热害矿井气流与围岩热交换的数值模拟

为了研究热害矿井中的气流与围岩热交换问题,基于热力学理论建立了气流与围岩热交换的数学模型,并采用METLAB对数学模型进行求解。计算和实验对比结果表明,在通常情况下闹岩中温度场和温度矢量的分布是对称的,气流速度会明显影响温度的分布．但不会改变温度场的对称分布状态。巷道的温度会随着气流速度的增加而降低,但并没有急剧减小,因此风速的确定应与矿井通风相结合。     

Experimental study of heat transfer of ultra-supercritical pressure water in vertical upward internally ribbed tube

Under ultra-supercritical pressure, the heat transfer characteristics of water in vertical upward 4-head internally ribbed tubes with a diameter of 28.65mm and thickness of 8mm were experimentally studied. The experiments were performed at P=25～34MPa, G=450～1800kg/(m2·s) and q=200～600kW/m2. The results show that the pressure has only a moderate effect on the heat transfer of ultra-supercritical water when the water temperature is below the pseudocritical point. Sharp rise of the wall temperature near the pesudocritical region occurs earlier at a higher pressure. Increasing the mass velocity improves the heat transfer with a much stronger effect below the pesudocritical point than that above the pesudocritical point. For given pressure and mass velocity, the inner wall heat flux also shows a significant effect on the inner wall temperature, with a higher inner wall heat flux leading to a higher inner wall temperature. Increasing of inner wall heat flux leads to an early occurrence of sharp rise of the wall temperature. Correlations of heat transfer coefficients are also presented for vertical upward internally ribbed tubes.     

浸没水射流冷却过程热流密度的导热反问题计算方法

基于单点测温、常热流假设,任意未来时间步长的导热反问题算法求解浸没水射流冷却过程的热流密度;采用有限容积法离散方程,附加源项法处理边界条件。表面施加三角形热流的经典算例验证了算法的正确性。水冷实验数据分析结果表明:射流能提高热流密度和临界温度,缩小过渡区温度区间。     

具有储能功能的聚氨酯固-固相变材料的研究

以高分子量聚乙二醇(PEG)为软段,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)、1,4-丁二醇(BDO)为硬段,采用两步溶液法合成了一种具有固-固相变储能性能的聚氨酯材料,通过差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、广角X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)等手段分析了该材料的形态结构和相变行为,并对其储能机理进行了初步探讨。结果表明:该聚氨酯型相变材料具有良好的储热性能,相变焓较大,相变温度适中,热性能稳定,相变过程中不产生液体,其相变实质是聚氨酯软段PEG由结晶固态转变为非晶固态的过程。     

解高维热传导方程的一个新的高精度显格式

对4维热传导方程构造了一个高精度显式差分格式,格式的稳定性条件为r=Δt/Δx2≤5/176,截断误差阶达到O(Δt2+Δx4).     

热电热泵与热虹吸管组合的新型热水器的研究

研究了一种热电热泵与热虹吸传热组合的新型快热式热水器.首先,以丙酮为工质,以挠性不锈钢波纹管为蒸汽管和冷凝液管,对一种新型的平板分体式热虹吸装置进行了实验研究,得到了最佳充液率、表面温差分布等性能参数.在此基础上,将热虹吸装置、热电制冷模块、内翅片平板型散热器等进行系统组合为一种新型快热式热水器,对系统各部件的匹配进行了优化,并对各环节进行了传热强化.参照相关技术标准,建立了样机性能测试系统,样机比普通电热水器节省电耗38%以上.该组合型样机具备双循环型热电热泵热水器节能、环保、安全等优势,但比后者系统更为简化,并消除了制约系统整体寿命的瓶颈,更具备技术优越性和应用便利性.     

MgH2-X(X=Si,Ge,Sn,Pb)体系解氢能力的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,研究了MgH2-X(X=Si,Ge,Sn,Pb)合金化体系的能量、几何与电子结构.负形成热的计算发现:合金化元素X在镁氢化合物(MgH2)中少量固溶时,体系相结构稳定性变差,预示着解氢能力得到改善.电子态密度(DOS)与电子密度的进一步分析发现:镁氢化合物X合金化后,X与其周围的H原子相互作用不明显,而Mg-H之间的成键作用减弱.体系Ge合金化解氢能力增强的理论计算与实验结果一致,预测Si,Sn,Pb少量固溶于MgH2能提高体系的解氢能力.     

预应力混凝土梁桥温度效应分析

温度效应是引起混凝土桥梁裂缝产生的重要因素之一.为研究不同工况下混凝土梁桥的温度效应,通过有限元软件ADINA对梁体在浇筑水化热、日照温差两种工况下的温度场进行模拟,结合某预应力混凝土梁桥实桥跟踪试验温度实测值进行对比分析,并计算出温度应力对结构的影响.结果表明:有限元计算结果与现场实测结果较为一致.混凝土T梁浇筑时,...     

纳米材料在热管中的应用

在普通热管的工质(水)中分别加入ZnO,SiO2,Al2O3和TiO2纳米粉制成了4根新型热管与1根普通热管,共5根热管,均由铜管制成,长度为800 mm,外径12 mm,内径为10 mm,加入水10 mL.在相同的实验条件下研究了这5根热管的启动性能、管壁温度以及输出热量,并对其物理机理进行了探讨,得出如下结论:新型热管比普通热管启动速度快,管壁温度低,换热性能好;加入的纳米粉的尺寸越小,热管的换热性能越好;在一定范围内,纳米粉加入的量越多,热管换热性能越好,但是超过一定量后,会使热管换热性能变差.     

定温加热下微石英管内部换热特征的实验研究

以蒸馏水为工质,流过内径分别为242μm,315μm和520μm石英管,采用饱和水蒸气来加热石英管,实现定温加热以研究石英管内部的换热．根据饱和水蒸气的压力来确定石英管外壁的温度值,实现了定温加热与温度测量的同步．实验得到了雷诺数RP在100-6000变化时的努谢尔特数Nu,并与经典的层流、过渡流及紊流换热准则方程式进行了对比．实验结果表明,在Re较低时,微石英管内部的Nu低于常规经典的换热准则方程式的解,但RP增加到16001900时,微石英管内的Nu与过渡流准则方程式的解基本一致;当RP增加到3500～5000时,微石英管内部换热的Nu达到常规尺度下的紊流换热方程式的解．