工字形流道液冷板式换热器用于电池热管理的数值研究

为解决动力电池工作过程中温度过高的问题,本文基于结构理论提出了一种双层工字形流道液冷板。通过充放电实验建立电池的产热模型,然后利用FLUENT软件建立液冷板的计算流体力学模型。通过正交试验设计研究3个结构参数(长度比、宽度比和流道厚度)对温度和压降的影响,得出最佳组合方案:长度比为0.70、宽度比为0.85、流道厚度为2.5 mm。此外,讨论不同入口速度对液冷板性能的影响。最后,将工字形流道与蛇形流道在相同传热面积和入口速度的条件下进行综合性能对比。结果表明:随着流速的增加,液冷板的最高温度下降了17.493 2 K,表面温度标准差下降了63.4%,最大压力增加了726.789 Pa。工字形流道液冷板的最高温度比蛇形流道液冷板降低了1.333 0 K,表面温度标准差降低了1.386 5 K,压降相比于蛇形流道降低了24.38%。

热固性聚氨酯粉末物性参数的测定及应用

为获取热固性聚氨酯粉末离散元接触模型的关键物性参数,应用于废旧热固性塑料粉末混合再生制备的精确模拟计算。以120目的聚氨酯超细粉末为例,融合了Johnson-Kendall-Roberts(JKR)模型及其尺度变换准则,借助 MATLAB图像处理技术,利用 Minitab软件对关键物性参数:碰撞恢复系数、静摩擦因数、JKR表面能,进行了Box-Behnken试验设计,得到仿真试验的堆积角回归模型,以多次真实试验测定的堆积角均值38.45°为响应值,对回归模型进行接触参数寻优,获得关键接触参数的最佳组合为:碰撞恢复系数0.25,静摩擦因数0.69,JKR表面能 6.97 J/m 2 ,最后将仿真得到的堆积角与真实试验值进行对比验证,误差在5%以内,无显著性差异。结果表明,以堆积角为参照虚拟标定的热固性聚氨酯粉末接触参数是可行的;同时探究了接触参数应用于混合搅拌再生试验的混合效率可达到80.34%,研究成果为废旧热固性塑料再生材料的制备提供了理论依据。

废旧热固性保温塑料再生材料的制备与性能

为了提高废旧热固性塑料的再生成形性能,以废旧的建筑热固性酚醛树脂保温塑料为对象,基于再生成形机理,采用可调速的塑料粉碎再生试验机,对该废旧塑料进行了粉碎与降解,获得活性回收料,然后采用双螺杆挤出机,通过熔融共混方法制备了混合不同热塑性树脂的再生复合材料。采用激光粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、核磁共振交联密度仪、力学性能测试机和导热系数测试仪等表征了再生复合材料的微观结构及性能。结果表明,废旧热固性酚醛树脂塑料在热力耦合作用下,网状交联分子结构被破坏,生成了反应活性和塑性较强的回收料,提高了活性再生能力。加入热塑性树脂后,再生复合材料的力学性能和成形能力明显增强,保温绝热性能和热稳定性降低。力学性能和导热系数测试结果验证了酚醛树脂为主要回收料(质量比例60%～65%)再生成形的可行性,实现了建筑热固性保温材料的循环再生利用。

热固性酚醛树脂再生活性细料物性参数标定及应用

为准确评价再生热固性酚醛树脂再生活性细料的机械混合程度,提出了通过休止角合理推测其他参数的思路,并提出了一种粉体休止角测定方法。以休止角作为参照,基于Hertz-Mindlin接触模型与前馈神经网络的预测模型,采用离散元参数标定的方法,对细料离散元物性参数进行标定。采用K-means聚类分析法确定细料离散元参数范围,选择一组最优离散元参数应用于细料机械混合再生制备试验。结果表明,再生活性细料颗粒随机混合浓度的相对标准偏差(RSD)约为0.15,接近均匀混合状态,获得综合性能较优的再生复合保温板,验证了细料离散元参数标定方法的有效性与可行性。

基于精确三维模型的DK-20发动机连杆有限元分析

非线性接触问题在有限元分析中是个难题,传统的有限元分析中对连杆的接触问题,采用简化模型处理。在最大扭矩、额定负荷和最大转速3种工况下,采用接触法对DK-20发动机连杆组件的精确三维模型进行有限元分析,得出接触面间的压力分布、疲劳强度等结果,对接触面分离、疲劳强度等方面进行评估。最后,根据分析结果对连杆组件进行优化。结果表明,连杆组件可以满足工作要求,该方法能有效地指导DK-20连杆组件的质量分析和优化设计。

热固性保温塑料粉末离散元参数的标定与应用

为准确模拟热固性保温塑料粉末的混合程度,提出了以热固性聚氨酯超细粉末堆积角为响应值,基于响应面优化标定热固性聚氨酯粉末离散元关键接触参数的方法。引入了JKR模型的尺度变换准则,采用了MATLAB图像处理技术与Box-Behnken试验设计相结合的方式,对热固性聚氨酯粉末颗粒间的关键接触参数(碰撞恢复系数、静摩擦系数以及JKR表面能)进行了模拟标定。根据仿真试验结果建立了堆积角与关键接触参数的二阶回归模型并优化,以真实堆积角为目标值仿真求得关键接触参数的最佳组合为碰撞恢复系数0.35、静摩擦系数0.74、JKR表面能5.7 J/m^(2)。将仿真得到的堆积角与真实试验值进行对比验证,误差在±2°以内,二者无显著性差异;将最优离散元参数应用于粉末机械混合再生制备试验。结果表明,热固性聚氨酯塑料粉末随机混合效果接近均匀状态。获得综合性能较优的再生复合保温板,验证了粉末细料离散元参数标定方法的可行性。

基于仿蜘蛛网流道结构设计的圆柱形锂电池热管理系统性能研究

电池热管理系统安全设计是保持电池模组最佳工作温度范围及均匀温度分布的重要保障。利用蜘蛛网几何结构特征,设计一种含仿生流道结构的电池热管理系统应用于圆柱形锂离子电池模组。建立电池模组的计算流体动力学模型,研究不同流道结构参数和进口速度对热管理系统散热性能的影响。研究结果表明,仿生流道结构高度是影响电池热管理系统冷却性能与功耗的最大因素,当进口速度为0.4 g/s时,在2C放电速率下,计算得到的最佳结构参数能保持电池最高温度、最大温差和进出口压降分别为302.972 K,3.858 K和22.75 Pa。仿蜘蛛网结构热管理系统能有效降低电子水泵的功耗,有利于电动汽车长时间的续航,它的进出口压降在相同流道结构参数下较仿蜂窝结构降低了60%以上。