应用萘升华法实测建筑外表面对流换热

建筑外表面对流换热系数（CHTC）是建筑节能和城市环境中的重要参数．提出利用萘升华热质比拟技术来研究建筑外表面对流换热系数的方法,并以单栋建筑水平外表面为研究对象进行了实测通过与涡旋相关法的实验结果进行比较,发现两种方法的结果趋势一致茶表面温度波动和不同传热温差对实测结果影响不大．同时,本文中还对萘升华法的精度进行了分析最后,利用实测数据得到建筑外表面对流换热系数预测式．分析和比较结果表明,萘升华是一种测量建筑外表面对流换热系数的有效方法．     

湘北某民居夏季热环境实测分析

针对湘北某传统民居的被动式技术及其对室内热环境的影响,在夏季对室内外温度和围护结构表面温度进行了连续监测,并测试了过渡空间风速.结果表明,传统民居中气温按照室外、过渡空间、室内的顺序依次下降,热环境优于普通现代住宅,墙体互遮阳使得被遮阳的墙面温度明显降低,南外墙内外表面温度衰减和延迟现象明显,过渡空间通风以水平通风为主且风速稳定.结合建筑设计和构造特点,可认为高密度规划、过渡空间的设置、重质墙体的应用、适当的窗墙比和开口遮阳等可有效改善夏季室内热环境.     

遮阳翻板对厦门市建筑物太阳辐射得热的影响

利用翻板辐射传输计算模型和得热逐时计算模型,研究遮阳翻板对厦门市建筑物窗口及外墙得热的影响。结果表明:相对于无遮阳情形,梭形翻板和穿孔弧形翻板的隔热作用非常明显,其中梭形翻板又比穿孔弧形翻板效果更好;遮阳翻板有效降低了墙体和窗口的峰值得热量,降低的幅度随翻板倾角的增大而增大;但是,由于遮阳板的存在,使得建筑围护结构在夜间的散热能力降低;翻板表面反射率越大,进入窗口的太阳辐射得热量就越大。最后提出:从夏季遮阳节能角度出发,厦门夏季百叶倾角应尽可能大,以阻挡太阳辐射带来的得热,冬季应调整翻板倾角,使得翻板尽量面对太阳直射方向,尽可能使得太阳辐射进入室内。     

基于长期监测的开口截面组合梁斜拉桥温度场分析

通过灌河大桥长期监测数据对组合梁斜拉桥的温度场分布进行研究.首先,分析了温度变化规律、相关系数以及统计特征;之后,采用高斯混合模型描述温度概率分布,并通过赤池信息量准则(AIC)和贝叶斯信息准则(BIC)判别最优的高斯分布数量;接着,借助广义极值分布获取正、负温差的极值分布;在此基础上,通过外推方法计算了不同设计基准期、超越概率下的温差标准值,并得到灌河大桥的温度分布模型.结果表明,当高斯分布数量为3时,通过高斯混合模型能够准确描述温度的概率分布;竖向与横向温差的极值服从广义极值分布;基于监测数据的竖向正温差标准值为16.0℃,与现行公路桥梁规范的标准值相当,而负温差标准值仅为-5.3℃,其数值小于现行规范;实测的横向正温差标准值可达14.6℃,而负温差标准值为-12.3℃.     

高速线材轧制全程温度曲线有限元模拟

采用Deform模拟计算加热炉铸坯温度分布,并通过"黑匣子"试验验证,当加热时间为70 min时,铸坯心部与表面温差约66℃,80 min时降到15℃. 模拟计算轧制和水冷过程心部和表面温度曲线,并通过测温仪验证,得出准确的摩擦热、塑性变形热以及水冷换热系数模型. 采用Fluent模拟计算风机的风场,使用手持测风仪验证,再建立盘条搭接点温度模型,计算出风冷线上强迫对流换热、自然换热和辐射换热系数以及相变潜热,使用热成像仪测温验证. 模拟与试验结果十分吻合.     

生物质在渣油中延迟焦化传热过程模拟

生物质延迟焦化技术是一种新型的生物质热解技术,其中生物质颗粒在渣油中的传热是很重要的一个过程,本文构建了生物质颗粒在渣油延迟焦化过程中的传热模型,采用节点数值解法考察了颗粒半径、渣油升温速率以及生物质颗粒与渣油的表面换热系数对颗粒温差的影响,并分析了颗粒内部的温度分布.研究结果表明:颗粒内部最大温差与颗粒半径的平方和渣油升温速率成正比,颗粒壁面与渣油温差和换热系数成反比.     

实际叶型前缘冲击冷却换热的液晶显示实验研究

采用液晶显示技术,对两种实际叶型的前缘凹面的模拟表面在大冲距范围内进行了射流冲击热实验,并与半圆凹面的换热进行了比较.研究结果表明,在小冲击距时,随着冲击面曲率的增大,滞止区内的换热较之半圆面有所增强;在实验参数范围内,两实际叶型表面的Nus比半圆面约高12%;对于相对喷嘴间距为227的情况,所研究的3种曲面的Nus随相对冲距的变化存在一个极值点;对于相对喷嘴间距为135的情况,未发现有极值点.此外,还给出了换热准则关系式     

地板辐射供暖结合混合通风系统下室内换热实验研究

建立地板辐射供暖结合混合通风系统的实验平台,测定供暖系统处于不同供水温度和流量时小室的各内表面温度和室内空气温度,研究地板和其他表面间辐射换热以及地板表面对流换热情况。研究结果表明:地板辐射供暖系统中地板与其他表面的辐射换热量占总换热量的50%~70%,并且随供水温度的升高而减小。当供水温度一定时,地板与其他表面辐射换热的比例随着供水流量的增加而减小。提高供水温度或供水流量均导致地板表面温度的增加,但在需要改变地板温度的时候调节供水温度比调节供水流量更有效。系统达到稳定后,室内温度在垂直方向上的温差不超过2℃,具有较高的热舒适性。     

建筑水平屋面对流换热特性实验研究

本文分析了现阶段建筑外表面对流换热研究存在的问题,设计了一种用于现场实测建筑外表面对流换热特性的萘升华方法,并利用该方法对高大单体建筑水平屋面的对流换热特性做了测量。实测结果表明建筑屋面的对流换热系数和屋面上方的代表风速成正比,代表风速在5.6m/s以内时,对流换热系数在5-50W/m2K。通过分析表明萘试件表面的温度波动和屋面和空气之间的温差对实测结果影响不大。本文考虑了建筑尺度对对流换热的影响,以风登陆屋面沿风向到测点的距离为代表长度,对实测结果做了无量纲化处理,得到了考虑到建筑尺度的建筑屋面对流换热无量纲准则。     

氨喷雾相变冷却换热面温度分布特性

以液氨为冷却工质,针对大功率激光器350 W/cm2以上散热需求进行喷雾冷却换热实验,研究了不同流量下冷却表面散热特性以及温度分布规律。实验结果表明：在加热功率和喷淋高度不变时,进口流量较大,冷却表面处于无沸腾换热,主要以强迫对流换热为主,换热表面温度低且分布均匀;流量为0.461 L/min时,热流密度可达388 W/cm2,热沉表面温度仅有2.6 ℃,温度偏差为±1.1 ℃;随着进口流量减小,热流密度增加,换热形式由强迫对流换热逐渐过渡到沸腾换热,从而导致热沉表面温度分布均匀性降低。     

流场与温度场耦合作用下对传统蒙古包建筑外表面对流换热的影响

为了研究室外空气温度、风速风向和太阳辐射耦合作用对供暖期传统蒙古包建筑外表面对流换热的影响。通过采用风速仪以及遮阳与非遮阳两套系统分别对建筑外表面进行了测试。研究了室外空气温度、风速风向以及太阳辐射对建筑外表面对流换热的影响规律。实验结果表明:遮阳系统可以有效地降低太阳辐射,进而减小建筑外表面的对流换热量;同时可以看出,建筑外表面对流换热系数与当地风速呈现指数关系,对流换热系数随风速的增大而增大。研究可以为内蒙古地区传统蒙古包建筑的能耗分析,以及模拟地区风环境和热环境的边界条件提供依据。     

7050合金电流均匀化过程中的温度分布

研究了电流、风机频率、冷却水和辅助加热对7050合金均匀化过程中温度场分布的影响.结果表明:单纯施加电流时,试样心部及表面温度分布十分不均匀.电流为1500A时,试样中心点处温度只能达到402℃.在电流加热过程中采用吹风方式,心部与表面温差为79℃.采用辅助加热后,心部与表面温差小于±5℃.利用ANSYS建立的温度场数学模型,预测电流为16000A、尺寸为100mm×200mm×2000mm试样的中心点心部温度为324℃,心部与表面温差为1℃.在铝合金均匀化过程中,施加1000A电流,可有效促进晶界残余相的溶解.     

水流量对热轧钢板层流冷却过程对流换热系数的影响

提高带钢层流冷却控制模型的精度,关键是建立精确的对流换热系数与冷却工艺之间的关系.采用有限差分法和反向热传导法,获得了实验条件下钢板表面的对流换热系数及表面温度.研究了不同水流量(0.9～2.1 m3.h-1)对换热系数与表面温度变化规律的影响.在层流冷却过程中,对流换热系数与表面温度呈非线性关系;在距离驻点70 mm内,水流量对换热系数随表面温度变化规律没影响;远离驻点70 mm外,对流换热系数比随远离冲击区驻点距离的增加而减小.采用所确定的换热系数计算得到的温降曲线与实测曲线吻合较好.     

晶圆片快速热处理工艺中温度非均匀性研究

采用传导与辐射耦合传热模型,对晶圆片内传热过程进行了数值模拟,研究了热传输特性变化对于晶圆片表面温度非均匀性的影响.结果表明:硅与掺杂硅导热系数的提高有助于减小沿晶圆片表面的温差,而总的温度水平变化很小;当吸收系数从104降至103 m-1时,晶圆片顶部表面的温度水平和温差骤降,当吸收系数等于103 m-1时,温度水平和温差变化不大;发射率对于晶圆片顶部表面温度水平和温差具有主要影响,提高发射率可以轻易增加晶圆片表面的温度水平;使用改善后特性数据,总的温度水平较基础算例降低约200K.研究结果有助于认识快速热处理工艺中能量传输过程、改善温度监测和控制水平.     

脉冲波形对牙齿温升过程的影响

为激光照射技术在临床牙齿疾病治疗中的应用提供理论依据,采用Crank-Nicolson有限差分法,求解热传导方程,模拟了Nd:YAG脉冲激光照射牙齿温升过程,研究了脉冲波形(矩形波、左三角波、正三角波、右三角波和高斯波等)对温升过程的影响.结果表明:矩形波照射时,牙齿表面温度最高,牙髓温度最低;高斯波照射时,牙齿表面温度最低,牙髓处温度最高.随着激光能量密度增大,不同波形照射引起的牙齿表面温差增大,牙髓温差减小.给出了5种波形照射牙齿表面时能量阈值.     

高功率密度车用温差电源的结构

提出了一种高功率密度温差电源的结构,其换热器的热通道内设置了十字形和弧形转换元件的高温段,有效地增加了换热面积,冷却通道采取集中冷却的形式,其中设置转换元件的低温段,通道内的换热形式是对流换热;转换元件内部设置热电偶阵列,由并联的薄臂型热电偶、金属导流片和过渡导体连接形成导电和导热回路,再经过串联提高输出电压.数值计算表明,转换元件具有良好的温度分布,内电阻显著降低,改善了温差电源的负载特性.     

地面对流换热过程分析

全尺度实验测试了门窗夜间通风房间的围护结构内表面和地面热质的温度变化,分析了换气次数和地面与进风气流间初始温差对地面对流换热的影响.结果表明:换气次数为4.99~13.6次·h~(-1),地面与进风气流间初始温差为6.86~12.5℃时,地面平均对流换热系数不超过7 W·m~(-2)·K~(-1),局部对流换热系数不超过12 W·m~(-2)·K~(-1);换气次数较少时,由于少量室外冷空气在热压作用下由窗户下沿进入室内,使窗户附近地面的对流换热较强;地面对流换热量随时间逐渐减小,但平均对流换热系数变化不大.总之,换气次数越多,地面对流换热越强,但地面与进风气流间初始温差对地面对流换热过程的影响并不明了.     

影响混凝土箱梁桥温度分布的参数分析

混凝土箱梁桥温度分布的研究一般通过两种方式进行:理论分析和现场实测.建立有限元模型,对影响箱梁表面温度的大气透明度系数、影响箱梁内部温度分布的热传导系数进行分析.结果表明大气透明度系数的取值对太阳直接辐射的影响较大,而对箱梁表面温度的影响很小.热传导系数对箱梁内部的温度分布影响不太大,对截面温度梯度的影响也较小.     

内燃机排气余热回收温差电单偶的模拟分析

选取Bi2Te3和CoSb3两种温差电材料对温差电单偶建立了数学模型,导出温差电单偶的功率和效率计算公式,分析冷热端陶瓷片表面温度、温差电单偶长度以及表面对流传热系数对温差电单偶性能的影响,并对比两种材料在相同条件下的性能.分析结果表明:提高热面温度、降低冷面温度、缩短温差电单偶的长度和提高热表面对流传热系数均可以提高温差电单偶的最大输出功率,但最大转换效率却不能随之持续增大,缩短温差电单偶的长度甚至会使最大转换效率降低.两种材料的温差电单偶相比较,Bi2Te3材料制成的温差电单偶更适用于对600,K以下的低温热量进行回收,而CoSb3材料制成的温差电单偶则更适用于对内燃机排气等700,K以上的中高温热量进行回收.     

自然环境中混凝土内微环境温度响应

研究了有/无遮挡条件对自然环境中一维混凝土内微环境温度响应的影响规律.基于傅立叶传热原理和第三类边界条件,推导出2种工况下的一维混凝土内微环境温度响应模型,并利用现场试验结果论证了所建模型的合理性;此外,还提出了利用实测结果求解混凝土的热扩散系数和表面换热系数等参数的方法.试验结果表明:所构筑的不同工况条件下的混凝土内微环境温度响应模型可表征混凝土内微环境温度响应变化规律,其理论拟合曲线与实测结果基本吻合;有/无遮挡条件对混凝土内微环境温度响应影响较大,主要体现在温度响应波幅、极值和出现时间等方面,这是因为主导混凝土与环境间的换热方式不同;基于理论推导和实测结果所解出的混凝土热扩散系数和表面换热系数等参数的精度较高.