高温井下测井仪热管理系统数值仿真分析

测井仪常用于勘探深层地底下的油气资源分布,面临着高温的作业环境,其内部的电子器件在高温下往往失效烧毁。因此,石油行业需要对测井仪进行热管理设计。以往研究大多通过实验的方法探究测井仪的热管理效果,难以获得影响测井仪内部电子器件温度的关键因素。文章利用数值仿真方法得到测井仪热管理系统的温度分布,与实验结果对比,仿真的最大误差不超过5%,说明模型比较准确。随后利用控制变量法研究相变材料质量、电子器件功率和井下环境温度对电子器件温度的影响,研究结果表明,相变材料质量与电子器件温度呈负相关,电子器件功率与电子器件温度呈正相关,而井下环境温度对电子器件温度的影响相对较小。

液冷服性能参数的数值模拟研究

可穿戴液冷服在使用过程中可能出现局部过冷等问题。目前,对该现象的研究大多是基于实验的液冷服设计,很少有涉及系统的优化过程。本文采用数值模拟的方法,对液冷服中的流动与传热过程进行了分析,研究了人体代谢率、入口水温、流量和管道分布对液冷服制冷效果的影响,并用工程计算验证了数值模拟的正确性。结果表明,人体代谢率、入口水温及管道布置间隔与人体表面温度成线性关系。人体代谢率每增加100 W/m^2,人体表面平均温度增加4℃;入口水温每增加1℃,人体表面平均温度增加0.5℃;管道布置间隔每增加5 mm,人体表面平均温度增加1.25℃。流量对液冷服制冷效果影响相对较小。