Effect of contact thermal resistance on temperature distributions of concrete-filled steel tubes in fire

To predicate the temperature distribution of concrete-filled steel tubes(CFSTs) being exposure to fire,a finite element analysis model was developed using a finite element package,ANSYS.A suggested value of contact thermal resistance was therefore proposed with the supporting of massive numbers of collected test data.Parametric analysis was conducted subsequently towards the cross-sectional temperature distribution of CFST columns in four-side fire,in which the exposure time,width of the cross section,steel ratio were taken into account with considering contact thermal resistance.It was found that contact thermal resistance has little effect on the overall temperature regulation with the exposure time,the width of cross-section or the change of steel ratio.However,great temperature dropping at the concrete adjacent to the contact interface,and gentle temperature increase at steel tube,exist if considering contact thermal resistance.The results of the study are expected to provide theoretical basis for the fire resistance behavior and design of the CFST columns being exposure to fire.

准一维传热下冷面绝热边界材料对隔热试验结果的影响

为评估冷面绝热边界对试验结果的影响,在充分验证测控系统可控性和试验方法稳定性的基础上,分别以柔性隔热毡、刚性隔热瓦和纳米隔热材料为冷面绝热边界,对陶瓷纤维刚性隔热材料进行500℃、3000s的石英灯热辐射考核试验,并利用迭代绝热边界当量热导率的方法对试验结果进行了模拟计算和分析。结果表明,以柔性隔热毡为冷面绝热边界时隔热材料的冷面温度最高,刚性隔热瓦和纳米隔热材料为冷面绝热边界时则冷面温度较低且相近,3者间最大相对偏差高达19.0%。模拟计算证实由冷面绝热边界材料引起的接触热阻对试验结果起到了决定性作用,而不简单地取决于绝热边界材料的隔热性能。

新能源汽车电机散热器倾斜角度对性能的影响

针对给新能源车电机散热的散热器,利用CFD软件对电机散热器倾斜角度建立数值模型,研究改变电机散热器的倾斜角度(0°、15°、30°、45°、60°)对电机散热器内部芯体阻力以及换热效果的影响规律。分析结果表明:在保持进口流速一致的情况下,随着角度的增大,总阻力(静)和总阻力(动)均逐渐变化;芯体阻力先有下降趋势而后有上升趋势;换热量则先增大后减小,总体变化不大。

不同材料翅片管换热器特性的试验研究

针对目前对翅片管换热器的试验研究大多不涉及到接触热阻,或者实际上将接触热阻归纳到气体侧热阻中的问题,对翅片管换热器的接触热阻进行了研究,逐步积累有关的数据。利用风洞试验台研究了在相同的加工工艺条件下,基管和翅片材料对接触热阻的影响。通过对4种工程常用材料的翅片管换热器的试验研究,在工业常用的雷诺数Re范围内给出了换热和阻力特性的试验关联式。试验结果表明,在1 300〈RP〈4500的范围内，铁白铜管一铝翅片管外空气努赛尔数比304不锈钢管-铝翅片高28％～40％，在相同的加工工艺以及相同的翅片材料（铝）的情况下，304不锈钢管比铁白铜管增加的附加接触热阻为4．53×10^-3m^2·K·W^-1。本试验的不确定度为7．28％，接触热阻数据可靠，可供工程实际选用。

弹簧触指的稳态温升仿真与实验研究

高压断路器触指部位的仿真是热分析中的关键问题。各类高压电器的触指部位在稳态工作状态下往往是最高温升点,却因结构复杂而难以实现准确仿真分析。笔者以弹簧触指为核心部件,外加其他必要结构所构成的弹簧触指导电回路为对象,通过对发热、传热二者作用规律的合理分析和建模,提出了一个适用于弹簧触指温升的仿真分析方法。根据所提出的方法,笔者对弹簧触指样品进行了交、直流各4组稳态温升仿真,通过仿真计算结果和实验数据的对比,验证了仿真方法的正确性,对高压电器设计及其他复杂触头结构的温度场仿真具有一定的参考意义。

螺旋线镀膜对慢波组件散热性能影响的研究

该文研究了镀膜螺旋线的使用对慢波组件散热性能的影响。估算了采用镀膜螺旋线后,组件散热能力的改善情况。利用ANSYS软件进行了计算机模拟热分析,分析了螺旋线采用镀铜膜,镀金膜,镀金刚石膜对慢波组件散热性能的影响。最后,对镀铜和镀金螺旋线的慢波组件进行了实验研究。实验结果与理论分析非常一致。

空间行波管收集极的热特性分析

利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各部分温度降低的同时,使温度分布更均匀。运用间接法进行了热-应力耦合分析,得到了收集极的位移场分布等值线图,进而确定该收集极采用的结构在热形变方面满足散热要求;并对在轴向加矩形翅片和在径向加圆形翅片两种散热方案进行了分析,得到了各自的优缺点,为散热方案的选择提供了依据,从而可以更好地提高散热效率。

顺排翅片管束加扰流件强化传热和阻力特性的试验研究

本文通过试验研究，对比了顺排翅片管束与管间加扭带、角钢和圆管时的传热和阻力特性，指出加扭带可强化传热３％－７％，管束阻力约增加３０％；加角钢可强化传热６％－２０％，管束阻力约增加１９％－４０％；加圆管可强化传热０．３％－３．５％，管束阻力约增加５％。加扰流件在低流速时的效果好于高流速时的。

套片式翅片管换热器传热与空气流动阻力性能试验研究

为了研究改变翅片材料对套片式翅片管换热器性能的影响,分别对采用铝翅片和黄铜翅片的套片式翅片管换热器(结构参数基本相同)进行传热特性与空气流动阻力特性的试验。试验得到了试件在一系列试验工况下的传热数据与管外空气流动阻力数据,通过计算得出了相应的传热准则关系式与管外空气流动阻力准则关系式,绘制了传热系数和管外空气流动阻力的有关图线。结果表明:黄铜翅片套片式换热器与铝翅片套片式换热器相比,换热性能优势明显,其原因主要是铝材比铜材软,与铜管胀接后的接触热阻大,因此换热性能更弱。

汽轮发电机氢气冷却器传热及阻力性能试验研究

改善汽轮发电机冷却技术是提高汽轮发电机单机容量最有效、最现实途径。根据相似模化原理利用空气模拟氢气,通过循环风洞试验,研究了基管与翅片间胀紧量不同的穿片式氢气冷却器气体侧的传热与阻力特性,另外,分析了冷却水水速、风速以及胀紧量对冷却器传热及阻力性能的影响。

浅谈半导体冷藏柜的节能技术

在实验的基础上，就小型半导体冷藏柜的节能技术进行了分析，提出了提高制冷系数应采取的几项具体措施。

圆形钢管混凝土柱接触热阻的理论分析

精确地分析火灾下结构构件温度场对于安全可靠的防火设计尤为重要。而目前,在计算钢-混凝土组合构件火灾下的温度场时,一般都忽略了钢与混凝土界面处接触热阻的影响。对结构钢和混凝土热物理参数进行了综合考虑,通过求解热传导方程导出了圆形钢管混凝土柱中钢管内壁与核心混凝土间接触热阻的解析解,为进一步精确分析火灾下圆形钢管混凝土柱温度场提供了一种新的方法。

稀土耐热钢在乙烯裂解炉辐射段炉管上的应用研究

研究了稀土元素在钢中的作用机理及对耐热钢性能的影响。在耐热钢中添加适量的高镧和富铈稀土元素可以显著改善钢的高温力学性能、抗氧化性能、抗高温腐蚀、抗渗碳及抗结焦性能。工业化试验结果表明,乙烯裂解炉辐射段应用稀土耐热钢炉管后,裂解炉运转周期得到大幅延长。

电子仪器中散热器热阻的计算方法

在电子仪器中,绝大多数大功率元器件的散热是通过散热器来完成的,因此合理选择散热器尤为重要,本文提出了该类散热器热阻的计算方法,为整机大功率元器件的热设计提供了必要的依据。

胀接工艺和片距对金属复合管换热器接触热阻影响的数值研究

金属复合管换热器制造过程中的胀接工艺会在管与翅片间产生接触热阻,该接触热阻对换热能力的负面影响较为显著。采用一种适用于工程上的结合换热性能试验和模拟仿真的计算方法,针对不同胀接工艺(Type-A型和Type-B型)和不同片距(2.0,2.2 mm)金属复合管的接触热阻数值问题开展研究工作。研究结果表明:片距2.0 mm翅片的换热能力优于片距2.2 mm翅片,Type-B型翅片的换热能力优于Type-A型翅片;片距2.0 mm翅片的接触热阻小于片距2.2 mm翅片,Type-B型翅片接触热阻小于Type-A型翅片;随着雷诺数Re的增加,4种翅片接触热阻均减小,当Re范围为2000~4000时,接触热阻数值及下降幅度较大,当Re范围为4000~6000时,接触热阻的数值及下降幅度较小。由此可见,Type-B型、片距2.0 mm以及高雷诺数(Re>4000)均能减小接触热阻,显著提高金属复合管换热器的换热能力。该接触热阻的研究方法能够部分解决接触热阻在传热过程中的不确定性问题,研究过程和研究结论可为后续金属复合管换热器接触热阻问题的研究提供帮助。

接触热阻对双H型鳍片管传热系数的影响

对2种常用的双H型鳍片管换热管束(ND钢和316L不锈钢)进行了实验研究,得到2种材料的实际传热系数。同时,将接触热阻考虑到鳍片效率中,推导得到了双H型鳍片管传热系数的计算模型,并通过实验验证了模型的准确性。实验发现,在焊接工艺和结构尺寸等因素相同的条件下,ND钢试样的传热系数远大于316L试样。根据实验值与计算值的差值,可以得到各试样的接触热阻值。对比2组试样的接触热阻值发现,ND钢试样的接触热阻远小于316L不锈钢试样。对于特定结构的双H型鳍片管,接触热阻导致316L试样传热系数下降了7 W·(m^2·K)^(-1),而对ND钢试样传热系数的影响却可以忽略不计。同时,对计算模型分析可知,当单位接触热阻小于0.001 m^2·K/W量级时,其对传热系数的影响基本可以忽略不计,验证了实验结果。计算模型可以预测特定结构鳍片管的接触热阻,从而判断接触热阻对传热系数的影响,为工业上选取合适的低温省煤器换热管束材料和焊接技术提供参考。

空间行波管热辐射器机械固定与焊接对比研究

为了降低辐冷空间行波管收集极温度,需要保证热辐射器与行波管收集极间有良好的热接触,尽量减小接触热阻。在设计上,热辐射器与收集极间可使用机械固定与焊接两种连接方式。本文分别介绍了这两种连接方式,讨论了两种连接方式的工艺途径以及工艺特点。从工艺特点方面比较,机械固定方式具有较明显的优越性。为进一步比较两种连接方式传导散热能力,设计并开展了热平衡试验,测量了两种连接方式的接触热阻。试验结果显示,焊接方式的接触热阻比机械固定结构小0.133K/W,具有更好的热传导能力。文中介绍的两种连接方式及相关分析与试验结论为辐冷空间行波管热辐射器与收集极连接方式设计提供了一定参考。本文创新点在于设计并实现了热辐射器与收集极两种连接方式,并首次为此设计进行了热平衡试验,比较了两种连接方式的传导散热能力。

汽车管芯式散热器的热力特性

对管芯式散热器试件进行传热与阻力试验研究,得出在一定雷诺数范围内管芯式散热器试件的空气侧对流换热系数和阻力系数的准则关系式,理论计算值与试验值的最大相对误差为6.61%.并分析得出水管排数对散热器试件换热性能和空气阻力的影响关系.

不同材料翅片管换热器传热及阻力特性试验研究

随着水轮发电机朝着巨型机组发展,对发电机定子冷却提出了更高要求。换热器的翅片管除了整体轧制的翅片外,各种加工方式都会使基管与翅片之间存在一定的接触热阻。由于接触热阻研究困难,大多试验研究不涉及热阻,或者实际上将接触热阻归纳到气体侧的热阻中。本文对4种不同材料的翅片管换热器的传热和阻力特性进行试验研究,得到了在工业常用的雷诺数Re范围内的传热和阻力特性的变化规律,对实际工程中换热管及翅片的选用有指导意义。

圆形钢管混凝土柱中钢-混凝土界面接触热阻的理论分析

目前现有不多的计算受火条件下钢-混凝土组合结构温度场方法中,一个主要的不足是忽略了钢与混凝土界面处接触热阻的影响,这将对钢-混凝土组合结构温度场的精确分析、高温下结构(构件)的力学性能以及结构(构件)耐火极限的精确分析产生一定程度的影响。采用综合考虑钢材和混凝土热物理参数的方法进行分析推导,通过求解热传导方程导出了圆形钢管混凝土柱中钢管内壁与核心混凝土间接触热阻的数学表达式。研究为进一步精确分析高温下钢管混凝土柱的力学性能及耐火极限提供了一种新的方法。