基于一维导热的高炉测温传感器热传输规律分析

在高炉冶炼生产过程中,炉身、炉腹部位的炉料由于高温作用存在固液两相流动的复杂过程。该位置的炉衬负荷较大,直接威胁到安全生产。因此,提出一种基于一维导热的炉温在线检测传感器模型,用于检测炉衬内表面的温度。采用控温实验和数值模拟相结合的研究方法,建立传感器测杆的物理模型和非稳态导热过程的数学模型。通过控制测杆热端温变幅度50、80、100、150、200、300 K6个典型温变工况,分析不同稳态变化过程中测杆上温度分布规律,得到测杆上不同位置稳态温度之间对应的回归方程。从而由远离高温区测温点温度推测炉衬内表面的温度,对测温设备形成保护。传感器能够在第一时间给出炉况信息,为高炉测温提供新的方法。

一维稳态导热过程的传递规律及计算

利用一维稳态(火用)传递方程,对平壁在第一类边界条件下的一维稳态导热过程的(火用)传递做了数值计算,并就导热系数为定值与变值的两种计算结果进行了比较。结果表明,由于传递过程的不可逆性,过程中(火用)流密度是下降的,(火用)传递系数不仅与材料的几何尺寸有关,还与其热物性和内部温度分布有关。因温度对导热系数和(火用)流密度均有影响,只有在导热系数较大的情况下,(火用)传递计算中取导热系数为定值才能保证误差比较小,该结论与实际情况符合得较好。

纳米孔真空绝热板一维稳定导热数学推导及其数值分析

针对纳米孔真空绝热板的一维稳定导热问题进行了数学推导.建立了纳米孔真空绝热板的导热数学模型.用数学模型对实验试件进行了计算。

一维非稳态导热问题的红外热诊断方案

结合红外热诊断由表及里的诊断功能,以无限大平板为研究对象,建立了一维非稳态导热的反问题模型,并给出了该反问题同步分析的向后差分方法,确定了这类非稳态导热反问题的红外热诊断方案。

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 ;

多层热防护服一维瞬态导热优化模型

利用多层热防护服一维瞬态导热优化模型来完整阐述热传递过程,在环层均匀材料的基础上,根据导热理论,首先将多层导热模型解耦成单层导热模型,把内、外表面的边界条件归纳成定温边界等边界条件,并不断细化层数。利用COMSOL软件进行仿真,得到各个厚度位置的每秒具体的温度值,推导了多层圆筒非稳态传热的温度分布,以此为基础探究防热服材料的最佳厚度,即节省材料成本的同时保障防热服的隔热性能。通过固定某一层的厚度,不断调整另一层的厚度,观察温度值分布,然后据此再调整之前固定厚度层的材料厚度,直到符合所定的标准为止。

一维高导热C/C复合材料的制备研究

以三种沥青作为基体前驱体,实验室自制的AR中间相沥青基纤维为增强体,通过500℃热压成型,随后经炭化和石墨化处理制备出一维炭/炭(C/C)复合材料。研究了前驱体沥青种类和热处理温度对复合材料导热性能的影响,并采用扫描电子显微镜和偏光显微镜对其石墨化样品的形貌和微观结构进行表征。结果表明;C/C复合材料在沿纤维轴向的室温热扩散系数和导热率均随热处理温度的升高而逐渐增大;由AR沥青作为基体前驱体所制备的C/C复合材料具有更加明显的沿纤维轴向取向的石墨层状结构以及最好的导热性能,其3000℃石墨化样品沿纤维轴向的室温热扩散系数和导热率分别达到594.5 mm2/s和734.4 W/(m·K)。

基于导热速率和炉衬厚度的炉温在线检测传感器研究

提出一种基于铁杆传感器导热速率和炉衬厚度的炉温在线检测方法。采用热态试验和数值模拟相结合的方法,模拟铁杆传感器一维导热,建立以传热学边界条件为基础的铁杆传热数学模型。编写数值方程、导热微分方程程序,利用visual studio软件运行程序获得温度数据,通过导热速率υ=0求出稳态时传感器上的温度分布,同时与炉温对应,得到相应的关系式;另一方面,通过计算机控制系统获取传感器上不同位置的温度实验数据。实验数据验证了模拟数据的合理性。炉温在线检测系统更高效、更稳定,能较准确地判断炉温变化的趋势,能够丰富专家数据库。

对流换热实验中忽略壁面轴向导热的误差分析

以水和空气在钢管中的热充分发展的层流过程为对象,通过数值计算分析了轴向导热给圆管内对流换热的一维壁面导热带来的误差。在二维导热模型的基础上,添加等热流、绝热边界条件,用Fortran语言编写数值计算程序进行计算,定义了相对误差。结果表明,相对误差近似和壁厚与内径的比值成正比,而不同的流体介质数值大小不同。

高压输电线路热故障红外诊断的一维瞬态理论模型

针对架空高压输电线路热故障红外巡航检测,建立了一维瞬态导热模型,并对结果进行了理论求解和模拟结果分析,所得结论可为高压线路热故障红外巡航检测提供科学的理论依据。

半寿命低周疲劳Glidcop~材料导热系数的测量

针对上海同步辐射装置（SSRF）光束线前端挡光元件需要承受高热负载的要求，对挡光元件所使用的纳米Al2O3颗粒增强Cu基复合材料Glidcop，采用一维稳态纵向热流法测量其在不同应变状态下的热传导系数。用有限元模拟了试件的温度场分布，并对试验结果进行了误差分析，揭示了试验误差的主要来源。试验测量结果表明，经历半寿命低周疲劳循环所产生的应变损伤累积对Glidcop导热系数的影响可以忽略。

基于一维热传导模型的热防护服装设计问题

本文针对热防护服织物层厚度问题,运用了一维导热微分方程、差分方程,构建了由热防护服各织物层和空气层两部分构成的一维热传导模型,并运用MATLAB软件编程求解,得出了温度场分布的三维图像、各层温度变化趋势和90分钟后各层温度收敛值。

玻璃钢板导热系数的测定

本文介绍了如何测量玻璃钢板的导热系数和分析给测量结果带来误差的因素及数据处理。

[火用]分析在稳态导热中的应用研究

针对平壁一维稳态导热问题开展了研究,通过时间参数τ建立了热流密度Φ与热量Q的函数关系,并对一维平壁稳态导热问题进行模型建立、量化与分析。进而得出火用函数的一般表达式与量化表达式以及以火用参数为基准的导热微分方程式。并且给出了其在实际背景下的应用分析。对导热微分方程式进行了分析,揭示了温差驱动与火用差驱动热量传递的异同,得出火用差驱动对热量传递具有力的效果,更好地体现了驱动力的概念。

核电厂疲劳监测系统管壁导热反演数值计算方法

核电厂疲劳监测系统中的导热反演计算是关键步骤,首先推演得到一维非稳态导热反演问题的数值计算公式,然后基于该公式,利用试验获取的管道外壁实测温度时程数据计算得到管道内壁温度,最后通过与试验实测管道内壁温度进行比较,验证了一维非稳态导热反演问题的数值计算方法的正确性。

多点测温法在煤自燃动力学分析中的应用研究

论文介绍了多种不同的煤自燃实验测试方法,使用多点测温法对煤自燃过程中的活化能进行测定,并在理论和实验上分别与金属网篮法、Chen-CPT(cross points temperature)方法和Jones-HR(heat release)方法进行应用比较分析.结果表明:金属网篮法的实验耗时长、耗材多;Chen-CPT方法受系统的不完全对称影响容易造成结果偏差;Jones-HR方法忽略了试样本身热扩散的影响;多点测温法能够有效规避其他方法的大部分不足之处,其理论模型具有更好的科学性,实验简便易行,结果可信性更高,在煤自燃参数测试中具有良好的适用性.

基于多点测温的自热反应动力学分析方法

利用绝热边界条件模拟了无限大平板的导热,提出了基于多点测温的自热反应动力学分析方法(多点法).该方法认为在一维导热下,在系统内某一点的导热方向发生变化的临界时刻,通过该点的导热项为零,此时可以采用类似CPT方法求解得出动力学参数.导热方向发生临界变化的时刻可以通过计算等间距的多点温度的相关系数来确定.与CPT方法和HR方法仅关注中心点温度不同,多点法关注多个测温点的数据,一次实验可以得出多组数据.通过堆积烟草样品的实验将新方法与以上两种方法进行了对比分析,结果证明了新方法的优越性和可靠性.

超急速爆发沸腾传热的实验与理论研究

超急速爆发沸腾研究具有重大理论与实用价值。本文在实验研究的基础上,建立了脉冲激光作用下超急速爆发沸腾传热数学模型,并采用恰当的数值处理方法进行了数值模拟计算。结果表明,计算与实验结果基本吻合,在超急速爆发沸腾过程中,汽相、液相的升温吸热以及汽化潜热等是影响温度变化的重要因素,实际过程中应综合加以考虑。

典型胶合板的着火时间研究

为更加简单方便地求得材料的着火时间,考虑材料对热的吸收率和热损,在经典着火理论的基础上对一维导热方程的边界条件进行修正,对方程进行离散处理并且用编程求解材料的表面温度。代入杨木胶合板和沙比利胶合板的热物性参数,计算不同的辐射强度下胶合板表面温度随着时间的变化,得出着火时间,与实验结果相差不大。一维导热方程分析材料的着火时间是可行性的。3mm的胶合板吸收率约为0.25。

3种平直翅片的散热能力分析与比较

从一维导热模型出发,推导建立了横截面分别为矩形、三角形、抛物线形的平直翅片的散热速率表达式,研究了它们在不同应用条件下各自的散热能力。研究表明:在充分利用给定单位空间(长方体或正方体)的情况下,矩形翅片具有最大的散热速率,三角形翅片、抛物线形翅片次之,抛物线翅片具有最大的单位体积(基于材料消耗)散热速率,其余二者次之。在给定材料消耗、给定翅片基底厚度与翅片宽度的情况下,随着外部换热系数的逐渐提高,3种翅片散热速率的相对大小会发生变化,逐渐从"抛物线形>三角形>矩形"变化到"矩形>三角形>抛物线形",翅片高厚比的大小决定了抛物线翅片在某个较小或较大的传热系数h值范围内保持相对于其余2种翅片的固有散热优势,而这种优势最终会被矩形翅片所代替。