孔隙率阶梯分布多孔介质内传热及流动性

为研究孔隙率阶梯分布多孔介质内传热及流动,采用局部热平衡假设,考虑流体密度随温度变化,引入Brinkman-Forchheimer的扩展Darcy模型进行修正,建立水平方向孔隙率阶梯分布多孔介质自然对流数值模型,采用有限体积法进行计算.对数值模型进行实验验证,分析出孔隙率阶梯分布对传热及流动的影响.综合数值计算和实验结论表明:相同温差条件下,大孔隙率侧为高温壁面时对流传热达到稳态的时间比小孔隙率侧为高温壁面时要短;流体速度场分布主要受孔隙率分布影响,最大流速随温差和Ra增大而增大,且最大流速出现在大孔隙率靠近壁面处,与是否靠近高、低温壁面无关;高温壁面平均努谢尔数u随着Ra增大而增大,当lgRa>4时,Ra的增加对u的变化影响较小.

基于煤改气背景下节能门窗热工性能对建筑能耗影响研究

本次研究基于我国煤改气背景和建筑能耗比重过大的国情,对于建筑常用的几种框架材料的节能门窗热工参数进行了模拟,讨论了不同地域不同材质节能门窗所带来的影响:不同玻璃材质、框架材料的节能门窗对各地区建筑夏季制冷能耗和冬季采暖能耗产生不同影响,节能门窗实际选用时需根据当地气候条件具体考虑。此外,本文也对节能门窗未来发展方向进行了讨论,可为行业可持续发展提供了有效参考。

应用型本科背景下建筑环境与能源应用工程专业实验教学改革研究与实践

根据“新工科”培养目标,重新制定实验相关模块教学大纲,改革实验考核方式和创新教学方法,教育主体从“以老师讲授为主体”向“学生为解决矛盾的主体”转变;促进校企合作共建实验基地,工程师与教师联动授课;增加实验教师团队工程技术人员比例,引入工程实际案例分析;合理引入国家虚拟仿真教学平台,通过对全工艺流程的模型进行搭建、模拟运行,将理论、实际操作和系统运行生动形象的进行整合等措施,建立学生本专业实践系统思维,和运用专业理论知识解决实际工程问题的能力。

底部加热的复合多孔介质热-流耦合场非线性特性

针对非线性流动传热受底部加热模型骨架的影响及分叉、震荡点的非线性解析解难求的问题,采用数值模拟及实验的方法对底部加热的复合多孔介质热流耦合传热过程进行数值求解和温度测试。构建底部加热的复合多孔介质热-流耦合传热的三维模型;采用SIMPLE算法对控制方程组进行QUICK格式离散求解,并在底部加热实验台上对测点进行温度采集。在小Ra工况下,揭示了复合多孔介质内存在热流分布分层特性及确定了非线性分叉、震荡解的特征值。数值结果表明:热流场分布对初始场依赖敏感,低Ra情况下三维腔体内热流场表现出稳定的二维性质;与单层多孔介质相比,复合多孔介质内存在热流分布分层的非线性特性;非线性分叉、震荡点对应的临界Ra依赖复合多孔介质骨架高度比,高度比越大(强导热、高阻力多孔介质区所占高度越大),静态分叉及震荡所对应的临界Ra越小,越早表现出分叉、震荡等非线性特性;改变复合多孔介质内高度比可以重新优化热流场分布,实现削弱或强化传热。

煤层厚度对煤岩体内热-流耦合传热的影响

根据现场煤层厚度的多样性,构建关于煤体、岩体及煤岩体（煤岩高度比为1∶2,1∶1,2∶1）的热-流耦合传热的数学模型;考虑测得孔隙度、颗粒直径、阻力影响及温度加载方式,引入局部热平衡假设和Brinkman-Darcy-Forchheimer建立守恒方程组,进行数值求解,将计算结果与实验进行对比。研究表明：煤岩体中央处对流作用最弱,近壁面处流体对流作用最强,流体经过煤岩接触面处速度发生突变;随煤岩体中煤层增厚,流函数最大值｜ψ｜max减小,对流换热能力减弱;在传热过程中,流场与温度场的规律相对应,随瑞利数Ra增大,Nu呈指数增加趋势。通过验证,地温与暴露立侧面风流温差在1030℃时,该模拟能很好的预测煤层厚度对热流耦合传热规律产生的影响。为有效预防煤层自燃、岩体损伤力学分析及煤矿能源合理露采等提供科学依据。

含水率与孔隙率对粉煤灰传热性能影响

以粉煤灰传热为研究对象,选取不同含水率和孔隙率粉煤灰试样,建立自主研制的两侧恒温差立方体实验台,对阜新市热电厂的漂珠型粉煤灰进行温度实验测试;根据半无限大物体导热原理,采用非稳态法对试样有效导热系数进行计算,研究含水率与孔隙率对粉煤灰传热性能的影响。引入Brinkman-Forchheimer扩展Darcy模型进行修正,考虑流体密度随温度变化,局部热平衡,建立二维粉煤灰传热数值模型,完成试验与模型互相验证。结果表明:孔隙率为0.26时,随着含水率增加,粉煤灰的有效导热系数由0.24增大至0.27,保温隔热性能变弱;孔隙率增大有利于粉煤灰保温隔热性能的提高,其有效导热系数由0.25降低至0.19;含水率变化对压实型粉煤灰内部热传输方式影响不大,热传输方式为热传导;疏松型粉煤灰热传输方式以导热为主,有轻微对流换热迹象,粉煤灰内传热应考虑孔隙率变化对其影响。