基于REV的孔隙型多孔介质导热分析模型

多孔介质内部组成结构复杂,热质传递过程多变,如何针对多孔介质的微观孔隙分布特性,建立更加精准的分析模型,有待深入研究。基于表征单元体(representative elementary volume,REV)概念,提出了孔隙型多孔介质的两种微观物理模型,即空心骨架基元模型和实心颗粒基元模型,分别建立了相应的热导率计算公式。针对孔隙内的微观结构特征,采用分形方法,对两种基元模型进行了分形修正,更好地表征了微观孔隙结构。基于所建模型,进行了模拟计算,探讨了相关参数对多孔介质导热特性的影响。通过自主研发的实验装置进行了相关实验,验证了模型的准确性。

化工原理传热单元实验操作的教学改革

化工原理实验操作是化工、制药、生物、环境等类专业的工程性很强的主干课化工原理中不可缺少的重要环节。文章以化工原理中传热单元为例,强调传热实验内容的层次安排,多角度分解传热实验教学步骤,培养学生独立思考问题的能力,提高学生参与传热实验的能动性,通过实验教学优化地安排,进行传热单元教学方案改革。从而提高学生解决实际工程问题的能力。

某供热机组水汽氢电导率异常波动及超标原因分析

联合使用在线化学仪表检验装置、痕量TOCi分析仪和离子色谱仪,从仪表测量准确性、有机物污染和无机离子污染等方面分析了某供热机组发生凝结水、给水氢电导率异常波动及超标的原因。根据计算得到的凝结水脱气氢电导率,判定凝结水是否因携带CO_(2)造成氢电导率偏高。分析认为,导致机组氢电导率异常波动及超标的主要原因是凝结水受到余热凝汽器疏水和定排扩容器炉水的污染,从而携带大量无机离子。另外,凝结水脱气氢电导率的计算值略低于氢电导率的测量值,表明凝结水携带少量CO_(2)。

化工原理传热实验教学的新探索

文章以化工原理实验中传热实验的计算为例,讨论了1stOpt软件在化工原理实验中的应用。与其它软件相比,1stOpt软件具有简便、快速和可靠等优点。通过使用该软件,有效提高了学生处理实验数据的技巧,而且也提高了学生设计实验、分析和解决问题的能力。

颗粒改性复合材料导热系数的等效计算方法

采用比等效导热相等法则,把颗粒改性复合材料导热系数求解问题转化为含有单个颗粒立方单元体的导热系数求解.通过在单元体中定义复合体,计算出复合体的导热系数.在此基础上分别采用串、并联模型,推导出颗粒改性复合材料导热系数计算公式.采用本方法的计算结果与文献报道的实验数据进行了对比,表明本方法计算结果比Luikov算法及经典的Maxwell-Eucken模型更为精确,与实验数据吻合较好,从而为颗粒改性型复合材料导热系数计算提供了一种简单、可靠的方法.

基于CUDA的热传导GPU并行算法研究

在热传导算法中,使用传统的CPU串行算法或MPI并行算法处理大批量粒子时,存在执行效率低、处理时间长的问题。而图形处理单元(GPU)具有大数据量并行运算的优势,为此,在统一计算设备架构(CUDA)并行编程环境下,采用CPU和GPU协同合作的模式,提出并实现一个基于CUDA的热传导GPU并行算法。根据GPU硬件配置设定Block和Grid的大小,将粒子划分为若干个block,粒子输入到GPU显卡中并行计算,每一个线程执行一个粒子计算,并将结果传回CPU主存,由CPU计算出每个粒子的平均热流。实验结果表明,与CPU串行算法在时间效率方面进行对比,该算法在粒子数到达16 000时,加速比提高近900倍,并且加速比随着粒子数的增加而加速提高。

步长和差分格式对一维非稳态导热数值计算的影响

以一个一维非稳态导热问题为例 ,研究了不同的步长和差分格式对计算结果的影响。研究表明 :空间步长不能选得过大 ,否则会使得网格数较少 ,计算误差增加 ;空间步长一定时 ,计算结果随傅立叶数变化而波动 ,且波动幅度因空间步长的增加而加剧 ;空间步长较大时 ,从显式格式、Crank-N icolson格式到全隐格式的计算精确度逐渐变差。另外 ,显式格式计算结果的合理性较强依赖于傅立叶数的取值 ;Crank-Nicolson格式只在空间步长较大时 ,才显示出这种依赖性 ;

二维传热数值计算程序在图形卡上的实现

本文针对通用图形处理器(GPGPU)的特点,对二维传热数值求解算法及三类不同边界条件问题在GPU上的求解进行了分析。图形处理器是一种专用并行处理器,主要用于三维场景渲染加速,其结构和程序设计方式与CPU完全不同,但却比CPU具有更强的浮点运算能力和内存带宽。随着图形处理器可编程特性的发展,它已越来越超出原有的应用范围,向通用计算领域发展,成为一个新的研究领域。采用Jacobi迭代,能够在GPU上实现二维导热方程的求解。本文在已有研究的基础上,实现了二维导热计算的混合边界条件问题在GPU上的求解方法,通过计算时间的比较显示GPU在计算传热学中有良好应用前景。

无机热传导元件在热风炉预热器上的应用

介绍了一种无机热传导元件 ,并与钢 /水热管作了比较 ,通过其在莱钢高炉热风炉上的应用说明该项技术在冶金企业光明的应用前景。

无机热传导热管空气预热器在加热炉的应用

针对中国石化洛阳分公司减压炉余热回收系统空气预热器存在的问题,采用无机热传导热管预热器进行了更换改造,并为减少热管积灰,防止露点腐蚀采取了相应的技术措施。通过一年多的运行,和原回转蓄热式空气预热器相比,排烟温度降低了67℃,空气预热后温度提高了113℃,减压炉热效率提高了7.8个百分点,达91.1%。每年可节约燃料费约107万元,且使用温度范围宽,寿命长,不易爆管和积灰,安全可靠。

水平管壳式相变蓄热装置的强化传热研究

基于焓法模型对水平管壳式相变蓄热装置热性能的增强进行研究,首先分析蓄热过程中传统管壳式装置内材料的传热及流动机理;然后引入椭圆元素并对比椭圆内管及外壳的强化传热效果;最后对热源温度、相变材料导热系数及初始温度对装置热性能的作用规律进行探讨。结果显示,椭圆外壳的强化传热效果优于内管,同等条件下,长短轴之比为2的椭圆外壳可使蓄热时间缩短53.5%。热源温度升高,椭圆外壳的强化传热效果进一步增强,相变材料的导热系数及初始温度对装置热性能的影响较小。

基于线热源模型计算岩土热物性参数的研究

针对温州市某地埋管地源热泵项目,通过岩土热响应试验获取原始测试数据。基于线热源模型,分别采用斜率法与非线性曲线拟合法,计算得到土壤的导热系数与单位体积热容随测试时间变化的规律,并利用非线性曲线拟合法分析了初始测试数据对计算结果的影响。结果表明:斜率法与非线性曲线拟合法具有相同的稳定性,但斜率法的计算结果较大地偏离了推荐值;非线性曲线拟合法受初始测试数据的影响较小,计算结果较为接近推荐值;在地下水丰富地区,岩土热响应测试得到的土壤热物性参数与推荐范围存在偏差。

开孔泡沫金属复合材料有效热导率的研究进展

有效热导率是开孔泡沫金属复合材料热传输热性的重要参数,基于三维结构的复杂性,从边界模型和晶胞分析模型两个方面出发,较为全面地概述了有效热导率的研究现状。指出边界模型以均质化方法宏观分析热传导问题而忽略了微观孔结构的影响,重点阐述晶胞分析模型中立方体模型和开尔文模型的经验相关性分析方法,指出其关键点在于以孔隙率形式将多孔结构形状参数拟合成可调参数表达式。此外,3D断层扫描与数值模拟相结合,阐述lattice-Boltzmann方法对开孔泡沫结构的研究,突出真实孔结构对有效热导率的影响和规律。展望后期研究重点是经验相关模型的精确拟合方式及特征关联式的统一化,高精度数值模拟计算中的简化对比分析模型。

地埋管单位埋深加热功率的变化对大地有效导热系数测量的影响

对单U和双U两种形式不同回填料的地埋管的大地有效导热系数进行现场测试。测试中,每个测孔保持流量不变,在测量时间(50h)相同的情况下,测试并分析地埋管单位埋深加热功率的变化对大地有效导热系数的影响。试验结果表明:无论是单U管还是双U管,单位埋深加热功率越大,导热系数也越大。

超导热管式预热器在常压炉的工业应用

介绍了洛阳石油化工总厂常减压蒸馏装置常压炉烟气余热回收系统改造前存在的问题、改造后的运行情况和节能效果 ,以及超导热管式预热器的工作原理和特点 ,该设备从设计、制造、安装、调试到投用均取得一次成功 ,运行两年来效果良好 ,排烟温度降低了 35～ 70℃ ,空气预热器温度提高了 60～ 10 0℃ ,炉子热效率提高了 5～ 8个百分点。该技术在余热回收领域中具有国际领先水平和广阔的工业应用前景。

考虑釉面膨胀系数的陶瓷表面微裂纹扩展模拟

考虑到釉面膨胀系数对陶瓷表面微裂纹的影响,研究设计了一种陶瓷表面微裂纹扩展模拟方法。将釉面视为陶瓷基体材料中包裹的球状颗粒,基于球状颗粒半径趋于无穷大的情形,计算陶瓷材料与界面垂直的表面微裂纹的应力强度因子,然后分析热膨胀系数差对应力强度因子的影响并构建数字模型,建立符合Weibull分布的陶瓷表征单元体。从热传导和热膨胀系数等角度出发,模拟陶瓷表面微裂纹扩展情况。实验结果表明:裂纹扩展长度与膨胀系数成正比,当膨胀系数为10时,陶瓷试件表面微裂纹扩展迅速;陶瓷试件的水平方向应力随着膨胀系数的增加而增加;陶瓷表面微裂纹的长度与宽度与应力强度因子数值成正比。

屋面保温系统的性能对比与应用研究——以XPS板与现浇泡沫混凝土为例

本文介绍了两种应用较为广泛的屋面保温系统:XPS板屋面保温系统和现浇泡沫混凝土屋面保温系统,分别介绍了两者的材料特性和保温原理,并通过一个具体的工程实例,对比了两者的工程做法、材料性能、经济性。通过对比分析,现浇泡沫混凝土具有施工便捷、质量稳定、节约造价等优势,是值得推广的一种屋面保温系统。

供热机组水汽指标异常分析及对策

通过对某330MW亚临界自然循环汽包炉在供热期间异常超标的典型水汽指标进行梳理,排查分析了造成给水溶氧、水汽氢电导超标的主要原因。通过采取延长供热疏水排放管长度至水箱控制液面以下以减少回收水中氧气和二氧化碳的携带量、检修时对供热换热器管束全面查漏堵漏、加强在线仪表校验维护、合理调整给水和炉水加药量、加大炉水连续排污和定期排污,及时调整除氧器排气门开度及做好供热系统停备用期间的保护等一系列措施后,有效提升了给水溶氧、水汽氢电导指标的合格率,降低了水汽热力设备腐蚀、结垢的风险,为同类型机组故障问题的解决提供了参考。

某超临界供热机组水汽氢导波动原因分析及对策

针对某电厂超临界供热机组水汽品质出现异常波动的情况,通过全面的试验分析、运行数据查阅整理等手段对污染物成分进行判断。经现场检查及相关运行调整试验,确定水汽指标异常是原水水质异常、反渗透后设备及管路微生物污染、机组供热3方面原因综合导致。最终,提出相应的检查及处理方案,使得水的品质有所改善,对该电厂后续安全运行有一定的借鉴意义。

对《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的几点建议

认为规范第7.3.10条、附录K.0.1条,条文说明第8.1.2条、第8.3.2条存在不妥之处,建议适当修改。