基于温度示踪的地下水流速测量研究

研究地下水的流动特性具有重要的意义,在以往的研究中,分布式温度传感可以用于识别地下水的渗流速度和位置,受此启发,通过建立数学模型和物理模型模拟现场环境及工况,基于点热源主动加热以及对加热阶段和冷却阶段的连续温度监测,推导出温度变化速率与一维地下水渗流速度的函数关系,并通过室内试验予以验证.结果显示,在地下水流速为一维且恒定、流速较大且范围在1×10^-3～1×10^-2cm/s时,可以通过该方法进行流速的计算.在工程实际中可以该方法用于在空间和时间维度上监测温度和渗流情况.     

土壤耦合热泵系统模型试验台设计

该文基于线热源理论建立了考虑地下水渗流的土壤耦合热泵地下埋管换热系统的传热模型,并利用传热相似理论对传热模型进行了相似转换,得出与原型试验相似的无量纲准则数,结果表明模型系统的试验时间与几何尺度之平方Cl2成正比。依相似准则设计和建立了土壤耦合热泵系统的模型试验台,实现了以较小的人力物力和较短的时间对土壤耦合热泵系统长周期运行特性的测试。     

区域供热系统中热网参数对水喷射泵的影响

水喷射泵广泛应用于供热系统.针对4个典型的水喷射泵,通过计算分析,讨论了区域供热系统管网参数变化对喷射泵几何尺寸的影响.比较计算结果发现,在其他参数不变的前提下,供热负荷对喷射泵几何参数影响较大,工作流体温度对截面比影响较明显,而系统压力损失的改变对喷射泵扩散管部分的尺寸无影响.     

油井水力压裂的三维数值模拟

为了研究油层岩石在水力载荷作用下的裂纹扩展及渗流行为,采用渗流应力耦合模型对水力压裂过程进行了三维有限元方法数值模拟研究.预设裂纹用粘结单元来模拟,裂纹的起裂和张开用单元的损伤因子表征.为了使得在裂纹扩展过程中,流体压力能随裂纹扩展动态地跟踪加载到裂纹面上,给出了流体压力在裂纹内传递的模型,并编写用户子程序予以实现.模拟结果得到了水力压裂过程中岩石中的应力分布、孔隙压力分布、压裂液的滤失以及裂缝的几何形态.分析了压力和隔层等因素对裂纹几何形态的影响.该研究结果对石油工程中压裂方案设计及故障诊断有一定的理论参考价值.     

土壤热源与热泵联接运行冬季工况的试验研究

研究利用土壤热源的一种新方法，即利用我国长江流域丰富的地表水作为蓄能和传热介质，以井作为竖直埋管形式．提取土壤热量来作为热泵系统冬季供暖热源．测试结果包括不同埋管尺寸、不同水循环方式以及各种工况下运行参数对热泵性能和取热量的影响．     

土壤热源与热泵联接运行冬季工况的试验研究

研究利用土壤热源的一种新方法，即利用我国长江流域丰富的的地表水作为蓄能和传热介质，以井作为竖直埋管形式，提取土壤热量来作为热泵系统冬季供暖热源。测试结果包括不同埋管尺寸、不同水循环方式以及各种工况下运行参数对热泵性能和取热量的影响。     

无管换热器的稳态换热特性

对无管换热器中颗粒帘换热单元的稳态换热特性进行了研究,为目前空气预热器的研究提供新的指导方向.通过传热数学模型构建、详细数学计算和定量分析,研究了颗粒质量流量对换热单元以及无管换热器出口温度的影响.研究结果发现,在颗粒帘换热单元中,当颗粒质量流量足够时,冷流体加热后的出口平均温度可无限接近热流体初始温度,冷热流体之间实现深度换热,换热效果明显;在满足颗粒帘空隙率大于0.98的条件下,颗粒质量流量越小,气固颗粒在换热通道中越容易达到换热平衡;由于换热单元中间冷热源-气固颗粒之间的温差小,换热单元的换热效率低,使得由换热单元组成的无管换热器冷热气体之间的整体换热效率较低.     

管壁导热对管内流动流体热边界条件的影响

对层流管内受迫流动热入口段内流体与管壁间耦合传热进行了计算 ,研究了试件几何尺寸、试件与流体物性参数及流体流动状态对内管壁处流体热边界条件均匀性的影响。研究结果表明 ,即使在管外壁均匀加热 (或冷却 )的情况下 ,管壁导热也使得内管壁处流体的热边界条件出现明显的不均匀性。影响这种不均匀性的主要因素是Peclet数、管壁材料的相对导热系数、实验段相对加热长度及管壁相对厚度等无量纲参数。为了改善管内壁处流体的热边界条件以提高对流换热实验结果的精度和可靠性 ,在保证管外壁加热 (或冷却 )均匀性的前提下 ,一定要尽可能采用足够长的薄壁管做对流换热实验的加热段。此外 ,试件的材料与拟采用的加热方式有关。恒壁温加热时要选用导热系数大的材料 ,而恒热流加热时 (如外绕加热丝加热或管壁直接通电加热 )则应选用导热系数较小的材料     

地下岩土热物性及地下水渗流速度确定

提出了可用于现场测量地下岩土的导热系数、容积比热容等热物性参数以及地下水渗流速度的方法．埋设在地下的地热换热器与周围岩土换热过程可以近似为无限大介质中移动线热源传热问题．该方法克服了其它模型对钻孔中埋管的具体位置、上升管和下降管之间的距离以及埋管和回填材料的物性等参数的要求，相应消除上述参数测量带来的误差．通过测量地下埋管的加热功率、循环水流量、出入口水温随时间变化，确定了某地源热泵空调系统工程地下岩土的热物性参数及地下水渗流速度，检验证实了该方法的实用性和可靠性．     

电子元件集成线路块的三维温度场的计算及热分析

对集成线路板的分布热源产生的三维护热传导模型，采用有限差分数值法求解，给出了温度分布其受基板导热系数，局部热源尺寸和排列影响的计算结果。     

薄壁圆管膨胀变形行为的量纲分析及理论研究

通过有限元数值方法及已有圆管膨胀试验对金属圆管膨胀的变形行为进行研究，研究发现圆管膨胀后的几何尺寸h和D₁主要受圆管和压模初始几何结构参数影响，而受圆管材料和摩擦因数的影响较小；基于量纲分析，得到膨胀后圆管的几何尺寸h和D₁与主要影响因素之间的量纲一关系式.结合量纲一关系式与能量守恒定律，提出圆管稳态膨胀过程中稳态下压力的预测模型，模型中考虑了材料的应变强化效应和压模外径对膨胀管弯曲区域曲率的影响，结果表明该模型的预测值与试验结果、仿真结果能较好地吻合.      

低肋管强化传热效能的数值计算分析

低肋管在热设备中的应用日益广泛。本文运用边界单元法对低肋管的强化传热效能进行了数值计算。分析了低肋管断面形状、几何尺寸及管内外对流换热条件对强化传热效能的影响,为低肋管在工程中的应用提供了参考依据。     

温度变化对饱和带土壤传热随机性影响的实验研究

土壤热传递过程中存在着一定的随机现象,在众多影响因素中温度显得尤为重要。为了研究温度变化对土壤传递随机性的影响,选取土壤类型为砾砂,U型埋管为热源,在水位差为30 cm的渗流条件下采集了不同热源温度、不同土壤环境温度U型管下游沿渗流方向饱和带中6个测点24 h的逐时温度数据。采用GM(1,1)灰色模型计算确定性数据,以达到从实测温度中分离出随机温度的目的;进而对随机温度进行统计学分析,研究热源温度、土壤环境温度变化对随机温度的影响。最后采用相对灵敏度法,判断两种温度变化对随机温度的影响。结果表明,热源温度增加随机温度分布更分散,土壤环境温度增加随机温度分布更集中,随机温度对于热源温度变化更为敏感。     

侧向冲击载荷下金属薄壁圆管内填充泡沫铝的吸能特性研究

运用有限元软件Ls-dyna对泡沫铝填充金属薄壁圆管受侧向冲击载荷进行了数值仿真分析。通过模拟结果与实验结果的对比,验证了有限元模型的有效性与计算结果的精确性;进而研究了管的几何参数、泡沫铝的密度与冲击速度等因素对其变形与吸能特性的影响。研究结果表明:在侧向冲击载荷作用下泡沫铝填充管的压溃可以分为3个阶段,初始碰撞阶段、塑性变形阶段和密实化阶段;与空管相比,泡沫铝填充管的侧向冲击载荷、总吸能与比吸能显著增大。管的几何尺寸、泡沫铝密度、冲击速度等对泡沫填充管的吸能性能影响较大。当冲击速度超过一定数值时,填充管的变形模式发生改变,由对称变形变为非对称的变形。     

山体滑坡远程无线GPRS监测报警系统

为山体滑坡监测和报警,提出了一种“山体滑坡远程无线GPRS监测报警系统”方案.采用磁铁与干簧管继电器位移检测传感单元,沿山坡设置多个位移传递柱,由传递钢丝串联.传感单元的位移,使磁铁驱动簧管继电器闭合,触发远程无线(GPRS)监测报警系统和就地报警系统同时报警.通过“山体滑坡GPRS远程无线监测报警模拟系统”的试验,证明系统的应用达到了监测灵敏准确的效果,同时,与目前实际应用的山体滑坡系统相比较,本系统的结构简单、价格低廉、又节能,其山体滑坡监测报警装置可产业化实用.     

寒区隧道地源热泵供热系统及优化分析

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速林场隧道中.系统由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成,可用于隧道洞口段衬砌和排水系统加热.在分析研究该系统传热机理的基础上,建立考虑热阻和热源的隧道取热段传热模型,利用叠加原理、格林函数法和拉普拉斯变换法相结合的方法获得其解析解.热交换管间距对热交换管换热量有显著影响,随着管间距的增加,换热量呈线性增加.热交换管换热量随隧道埋深的增加而呈线性增加,热交换管应布置在埋深深的部位.与热泵持续运行相比,间歇运行有利于土壤温度场的恢复,有助于提高热泵运行效率.     

音波振荡器数值模拟

音波振荡器的振荡特性和总压损失是影响静止式气波制冷机制冷效率的重要因素,通过数值模拟研究发现二者受元件几何尺寸的影响.计算了不同几何结构尺寸下音波振荡器内的流动,总结了几何因素对射流振荡和总压损失的影响规律,并分析了其内在原因,发现:射流振荡周期只随控制管长成正比例规律变化,不受其他几何因素的影响;分流劈距在一定区间范围内,射流才能稳定振荡,且振荡区间的上限和下限均随位差的变化而变;音波振荡器的喷嘴喉部长度、分流劈距、位差及分流劈形状对总压损失有显著影响,控制口宽度、分流劈张角、分流劈尖半径对总压损失也有一定程度的影响.     

基于Flotherm的感应加热的散热设计

电磁感应加热在锻造、热处理、熔炼等方面得到了广泛的应用,在大功率电磁感应加热系统中,散热是影响系统稳定运行的重要因素之一。对此在分析电磁感应加热系统中的热源与热损耗的基础上,运用仿真的方法对系统中的热损耗进行了估算。在对散热系统中的散热器和风机进行了设计之后,结合热损耗的估算结果,用热仿真软件Flotherm对散热系统进行了仿真。最后通过实验验证了这种设计方法的可行性。     

离子型稀土矿原地溶浸溶浸液渗流规律的影响因素

根据离子型稀土矿具有黏土矿物性质,矿物颗粒表面结合水对溶浸液具有粘滞和吸收作用,并能缩小孔隙体积的特点,探讨了矿物颗粒表面结合水的形成机理及其对溶浸液渗流规律的影响.研究结果表明:离子型稀土矿具有B型颗粒结构特征,松散矿物颗粒在满足起动临界水力梯度和颗粒几何尺寸的条件下阻塞孔隙;表面结合水和松散颗粒是影响原地溶浸离子型稀土矿溶漫液渗流规律的2个主要因素.     

基于WBAN 的多生理参数无线传感及前端组网研究

现有的多生理参数监测系统,其各个传感与采集单元在物理层和数据链路层采用一体机集成模式,不利于多生理参数的穿戴式传感与无线组网,为此提出了基于无线体域网(WBAN)的分离式多生理参数无线传感、采集与前端组网新方法.主要研究了以MSP430为控制核心的低功耗多生理参数传感节点、基于智能手机终端与蓝牙2.0的前端WBAN组网模型、多生理参数远程无线传输网关以及手机终端软件的设计与实现.测试结果表明:基于WBAN的无线传感与组网新方法能够实现多生理参数的无线采集、组网与数据传输,避免了传统多生理参数监测存在的导联线过多、使用不方便、信号信噪比低、用户活动受限等问题.该方法以"穿戴式无线感知+手机远程无线传输"模式,为多生理参数无线监测走向家庭健康监护、为亚健康人群的疾病预警提供了技术支撑.