一种热网络方程计算方法的改进

通过热网络离散节点群控制方程的敏感性分析,提出了一种新的热网络方程求解改进方法———分离变量参数系数方法,用于分析航天器表面材料性质对温度场分布的影响.同时,采用蒙特卡罗射线踪迹法求解太阳直接入射面积和太阳辐射传递系数,考虑了航天器几何遮挡关系对热网络系数的影响.计算结果表明:航天器虚拟模型主体部位的最大温度值要高于太阳电池板的温度.在开始阶段,冷却速度迅速增加至最大值,然后再慢慢降低并有17K温度的偏差.为了分析材料表面的太阳吸收系数对温度分布的影响,以a=0.35为算例原值,对于与原值的吻合程度,太阳吸收系数增大的影响优于其减小的影响.     

兖州煤业榆林能化超级克劳斯装置设计、施工、试车和运行中存在的问题及解决办法

兖州煤业榆林能化超级克劳斯硫回收装置采用荷兰荷丰专利技术,由华陆工程科技有限公司负责详细设计,十四化建施工,日产硫磺17吨。于2007年3月动工建设,2008年6月施工完成。于2009年8月份装填催化剂,8月31日接酸气投料试车并产出硫磺,并一直运行至今。在煤化工中属于第一套开车的超级克劳斯装置,现将该装置在设计、施工、试车和运行中存在的问题和解决办法进行汇总,以便同行借鉴。     

开式机箱电子设备热设计的数值研究

基于电子设备热分析与热设计的前端设计思想，应用现代计算流体技术和数值传热技术对某一开式机箱内的电源器件和电路板表面的热行为进行了数值计算，获得了现有设计条件下设备内部电源与电路板表面的温度分布及平均温度水平；同时模拟了机箱内冷却气流的流动状态，给出了不同剖面上的流场分布和温度分布，分析和讨论了计算结果，为优化和改善所研究设备的热设计方案提供了理论依据。研究表明，电子设备的前端热设计与以往的热设计相比具有操作方便，省时全面的特点，有利于方案优化，有助于缩短电子产品的开发周期和降低设计成本。     

基于热舒适性的乘员舱气流组织设计

为研究乘员舱内不同气流组织下的人体热舒适性，找出进气参数对人体热舒适性影响的规律，将Fluent计算得到的9种进气方案的流场结果作为环境参数导入TAITherm中进行热舒适性分析。同时引入面部平均空气龄和能量利用率两项指标对乘员舱气流组织进行更全面的评价。结果表明进气总量对3位乘员热舒适性和平均面部空气龄影响程度最大，1号口进气温度对能量利用率的影响程度最大。综合考虑3位乘员的热舒适性、面部平均空气龄和能量利用率3项评价指标，发现当进气总量为1 800 kg/h, 1、2号口进气温度都为22℃,1、2号口进气量比值为6∶4时3项指标均表现良好，为最优的进气参数组合。     

西安中深层同轴套管换热井取热能力及热影响半径

深井换热技术是目前公认最环保的地热能开发利用技术,以同轴套管换热井最常见,取热能力和影响半径是这一技术推广过程中存在争议且急需解决的问题。以西安草滩2500m深同轴套管换热井为研究对象,基于实测地层温度和围岩热物性参数,通过原位测试及数值模拟技术,分析换热井的取热能力,探讨换热过程中围岩地层温度变化特征及范围。结果表明:目标换热井30年可持续取热功率可达350kW,平均延米140W/m;围岩地温衰减程度和范围随着取热功率增大而增大;换热井不同深度影响半径不同,深部地层整体大于浅部,350kW取热功率下取热30年最大地温影响半径可达110m。     

基于水化热抑制剂的大体积混凝土温控技术

为完善现有大体积混凝土水化温升控制技术,并通过合理应用抑制剂温控措施来降低施工成本,基于水泥水化绝热温升曲线,提出了一种调节绝热温升方程中延迟放热时间的模型,进而控制混凝土掺入不同抑制剂的绝热温升过程。研究结果表明：延迟放热时间为0到3天时,大体积混凝土内部温峰和内表温差呈不断减小的趋势;而在延迟放热时间为5到10天时,由于延迟放热时间的增加,会导致多层浇筑混凝土的热量积蓄;选用延迟放热时间为3天的浇筑混凝土,其温峰与内表温差均能达到温控目标;对于延迟放热时间为1天的浇筑混凝土,若能将入模温度降低1到2℃,也能满足温控要求;本研究所提出的基于水化热抑制剂的混凝土温升调控技术,为大体积混凝土水化热温度场的调控提供了新的思路和方法。     

太阳能相变蓄热炕的实验及数值模拟研究

为实现太阳能相变蓄热炕的快速升温,采用毛细管网及配置高导热复合相变材料来提高炕体的热响应时间,通过数值模拟与实验研究相结合的方法对炕体的热工性能进行研究。本文首先对比不同熔点石蜡的差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)曲线,选取35#石蜡作为研究对象,采用熔融混合法制备不同配比的石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料;并通过渗漏测试确定最佳配比。实验表明:当膨胀石墨质量分数为8%时,复合定形相变材料渗漏率较低,为兼顾储热、导热性能的最佳配比。将石蜡复合相变材料应用于太阳能相变蓄热炕,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)建立三维非稳态传热模型,对炕体进行24 h供热模拟设计;模拟表明:太阳能相变蓄热炕在昼间垫面温度达到24.2 ℃,夜间垫面温度达到30.2 ℃。通过Trnsys(transient system simulation program)软件对组合式系统进行运行模拟发现:组合系统均可达到设计的45 ℃及以上;另外,组合式系统全年节电量为2 974.7 kW·h,或节省标准煤469.9 kg,或减少二氧化碳1 240.5 kg、一氧化碳70.9 kg、PM₁₀6.8 kg等,节能减排量显著。     

钢绞线热铸锚节点高温下抗拉性能试验研究

针对锌铜合金熔点较低（约460℃±10℃）、高温下热铸锚节点容易失效的问题,对预应力钢绞线热铸锚节点进行了高温抗拉性能试验,获得了高温下试件的破坏模式和抗拉承载力,提出了钢绞线热铸锚节点在高温下极限抗拉承载力计算公式,以及在各荷载比下的临界温度,可用于钢绞线热铸锚节点的抗火承载力验算与防火保护层厚度设计. 试验研究表明,温度低于200?℃时,破坏模式为钢绞线断裂;温度高于200?℃时,破坏模式通常为钢绞线滑脱. 温度为150~440?℃时,钢绞线热铸锚节点的极限抗拉承载力随温度升高而降低,287?℃、340?℃、392?℃和425?℃时的极限承载力分别为常温时的77.3%、39%、35.2%和10.5%.     

基于个人舒适系统杭州住宅冬季热舒适与能耗

为揭示该地区个人舒适系统(PCS)作用下的居民冬季热舒适特征和供暖能耗需求,以杭州市为对象,采用问卷调研和入户现场实测的方式得出冬季住宅开窗、遮阳、使用空调和PCS等典型热环境组合调节模式以及典型供暖模式和居民活动状态组合下的热舒适特征;在此基础上模拟得到冬季室内热舒适和供暖能耗特征。结果表明,冬季“无设备+静坐”“、空调+静坐”“、PCS+静坐”“、无设备+家务劳动”“、空调+家务劳动”、“PCS+家务劳动”等6种工况下的冬季中性温度分别是17.3、18.8、16.4、15.7、15.7、13.9℃,舒适温度区间分别是14.3～20.3℃、17.1～20.5℃、14.4～18.4℃、13.7～17.8℃、13.3～18.1℃、11.0～16.9℃。冬季室内热舒适水平受热环境调节模式影响较大,客厅在室舒适时间占比在43.74%～80.21%之间,卧室在室舒适时间占比均为70%以上。使用空调与PCS供暖时,典型建筑在冬初冬末的供暖能耗强度是1.28 kWh·m^-2,在严冬的供暖能耗强度是13.06 kWh·m^-2。     

水泥基材料热湿耦合传输性能

通过大气环境下水泥基材料热湿耦合传输试验,考察了温湿度梯度对湿传输、温湿度分布的影响。试验结果表明,湿传输随着温湿度梯度的增大而加快,且温度梯度比湿度梯度对湿传输的影响大;温度梯度比湿度梯度对温度分布的影响大;温湿度梯度对相对湿度分布的影响都比较大。因此,在水泥基材料热湿耦合传输过程中,水泥浆的湿传输比砂浆快,且应考虑热传输对湿传输的影响,但湿传输对热传输的影响可以忽略。计算结果表明,热湿耦合传输模型对水泥基材料具有较好的适用性。