鱼雷罐罐体温降与内衬厚度关系特性分析

以某钢厂320 t鱼雷罐为研究对象,利用Fluent软件建立三维传热数学模型,考虑罐体物性参数随温度变化的非线性、辐射的非线性等因素,模拟实际生产状况下鱼雷罐罐体及罐壳的温度场,分析鱼雷罐内衬温度分布随时间的变化关系及工作层厚度对温降的影响。结果表明:鱼雷罐外壳温度随时间的增加而降低;初始状态时,罐体两端椎体部位温度高于中间部位的温度,14 h后内罐体椎体部位温度下降速度大于中间部位温度下降速度,这是由于罐体两端椎体部位内衬厚度小于中间部位内衬厚度,热量传递快;沿厚度由内向外方向上,温度下降幅度愈来愈小。比较模拟计算结果与现场测量的罐体外表面温度,两者吻合较好,最大误差仅为1.32%。

灰气体加权和辐射模型综合评估及分析

在O_2/CO_2气氛下,参与性介质的非灰气体辐射特性表现出不同于空气气氛下的特性,因此,非灰气体辐射模型的选择和应用在换热过程中将变得十分重要.基于统计窄谱带模型,本文综合评估近年发展应用较广的灰气体加权和(WSGG)模型.结果表明,几种WSGG模型的预测值总体趋势正确,但仍存在着一定的差别.对于发射率,Dorigon等(2013 Int.J.Heat Mass Transfer 64 863)和Bordbar等(2014 Combust.Flame 161 2435)的WSGG模型与基准模型符合较好,相对误差小于20%.与离散坐标法结合,本文求解了PH_2O/PCO_2=1,2时的一维平行平板间辐射换热问题.结果显示,由Dorigon等和Bordbar等的WSGG模型得到的辐射热源和热流密度分布的相对误差均较小(10%左右).Johansson等(2011 Combust.Flame 158893)和Bordbar等的WSGG模型具有更广的适用范围.

沸腾换热的分形分析

研究沸腾换热过程是安全、高效地利用能源的基础.简要评述了沸腾换热(池内沸腾、流动沸腾、临界热流密度和纳米流体沸腾换热)的研究进展;详细论述了采用分形理论和方法研究沸腾换热分析解的理论和方法;指出了采用分形理论和方法有可能解决其它尚未解决的有关沸腾换热的若干课题和方向.

基于统计窄谱带及关联K模型的气固非灰辐射特性研究

水蒸气、二氧化碳和烟黑是燃烧过程的重要生成产物,在燃烧过程中它们对辐射换热有着重要的影响。对于平行平板间气体的一维非灰辐射问题,采用统计窄谱带模型及关联K模型,研究烟黑颗粒对水蒸气和二氧化碳混合物非灰辐射的影响,并基于窄谱带数据库提出计算普朗克平均吸收系数的新方法。比较发现,提出的新方法简捷,其计算结果与文献结果吻合较好。

气体光谱数据库对气体辐射特性的影响

利用最新光谱数据库提出了基于数据库的普朗克平均吸收系数计算方法和逐线法,并针对一维平行平板间等温辐射传热问题探讨了逐线法(line-by-line,LBL)、统计窄谱带模型(statistical narrow-band model,SNB)和统计窄谱带关联K模型(statistical narrow-band correlated-K model,SNBCK)计算原理、计算精度和三模型间的偏离变化。结果表明,三种模型的结果吻合较好,几个数据库都比较准确。对于逐线法,表明可采用HITRAN2012(high resolution TRANsmission spectroscopic database)光谱数据库替代HITEMP2010(high-TEMPerature spectroscopic absorption parameters spectroscopic database)数据库来提高计算效率。

分形几何理论在热能与动力工程教学中的应用

分形几何理论是描述和解决复杂系统的一种新方法。在热能与动力工程专业传热学、燃烧学、流体力学等课程教学中,适当应用分形几何理论,既可培养学生的应用能力,又可激发学生的学习兴趣。

燃烧过程中气体辐射特性分析

水蒸气、二氧化碳和一氧化碳是燃烧过程中的气体生成物,对燃烧系统内的辐射换热有重要影响。比较2个窄谱带数据库参数,即Soufiani&Taine数据库和Riviere&Soufiani数据库,针对参与性气体的非灰辐射特性,采用统计窄谱带模型考察水蒸气、二氧化碳和一氧化碳3种气体的光谱透射率。结果表明,基于Riviere&Soufiani数据库的计算结果与逐线法基准解吻合较好,Soufiani&Taine数据库偏差较大。引入离散坐标法,利用2个窄谱带数据库和统计窄谱带关联K模型,研究一维、二维和三维火焰的辐射换热情况,比较发现,采用2个数据库所得的辐射热流和辐射密度差别不大,仅在温度跃变处相差较大。

基于均匀设计法的富氧底吹铜熔池熔炼炉热力学回归分析

找出系统用能的薄弱环节和造成低效率的原因,会对炼铜工业的发展造成深远的影响。本文针对富氧底吹铜熔池熔炼炉的结构特征,从热力学角度出发,依据富氧底吹铜熔池熔炼炉的冶金计算模型,结合实际的生产数据,选择富氧率、铜锍温度、烟气温度、炉渣温度、精矿种类为影响因素,基于均匀设计法,对影响富氧底吹铜熔池熔炼炉生产过程?效率的主要工艺参数进行回归分析,结果表明:在保证炉料间化学反应充分完全的条件下,富氧率和炉渣温度之间存在明显交互作用,随着富氧率或烟气温度减小,炉渣温度或铜锍温度增加,精矿品位增高,则富氧底吹铜熔池熔炼炉?效率增加,为整个富氧底吹铜熔池熔炼炉熔炼过程的节能降耗提供有利基础,并为智能集成决策提供了重要优化理论基础。

O_2/CO_2和O_2/N_2气氛下煤粉燃烧的着火性能和NO_x排放特性

采用Fluent软件模拟煤粉在O_2/CO_2、O_2/N_2气氛下的燃烧情况,对比2种气氛下煤粉的着火性能及NO_x的排放特性,并模拟O_2/CO_2气氛下氧气含量对不同粒径(18,79μm)煤粉燃烧情况的影响,重点研究煤粉燃烧的着火距离。结果表明:氧气含量相同时,与O_2/N_2气氛相比,O_2/CO_2气氛下18μm煤粉(超细煤粉)的着火距离较大,79μm煤粉的着火距离较小;在O_2/CO_2气氛下,随着氧气含量的增加,2种粒径的煤粉着火距离都减小,且当氧气含量较低时,着火距离随氧气含量变化较大,NO的析出及其峰值位置提前。

地方高校高质量研究生培养体系建设及实践——以安徽工业大学能源与环境学院为例

中国特色社会主义进入新时代,各行各业对高层次创新人才的需求愈加迫切,高质量的研究生培养体系建设成为我国高等教育领域中的重要任务。本文以安徽工业大学能源与环境学院为例,分析了学院在研究生培养过程中所面临的核心问题,并介绍了该学院在构建高质量研究生培养体系方面的实践和成果。该体系以“一融双碳三链四阶五交叉”为核心,通过创新培养模式、育人理念、培养路径和培养平台,在人才培养方面取得了显著的成效。研究生在学科竞赛、科研创新和就业质量等方面取得了令人瞩目的成绩,教研成果也交出了亮眼的成绩。这些实践和成果为其他高校在研究生培养体系建设中提供重要启示和借鉴。

O_2/CO_2气氛下煤粉粒径分布对火焰传播的影响

采用高速摄像仪记录O_2/CO_2气氛下煤粉颗粒群在石英长管内着火及火焰传播的过程,分析粒径为16,82μm煤粉按一定比例混合,在不同氧浓度的O_2/CO_2气氛及空气中着火及火焰传播特性。结果表明:粒径分布对煤粉颗粒群着火和火焰传播有很大影响,小粒径煤粉着火快,火焰长度长;小粒径煤粉与大粒径煤粉混合燃烧可以缩短煤粉着火时间,提高火焰传播速度;氧浓度提高,火焰燃烧区间增加,小粒径煤粉比例越高,氧浓度对燃烧火焰传播速度的影响越明显。

O_2/CO_2气氛超细煤粉与常规粒径煤粉混合燃烧特性

采用数值模拟方法,研究O2/CO2气氛下,常规粒径煤粉与一定比例超细煤粉混合的燃烧特性以及NOx生成特性,得到不同超细煤粉和常规粒径煤粉混合比例下燃烧室内气体温度分布、浓度分布以及污染物NOx分布.研究结果表明：采用超细煤粉与常规粒径煤粉混合燃烧可以提高煤粉着火燃烧特性,同时减少NQx的生成;超细煤粉比例提高,煤粉着火提前,燃烧速度加快,NOx的生成量降低;当超细煤粉质量分数为30%～50％时,减少NOx的生成效果明显.

混铁车外表面温度与内衬厚度关系的模拟研究

以320 t混铁车为研究对象,根据现场实测混铁车内衬厚度,采用Fluent等软件模拟计算出混铁车外表面温度,并分析混铁车内衬厚度变化对其外表面温度的影响。结果表明,混铁车外表面温度与内衬残余厚度之间存在一一对应的关系,随着混铁车使用次数的增加,内衬厚度愈来愈薄,外表面温度随之升高。此外,根据建立的混铁车外表面温度与内衬厚度之间的关系,利用红外热像技术,可实现对内衬磨损程度的实时监控。

工程教育专业认证视域下《流体机械原理》课程教学改革摭探

工程教育专业认证旨在为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证。《流体机械原理》是能源与动力工程专业的一门重要专业基础课,坚持将工程教育专业认证的“以学生为中心、以产出为导向和持续改进”的三大基本理念引入工程科技人才培养的全过程中。本文基于课程教学目标,对课堂教学模式改进、思政元素挖掘、信息化技术应用、教学评价体系变革等方面进行探索。依托学习通平台建立混合式教学模式,明晰专业人才的毕业要求,探寻“流体机械原理”课程教学改革,可望为促进能源与动力工程专业教育改革提供实践经验。

微细加热丝上沸腾换热特性分析

沸腾换热是一种高效换热方式。基于本课题组搭建的可视化池内沸腾实验台,以直径为0.1,0.2 mm加热丝上的沸腾换热为研究对象,利用高速相机与电子显微镜探究过冷状态下微细加热丝上气泡的状态,分析热流密度和过冷度对加热丝上气泡脱离直径及生长时间的影响。结果表明:在过冷状态下,加热丝上的气泡会出现4种扫荡现象,并且在气泡长大过程中出现射流现象,在热流密度3.35×106W/m2、主液体温度60℃时,直径为0.2 mm加热丝上气泡的射流现象可持续13 s;在热流密度4.53×106W/m2、主液体温度为70℃时,直径为0.1 mm加热丝上气泡出现了多射流现象;主液体温度达到70℃时,气泡扫荡现象强烈,气泡的脱离直径与生长时间均显著减小。

热辐射余热热电直接转换实验研究

以热电转换为基础,建立了热辐射余热热电转换实验系统。研究了发电片热接收面与热辐射发射源距离以及发电片冷端的冷却强度对发电效率的影响。结果表明,热辐射发射面与热接受面距离对热辐射转换率有很大的影响。当距离在1.5~2.0cm时,热辐射余热转换率略有升高,从1.24%增至1.26%;距离从2cm增加到4cm时,热辐射转换率从1.26%降低到0.75%;热电片冷却强度对热电转换有一定的影响,增加水冷流速,冷却强度提高,热辐射转换率也随之提高。

流体力学实施课程思政的实践探索

流体力学课程实施课程思政,需要充分挖掘思政元素、精心设计教学内容。教师要提升教学能力,在教学中合理利用信息技术,完善课程教学体系,并建立多元化的教学评价体系。

柱面多孔介质燃烧器甲烷预混燃烧温度分布研究

多孔燃烧技术具有燃烧强度高、燃烧速率快、贫燃极限范围增大、负荷调节比增加等优点,拥有广阔的前景。文章对多孔介质燃烧器的甲烷燃烧火焰温度进行了研究。主要内容包括不同的当量比、甲烷流量、燃烧器布置方式、燃烧器长径比等因素对燃烧温度的影响。结果表明,燃烧温度跟当量比之间存在依变关系;甲烷流量越大燃烧温度越高;燃烧器水平放置时燃烧当量比的范围更广;增加燃烧器长径比不利于燃烧,且燃烧温度更低。

磷酸催化热解木质素模化物的反应机理研究

采用密度泛函理论计算及快速热解-气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)实验相结合的方法,研究磷酸对β-O-4型木质素二聚体模型化合物苯乙基苯基醚(PPE)热解过程的影响。计算结果表明:磷酸以氢键方式与PPE结合形成复合物H3PO4-PPE,并影响PPE的热解反应。在非催化热解过程中,PPE主要发生Cβ-O键、Cα-Cβ键均裂反应和协同断裂反应(逆烯反应和Maccoll消除反应);在磷酸催化作用下,Cβ-O键、Cα-Cβ键均裂反应的能垒会升高,而上述2种协同断裂反应的能垒会降低,同时还会促进一种新协同断裂反应的发生,且其反应活性优于Cβ-O键、Cα-Cβ键均裂反应、逆烯反应和Maccoll消除反应。实验结果表明,磷酸可促进PPE协同断裂反应的发生,同时抑制均裂反应的发生,与计算结果相符。

课程思政在《传热学》授课中的实践探索

“立德树人”作为教育的根本任务,承载着中华民族伟大复兴的责任担当和使命召唤。这要求教师不仅要传道授业解惑,还要把社会主义核心价值观融入教育体系之中,引导莘莘学子树立正确的世界观、人生观和价值观。本文以“传热学”课程的教学为例,论述将思政教育融入“传热学”授课中的实践探索,实现专业课与思政教育的协同,催化专业学习中立德树人理念发展,实现培养德才兼备的学生的目标。