热态轴类含空洞锻件内部温度场分布

热态轴类锻件内部温度场分布特征对锻件内部空洞检测起着重大作用。针对该问题,在传热学理论的基础上建立了热态轴类含空洞锻件的二维非稳态传热模型。首先利用集总参数法获得该模型的内部边界条件。然后通过红外热像仪采集得到该模型的初始温度条件,结合分离变量法求解该模型,从而获得含空洞锻件的内部温度场分布。最后通过实验分析了不同空洞尺寸条件下锻件内部温度场的分布特征。

隧道窑窑车加热过程内部温度场计算机仿真研究

以计算机为媒介,运用Visual Basic语言编程,结合相关热工计算过程,对隧道窑窑车加热过程中内部温度场进行仿真研究。将计算机仿真结果用来指导窑炉热工行业,可以有效地减轻实验的劳动强度,提高实验的可行性和可操作性。在窑炉砌筑方面,为窑炉工作者砌筑轻质、节能的窑车提供比较可靠的依据。

严寒地区混凝土内部温度场变化规律的反演分析

通过对严寒地区保温混凝土施工期到运行期内部温度变化机理进行分析,提出了反演保温混凝土温度变化的数学模型。结合严寒地区混凝土内部温度的长期监测资料,对混凝土内部不同深度温度随时间的变化规律进行了深入探讨和研究,总结了如何利用有限的温度观测资料,通过建立和优化数学模型,反演保温混凝土内部温度场的时空变化规律。

加速老化时炸药柱内部温度场的数值模拟

通过理论分析和模拟计算考察了加速老化过程中炸药热分解效应对试验炸药柱内部温度场的影响。理论分析表明影响炸药柱内部温度场的因素主要有炸药种类、试验环境温度和炸药柱尺寸。采用有限元分析软件ANSYS分析了5种高能炸药(RDX,TATB,Tetryl,HMX,PETN)在不同条件下的内部温度场。结果显示:炸药种类是决定影响效果的关键因素,试验环境温度为110℃时,Ф20 mm×20 mm的RDX和PETN炸药柱温度偏差分别达到2.59℃和1.19℃。而其余3种炸药温度偏差不明显。PETN,RDX应合理控制试验环境温度和炸药柱尺寸以减小试验过程的温度偏差。

高温结构内部温度场和厚度的超声同步测量方法研究

高温结构内部温度及其厚度的预测在航空航天、石油化工等领域具有十分重要的作用和意义,譬如高温管道由于流体长时间冲刷带来的管壁减薄等问题需要对管壁结构内部温度和厚度变化进行同时在线监测。首先建立了基于超声脉冲回波法的同时测温测厚理论模型,根据热-声-固耦合理论,采用共轭梯度法反演热流和最速下降法反演厚度相结合的交替迭代辨识方法实现瞬态传热条件下固体结构内部温度场和厚度的同步测量。另外,基于20钢的瞬态传热试验,对交替迭代反演方法的有效性和准确性进行试验验证和分析,并系统分析了物性参数、采样点数、边界温度和声时精度对重建方法的影响。研究结果表明,基于超声渡越声时的交替迭代方法反演得到的结构厚度符合物理实际,重建得到的结构内部瞬态温度分布精度较高且实时性好,有利于促进高温环境下超声同步测温测厚技术的发展,具有重要的工程应用价值。

电磁超声法测量结构内部温度场的试验研究

为实现结构内部温度场的无损、实时与高精度探测,研究设计一种可非接触式测量的电磁超声测温原理性试验系统。通过检测超声波回波信号在结构内部传递过程中波速的变化,根据热/声耦合理论,采用基于灵敏度法的温度场重建技术实现了对超声传播路径上温度非均匀分布状态的测量。基于钢试件的标定试验、稳态传热试验和瞬态传热试验,对超声测温系统及灵敏度测温方法的可靠性和准确性进行了试验研究。试验结果表明,采用灵敏度法的超声测温技术,结合无损非接触式探测的电磁超声方法,能够有效测量结构内部稳态/瞬态温度场分布状态,具有重要的工程应用价值。

高温固体结构内部动态温度场及其厚度的超声同步测量实验研究

同步测量结构内部温度场及其厚度尺寸对准确评估高温设备的安全性和可靠性具有重要意义。为实现对高温结构内部温度场及其厚度的多参数同步在线无损测量,提出了同步测温测厚实验方案,发展了多参数交替迭代识别的数据处理方法,形成了高温结构内部温度和尺寸多参数同步测量的实验方法。针对20#钢的超声探测实验结果表明:超声法与热电偶等方法的测量结果吻合较好,能够同步在线无损测量高温结构的内部温度场和厚度,具有精度高、可靠性好等优点。多参数同步测量的实验方法可为结构热安全评估提供更加准确的基准输入和评价依据,具有重要的工程应用前景。

基于热湿交换理论的巷道风流温、湿度影响因素研究

为了研究巷道风流参数的影响因素、预测风流温湿度的变化规律,结合热湿交换理论,建立了风流与围岩壁面之间热湿交换的数学模型,以及贴体坐标系下围岩内部温度场的导热微分方程;利用数值方法,将围岩内部的导热问题与影响风流参数变化的热湿交换问题耦合起来,并以大柳塔煤矿52505综采工作面为例进行计算,得到了与实测参数较为一致的模拟结果,验证了该数值方法的有效性。研究结果表明:风流温度受原始岩温、入风流温度、局部热源强度等因素的影响,风流相对湿度与入风流温、湿度以及井下湿源的数量和强度有关;巷道壁温作为将围岩温度场与风流参数之间关联起来的主要因素,对模拟结果影响较大,其数值取决于壁面与风流之间热湿交换以及围岩原始岩温。

倾斜XPS板材向外多向耦合蔓延燃烧特性研究

为探究热塑性板材被点火源引燃后向四周火蔓延的行为特征,针对不同倾角的方形挤塑聚苯乙烯(XPS)泡沫板材,开展中心引燃后火焰向不同方向蔓延燃烧的试验,分析火蔓延状态、火蔓延速度和内部温度场随倾斜角度的变化关系。结果表明:XPS材料在受热时产生的收缩行为导致上方预热区接收热量变化,使得倾斜角度大的板材向上火蔓延更困难;当发生向上火蔓延时,蔓延速度随倾角的增大而增大,且速度远大于横向和向下火蔓延速度;向下火蔓延速度随倾斜角度的增大呈先降低后增大的趋势,横向火蔓延受板材倾角影响较小;当材料受热时温升剧烈,则易形成材料向该点处火蔓延,反之,材料受热出现显著收缩而温升较慢,则易熄灭。

晶体半径对LD端面抽运圆柱形晶体热效应的影响

通过对LD端面抽运棒状Nd:YAG晶体的热效应进行理论分析,考虑晶体内部抽运光束分布及连续抽运过程中晶体周边与冷却液之间的对流传热,建立了更为合理的边界条件,得出更符合实际的晶体的温度分布场,计算了晶体半径以及晶体散热面积对热效应的影响.研究结果表明,减小晶体半径晶体中心与表面的温度差均减小,热焦距增大,晶体热效应降低;增大晶体散热面积虽然降低晶体内部温度场,但由于端面抽运的特点导致晶体中心附近温度变化率增加,反而使热焦距减小,加剧了晶体热效应.