夏热冬冷地区动态传热保温设计室外典型气象参数确定方法

GB50176-2016《民用建筑热工设计规范》中围护结构外墙保温设计采用稳态方法,但夏热冬冷地区由于特有的建筑运行模式,使外墙传热方向发生逆转,故稳态方法难以满足冬季室内热环境水平提升的实际需求。提出一种基于动态传热的冬季外墙保温设计室外计算温度确定方法,探究室外干球温度和太阳辐射逐时波动的最不利组合,将保温设计的目标由“日”提升到“时”。基于典型城市2007-2017年逐时气象数据,以外墙内表面温度的累计不保证天数作为热工设计指标,将累计不保证天数恰好不为0(指各朝向外墙内表面温度低于室内基本热舒适条件下所能允许温差的天数)时作为典型日挑选的依据,并将典型日出现频率最高的日期作为室外计算温度选取的依据,获得冬季保温设计典型日,并获得了典型日计算时长的影响。可为夏热冬冷地区围护结构外墙保温设计室外计算参数的挑选提供理论支撑。

套管式CO_(2)蒸发器的性能模拟与优化计算

为优化设计套管式CO_(2)蒸发器,达到提高换热器效率的目的,采用稳态分布参数法对其建立仿真模型,并对模型精度进行实验验证。分析蒸发器内外部条件、结构参数对换热性能的影响,并分析干涸现象与管长的关系。结果表明:蒸发温度和质量通量对换热性能影响较大,蒸发温度由4℃降至-4℃,制冷量下降4 500 W/(m^(2)·K);质量通量每升高100 kg/(m^(2)·s),换热系数平均升高约1 000 W/(m^(2)·K);在设计工况下,干涸前CO_(2)流体所行进管路长度先下降再升高,且在蒸发温度为0℃达到最低点。在结构参数方面,外管管径为23 mm时,蒸发器换热效果较好。当冷冻水温度从11℃降至10℃时,压降下降3.5 kPa,明显低于其他温度情况下的压降情况。

顺酐及其配套正丁烷装置的热联合节能模拟优化

针对顺酐装置及轻烃制丙烷-异丁烷正构装置,在设计过程中进行了热联合系统的优化改造。根据轻烃分离塔(C4组分分离塔)操作温度较低、塔顶-塔底温度梯度小的特点,合理有效地利用顺酐装置副产的大量低温位(85℃)热水,从项目整体设计角度实现了装置间取冷与供热的互补,实现了1+1>2的效果。项目中E-510和E-202的能耗由优化前的58.61 kg标准油/t产品降低至19.54 kg标准油/t产品,C4分离塔再沸器和顺酐产品冷却器的节能效率达67%。

某质子治疗中心辐射屏蔽结构大体积混凝土水化热温度监测与分析

首先,对比了各混凝土水化放热预测模型和传热参数,针对某肿瘤质子治疗中心建筑试验段进行了大体积混凝土水化放热温度监测,获得了其内部温度场分布。然后,选取合适的计算参数进行了足尺模型有限元分析,结果表明,采用《大体积混凝土施工标准》(GB 50496—2018)中水化放热模型的计算结果与实测结果吻合最好。最后,对影响该类型大体积混凝土水化放热的因素进行了参数分析,并对该类型工程特点进行了分析,对减小水泥用量、采用低热水泥、优化入模温度、增加保温养护措施等降低水化热措施进行了对比研究。分析结果表明,采用低热水泥和减小水泥用量对降低水化放热和内部温度水平最为有效,是否增加保温养护措施对混凝土里表温差的影响最显著。

注过热蒸汽井筒沿程参数及加热半径计算模型

过热蒸汽是单相的气体,以气液两相流理论为基础的普通蒸汽热损失计算模型对其不再适用。通过引入过热蒸汽PVT数据体,建立了注过热蒸汽井筒沿程参数计算模型。在一定假设的基础上,理论推导出了过热蒸汽带面积、加热带半径等的数学表达式。利用蒸汽沿程参数计算模型对肯基亚克油田盐上油藏X16井不同状态水蒸汽的沿程变化进行了计算,结果表明:计算结果与现场测试结果对应较好。分析认为,随着热量的传递,过热蒸汽的温度变化较大,压力变化也大于普通蒸汽,到达井底的蒸汽干度特别高,其热焓值比注普通蒸汽有大幅度提高,加热半径也有所增加。

泡沫钻井液在井筒中的流动与传热

针对泡沫钻井液特殊物理性质,建立了泡沫在井筒中流动与传热的数学模型,并给出了模型求解方法。为了分析传热对泡沫钻井水力参数的影响,采用建立的数学模型和给出的求解方法进行的数值计算结果表明:钻杆内泡沫温度始终低于环空内泡沫温度和地层温度,而环空下部泡沫温度低于地层温度,在环空上部泡沫温度高于地层温度。随着井深、注液流量和注气流量的增加,环空下部泡沫温度与地层偏差增大。传热使井口泡沫质量增大、井底泡沫质量减小、井底压力增大、最小携岩流速减小、最小注气流量增大,降低了泡沫的稳定性和携岩能力。另外,对泡沫的密度、Fanning摩擦系数也有一定的影响;井筒传热对泡沫钻井水力参数有一定的影响,但不是很明显,可通过增加注气流量和井口回压来抵消传热对泡沫钻井水力参数的影响。

气体绝缘输电线路温升数值计算及相关因素分析

气体绝缘输电线路(GILs)的温升计算对于其可靠性设计与运行状态监测具有重要意义。为了提高GIL温升计算的精度,建立了包含外部空气在内的GIL电磁场、流体场以及温度场耦合计算的有限元模型。迭代计算了与温度相关的焦耳热损耗,并将其按照单元映射方式耦合至温度场进行温升计算。采用多组分传输理论将SF6气体与空气的物性参数进行线性组合,实现了单一模型中存在不同流体时的换热分析。利用该模型研究了运行电流与环境温度对GIL温升的影响。对比了是否考虑气体非线性热物性参数以及变化表面对流换热系数时的温升计算结果。通过实验验证了有限元计算结果的正确性,该模型与结论为GIL设计与导体运行温度监测提供了可靠的理论依据。

5000t/d干法水泥线余热发电热工参数的计算分析

针对某5000t/d新型干法水泥窑系统设计了纯低温余热双压发电系统,对系统各个参数进行了理论计算分析,得到了双压系统中主蒸汽温度和压力、给水温度、高压节点温差和接近点温差、低压蒸汽温度和压力、低压节点温差和接近点温差、系统给水温度对系统发电功率的影响规律。计算结果表明:影响水泥窑余热系统发电功率的因素较多,在进行余热发电系统设计时,应对系统发电功率和经济性进行综合考虑,以选取优化参数。在计算的各工况中,当窑尾余热锅炉主蒸汽温度为300℃、主蒸汽绝对压力为1.6MPa、给水温度为170℃、高压低压节点温差为15℃、高压低压接近点温差为11℃;窑头余热锅炉低压蒸汽温度为180℃、低压蒸汽绝对压力为0.25MPa、系统给水温度为50℃,汽轮机背压为8kPa时,系统发电功率是最大的,达到13791.878kW。

气候变化影响空调室外计算参数选取的分析

分析了天津市9个气象站60年的气象数据的演化特征,研究了气候变化因素影响下空调室外计算参数的变化特征,以期为气候变化影响下建筑节能设计参数的选取确定提供参考。结果表明:室外计算温度随着气候变暖而呈现出增加的趋势,夏季室外计算温度的增加幅度要低于冬季的计算温度;城市的热岛效应导致市区的室外计算温度明显高于郊区,并且越靠近城市,室外计算温度越高;随着气候的变暖,以干(湿)球温度来确定露点温度的分析计算方法有失偏颇。

压缩机冷却器内气液不互溶两相流热力计算

由于螺杆式压缩机级间冷却器涉及到气液不互溶两相流动,致使介质物性参数很难确定,这给换热器的设计和校核带来了很大的困难。对此针对气液不互溶两相在换热器内部的流动状态,综合利用流体力学和传热学,建立了两相流型的划分方法;并针对不同的流型在均相模型的基础上,提出"分相率"假设,得到两相平均物性参数计算模型,该模型很好的将流体流动状态以及换热器几何参数结合起来;最后将该物性参数计算模型运用到换热器的传热计算模型中,并通过实验验证了计算模型的正确性。

布雷顿和卡诺热机循环性能比较(Ⅱ)定常态流变温热源循环

研究定常态变温热源热机循环性能，导出内可逆卡诺热机和布雷顿热机的最佳功率、效率关系和最大功率及相应的效率界限，并对这两种热机循环的最优性能进行了比较。理论分析表明，在相同的边界条件和热效率下，布雷顿循环的功率可以高于卡诺循环的功率，极限情况下前者是后者的两倍。对于变温热源条件，布雷顿循环主要受益于其工质与热源间有较佳的匹配。所得结果对热机工作参数和工质的最优选择有一定指导意义。

基于MSP430F149的热量表

针对目前国内市场上均采用数字机械式结构热量表的现状,提出了一种基于无磁流量传感方式的热量表设计方法。热量表采用一表一参的技术,对温度和流量进行非线性校正,使测量结果与实际值更吻合。建立高精度数学模型,确保热量计算的公式误差在万分之五以内。理论推导和现场实验结果表明,该热量表能够在低功耗和高精度两方面取得很好的效果,且设计方案切实可行,已经逐步向市场推广。

直接电热电阻炉在恒压加热制度下电热参数的计算

根据电热基本原理和传热学理论推导出了直接电热电阻炉在恒压加热制度下 ,电热参数的计算方法。其中工作电压根据加热终了时的工况参数确定 ,加热时间采用试算法进行计算 ,同时提出在恒压加热制度下提高功率因数、电热效率和降低电能单耗的有效措施 ,为工业生产提供了重要理论依据。

缠绕管式换热器热力计算方法研究

针对缠绕式换热器的热力计算目前尚无统一标准的问题,研究了缠绕管式换热器设计计算时设计参数的选择与确定,得出:对于物性随温度变化显著的流体,需对换热器的传热面积进行分段计算得出,对于物性随温度变化不大的场合,无需分段处理,采用常见的平均温差法来确定计算即可;壳侧流道间隙和流通面积的计算方法有多种,选择时需与待用的流动、换热关联式相匹配,进而才能精准地进行热力计算,对于缠绕管式换热器的设计计算具有实际的指导意义。

锅炉热力计算中传热系数类库的实现

通过对烟气、空气和水蒸汽的物性参数进行拟合 ,直接采用烟气、蒸汽侧对流传热系数公式计算对流换热系数 ,进一步实现锅炉对流受热面的传热系数类库编制 ,从而可以不再采用传统的查图求取的方法 ,提高计算的精度和效率。。图 1参

结构参数对全玻璃真空管太阳热水器夜间热损失的影响研究

文章建立了三维非稳态的全玻璃真空管太阳热水器的数值模型,分析了夜间散热时,该热水器内的流动和传热特征,并且在夜间同一工况下,模拟研究了贮热水箱保温材料的导热系数、保温厚度,以及真空管涂层的发射率对贮热水箱温度、真空管温度和该热水器夜间热损失的影响。分析结果表明:随着散热过程的持续进行,全玻璃真空管太阳热水器内温度分层情况越来越明显,内部流体的流速越来越小,真空管内静滞区域自下往上逐渐扩大;当贮热水箱保温材料的导热系数由0.035 W/(m·℃)减小至0.020 W/(m·℃)时,该热水器的夜间热损失减少了8.5%;当贮热水箱保温厚度由50 mm增加至60 mm时,该热水器的夜间热损失减少了5.0%;当真空管涂层的发射率由0.06减小至0.05时,该热水器的夜间热损失减少了4.0%。

天然气物性参数计算

本文考察了压缩因子、粘度和烃露点等天然气物性参数的几种计算方法及Cn^+含量对计算结果的影响,推荐以组成数据和纯物质物性数据为基础的、用于计算基准状态和工作状态下与天然气流量计量、质量和输气控制等方面有关的物性参数的计算方法。计算了四川省内输气干线35个样品的物性参数,并用国内外气质标准评价其气质。

裂隙岩体水流-传热模型的理论计算和参数分析

在前期选用中国高放射核废物处置库重要预选场区——甘肃北山地区的花岗岩,设计制作裂隙岩体水流-传热试验装置,在进行模型试验的基础上,给出了试验模型的理论计算方法,对试验结果进行了验证,并分析了试验参数的敏感性。研究结果表明,理论计算得到的裂隙水温度时间变化规律和模型稳态温度分布与试验数据基本一致;垂直裂隙的出水温度对不同参数的敏感程度与具体的参数值有关,其中热源温度、岩石的热传导系数、水流速度、垂直裂隙的开度等均属于高敏感参数;邻近热源的垂直裂隙对模型温度分布起控制作用,明确其结构和水流特征对研究裂隙岩体内的热量运移和温度分布具有十分重要的意义。

锅炉烟气参数在负荷率及相关热损失计算中的应用

为了测量锅炉负荷率、排烟热损失和气体未完全燃烧热损失,采用燃煤理论空气量的计算方法,结合锅炉环保监测中烟气测量参数,能够简便准确的计算出燃料燃烧量和q2、q3、锅炉负荷率,为锅炉经济运行和节能管理提供基础数据。制作了快速估算表,该方法简便、易于操作,具有较强的实用意义。

长距离超高压供热管道瞬态特性CFD分析应用

利用国内外较为流行的Ansys Fluent软件，结合现有供热管道试验的模型修正，实现了长距离超高压蒸汽管道瞬态变化过程的计算流体动力学（CFD）数值模拟.计算结果表明：根据模型修正后所作的优化计算，φ508外径的钢管可满足事故处理与时间要求.事故处理时，进口流量在原有流量基础上连续上升70～80 s超过事故所需流量的10%，稳定一段时间再下降并维持所需的事故流量，可将出口流量达到时间可靠地控制在180 s内，并且管道进口处的供汽汽压低于12 MPa，完全可以满足热用户的事故处理要求.