混凝土内置冷却水管对流系数的数值分析

采用有限元数值模拟的方法计算混凝土内置冷却水管的对流系数,得到了冷却水管各截面平均努赛尔数沿管长的变化曲线。结果表明:弯曲位置流场分布复杂,截面出现明显的二次流,减小了冷却水沿管程的主流速度,阻碍流动传输。努赛尔数在直管和弯管结合部位变化剧烈,沿弯曲路径逐渐降低,最大变化幅度达20%,降低了冷却水与周围混凝土的换热效率。分析表明采用近似法计算混凝土温度场时应分段施加对流换热系数,保证求解精度。

电热驱动Bimorph微执行器对流系数估算方法研究

随着电热驱动MEMS器件尺寸进一步缩小,传统热对流系数的取值已无法满足微系统分析建模需求。针对电热型Bimorph结构的MEMS微镜驱动器,通过分析其温度分布,并以其平均温度为参考指标建立简单热阻和对流热阻分段模型,推算出微尺度下精确的对流系数,提高了微执行器设计模型的驱动性能。经理论计算和实验测试验证,对流系数值的误差在8.1%以内,满足实际设计需求,验证了该方法的合理性和可行性。

泄洪洞有压段衬砌混凝土温度应力洒水对流系数敏感性分析

采取洒水养护是地下工程施工中控制混凝土产生裂缝的一项重要措施。基于ANSYS有限元软件对溪洛渡水电站泄洪洞有压段建模计算,进行了不同洒水对流系数的取值对温度应力的敏感性分析以及不同的洒水对流系数对混凝土温控的影响分析。成果表明,在混凝土温控研究中,不同的洒水对流系数对温度应力影响显著;洒水对流系数越大,混凝土早期温降越快,同时,会产生较大的拉应力,早期抗裂安全系数偏低,对后期温控反而有利,计算结果可为地下工程衬砌混凝土防裂研究提供相应参考。

高雷诺数射流冲击对流系数的计算及数值分析

为了确定高雷诺数条件下射流与挡板之间的换热系数,采用理论分析和数值计算的方法,建立流场模型,分析流场各物理量的基本规律、流动特性和对流传热系数分布规律,并与已有实验数据进行比较。结果表明:驻点附近,流体与壁面之间的对流换热系数较低;板面上,随着到驻点的距离增大,对流换热系数增大并出现峰值然后降低,峰值出现在约0.2倍扩散半径处。数值计算与理论分析得到的换热系数较为接近。

电机端部绕组表面对流换热系数的研究

电机端部绕组的温升求解是电机温度场计算过程中的难点所在。针对端部绕组周围的流场域不规则,难以用热路法或有限元法精确计算其表面换热系数的难题,提出了一种基于简易风洞实验装置的对流换热系数测量方法,搭建了实验平台对不同绝缘等级、不同成型工艺的绕组线圈的表面对流换热系数进行了测量,并分析了对流换热系数在不同影响因素下的变化规律。结果表明,不同绝缘等级的绕组端部表面对流换热系数相差不大,相比于成型线圈,散开线圈端部表面的对流换热系数更大。通过实验实现了对端部绕组表面对流换热系数的准确测量,为后续电机温度场的准确计算奠定了基础。

基于营造及评价非均匀热环境目标的人体对流换热系数研究

为了精确评价非均匀热环境下人体热舒适性以营造低碳健康建筑环境,需要了解各方向气流下人体局部对流换热系数。本文基于实测实验及CFD模拟,对水平及竖直方向气流对人体局部对流换热系数的影响进行了研究,得到了人体各部位对流换热系数的计算模型,分析了各方向气流对人体对流换热系数的影响机制。结果显示:水平气流工况下的人体整体对流换热系数大于竖直气流工况;位于肢体末端的手部、小臂、脚部的对流换热系数较大;处于人体中心部位的腰腹部和背部的对流换热系数较小,且受不同方向气流影响较小。

由Dirichlet到Neumann映射重构平面上椭圆型方程对流系数的一种方法

讨论了由Dirichlet到Neumann映射重构平面上二阶椭圆型方程的对流系数的问题.这是一个高度非线性和不适定的问题.利用广义解析函数理论和关于一阶椭圆型方程组的逆散射方法的技巧,给出了一种构造性方法.

基于对流换热系数修正的钢箱梁温度场研究

为了研究对流换热边界条件对钢箱梁温度场分布的影响,提出了一种基于对流换热系数修正的钢箱梁温度场数值模拟方法。首先,基于商用软件Fluent计算了钢箱梁截面附近的风速分布,其次,以Fluent计算得到的钢箱梁截面各表面风速修正对流换热系数,并基于ANSYS有限元软件进一步对比研究了不同工况下钢箱梁温度场的分布特征。钢箱梁表面风场计算结果表明:与入口风速相比,钢箱梁截面各表面的风速呈现出不同程度的降低,其中背风侧风嘴上板表面风速降低95.5%,底板表面风速降低17.7%。钢箱梁温度场计算结果表明:与不考虑对流系数修正的钢箱梁温度场相比,考虑对流系数修正后,钢箱梁的横、竖向正温差明显增大,在计入桥面附属设施的影响后钢箱梁横截面的竖向正温差会进一步加剧。桥面铺装对钢箱梁横截面的竖向温差几乎没有影响,仅将最大温差出现的时间延后1 h。此外,由于横隔板的导热性较好,横隔板的存在会明显减小钢箱梁截面的日温差。因此,在钢箱梁温度场计算中,钢箱梁表面风场、桥面附属设施以及横隔板对钢箱梁温度场的影响不能忽略。

机床有限元热分析中对流换热系数的计算方法研究

计算对流换热系数是机床有限元热分析中的一个关键问题。以龙门加工中心的Y向丝杠螺母进给系统为例,提出一种将实验数据与神经网络计算相结合的对流换热系数计算方法。该方法以丝杠螺母进给系统有限元分析模型为基础,利用有限元热分析数据建立了一种反映对流换热系数与温度场之间变化关系的神经网络,并以温度实测值作为该神经网络输入量,计算出对流换热系数的数值。从与实验以及相似性计算方法的比较中可以看出本文计算方法有较高准确性和实用价值。

基于蜂群算法的机床主轴对流换热系数优化

机床主轴温度场分析是一种减少主轴热误差、提高主轴精度及其稳定性的重要方法。作为热分析边界条件中关键参数的对流换热系数,其值大小反映了主轴零部件表面与空气对流换热的强度,对主轴有限元温度场分析结果的影响最为明显。以170CP06-DM机械主轴为研究对象,深入研究主轴对流换热系数的影响因素,提出一种基于人工蜂群优化算法的机床主轴换热系数优化算法。实验表明,提出的蜂群算法能够根据环境温度和转速而自动寻找优化的主轴换热系数。与传统的经验确定对流换热系数方法相比,主轴前轴承处的计算最大误差、平均误差、均方差分别提高了大约4.54℃、2.87℃、1.65℃,主轴后轴承处的计算最大误差、平均误差、均方差分别提高了大约7.12℃、3.49℃、2.41℃。

实验法求解汽车鼓式制动器对流换热系数

在传热学理论基础上,结合汽车鼓式制动器的结构和工作原理,建立了鼓式制动器热平衡关系式,分析了影响对流换热系数的主要因素。依据对流换热过程的3个相似准则,进行鼓式制动器恒定制动力持续制动实验,测试不同车轮转速条件下的温升过程,并利用最小二乘法拟合曲线,得到汽车鼓式制动器对流换热系数的求解公式。结果表明:实验法求解鼓式制动器的对流换热系数是可行的,运用量纲分析法和相似理论指导实验,能够有效简化实验程序,减少实验工作量。

矿井巷道对流换热系数的现场测定

对流换热系数是计算围岩壁面与风流之间热交换量的重要参数。根据矿井风流与围岩热湿交换理论,提出测算井下巷道平均对流换热系数的方法。并在现场进行实测,通过对实测结果的回归分析,得出U型钢支护、断面形状为半圆拱以及工字钢支护、断面形状为梯形的巷道平均对流换热系数的简化计算式。并且当风速一定时,U型钢支护、断面形状为半圆拱的巷道平均对流换热系数值比工字钢支护、断面形状为梯形的要小;在这两种巷道条件下,其平均对流换热系数都随平均风速的增加而增大。

基于CFX的某闸片对流换热系数的研究

基于传热学知识和CFX空气动力学分析软件,研究了某闸片各散热面的对流换热系数在制动过程中的变化情况;考虑了闸片不同表面粗糙度、不同初始温度和制动时间对换热系数的影响。结果表明:各散热面的对流换热系数随制动时间的增加而明显减小;不同闸片初始温度对换热系数值的影响很小;不同闸片表面粗糙度,对流换热系数差别不大。

竖壁对流换热系数计算模型的探讨

根据流体边界层理论,研究了高普朗特数常物性不可压缩流体在重力作用下,沿竖直壁面无初速度加速流动过程中速度边界层和热边界层的形成规律,给出了速度边界层和热边界层的厚度函数·据此,研究了该模型下对流换热系数的计算方法,推导出计算公式·在短距离流动中,该模型的速度边界层和热边界层较流体外掠水平板模型厚,换热较弱,因此对流系数较小·工程实际中的许多换热问题都可以简化成流体在重力作用下沿竖直平板流动模型·把该模型下得到的对流系数公式应用于飞机附件机匣的传热计算中,得到了比较精确的结果·

混凝土表面自然对流换热系数的实验研究

提出了空气—混凝土表面在自然状态下对流换热系数的实验方案。采用混凝土空心圆管试件,从圆管内部加热,试件混凝土内部布置18个热电偶测点测读温度场。利用专门设计制作的实验装置,可全自动控制加热过程并自动记录实验数据。进行了5个混凝土试件实验,并设定不同的圆管内部加热温度进行了多次测读,结果具有很好的一致性。实验结果表明,空气—混凝土表面对流换热系数在自然状态下基本为一常数,不随表面温度的变化而改变。实验所得到的自然对流换热系数,可用于混凝土结构温度效应计算。

建筑外表面对流换热系数的CFD模拟

建筑外表面的对流换热系数是建筑节能和城市环境模拟的重要参数.文中首先对萘升华技术实测的建筑楼顶水平表面对流换热系数与计算流体力学(CFD)的模拟结果进行对比,验证了CFD模拟技术在建筑外表面对流换热系数研究中的可适用性,然后利用CFD计算模型对单一建筑和5种建筑群的外表面对流换热系数进行模拟计算,结果表明:每一单体建筑表面的对流换热系数均是楼顶表面最大,背风墙表面最小,侧墙表面和迎风墙表面几乎相等;建筑之间的间距越大,建筑表面对流换热系数也越大;高层建筑会使本身及其附近建筑外表面的对流换热系数增大;在建筑群相互遮挡的情况下,风向的改变会导致建筑外表面对流换热系数的变化.也就是说,建筑外表面对流换热系数受到风速、风向、建筑密度及周围建筑高度的强烈影响.

全氢罩式退火炉退火热过程的研究(Ⅱ)——对流换热系数和钢卷径向等效导热系数的分析

介绍影响全氢罩式退火炉内换热的两个重要参数——对流换热系数和钢卷径向等效导热系数,详尽分析了两个参数的影响因素,并对比了氮气和氢气气氛下两参数的不同,从而在机理上阐明了全氢罩式炉相对传统混氢罩式炉的优越性,为优化炉内换热提供了理论的依据.

建筑外壁面换热系数对室内自然对流传热影响

为研究建筑外壁面换热系数与供暖室内自然对流换热的关联性,采用修正的湍流k-ε模型对外墙外壁面不同换热系数情况下的室内自然对流换热过程进行了数值分析并对比了热负荷值。结果表明:在满足室内供暖温度(18℃)要求条件下,考虑外界辐射和蒸发对外壁面换热过程的作用(外壁面换热系数取8.1 W·m-2·°C-1),所得散热器表面的换热能力要低于按照暖通设计规范取值(外壁面换热系数取23.3 W·m-2·°C-1)所得结果,两种取值方式对室内温度场和舒适性的影响很微弱,但所得室内热负荷之间的差异达到了6.2%。

微注塑成型中对流换热系数对熔体充模流动的影响

在熔体流动理论的基础上,通过分析熔体的对流传热机理,并引入对流换热系数模型,对微注塑成型中对流换热系数对熔体充模流动进行了研究。在正方形截面分别为500μm、300μm和200μm的三种长方形微流道中,数值模拟了熔体充模流动,通过与已有实验数据相比较,验证了对流换热系数模型的合理性,并分析了不同的模具温度和熔体温度下,采用常数对流换热系数和对流换热系数模型得到的熔体温度分布及其随微流道特征尺度变化规律。

混凝土表面对流换流系数测试研究

根据传热学原理,确定了对流换热系数测试方案,测量了混凝土表面自然对流换热系数和受迫对流换热系数.结果表明,混凝土表面对流换热系数与风速基本呈线性关系.根据该关系所提出的建议计算式,希望能为今后的工程应用和科研提供参考.