煤矿乏风蓄热氧化过程数值模拟

建立蓄热氧化炉的三维单通道简化模型,利用FLUENT软件对煤矿乏风蓄热氧化过程进行数值模拟,分析甲烷体积分数、燃烧室温度、蓄热体温度、排烟温度及蓄热室温度效率等参数的动态变化规律。结果表明,在甲烷体积分数0.8%,进口温度27℃,进口流速1 m/s,两侧蓄热室高1.5 m,燃烧室长1.8 m,换向周期60 s的条件下,随着运行时间的增加,蓄热体温度、排烟温度及蓄热室温度效率都呈现出先缓慢后剧烈最后趋于稳定的变化规律;甲烷开始反应的位置不断地向蓄热体内移动。蓄热氧化炉稳定运行时,燃烧室的温度约1063℃,排烟温度约375℃,蓄热室温度效率约65.1%。在蓄热氧化炉设计时应充分考虑甲烷在蓄热体内反应放热对蓄热室传热性能和设备安全的影响,并采取高温烟气旁通等可靠的调温措施。

转折角对Z形通道印刷电路板式换热器中二氧化碳流动与换热特性的影响

针对超临界二氧化碳气冷堆核电系统中Z形通道印刷电路板式换热器的优化设计,通过数值模拟研究转折角对印刷电路板式换热器中二氧化碳流动和换热特性的影响规律,分别拟合出摩擦因子和努塞尔数的计算关联式,分析传热过程的热阻,并讨论换热器的综合性能。结果表明,摩擦因子和对流换热系数均随转折角的增大呈抛物线规律增长,在转折角小于20°时增长较慢。导热热阻占总传热热阻的4.16%~16.02%,并随二氧化碳质量流率和转折角的增大而升高,在印刷电路板式换热器的传热计算中,不应被忽略。随着转折角的增加,通道中努塞尔数的增长幅度小于摩擦因子的增长幅度,传递相同热量的泵送功率增大,但所需换热面积减小,换热器的制造成本下降,实际应用中需进一步通过技术经济分析以选取最佳转折角。为了控制通道中流动阻力占进口压力的比例,转折角以不超过20°为宜。

翼型印刷电路板式换热器的流动与换热特性

换热器是液化天然气(LNG)运输使用过程的关键设备,印刷电路板式换热器具有体积小、耐高温高压等优点,可以作为该过程的汽化器,其流动换热特性对天然气汽化过程有着显著影响。因此,本文采用数值模拟的方法,以LNG为流动工质,建立NACA0020翼型换热器模型,研究翅片的不同交错间距和垂直间距对换热器流动换热性能的影响。研究结果表明,翅片交错排列的综合换热性能优于翅片并排布置,翅片交错间距Ls = 3 mm时,换热器的流动换热性能最好。随着垂直距离的增大,换热器的流动换热性能增强。将翼型印刷电路板式换热器与箭鱼型印刷电路板式换热器的模拟结果进行对比分析表明,箭鱼型印刷电路板式换热器具有更好的减阻效果,并且其综合换热性能比翼型印刷电路板式换热器更好。

蜂窝陶瓷换热器的预热特性

针对高温烟气和空气通过堆积蜂窝陶瓷蓄热体的换热过程,基于单孔蓄热体模型,通过数值模拟研究了流速和换向时间对预热过程中流体温度、蓄热体温度的演变过程,以及换热稳定后所达温度效率的影响。结果表明,在高温烟气进口温度1123.15 K、空气进口温度313.15 K的条件下,当换热时间为60 s时,随着迎面风速从0.75 m/s增加到1.5 m/s,放热期末空气出口温度从1083.83 K下降到1055.05 K,温度效率从95.15%下降到91.59%;当换向时间为90 s时,随着迎面风速从0.75 m/s增加到1.5 m/s,放热期末空气出口温度从1076.25 K下降到1040.37 K,温度效率从94.21%下降到89.78%。在相同的迎面流速下,换向时间越短,蓄热期烟气出口温度越小,放热期空气出口温度和温度效率越高;在相同的换向时间下,进口流速越大,蓄热期烟气出口温度越高,放热期空气出口温度和温度效率越低。蜂窝陶瓷蓄热体中换热过程的热惰性很强,需要经历较长的时间才能趋于稳定。

电动汽车电池热管理系统综述

动力电池是电动汽车的主要部件,电池热管理技术是动力电池发展的重要制约因素。动力电池在工作过程中会不断产生热量,为避免热量堆积造成热失控,需要合适的热管理系统给电池散热。高效的电池热管理系统通过对锂离子电池进行热管理而提高电池的运行效率,并提高电池的安全性、可靠性,减缓电池的老化率,延长使用寿命等。本文介绍了锂离子电池的热模型,分析了锂离子电池的生热机理、热模型以及高温对电池的影响,讨论了空气冷却系统、液体冷却系统、相变材料及耦合冷却系统的工作原理、冷却效果及其优缺点,展望了各种热管理系统的发展趋势,分析指出多种冷却技术耦合的热管理系统可以达到更好的冷却效果,有望将成为未来研究的重点方向。