化工原理热量传递过程的课程思政教学实践

化工原理是化工类专业的一门核心课程,也是该专业学生思政教育的主讲堂。文章以传热章节为例,设立知识传授、能力培养和价值塑造三个教学目标,深挖思政元素并创建章节思政关联图,设计并实施了“课前、课中、课后”全时域的课程思政教育方案,探索了思政教育融入专业课程的方法,提升了育人和育才的教学效果。

松嫩平原北部季节冻土冻融过程及热量传递规律

为深入了解松嫩平原北部季节冻土冻融过程及热量传递规律,同时为东北寒区工程及寒区农业的土体环境的高效利用提供科学依据。基于松嫩平原北部季节冻土原位监测,开展季节冻土温度变化特性及分层热通量变化规律研究。结果表明:深度小于50 cm土体温度日变化明显,土体温度季节差异随着土体深度增大而减小。2017年3月3日达到最大冻深(164 cm),4月22日为最终融化日期,最终融化深度为130 cm。不同深度土体温度对地表温度响应呈滞后效应,随着土体深度的增加,滞后时间延长;季节冻土在冻融期内浅层土体受到净辐射的影响,热量交换极其频繁;随着土层深度的增加,净辐射的作用减小,热量在土体中传递的损耗增加,热量交换程度减弱,在冻结期,土体损失的热量大于吸收的热量。在整个冻融期内保持负值,冻深线以下土体中的热量持续向上传输,表明160 cm深度以下土体持续对冻土层传递热量。

“热在水中的传递”实验改进与应用

热在水中的传递是小学科学教学中的一个难点。通过教学实践发现,教材提供的2种实验方法存在感温粉末分层不易观察、热源不集中使墨水扩散等不足,影响学生对热在水中的传递背后的“热对流”真实现象和原理的理解。基于不足,对教材中的实验进行了改进,加入电子温度计显示热量的传递,利用方形管和水槽2种容器,改变热源的使用,使得热量更加集中,使“热对流”现象可视化呈现。改进后的装置能帮助学生看清楚实验现象,引导学生进行深度的探究实践,并能基于实验现象更好地解释和理解热在水中的传递,帮助学生建构利用分析和归纳的方法解决问题的科学思维。

质量、热量传递过程中的Marangoni效应

由质量、热量传递引发 ,表面张力梯度驱动的 Marangoni效应不但对化学工程、材料工程和热能工程等领域里的一系列过程具有重要的影响 ,而且是非线性耗散系统理论研究的一个具有实际意义的课题。对 Marangoni效应的实验及理论研究有助于增进对微观传热、传质机理的理解 ,它的合理利用也可能提高某些过程的效率。迄今为止 ,对 Marangoni效应的认识还不能满足理论研究和工程应用的要求。近期在各相关领域内对 Marangoni的研究十分活跃 。

基于最小热量传递势容耗散原理的导热优化

导热是一个不可逆过程,它的优化遵循最小热量传递势容耗散原理。本文根据该原理,对体点问题中的高导热材料布置进行了优化。当域内导热系数的积分为定值时,最小热量传递势容耗散对应于导热系数与当地热流成正比,即全场的温度梯度均匀。以温度梯度均匀化为准则,利用仿生优化方法得到了域内有均匀和非均匀热源时高导热材料的最优布置。

芒果渗透脱水-冻结的质量与热量传递模拟

以细胞作为传输过程的基本单元,建立了一维质量传递和热量传递数学模型。渗透脱水质量传递模型考虑了不同组分在细胞内、外,通过细胞膜与胞间连丝的质量扩散,以及在细胞外空间的集流传输。冻结过程的数学模型建立基于热平衡方程,且考虑了相变问题。通过Matlab软件有限差分方法求解方程,得到的实验结果(芒果渗透脱水过程的失水率和增固率,以及冻结过程的冻结曲线)与模拟结果十分接近,相对偏差控制在15%之内,从而验证了模型的有效性。结果表明:所建立的数学模型可详细描述芒果渗透脱水过程中细胞内、外水和蔗糖的质量浓度分布,以及冻结过程中的温度变化。

洋葱干燥过程中热量传递模型

实验后获得洋葱的失水温度特性，分析单位时间内用于物料升温的热量与用于水分蒸发的热量之比，建立起洋葱干燥中温度变化与失水量间的模型，并获得温热系数模型。

不同目的热优化目标函数:热量传递势容损耗与熵产

热量传递势容(势容)反映了物体的导热能力,在导热过程中势容有损耗,对应于势容损耗最小的导热过程效率最高,传热速率最大。熵反映了过程的不可逆性,在导热过程中熵有增加(熵产),对应于熵产最小的过程是系统做有用功的能力((?))损失最小的过程。以势容损耗和熵产为目标函数,分别对导热平板和圆形导热管进行了导热优化计算。以势容损耗作为目标函数的优化,要求沿传热方向温度的梯度为常数,结果是系统具有最大的导热能力。以熵产作为目标函数的优化,要求沿传热方向温度的自然对数的梯度为常数,结果是系统具有最小的(?)损耗。

足六经不同穴位艾灸过程中对足三里热量传递规律的研究

目的:观察艾灸足六经不同穴位过程中足三里热量的传递规律。方法:利用自制高精度温度传感器检测艾灸健康志愿者足六经下肢穴位15 min足三里的温度变化,结合Origin软件绘制足三里温度变化曲线及温度变化速率曲线。结果:艾灸足阳明胃经穴位时足三里温度变化曲线改变最大,尤以上巨虚为著。艾灸足三里水平附近的穴位时,足三里的温度变化曲线改变明显。艾灸足六经下肢不同穴位时足三里的温度变化速率曲线基本重合,且呈下降趋势。结论:艾灸过程中热量在经络穴位间传递具有循经感传性、热量传递的区域特征、以及传递速率一致性。

环管反应器中聚丙烯颗粒内部的质量与热量传递模型

针对环管反应器中Ziegler-Natta催化剂催化的聚丙烯颗粒增长过程,采用多层模型建立了聚丙烯颗粒内部的质量与热量传递预测模型。通过模型模拟得到聚丙烯颗粒内部的丙烯单体浓度梯度和温度梯度。此外,通过模型分析了聚丙烯颗粒的增长规律。结果表明,环管反应器中的聚丙烯颗粒内部的单体浓度梯度明显,该浓度梯度值随扩散系数的增大而减小,随催化剂初始粒径减小而减小;相比于浓度梯度而言,聚丙烯颗粒内部的温度梯度并不明显,温度值随聚合进行而增加,温度梯度则随催化剂初始粒径的增加而增加;不同大小的催化剂颗粒增长得到的聚丙烯颗粒的增长倍数不同。

园林废弃物热解过程中的热量传递

为了更加准确地控制实际生产中热解物各部分的温度、提高园林废弃物的处理效率及处理质量、更好地利用园林废弃物热解后得到的产物,对园林废弃物热解过程中的热量传递问题进行研究。从测量园林废弃物热解过程中的温度分布及变化入手,了解热解过程中的热量传递特征,并在此基础上通过热力学分析建立热解传热模型,利用ANSYS有限元软件对所建模型进行模拟求解。对比分析模拟结果与试验数据后,根据实际情况对模型相关参数进行优化,最终获得了具有一定应用价值的热解传热模型。在此过程中不仅得到热解过程中反应器内的温度分布,还得知热解温度、物料多少、物料所处位置等因素都对热解过程中的热量传递有明显影响;相同条件下,热解温度越高、热解物料越少,则热量传递越强;同一时间内,温度梯度较大的位置热量传递较强;根据热解过程中反应烧瓶瓶壁上的温度载荷、物料表面的对流换热载荷不是恒定的这一现象,建立了侧壁温度关于木粉高度以及木粉上方流体温度关于时间的函数关系式。

高分子减阻剂溶液的热量传递

在湍流流动的流体中加入一定量的某种高分子聚合物不仅使湍流摩擦系数减小,而且使传热、传质系数均减小。本文对水相减阻剂溶液的湍流传热现象进行了研究,通过大最的试验,结果证明了传统的类比关系式已不再适用减阻流动;对于水相减阻流动,湍流J_H<f/2,且热量传递系数减小的百分率远大于减阻百分率。

兴安落叶松树皮热量传递模型构建

利用热电偶汽油喷灯等实验装置,在不同火源温度、不同火源滞留时间条件下,对大兴安岭地区的兴安落叶松树皮内温度变化进行测定。结果表明:温度60℃达到树皮的深度与滞留时间呈线性关系;不同滞留时间下树皮深度及火源温度对树皮内形成层温度变化的分析,建立了树皮的60℃死亡层的推进深度(D60)与火源温度、滞留时间的函数模型。

泡沫塑料气泡膨胀的动量质量和热量传递理论

概述了国内外泡沫塑料气泡膨胀理论的研究进展,对气泡膨胀动量质量和热量传递理论的发展进行了分析阐述,展望了这一领域的研究方向和研究重点。

受限射流流场热量传递特性的实验研究

锅炉煤粉燃烧往往是通过煤粉与空气混合后喷射进入炉内卷吸高温烟气而预热、着火的,其着火过程的早晚与射流和烟气间的热量交换情况关系极大.而这种交换实质上就是射流流股与被卷吸的气流之间的质量、动量和热量传递的结果,在湍流情况下这三者之间是相互影响的.尽管对湍流射流的研究比较成熟,有大量的文献资料可以查阅,然而由于射流流场的复杂性,大多数结果很难直接应用于具体的实际情况.如上所述,要计算射流与卷吸气流间的热通量就是一件较困难的工作.有鉴于此,本文对受限平面射流流场进行了实验测定,以模拟炉内冷态流动情况,而重点放在射流流股与外卷吸气流间的热量传递过程的测量与计算.实验的具体做法是用热线风速仪和热电偶测定流场的速度、脉动速度、温度及温度梯度,并结合湍流单方程模型计算出射流流场的热流分布,尤其是扩散热流的分布.

动量传递、热量传递和质量传递中的化简分析拓广法及其类似律(英文)

采用化简分析拓广法讨论了三传中的问题,一些实验数据已被用于这些过程中的主要参数回归;同时,三传中的类似率也被用于这些参数的计算。

具体热源的湍流对流中热量传递势容耗散的界

本文从数学上确定了具体热源的湍流对流中时均热量传递势容耗散的上界和下界,该上界和下界反映了体热源对湍流对流中热量传递势容耗散的影响。其上界表明具体热源的湍流对流中时均热量传递势容耗散不会大于导热情况下时均热量传递势容耗散;其下界表明,给定湍流流场的统计特性,即在某种意义上,粘性耗散一定,这时时均热量传递势容耗散可能达到的下界依赖于体热源和速度的时均值。

化工生产中热量传递与质量传递相似性的分析

简单介绍了化工生产中的热量传递和质量传递过程,从理论基础、参数选择、设计计算三个主要方面详细分析两者的相似性,并得到这两个传递过程的有关通式,对理论研究和实际生产具有一定的指导作用。

热量传递网络的优化综合与单元传热设备的强化

热量传递网络的优化综合与模拟，一直是热量利用系统工程的最活跃的研究领域。根据窄点的基本原理和工程要求阐述了热量传递网络热力学分析及合成与调优方法。同时，论述了网络优化合成与单元设备强化传热的内在关系，以实际例题说明了网络优化综合与单元设备优化取得的经济效益。

木材中热量传递过程的分析

本文用有限元方法分析了木材中热量的传递过程,并用小试件的试验加以验证,证明这种分析方法的可行性。