受限空间锂离子电池热失控热传递仿真研究

为探究锂离子电池在航空运输等受限空间条件下的热失控热传递来源及占比,以正极材料钴酸锂(LCO)的18650型锂离子电池(100%荷电状态)为研究对象。通过ANSYS Fluent软件建立锂离子电池热失控热传递模型,将第1节电池及其热失控产生的热解气体作为热源,通过辐射传热和对流换热对第2节电池进行加热至热失控。研究结果表明:第2节电池达到热失控温度时,电池内部副反应产热占总能量的30.01%;第1节电池热失控产生的气体燃烧为第2节电池热失控提供能量,且占总能量的5.64%;第2节电池达到最高温度时,电池内部产热占比87.39%,气体燃烧提供的能量占比为1.76%;热解气体的燃烧虽然加速第2节电池的热失控进程,但提供的能量所占比例较小。

小学科学课堂过程性评价设计与应用研究——以苏教版五年级“热传递”单元为例

过程性评价作为一种目标与结果并重的评价方式,强调学生在学习过程中的思考、理解,支持学生自主学习和合作学习,促进学生全面发展。将过程性评价融入科学教学中是发挥其作用的前提。通过分析过程性评价的定义和目的,探讨促进学习的评价理论和反馈理论对过程性评价的启示,总结提炼过程性评价的要点,结合文献综述和《义务教育科学课程标准(2022年版)》中的过程性评价方式,提出了实施过程性评价的五大环节。为了验证过程性评价的效果,以苏教版五年级“热传递”单元为例,设计了过程性评价方案并加以实验。实验结果表明,该方案能提高学生对知识概念的理解水平,对学生学习有积极作用。在具体实施过程中,需要重视教学设计,明确每个活动和问题的设计意图;注重培养学生的评价能力;同时提升教师的教学技能和过程性评价意识。

基于热传递减法集对势的区域水资源承载力评价

为有效评估区域水资源承载力系统演变特征并诊断脆弱性影响因素,引入物理学热传递思想,在集对分析传统减法集对势基础上进一步深化确定性项和不确定项之间的势差概念,构建了基于热传递减法集对势的区域水资源承载力评价方法,并应用于安徽省江淮丘陵区。结果表明:2011—2018年安徽省江淮丘陵区除合肥市外,其余地市水资源承载力水平整体有所改善,合肥市水资源承载力等级较低;人均水资源量、产水模数、生态用水率等因素是影响安徽省江淮丘陵区水资源承载力变化的重要脆弱性因素。整体而言,本文计算分析结果与传统减法集对势及半偏减法集对势计算结果基本一致,这表明构建的基于热传递减法集对势的水资源承载力评价方法计算结果合理有效,且丰富和发展了集对势的内涵,可为开展区域水资源承载力评价及脆弱性因素识别提供新的研究途径。

电热织物系统热传递模拟及其参数设计

为保证电加热服装的舒适性与安全性,并为其优化设计提供参考,通过Comsol软件建立了包含皮肤层的电热织物系统传热模型,考虑了热传导、热对流、热辐射3种传热方式,进行了多物理场耦合模拟。将模拟的瞬态结果与实验数据进行对比发现,二者随时间变化的温度曲线相近,且实时温度和最终温度相对误差均低于4%,说明模拟值与实验值之间具有良好的吻合性。通过该数值模型进行了稳态的参数化研究,拟合了皮肤温度与环境温度、风速、发热片加热温度、服装内外层热阻之间的线性关系,建立了皮肤温度预测模型,并应用模型设计电加热服装的相关参数。本文研究结果可为特定使用环境下电加热片的设计与选择提供理论参考。

拉毛针织面料热传递性能的有限元仿真

为探究拉毛针织面料的毛羽对面料热传递性能的影响规律,提出了一种预测拉毛针织面料热传递性能的方法,建立了针织线圈-毛羽层模型,在此基础上对拉毛针织面料的热传递性能进行有限元仿真分析,并通过实验验证模型的有效性。首先对实验面料进行测量,得到织物的几何结构参数,利用SolidWorks专业建模软件建立织物的针织线圈结构,利用ANSYS DesignModeler建立织物的毛羽层;然后借助有限元分析软件ANSYS Fluent,根据模拟环境设置边界条件,进行迭代运算,得到该模型的温度分布云图;最后将仿真模拟的结果与实验测试结果进行对比,对模型的有效性进行验证。研究结果表明:拉毛针织面料的模拟热阻值与实验热阻值相关系数接近0.993,最大差异小于17.7%,表明该有限元模型具有一定的可行性;拉毛针织面料的表面毛羽密度越高,织物的热阻值越大,但是毛羽密度达到一定范围后,织物热阻值发生较小变化。

基于图像识别技术的透明土热传递特性分析

为揭示透明土材料传热特性,基于透明土立柱试验、灰度像素图像及热红外图像技术,建立归一化像素强度与温度对应关系。在此基础上,分析顶部传热和底部传热2种传递方式下透明土的热传递规律。结果表明:通过建立归一化像素强度反映透明效果,发现透明度与透明土温度之间存在线性关系,随着温度的升高,透明土透明效果先增强再减弱。在顶部加热时,透明土柱呈现不均匀传热特性,边缘温度带呈现圆弧状不规则波动,热量核心区域范围更大;底部加热时,透明土柱受热均匀,边缘温度带较为平整且呈现条带状,热量核心区域较小。透明土顶部加热较底部加热的热传递效率更快。无论何种传热方式,加热点处透明土温度在持续加热下呈非线性变化特征,且越靠近热源,该现象越显著。

玉米储藏结露过程中质热传递规律研究

模拟实仓储藏时存在的温差,以水分含量为14%的黄玉米郑单958为对象,将其放置于专制的可采用低温空腔输入冷空气,高温空腔输入热空气的模拟仓内,在5℃(25℃~30℃)温差条件下进行储藏研究,低温壁面、中间部位及高温壁面的粮温分上、中、下3层分析,每一层取3个温湿度传感器记录数据的平均值,研究分析温湿度及水分含量的迁移变化规律。结果表明:5℃(25℃~30℃)温差下在26 h左右发生结露,会有微气流运动,气流运动带动湿热扩散,湿热从高温区域向低温区域进行迁移和再分配,进而影响粮堆温湿度和含水量的变化,若不及时处理,即使5℃小温差,当水蒸气达到饱和状态,水汽凝结成水滴附着在粮粒表面,就会发生吸湿结露现象。

经纬异质服用机织物的热传递模拟

为研究经纬异质机织物的热传递性能,运用ComsolMultiphysics软件进行有限元分析并建立三维模型,还原织物真实的组织。建立了棉分别与羊毛、麻及涤纶三种纤维交织的三维模型,并计算热通量,进行结果对比,由此比较三种织物的传热性能。比较得出棉-羊毛织物的保暖性能最好,棉-麻与棉-涤纶织物的保暖性能较差且较接近。

金属凝固前沿热传递系数变化规律的探讨

分析了金属凝固过程中界面热传递的 4个阶段及在各阶段热传递的机理 ,推导出界面热传递系数在各个阶段的表达式。通过分析文献实验数据 ,得出了在整个凝固过程中热传递系数与空气隙成反比的半经验耦合表达式。

面条干燥过程的湿热传递机理研究进展

干燥是挂面生产过程中较难控制的加工工序。干燥工艺不合理易造成产品质量问题,而水分和热量传递是影响挂面质量特性的重要因素。该文主要介绍了挂面干燥过程水分和热量的传递规律、机理和数学模型等研究结果,分析了水分传递研究的方法和水分分布的测定方法。综合分析认为,挂面干燥过程研究应进一步关注水分和热量传递机理以及湿热传递数学模型的研究。

脉冲激光加热薄膜微尺度热传递研究进展

短脉冲激光显微微加工因其具有制作高精度微结构的能力和其在现代微制作技术中的应用,微尺度薄膜热传递的研究受到极大关注,近年来对薄膜结构高频加热的研究迅猛发展。本文对十年来薄膜微尺度热传递的相关研究进展做了简要评述。

消防服衣下空气层热传递机制研究进展

空气层热湿传递机制的研究不仅可为更加准确的实验室热防护性能测试提供指导,也可提高消防服热湿传递数值模拟的精确度。在阐述了热防护性能测试中空气层的作用以及空气层热传递机制和空气层热传递模型的研究现状的基础上,分析了服装与人体之间空气层微气候的特征,从热传导、对流换热和辐射换热3个方面总结了空气层的热传递机制,提出不同条件下空气层传热模型建立的基本思路,并对未来消防服衣下空气层热传递机制的研究动向作出了预测。

织物结构参数对热传递性能的影响

选择几种不同组织结构的试样,探讨了织物结构参数,如厚度、平均浮长、覆盖系数对织物热传递性能的影响,利用相关性分析的方法,得到织物热传递性能随织物结构参数变化的规律。结果证明:织物厚度的增加,会使织物的克罗值增大,但是增大的幅度在减小,增大到一定程度后有减少的趋势;平均浮长愈长,织物的克罗值愈大,但增大的幅度逐渐减小,平均浮长过大,克罗值反而减少;随着覆盖系数的增大,织物的克罗值随之减小,织物的热传递性能随之增加;随着覆盖系数的减小,织物的克罗值相应增大,热传递性能随之减小。

着火油罐辐射热传递过程实验研究

通过对直径D=1 m、 1.5 m、2.7 m全掀顶油罐着火特性实验研究,分别得出汽油、柴油的火焰形状,及距油罐1D、1.5D的火焰辐射强度和温度动态分布数据,对直径1 m的相邻油罐,得出在火灾辐射场中其壁面温度分布和罐体内部压力及温度动态变化曲线,研究内容对修订我国相关消防规范和工程设计提供参考,同时为开展数值模拟提供参照标准。

纺织品热传递有限元分析

根据纺织品热传递的基本原理及有限元方法的求解过程,结合具体实例介绍了有限元方法在纺织品热传递过程中的实际应用,并利用有限元软件模拟热传递过程计算迅速的特点,对影响纺织品热传递的因素进行了系统分析。为了验证理论分析的正确性,在人工气候室进行了相关的实验,发现理论结果与实验数据有良好的相关性。

热传递规律对广义卡诺循环性能的影响

基于较一般的热传递规律,研究传热的不可逆性对广义卡诺循环性能的影响,导得循环的最优构形及基本优化公式。由此讨论了不同热传递规律下,广义卡诺循环所具有的共同特性和主要差别,尤其对三种常见的热传递规律下循环的最优构形作了较详细的讨论。

基于单片机的织物动态热传递性能测试装置

针对织物接触冷暖感的客观评价问题,开发了1台基于单片机的织物动态热传递测试装置。该装置能模拟织物接触人体时的热交换过程,通过单片机实时测试织物表面温度对时间的变化来表征织物的动态热传递性能。从理论上分析了测试装置的测试参数与织物接触冷暖感的关系,并使用该装置对棉、毛、丝、麻4种织物的动态吸热曲线进行测试。试验结果表明,织物的原料、结构参数不同,其吸热曲线也不相同。这种装置可用于客观评价织物的接触冷暖感,并具有良好的测试精度及重复性。

手臂三维热传递的有限元分析

联合Pennes方程和W-J方程,建立了基于解剖学的人体手臂三维热传递的分析模型,并利用有限元分析法对三维稳态温度场进行了数值模拟,着重分析了组织的血液灌注率、代谢产热、环境温度和空气对流换热系数等因素对生物组织热传递的影响.结果表明:血液灌注率对保持体温的稳定有重要作用.研究结果对分析人体体表温度分布特征的形成机制具有重要的指导意义.

应用ABAQUS的织物热传递有限元分析

为拓展机织物热舒适性设计、评估和优化的思路,提供一种有效预测织物热阻的方法,基于织物的三维模型及传热学理论,对织物系统进行一维热传递的数值模拟,得到织物传热过程中的温度分布特征。利用显微图像及切片技术获取织物几何结构参数,建立平纹织物的几何模型,并与纱线周围静止空气装配,构成织物系统的三维模型,借助有限元分析软件ABAQUS,根据模拟环境设置边界条件与相互作用,计算模型的数值解。最后通过模拟皮肤散热的恒温平板实验,对数值模拟结果进行验证,结果显示:织物外表面温度的模拟值与实验值随时间变化的一致性较好,理论热阻值与实验热阻值相对误差为3.9%,二者吻合度较高。

仿真丝织物与真丝织物的热传递有限元仿真

为在织物设计时评估、优化织物的热舒适性,提出一种有效预测克罗值和织物表面温度变化的方法。文章采用规格相近的仿真丝和真丝织物,通过VHX-5000显微镜测量织物试样,得到纱线的几何结构参数,并考虑织物周围的空气,借助Auto CAD软件建立织物系统的三维有限元模型;借助有限元软件ANSYS,设置载荷和边界条件,求解仿真数值;并将有限元仿真结果与实验结果对比。结果表明:织物仿真克罗值与实验克罗值相对误差在5%以下,证明有限元仿真的可行性,为改善仿真丝织物的热传递提供了理论方法;相近的织物规格下,粘胶仿真丝与真丝织物克罗值相差不大,并远大于涤纶仿真丝织物。