墙体传热对流辐射比例的特性研究

利用实验室墙体内壁敷设电热膜模拟实际墙体传热,通过表面热流计获得该壁面的总传热量,通过有效辐射计算方法和热平衡方法获得墙体净辐射热量和对流换热量,由此达到对流热量和辐射热量分离的目的。论文通过实验结果探讨墙体传热中对流辐射分离比例与墙体传热量、房间换气次数以及传热墙体附近气流形式的关联。结果表明:对流辐射分离中,对流比例受墙体传热量和换气次数的影响不大;受传热墙体附近气流形式影响很大,送风口下墙体传热量中对流比例远大于回风口下墙体传热量中的对流比例。

响应面分析翅片参数对含内热源封闭腔内对流-辐射耦合传热特性的影响

为研究内置翅片参数对含内热源封闭腔内自然对流-辐射耦合传热的影响,在是否考虑内壁面辐射效应的基础上,对不同翅片单参数下腔内传热能力进行了数值分析对比,并就翅片多参数交互作用对腔内对流-辐射耦合传热效果的影响进行了响应面分析。结果表明:一定强度的壁面辐射有利于改善热源表面和冷壁面的对流换热效果。壁面辐射使得翅片附近的冷壁面局部Nu数波动程度有所增强,冷壁面平均Nu数相比无翅片工况最高提升了16.74%;无论是否考虑辐射,翅片单参数变化,翅片长度l对热源表面平均Nu数的影响最为显著,最优翅片单参数均依次为:θ=120°、l=0.02H、a=0.75H,考虑辐射对应的热源表面平均Nu数提升率η更高,分别为10.15%、11.03%、10.48%;引入响应面优化法,分析得出翅片长度与安装高度的交互作用对热源表面平均Nu数影响最显著,腔内对流-辐射耦合传热效率最高的翅片参数组合为:θ=117.94°,l=0.023H,a=0.734H,此时,热源表面平均Nu数为26.50,相比无翅片工况提升了13.15%。所得翅片参数影响规律及多目标优化结果反映各因素交互作用显著度的同时,也为改善工业装置封闭空间内发热元件对流冷却效果提供了理论指导。

辐射对流散热下大尺寸三元锂电池热模型

为精准界定热失控发展过程中锂电池热聚集特征,采用理论和试验相结合的方法,研究热滥用引发的大尺寸三元锂电池热模型。首先,依据能量守恒定律,明确电池热模型中的加热片产热量Q_(e)、化学反应产热量Q_(f)、电能释放产热量Q_(j)和环境散热量Q_(d)这4个热量参数,进而基于物理热量计算公式(Q=CMΔθ)和集总参数法,构建大尺寸三元锂电池由热滥用引发的热模型;其次,对模型参数获取进行理论分析,研究4个热量参数对电池热累积变化的重要度;最后,结合试验数据,将研究区间以点(t_(i),θ_(i))进行分区,确定表面传热系数h的值,进一步验证辐射对流散热下热失控锂电池热模型。结果表明:总产热量Q_(w)为12.88×10^(5) J,总散热量Q_(d)为6.60×10^(5) J,其中,辐射散热量为2.91×10^(5) J,对流散热量为3.69×10^(5) J,利用热模型计算出的热量理论预测热失控峰值温度θ_(p),与试验结果契合度较好,明确锂电池热失控发展过程中的热量聚集特征。

大空间建筑室内表面温度对流辐射耦合换热计算

建立了大空间建筑室内壁面导热、辐射和对流耦合换热热平衡方程,结合Gebhart吸收系数,利用预测室内空气垂直温度分布简易模型,提出了室内各表面温度分布的理论计算方法. 对国外模型实验数据验证的结果表明,计算所得表面温度与实验值吻合,表明了这是一种预测大空间建筑表面温度的有效方法.

对流强化式辐射板实验与性能分析

测试了一种对流强化式辐射板的供冷性能,分析了其供冷量的影响因素,具体计算了辐射板与各个表面的辐射换热量,与周围空气的对流换热量及表面传热系数。分析计算了该辐射板在不同温度环境中的供冷量。

基于BP神经网络的旁热式辐射与对流粮食干燥过程模型

针对旁热式辐射与对流粮食干燥机的干燥特点,建立了一种粮食干燥机干燥过程的BP神经网络预测模型。该模型采用了3层神经网络结构(8-10-1),模型输入为粮食干燥机的8个变量,模型输出为出口粮食水分比或干燥速率。通过编写Matlab建模程序,基于实际干燥实验的样本数据训练与测试网络,实现了红外辐射与对流联合干燥的动力学模型,并给出了相应的模型数学表达式,模型预测的出口水分比与干燥速率的R2分别为0.998 9和0.998 0,均方根误差分别为0.009和0.004 1,预测结果与实际测量数据拟合较好;另外,结合实验干燥条件对模型干燥性能的预测结果进行了分析与总结,并依据同样方法建立了顺逆流粮食干燥过程的出口粮食水分比预测模型,对比了2种干燥方式的干燥性能。仿真预测表明用BP神经网络方法建模简单,具有自适应性、灵活性和自学习性等特点,相比于其他粮食干燥的经验数学模型,能综合考虑多种影响因素,可为红外辐射与对流联合干燥过程提供一种新的建模方法。

基于受热面负荷特性的超临界锅炉炉膛对流与辐射耦合传热计算

对流和辐射换热在电站锅炉炉膛蒸发受热面中呈现不同的负荷特性,忽略对流换热可能会引起炉膛全负荷热力特性偏离设计状态.建立了超临界直流锅炉炉膛对流和辐射耦合传热模型,该模型基于试验数据,采用多维函数最小化技术,从炉膛变负荷运行特性中提取对流和辐射热的组成信息,对5台超临界锅炉32个负荷状态的对流和辐射换热进行计算.结果表明,炉膛实际换热量和预测值吻合较好,辐射和对流耦合传热模型能够准确描述炉膛受热面负荷变化特性,当锅炉运行条件发生变化时,可用于修正热工调节参数,指导超临界锅炉燃烧和汽温控制.

多孔翅片散热器内辐射/对流/导热的耦合传热

采用切比雪夫配置点谱方法对多孔翅片散热器内辐射、对流和导热的耦合传热问题进行求解。在多孔翅片散热器内,导热系数、对流换热系数、表面发射率以及内热源均为温度的函数。在求解多孔翅片散热器内耦合传热的过程中,采用切比雪夫配置点谱方法对根据Darcy定律建立的多孔介质传热模型进行离散,并将微分形式的控制方程转换为代数形式的矩阵方程。另外,分析了热物性参数对无量纲温度和翅片效率的影响。通过与文献中同伦摄动法的计算结果相比较发现:切比雪夫配置点方法对多孔翅片散热器内耦合传热问题有很好的计算精度。

辐射对流条件下肋片散热的数值计算和结构优化

本文利用matlab对一种矩形肋片进行了散热数值计算 ,以金属热强度为结构优化的目标函数 ,通过对计算结果的分析得出了此种肋片的最佳肋高尺寸 ,同时 ,认为利用matlab来解决这类肋片优化问题是非常方便的。

对流—辐射边界对变压器温度场影响的解耦研究

对流—辐射边界是油浸式变压器最重要的散热方式,对变压器内部温度分布具有决定性作用。文中结合传热学基本理论以及变压器实际结构对变压器对流边界和辐射边界进行研究,针对目前直接以材料辐射率表征辐射换热强度的方法进行修正,结合变压器结构提出了有效辐射率的概念,使得辐射边界计算更加准确。并通过建立110 kV油浸式变压器三维流体—温度场模型分析了不同环境条件(风速、环境温度)对变压器对流边界和辐射边界的影响,为有限元分析计算中边界条件的确定提供了指导。

基于对流辐射耦合换热的新型数据机房空调系统

针对现有数据机房存在局部环境热点的问题,提出了一种新型的对流辐射耦合换热空调系统。建立数值模型对典型数据机房空调系统进行了模拟研究,通过将模拟结果与实验数据进行对比分析,验证了该模型的可靠性。对比研究了新型数据机房空调系统与传统数据机房空调系统的流场分布及制冷性能。结果表明:在相同的送风温度下,新型数据机房空调系统的机架进口温度分布更加均匀;在满足ASHRAE标准的前提下,新型数据机房空调系统的送风温度可以提高2℃,能够有效降低数据机房的电能利用效率;辐射板对数据机房局部热点的改善效果明显,辐射板的温度设置为31℃较为合理。

物理守恒律保真全球谱模式辐射—云—对流过程的改进

辐射—云—对流相互作用的正确和合理描述是改进湿物理过程描述和数值模式的重要方面。在一个物理守恒律保真的全球模式中引入描述更细致的云参数化方案和辐射参数化方案,对6个30天实时资料数值积分进行分析。结果表明,通过云参数化方案中云描述的细化,改进了模式对云分布、云量、以及云水、云冰不同相态的模拟;辐射方案中对这些云水物质的反应,有效改进了次网格加热中的辐射对流平衡,进而促进了次网格加热和动力相互作用的改进,斜压能量转换获得改进。最终,模式在整体系统误差上取得较大改进,对流层顶的温度场和风场误差明显减小,降水结构和降水强度显著改进,并且未见"双赤道辐合带"的现象。

烧结开孔金属泡沫壁的辐射和自然对流耦合换热试验研究

开展烧结开孔金属泡沫壁在大空间条件下的辐射和自然对流耦合换热试验研究,研究壁面倾角、瑞利数Ra*、泡沫厚度对换热性能的影响。试验所得竖直光铜板的结果与文献结果符合一致,验证了试验方案的有效性。试验结果表明:在一定的加热功率下,随着倾角的增加,纯自然对流努塞尔数和复合努塞尔数先增加后减小,在倾角为60o～80o达到极大值,且辐射换热量占总换热量的33%～44%;竖直放置时,烧结泡沫壁的辐射换热量占总换热量的比值小于光壁,且该值随泡沫厚度增加而增加。与光壁相比,烧结泡沫竖壁复合换热的平均努塞尔数和纯自然对流换热的平均努塞尔数分别提高了1.52～1.98倍和1.16～1.66倍。通过对红外相机拍摄的泡沫表面温度分布进行分析验证了基于泡沫表面平均温度的辐射换热量计算模型的有效性。

变压器温度场计算边界辐射-对流复合换热等效方法研究

针对变压器温度场计算中边界条件难以准确设定的问题,提出了基于传热学数学描述的变压器边界辐射-对流复合换热的等效方法,通过合并辐射、对流的传热通式得到描述边界条件的复合传热表面系数,根据不同变压器温升试验的环境条件得到对应的复合传热表面系数,并将其作为边界条件进行温度场计算,对比试验结果与仿真结果,不同条件下的4组算例各测温点温度计算平均误差在2~3℃范围内,符合工程要求,验证了边界辐射-对流复合换热等效方法的可行性和准确性,通过计算可以发现在自体散热过程中辐射散热导致的复合传热表面系数平均增量最大占比仅为复合传热表面系数的0. 2%,符合工程常识且为其提供了理论依据,通过正交实验表和极差分析法对比各因素对热点温度的影响程度,比较极差值大小可知,影响热点温度的主要因素为负载率、环境温度、风速,当精度要求不高时可简化或忽略辐射和湿度影响。

现有铸铁辐射对流散热器的缺点分析

指出了现有铸铁辐射对流散热器存在的缺点,从理论上分析了该散热器向外墙壁辐射热能所造成的热损失,建议对其进行技术改造。

对流辐射转换传热技术在线材热处理炉上的应用

多孔固体对流辐射转换传热技术,也叫传热变换体技术,是强化火焰炉窑传热以提高其热效率的一种节能技术。当前,应用推广的还不够普遍。本文介绍的是该项技术在线材热处理炉上的应用,从收到的效果来看,其经验具有较大的实用价值。

一个用于研究CO＿2问题的辐射－对流模式

设计一个用于研究ＣＯ＿２影响问题的定常辐－对流模式，该模式包含了反射率－温度、水汽－辐射－温度两个重要的反馈机制。模式模拟的平衡温度场与实际温度场很相近，模式试验的结果表明：大气中ＣＯ＿２浓度倍增能使地面增温０．９～２．７℃。

热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响

为了明确不同因素对叶片表面热负荷的影响规律,利用改进的WSGG模型,通过CFD数值仿真进行对流辐射耦合计算,探明高温燃气辐射传热对叶片表面热负荷的影响。结果表明:进口压力、温度、黑体辐射温度和壁面发射率对叶片表面热负荷均有一定影响,在进口总温从1750 K升高到2150 K的过程中,叶片表面温度整体升高幅度为250~300 K,而黑体辐射温度对叶片表面温度的提升最高为40 K。在壁面发射率从0.3提高到0.8的过程中,叶片表面辐射热流密度随之增大,在吸力面和压力面局部区域辐射热流密度增大了1倍。壁面发射率和高温燃气进口温度对叶片表面的温度和热流作用相当均匀,进口压力和黑体辐射温度对叶片尾缘、前缘和压力面的热负荷影响远大于其他区域。在此基础上,提出了以进口总温、黑体辐射温度、余气系数和壁面发射率为自变量,以辐射换热热流密度为因变量的辐射换热的经验准则关系式,获得了该经验关系式的拟合结果,并对该拟合精度进行了计算,相对误差均小于5%。

对流—辐射技术在线材热处理炉上的节能

多孔固体对流——辐射技术是近几年来出现的一种新颖强化传热技术。在高温气流通过多孔固体介质时,对流——辐射传热转换方式使相当一部分气流焓变成指向高温侧的热辐射能而成为有效热,从而可应用在加热炉上以提高能源利用效率。上海机械学院同上钢二厂合作进行了初步尝试,取得了良好效果。