考虑孔溶液相变的寒区混凝土导热系数计算模型

将寒区混凝土视为多相复合材料,基于比等效导热相等法则建立了能够动态表征饱和度、温度及孔隙分布对混凝土导热系数影响的计算模型,并且将模型计算值与实测值进行了对比分析.结果表明,计算模型有效刻画了正负温交替条件下混凝土孔溶液的相变特征,客观揭示了寒区温度变化过程中混凝土导热系数的演化机理.

基于能量梯级利用的高效灵活供热系统性能研究

为兼顾供热节能和负荷调节灵活性,构建低品位余热与抽汽耦合的高效灵活供热系统,确定评价供热和调峰的性能指标,并利用Ebsilon软件进行热力建模;针对案例地区研究系统设计工况和变工况热力性能,得到不同供热负荷下的电负荷可调范围,研究同时满足热、电需求下的系统灵活运行调控策略及能耗特性。结果表明:系统通过能质匹配,降低比当量电耗,实现了低能耗供热,设计工况供热煤耗率为13.3kg/GJ;调峰容量比最大为48.1%,比抽背模式提高24.3%;电热负荷变化时,背-抽-切方式间切换,供热煤耗率区间为8~14.7kg/GJ;供热煤耗率随电负荷率降低而增加;系统充分发挥低品位余热供热的节能优势,且在一定范围内热电解耦,兼顾了“节能”与“灵活”运行。

基于等效平面法的切削仿真方法研究及优化

基于等效平面的方法使用二维正交切削仿真的结果来代替三维斜角切削仿真的应力场和温度场,以便节省模拟时间和成本。针对等效平面法存在一定的误差的问题,在分析误差产生原因的基础上,在温度场方面对等效平面法进行优化,并将其应用到铣削仿真中。首先,建立了等效平面刀具参数与主截面刀具参数之间的转换模型;同时,也对工件的重要参数,如切削厚度、基体厚度、比热和摩擦系数进行了等效处理;最后,通过建立仿真模型进行对比分析,发现基于优化的等效平面法建立的二维切削模型有效地减小了二维模型与三维模型的仿真结果之间的误差,其中,刀具与工件接触区域的最大温度误差从9.63%降低到了0.29%,工件基体的温度分布也得到了显著改善。因此,优化的等效平面法可以有效地减小仿真误差。

Numerical simulation of heat transfer of latent functionally thermal fluid in tubes with coaxially inserted cylindrical bars in laminar

The heat transfer of latent functionally thermal fluid in three kinds of tubes with coaxially inserted cylindrical bars is numerically researched using equivalent spe- cific heat model, and the flow fields are analyzed with field synergy field. It is found that in the tubes with coaxially inserted cylindrical bars, the heat transfer effects of functionally thermal fluid become more and more pronounced with the Ste de- creasing. This is similar to be case of functionally thermal fluid flowing in smooth straight tubes. Compared with the results receiving from smooth straight tubes, the heat transfer of functional thermal fluid in tubes with coaxially inserted cylindrical bars has been significantly enhanced. And this effect becomes more apparent as the diameter of coaxially inserted cylindrical bars increases meanwhile, however, energy consuming of the tubes shows the same trend.

凝固过程数值模拟中的潜热处理方法

本文介绍了凝固过程数值模拟中潜热处理的几种方法 ,简单比较了它们的优缺点。提出了把等价比热容法应用到纯金属、共晶合金以及窄凝固区间合金的潜热处理上的观点 ,并完善了其温度校正方法。

快速冷却条件下凝固潜热处理模型的研究

深入分析了有限差分法模拟凝固过程时,采用等效比热法处理相变潜热的原理;从理论和实际计算角度分析了快速冷却条件下常规的等效比热法会造成热量"虚增",模拟计算结果失真的原因和影响程度;并进一步建立了快速冷却条件下凝固潜热处理的模型。计算结果表明,该模型可以充分保证模拟计算的精度和效率。

铸造凝固界面换热系数求解的反热传导模型

考虑到铸件凝固过程中因潜热释放造成的数值计算结果难于收敛问题，建立基于等效比热法的反热传导模型，并分析模型中各种计算参数如阻尼系数μ、未来时间步长R、正热传导计算时的时间步长Δθ及收敛误差值Tcr等对反算求解结果稳定性及准确性的影响，应用所建立的反热导模型，通过铸件内温度数据计算得到A356铝合金与铜冷却介质间的界面换热系数。结果表明，界面换热系数是随铸件凝固时间变化的，其变化范围在1200~6200 W/（m2？K）之间，而且变化过程中因为结晶潜热的释放存在两个峰值。

环柱形颗粒填充床传热参数

在一可同时测定轴向与径向温度分布的壁冷式固定床实验装置上 ,通过实验测定了球形、圆柱形和环柱形填充颗粒的径向有效导热系数和壁给热系数 .采用计及内、外环外表面积的颗粒等比表面积当量直径 ,将这些传热参数与Reynolds数相关联 .

异型坯连铸结晶器内流动与凝固耦合数值模拟研究

针对马钢异型坯结晶器内的传输现象,建立了相应的数学模型。利用有限元软件ANSYS研究了异型坯结晶器内钢水流动规律,并耦合计算了钢水的凝固过程,其中凝固潜热的处理采用了等效比热法。计算结果和现场规律吻合,为现场工艺优化提供很好的参考作用。

大型铸件凝固计算中的潜热处理方法

以大型铸件凝固计算为背景，对目前广泛采用的等效比热法进行了分 析；指出了其应用的范围和局限性；提出了可以减少以至消除凝固潜热热源 计算偏差，进而提高计算精度的修改的等效比热法和热源迭代法。后者更适 于对大型铸件的凝固计算。

采煤机用水冷防爆异步电动机温度场的计算机数字仿真

本文建立了外水冷式防爆异步电动机温度场的等效热网络、导热方程及其求解方法,并对采煤机用电动机温度场进行了仿真计算。在计算过程中考虑了电机材料的导热系数、绕组电阻率随温度的变化,使得稳态计算值与实测值的最大误差在10.0％以下,效果很好。

对电流量热器法测定液体比热容实验的改进

考虑两个量热器的电阻不相等 ,推导出液体比热容的计算公式 .不必交换电阻重测 ,按 m2 ≈ m1c1/ c2 称比较液体的质量 ,可以使两种液体的升温大致相等 ,散热条件基本相同 .

论假相当位温的数值计算(三)

从理论分析和实验计算两方面讨论了水滴冻结贡献系数的特性。结果表明,这些系数具有正贡献和负贡献两方面的特性,并且证明了产生这些特征的物理原因是冰面与水面之间的饱和水汽压差。此外,本文还讨论了水质物比热贡献系数的精确计算,研究了Simpson’s公式的不合理性和误差。发现M与P、T、Td之间对数线性相关性,用非线性回归方法建立了M的新经验方程。

内置弧形槽扭旋元件圆管中相变微胶囊的传热特性研究

设计出一种新型管内强化换热元件——弧形槽扭旋元件,在雷诺数Re=200~1 600范围内以MPCM相变流体为介质进行了管内流速场和温度场的数值模拟,基于等效比热容法从场协同角度分析了弧形槽扭旋元件的强化传热机理,并讨论了元件弧度的变化对管内换热效果的影响。结果表明:弧形槽扭旋元件可以从增强流场与温度场协同程度和提高MPCM颗粒的熔化率两方面共同增强换热效果,与传统扭旋元件相比管内Nu最高可增加12%;较低Re时,弧度r=π元件的Nu最大,而r=4π/3元件则在高Re时有着较好的换热性能;r=π元件的阻力系数最高,3种不同弧度的元件的PEC均大于1,最大值约为1.35。

圆形铝熔炼炉内非稳态热工过程数值模拟

针对铝熔铸过程中常用的圆形铝熔炼炉,利用FLUENT软件,根据能量守恒方程、动量方程建立铝熔炼炉内热工过程数学模型,采用标准k-ε湍流模型、P-1辐射模型对铝熔炼炉内非稳态传热及流动过程进行数值模拟研究。考虑到铝料熔化过程会消耗一部分能量,采用等效比热法将铝料的熔化潜热转换为相应的比热值进行计算。通过数值模拟得到了炉内流场、炉膛及铝料温度场分布情况。模拟结果与实际情况相符,为铝熔炼炉的设计与优化研究提供了理论依据。

Al_2O_3-H_2O纳米流体冻结过程的数值模拟和试验研究

纳米流体作为强化换热介质,是目前的研究热点,但关于其相变过程的研究较少。利用当量比热法,在COMSOL有限元模拟软件中对质量分数为5%,不同粒径(10、20、50、100、500nm)的Al2O3-H2O纳米流体和去离子水的冻结过程进行数值模拟,并将模拟结果和试验结果进行了对比。二者具有较好一致性,表明烧杯中心和壁面附近的温度变化趋势有较大区别,中心处的温度变化更能反映样品的冻结过程;当质量分数为5%时,Al2O3-H2O纳米流体的相变时间与去离子水相比较短,且纳米流体的相变时间随Al2O3粒径的增大而增加。

铝/钢液固相复合轧制中工艺参数的研究

本文给出了钢 /铝液固相复合轧制中铝液凝固过程的二维数学模型及其近似解 ;利用等效比热法处理了凝固过程中的结晶潜热 ;给出了铝液初始温度、钢板预热温度和轧制速度等参数与复合板温度、凝固前沿的关系 ;

相变热沉结构瞬态仿真计算

弹载电子设备体积小、重量轻、热耗高,且与外界绝热,散热问题是一大难题。利用弹载电子设备短时间工作和相变材料高潜热的特性,进行相变材料散热结构一体化设计,优化传热路径,通过相变储能解决弹载电子设备短时间工作散热问题。为了评估相变材料结构作为热沉的散热效果和热设计符合性,提出一种相变过程等效比热容的瞬态仿真计算方法,并通过试验测试验证仿真结果,对比仿真计算与试验测试结果,两者最大相差2.5℃,为2.47%。试验结果表明仿真计算结果准确,相变材料等效比热容计算方法可行,为电子设备相变热沉散热结构瞬态仿真提供了新思路、新方法。

玻璃态链状均聚物的线膨胀系数的计算

借助似谐振子模型和统计方法,对玻璃态链状均聚物作了一般讨论,并推出比热和线膨胀系数的一般表达式。最后,以PS为例,把理论值与实验值作了比较,结果是令人满意的。

超快激光切割金属材料中快速相变的数值模拟

采用二维双温度模型对多脉冲激光照射金薄板的相变传热情况进行研究,通过等效比热容方法确定固液界面的位置并研究了激光参数对传热过程的影响。结果表明,当激光垂直照射金薄板时,表面整体温度不断上升,而在脉冲间隔时间内略有下降,但温度的峰值相比激光作用的中心有延迟。随着激光的移动,激光照射点处的温度会出现一个峰值,之后会回落。激光作用时间内热影响区的横向变化比纵向大,移动光源向内部的热传递占主要作用,脉冲间隔时间内,热影响区的纵向变化比横向大,金薄板内部导热占主要作用。随着激光的照射,熔化状态横向不断增加的同时,熔化的深度也在不断增加。提高入射脉冲激光能量,会导致熔化的时间提前且熔化深度增加。