制的中频感应加热系统温度控制

针对感应加热系统温度控制对象的特点,提出了基于广义预测控制算法的温度控制策略,并通过仿真验证了将广义预测控制应用于中频感应加热温度控制的合理性.同时也介绍了中频感应加热温度控制系统的结构及其实现方法.     

中频加热大口径钢管弯管过程的有限元模拟

运用弹塑性大变形有限元理论，在通用有限元软件MARC平台上建立了大口径热推钢管弯曲过程的弹塑性热应力混合模型，并对实际弯曲过程进行加载计算。基于有限元模拟结果，文章对钢管弯曲过程中的金属变形规律作了详细分析，同时也给出了断面形状及壁厚在成形过程的变化情况。文中利用MARC软件良好、开放的二次开发特性，通过用户子程序解决了热推钢管弯曲过程中局部中频加热的难题。模拟结果可为实际生产确定合理工艺提供理论性的指导。     

扁管连续肋片肋效率的数值分析

连续肋扁管换热表面在内燃机车中冷器和散热器中大量采用 ,而其肋效率一直用近似的等效方法计算 ,结果有一定偏差。这里用有限差分法对扁管连续肋片的肋效率进行数值分析 ,讨论了肋片组合参数中不同参量变化时对肋效率的影响 ,给出了扁管顺排和错排对肋效率的影响 ,给出了扁管顺排和错排的肋效率曲线 ,对连续肋扁管换热器的设计有一定的参考价值。     

螺旋盘管滚弯成形的数值模拟

针对螺旋盘管滚弯成形过程研究相对落后的问题,利用ANSYS/LS-DYNA分析软件,采用三维刚塑性有限元法对螺旋盘管的滚弯成形进行数值模拟,得到螺旋盘管滚弯成形时断面壁厚和成形速度的变化规律.研究结果表明,在弯曲内侧的等效应变值略大于弯曲外侧的等效应变值;壁厚变化量随断面角度的变化不是单纯的正弦(或余弦)规律.     

无缝钢管冷轧成型过程的数值模拟

本文采用非线性有限元法对无缝钢管的冷轧成型过程进行了数值模拟,得到了钢管在整个冷轧过程包括稳定轧制和钢管冷轧脱模后各个位置的位移场和应力应变场.根据数值计算结果绘制了钢管的轴向、环向及径向应力分布,并根据应力分布特点解释了钢管在冷轧过程中,不同的减径量如何影响成品管直径和壁厚精度的机理.数值计算结果表明:不同减径量情况下,稳定轧制阶段减径量的大小对钢管内外壁径向应力影响较小;对于环向应力,减径量越大,钢管外壁环向拉应力越大,而内壁环向压应力则越来越小;轴向应力同样与减径量的大小成反比例关系.残余应力沿圆周方向有明显不同,较小的轴向拉应力和较大的径向拉应力有利于轧制后轴向变形,较小的减径量有利于接近理论壁厚,但冷轧脱模后钢管直径大于理论直径.研究成果对于无缝钢管冷轧成型工艺设计以和轧辊孔型设计具有参考价值.     

底部加热多孔介质内传热数值研究

为了研究底部加热多孔介质方腔内的自然对流传热,采用整体求解法对方腔内的温度场和流场进行了数值模拟计算,着重分析了瑞利数Ra对多孔介质方腔内自然对流换热特性的影响.计算结果表明:随着Ra数的逐渐增加,对流换热开始占主要作用,等温线变得扭曲;流线由逆时针单胞对流逐渐变化为正反两个双胞对流,流动出现分叉现象,温度场和流线相互对应.平均Nusselt也随之增大,换热效果得到增强.     

肋片的几何参数对圆形内肋片管蓄冰特性影响

采用焓法和控制体积法对圆管内肋片蓄冷器的结冰特性进行分析,引入无量纲参数建立结冰过程的数学模型,并进行数值求解。结果表明：随着圆形内肋片管蓄冷器的肋片长度、厚度、数量的增大,蓄冷介质达到给定蓄冰率的凝固时间都有不同程度的减少,尤以肋片长度的影响较为明显,肋片厚度对蓄冰特性的影响最小;肋片间距对该蓄冷器的蓄冰特性也有较大影响,随着肋间距的增大,达到给定蓄冰率的完全凝固时间将急速增大。研究可以为蓄冷器的结构优化提供理论依据。     

楔横轧轧制螺旋齿形件力能参数的影响因素

针对楔横轧轧制螺旋齿形轴类件的成形过程复杂、轧制力与轧制力矩等力能参数受轧制条件以及工艺参数的影响规律复杂等问题,采用DEFORM-3D有限元软件模拟楔横轧轧制螺旋齿形件的成形过程,分析不同工艺参数对轧制力和轧制力矩的影响规律。在H630楔横轧机上进行轧制实验,分别采用AD7202压力传感器和TorqueTrak9000扭矩仪测试轧制过程中轧制力和轧制力矩,进而验证各工艺参数对力能参数的影响规律。研究结果表明:轧制力和轧制力矩随轧制温度的升高而减小,随齿高变化率、轧制速度以及轧辊直径的增加而增加,其中,轧制温度对力能参数的影响最明显,齿高变化率和轧制速度的影响次之,轧辊直径的影响最小;进行轧机设计时,为了确保轧机承受足够大载荷,一般选取较低的轧制温度、较大的齿高变化率和较大的轧制速度。     

钢坯加热的数值模拟

借助CFD仿真手段,模拟蓄热式加热炉内钢坯加热的实际状况,研究了钢坯长度、宽度方向上下表面和中心温度的温度分布,提出钢坯存在上下温差、四角边缘温度高和靠近出钢口钢坯温度低等问题。同时,研究了炉内不同厚度钢坯与加热时间的基本关系,比较了仿真计算结果与实际炉内加热时间,通过数值拟合,得出钢坯厚度与加热时间的拟合公式,可在生产实际中使用。上述研究结果可为加热炉钢坯加热制度的制定和优化提供依据。     

微重力条件下管肋式空间辐射器的传热分析

建立了航天器上常用的管肋式空间辐射器在微重力条件下的导热、对流和辐射相互耦合的复杂传热过程的数学模型，并考虑了管壁与肋片表面之间相互辐射的影响。整个模型的求解采用迭代法，管内流体的速度场和温度场的求解用ＳＩＭＰＬＥ算法，分别计算了肋片上的温度分布、管壁与肋片上的热流分布与管内对流换热的平均Ｎｕ数，得出了进行管肋式空间辐射器优化设计所必需的重要参数，同时还研究了重力场对辐射器传热的影响，对在地面上进行空间辐射器的模拟实验研究具有重要意义。     

热轧润滑对中厚板轧制力和表面特征的影响

通过中厚钢板热轧工艺润滑实验,分析了不同工艺润滑条件下中厚钢板热轧过程中轧制载荷与压下率的关系,研究了工艺润滑对钢板表面质量的影响,并结合实验钢的连续冷却转变曲线,探讨了工艺润滑条件对钢板组织转变的影响.结果表明:中高质量浓度比低质量浓度热轧油能更有效地降低轧制力;粗轧阶段比精轧阶段降低轧制力效果更明显.工艺润滑可改善中厚热轧板的表面质量,降低板面粗糙度,并促进钢板表面处在轧制过程中的铁素体转变,减少表面附近的带状组织,使轧后表面处组织均匀细小,减小表面缺陷产生的概率.     

高功率因数感应加热电源在液体加热中的应用

介绍了一种以电磁感应为基础的液体加热装置,采用电压源型、负载串联谐振高频逆变器,并且能够自然实现功率因数校正。试验表明该方法在液体加热中是可行的和可实现的。