回收发动机余热的球内对称凝固过程参数分析

利用适当的相变材料,贮存汽车发动机冷却系统的低品位热能,能改善汽车低温环境下的冷启动。以球作为贮能单元,建立了球体内对称凝固过程的数学模型,并用Lighthill奇异摄动法给出了球体内对称凝固问题的近似分析解。以Ba(OH)2·8H2O为相变材料,得到了相变介质的温度分布规律,相变界面、冷却介质温度随凝固时间的变化规律,还讨论了球囊半径、外部冷却介质的对流换热系数对凝固过程的影响。从理论上证明了相变贮能装置用于回收发动机余热,改善车辆冷启动是可行的。

建筑一体化太阳能烟囱的通风性能研究

针对广州地区的二层别墅,在其南外墙和南向屋顶设置竖直和沿屋顶倾斜的串联太阳能烟囱,并对其通风性能进行了研究。就烟囱的总长和宽度、二层入口倾斜角度及倾斜段与竖直段长度比例等几何因素对其通风性能的影响进行了模拟计算。计算显示,随着烟囱长度的增加其通风性能随之增强;随着太阳能烟囱宽度的增加,烟囱流量先增大后减小,存在一个通风的最优长宽比,约为12:1;二层入口向下倾斜时,随着角度的增大,烟囱流量先增大后减小,最优倾角为4°;总长固定时,倾斜段与竖直段长度比例同样影响烟囱流量,按照建筑规范,建筑层高取规范最大值时烟囱流量最大。

空调室外机气动与声学特性的研究进展

空调室外机噪声包括机械噪声、电磁噪声和气动噪声,其中机械噪声和电磁噪声在常规状态下影响较小,气动噪声是空调室外机风道系统的主要噪声。本文回顾了国内外关于空调室外机气动噪音的研究历史与现状,结合文献着重从数值模拟、试验研究以及模态分析几个方面进行了分析。经过分析总结,提出了进一步降噪需要开展的工作。

蒸汽喷射泵式蓄热器的动态压力分析

建立了适用于工程应用的蒸汽蓄热器放热压力的数学模型 ,并进行了动态仿真计算 ,计算结果和实验测得值的比较表明 ,该模型能正确反映蓄热器放热过程的动态特性。将喷射泵引入蒸汽蓄热系统 ,建立了蒸汽喷射泵式蓄热器系统的数学模型 。

绕汽柱热毛细对流的稳定性分析

本文根据非平衡热力学理论,选取熵产作为F函数,以熵产随时间的变化率作F函数,采用Liapounov稳定性分析方法用数值法对绕汽柱热毛细对流进行了稳定性分析,得到了不同参数组合下的临界Marangoni数,并以工质水为例,得到了不同情况下的临界热负荷。

空调室外机气动与声学特性的数值分析

采用CFD模拟方法对空调室外机风道系统进行了模拟计算。根据计算结果分析了室外机风道系统的流场,比较了不同声源下的噪声频谱,从而得出不同声源对噪声的影响。同时,根据流场的分布,分析了中隔板上的噪声,并提出了降低噪声的方法。

石墨烯填充对不同聚合物导热性能和热稳定性的影响

为研究同一制备方法下石墨烯质量分数对不同聚合物导热性能和热稳定性的影响,通过熔融共混法制备了石墨烯/聚酰胺(GE/PA6)、石墨烯/聚丙烯(GE/PP)、石墨烯/高密度聚乙烯(GE/HDPE)3种聚合物复合材料。结果表明,石墨烯能有效提高3种聚合物导热性能,当填充石墨烯质量分数达到10%时,PA6导热系数从0.32 W/(m·K)提升至1.30 W/(m·K);GE/PP导热系数从0.37 W/(m·K)提升至1.15 W/(m·K)、GE/HDPE导热系数从0.62 W/(m·K)提升至1.13 W/(m·K)。对制备的石墨烯聚合物复合材料进行热重分析。将纯聚合物与石墨烯质量分数1%,5%,10%的石墨烯聚合物复合材料对比,PA6的热稳定性逐渐提升,PP、HDPE的热稳定性先降低后升高。

天然橡胶热解产物反应机理研究

针对天然橡胶初级热解(300～550℃)过程中的主要产物异戊二烯单体和二聚体-1,4-二甲基-4-乙烯基环己烯进一步热解生成小分子气体的生成机理展开研究,采用密度泛函理论对各个反应进行了模拟计算,得到了相关热力学参数焓变、自由能变以及动力学参数反应势垒;用Aspen plus建立一维裂解反应器模拟实验过程,得到产物分布情况。结果表明:单体的主要反应路径为氢基与单体之间的取代反应,主要产物为氢气,反应活化能为5.68kJ/mol,与通过热裂解工艺过程预测的产物分布结果相符;二聚体主要通道是先发生开环反应,然后与甲基发生取代反应,主要产物为甲烷,反应活化能为354.48kJ/mol。研究结果可为废旧轮胎的气化回收利用提供重要的理论依据。

内通流体套管式潜热蓄热器充放热过程的实验分析

通过建立与工业实际相似的加肋同心套管式潜热蓄热器模拟实验台,对潜热蓄热器内通流体时的充热、放热过程进行了实验研究。实验得出了流体的出口温度、充热量和放热量随时间的变化规律。

微重力下绕汽柱热毛细对流的渐近分析

用渐近线方法求得了微重力条件下绕汽柱稳态热毛细对流的近似解析解，得到了液体区域的温度场、速度场及界面形状的表达式。通过数值模拟，得到了有关无量纲参数对热毛细对流的影响规律。

绕汽柱热毛细对流的数值模拟

本文建立了一个在常重力及微重力情况下绕汽柱热毛细对流的数学模型，并采用有限差分法来积分非稳态动量方程和能量方程，得到了不同参数下热毛细对流的数值解．通过数值模拟，得到了不同参数下热毛细对流的速度矢量场，了解了有关无量纲参数对热毛细对流的影响规律．得出结论：热毛细对流不仅在微重力条件下存在，即使在重力场中，在特定情况下也是不能忽略的。

微重力下绕汽柱Marangoni对流的流场及温度场分析

针对在沸腾现象中出现的汽柱现象,抽象出单个汽柱,建立了绕汽柱Marangoni对流的物理模型和数学模型。采用涡量—流函数,利用有限差分法数值模拟了微重力条件下绕汽柱Marangoni对流,得到了汽柱附近液体区域的温度场和流场分布,并进一步分析了无量纲参数Ma、Pr对Marangoni对流的作用规律。结果表明:汽柱汽 液界面上温度梯度的存在,诱发了Marangoni对流;Marangoni对流随着Ma数的增大而在整个液体区域内扩展增强,导致温度分布的非均匀程度愈强烈;Pr数愈大,整个液体区域内的Marangoni对流有减弱趋势,温度分布的非线性程度减弱。这一结论为太空临界热控制提供了一定的理论基础。

重力条件下绕汽柱Marangoni对流的研究

针对在沸腾现象中出现的汽柱现象,抽象出单个汽柱,建立了绕汽柱Marangoni对流的物理模型和数学模型。采用涡量-流函数法,并利用有限差分法数值模拟了常重力条件下绕汽柱Marangoni对流,得到汽柱附近液体区域的温度场和流场分布,并进一步分析了恒温壁面处的换热规律。结果表明:在常重力场中,一定条件下的Marangoni对流对流动和传热的影响不容忽视,当浮力对流与Marangoni对流同向时,二者的相互促进使流动较微重力场显著增强,从而导致恒温壁面处的换热增强;当二者反向时,二者的共同作用使流动削弱,恒温壁面处的换热也相应被减弱。

用于车辆冷启动的球内凝固参数分析

以球作为贮能单元,建立了球体内凝固过程的数学模型,并用Lighthill奇异摄动法给出了球体内对称凝固问题的近似分析解,以Ba(OH)2·8H2O为相变材料,得到了相变介质温度、冷却介质温度、球囊半径等随时间的变化规律,同时还讨论了对流换热系数对凝固时间的影响,从理论上证明了相变贮能装置用于车辆冷启动是可行的。

传热学课程的研究型教学

研究型教学法是一种训练学生研究能力和提升教师研究水平的综合性教学方法。以传热学课程为例,从对教师和学生这两个教与学的行为主体的要求出发,阐明了要有效实施这种教学方法,需要从教学原则、教学观念、教学模式、课后作业、对学生的评价、学生的研究性学习等方面进行改进。

蒸汽喷射泵式蓄热器实验研究

运用实验方法首次对蒸汽喷射泵式蓄热器进行了实验研究。实验结果表明 :和常规蓄热系统相比 ,蒸汽喷射泵式蓄热器具有较强的锅炉负荷平衡能力 ;能有效提高蓄热器单位水容积的蓄热量 ,并具有较强的锅炉负荷调节能力 ,可取代常规蓄热系统中的电动调节阀 ,在实际应用中进行负荷调节。

生物质成型颗粒燃料燃烧特性的试验研究

该文利用热重分析仪对玉米秸秆、木屑、混合木屑三种生物质成型颗粒燃料进行了理论分析,分段比较了三种颗粒燃料的燃烧特点及各段表观活化能和频率因子的热化学动力学参数,分析了成型处理工序对生物质燃烧特性的影响。结合颗粒燃料在燃烧炉中的实际燃烧特点,明确了影响颗粒燃料燃烧适应性的主导因素是挥发分的析出和燃烧速率,由此为改良低质颗粒燃料、提高燃烧炉适应性提出了指导性建议。

污水换热器流态化在线防、除垢实验

采用污水源热泵供暖空调是节能减排的有效途径,但换热器结垢问题尚未得到有效解决。本文将固液流态化除垢技术应用到污水源热泵换热器的防、除垢中,并设计了一套污水换热器流态化除垢系统。该系统以沙粒作为除垢颗粒,通过理论分析和实验验证相结合的方法,研究了固液流态化除垢的最佳流速、除垢能力、强化换热效果及减少磨损的最佳工作参数。实验结果表明;当换热管内污水流速达到0.87m/s时,直径2~3mm沙粒可流化,沙粒循环回收率达到95%,实现了污水换热器在线清洗;沙粒对壁面的碰撞力可有效去除换热管壁的软垢及铁锈,除垢效果明显;该除垢系统持续运行24h后,污水换热器传热系数提高了25.6%;沙粒体积分数为4%,流速为扬动流速,是减少磨损和保证除垢效率的最佳工作参数。

量热式酶生物传感器及其环境监测应用

量热式酶生物传感器应用于环境现场快速检测及实际试样具有优势。介绍了量热式酶生物传感器的量热检测和热放大原理以及组成、测试装置等关键技术,其中热放大的应用可从根本上提高检测的灵敏度和水平;综述了量热式酶生物传感器应用于农药残留和重金属检测涉及的酶源、富集处理等环节;结合最新的研究成果,分析并展望了量热式酶生物传感器在农药残留和重金属等环境监测领域的应用。

换热面上颗粒污垢生长特性的数值模拟研究

针对颗粒污垢在换热器中存在的沉积问题,本文采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,借助Fluent软件,对换热面上颗粒污垢生长特性进行数值模拟,模拟了二氧化硅颗粒在圆管内的沉积过程,并结合相关经验公式,建立颗粒污垢剥蚀模型。模拟结果表明,二氧化硅颗粒在流速、入口温度和管壁粗糙度这3种运行工况下,其污垢热阻先增加后趋于平稳,一段时间后达到一个渐近值。随着流速的增加,颗粒结垢速率和污垢热阻渐近值逐渐减小;随着入口温度的增加,污垢热阻渐近值逐渐减小;随着管壁粗糙度的增加,污垢热阻渐近值和达到渐近值的时间都逐渐增大。因此,通过增大流速和入口温度,减小管壁粗糙度,可减小换热面上的颗粒污垢热阻。该研究为实际生产过程中的抑垢和除垢技术提供了理论参考。