航天器用界面导热填料应用状态接触传热系数分析

为解决航天器用RKTL-DRZ-2型导热脂及RKTL-DRNJ-1型导热凝胶2种新开发导热填料无实际应用状态下接触传热系数数据的问题,采用试验方法对其接触传热系数进行研究,得到在航天器上设备典型尺寸及不同固定螺钉分布情况下的接触传热系数。试验结果表明:在相同安装状态下,与目前常用的RKTL-DRZ-1型导热脂相比,RKTL-DRZ-2型导热脂对界面接触传热性能改善效果较好,RKTL-DRNJ-1型导热凝胶较差。此外,获取了保证导热填料填充效果的实施经验,并给出了导热填料的选用建议。试验分析结论可应用于选用导热填料时的航天器热设计及热控实施。

小型化电子产品热应变作用下接触传热仿真分析

在设计小型化结构特征电子产品的过程中,组件在工作时的热应变对接触传热影响难以估算.针对此问题,以聚丙烯(PP)和316不锈钢(SS316)材料作为研究对象,采用粗糙度微观理论建立粗糙接触面等效接触几何模型,研究其接触传热.采用有限元方法模拟PP/SS316、SS316/SS316组合模型的热应变,采用计算流体力学方法研究热应变模型的传热过程.结果表明:在普通工业和消费电子领域的传热仿真中,微米和亚毫米级间隙中的气体对流和辐射对总传热影响可以忽略;圆台模型更适合于描述高弹性模量材料的粗糙峰;PP/SS316组合热应变主要发生在接触面平坦位置,热变形量大为2.6μm;接触间隙空气传热通量占比随间隙和材料热导率的增加而减少,而与材料使用温度无关.

直接接触传热性能综合测试平台的搭建及应用

为了促进学生对理论知识的理解、提升学生实践能力、强化学生创新思维,针对直接接触换热过程设计了传热性能综合测试平台。利用实验平台可开展直接接触式换热器出口工质蒸发量、罐体温度场、容积换热系数及换热流型图像等测量实验,还可根据实验教学需求增加间壁式换热器并联管路进行拓展实验。实践应用表明,实验平台既可让教师进行直接接触换热特性教学和科研研究,又可让学生直观体验、学习科研过程和方法,在高校实验室中具有较好的推广价值。

移动床中颗粒接触传热的数学模型

密相颗粒流动过程中的传热行为研究还不充分.在综合考虑颗粒接触传热的多个过程的基础上提出了颗粒接触传热模型,并与DEM模型结合模拟了移动床中颗粒与加热面间的传热过程.比较各传热过程的关系,可知通过接触面传递的热量对整体有效传热量的影响最大;有效传热系数主要受与加热面接触的颗粒数目、接触时间、颗粒加热面间接触面的大小等因素的影响;当颗粒的平均粒径相同时,不同的颗粒粒径分布对颗粒系统的传热影响不是很大;当颗粒的粒径增大,有效传热系数降低;颗粒与加热面间的传热量在空间上的分布是不均匀的.

湿式干釜直接接触传热蒸发过程

研究了非均相载热体直接加热物料的低持液量蒸馏釜即湿式干釜的传热蒸发机理。对底部进料情况下单泡滴在连续相(热载体)中的直接接触传热蒸发过程进行了数学模拟。通过模拟计算研究了泡滴的初始直径对连续相液深、泡滴完全汽化时间、瞬时传热温差以及瞬时传热系数的影响。提出了极限深度的概念,并推导出连续相极限深度的计算公式,对泡滴所处液深超过极限深度时的变化情况进行了分析。

不互溶液体间直接接触传热的研究进展

介绍了不互溶液体之间直接接触传热的主要研究内容和理论方面的研究进展,阐述了直接接触传热过程中泡滴与连续相之间存在的三种传热表面以及传热表面积和传热系数的简化计算,并给出了一些瞬时传热系数的合理表达式。最后,对直接接触传热过程在工程技术中的应用进行了简单介绍,并着重叙述了它在蒸馏领域中的应用情况。

磁性液滴在液体中的运动及接触传热

对磁性液滴在不互溶液体中的运动和接触传热特性进行了实验研究和理论分析，建立了磁性液滴在不互溶液体中运动的数学模型和传热关联式。实验结果表明。

大气压力对激光辐照双层板接触传热的影响

考虑激光辐照下结构变形对双层板接触传热影响可以更真实地反映两板间的传热情况,通过实验和数值模拟分析了大气压力对接触传热的影响。结果表明:大气压力对接触热阻影响非常明显,当大气压力超过一定值后,双层板界面始终接触,后板中心的温升阶段成类抛物形状;当大气压力在某一范围内,大气压力与温度矩产生的靶板挠度相当,接触面时分时合,后板的温升阶段成振荡式类线性增加;当大气压力小于某一特定值时,后板温度有一突跃过程,通过适当的设计有可能观测到该现象。

用于热敏物料蒸馏的直接接触传热蒸发釜的研究

针对热敏物料蒸馏中存在的技术难题,提出了一种用熔盐直接加热热敏物料的新方法.该方法中传热系数很大,传热表面积可不断扩充、更新,所以理论上传热温差可以达到很小,而热敏料液在釜内的停留时间大大缩短(≤1s),所以该方法在热敏物料的蒸馏上具有广泛的应用前景.文中给出了用熔盐和不用熔盐两种情况下加热蒸发DEP的实验结果并进行了比较,而且还给出了熔盐与分散相之间的传热速率的各种影响因素及曲线.

GPU加速有限元接触传热过程

在钢板的冲印过程中,模具的淬火效果在板料的转变中起着重要的作用。因此,本文对钢板的淬火过程建立了一个有限元模型,该模型的关键点主要是接触热传导过程,利用有限元计算机程序来计算淬火过程温度场的变化,同时通过温度测量装置来得到模具和板料的温度-时间曲线来验证计算结果。最后,采用基于GPU(图形处理单元)技术的并行计算来加快计算。

模拟轧制过程的镁合金带材动态接触传热机理

改进接触传热测量装置,利用有限元模拟镁合金轧制过程辊缝界面的瞬态换热特性,以准确分析温度、压力和粗糙度对接触传热系数的耦合影响。结果表明,接触传热存在2个明显的临界阈值。当温度在150℃以下且界面压力低于22.1 MPa时,存在良好的线性规律。当超过第一阈值后,接触传热明显增强,呈现显著的非线性特征。另外,当界面压力超过50 MPa(第二阈值)且温度超过300℃时,接触传热很快趋于稳定。显然,此时的第二阈值与镁合金带材表面摩擦峰的弹塑性变形直接相关,通过增加微接触面积和摩擦峰的交互扩散,从而形成高压接触传热。基于这一现象的规律特征,有助于精确控制辊缝的接触界面温度,便于设计合适的轧制参数或优化轧制工艺。

考虑辐射影响的接触传热模型与分析

应用GW统计接触模型,建立了粗糙表面之间的接触导热模型.与实验数据的对比分析表明:该模型能够正确地反映接触导热现象.在此基础上,对接触表面进行了合理的简化,建立了接触界面间的辐射传热模型.数值计算表明:当接触表面的温度高于400K时,辐射的影响已不可忽略;载荷对接触导热热导的影响明显大于对辐射热导的影响,导热热导随载荷的增大迅速增大,而辐射热导以及等效辐射系数均随载荷的增大有所减小,这主要是由接触界面的空隙面积减少造成的;在接触面几何参数中,粗糙峰等效斜率对等效辐射系数起着主导作用,在相同的量纲1的载荷情况下,粗糙峰等效斜率越小,等效辐射系数越大;通过对本文提出的等效辐射系数的误差检验,结果表明其最大相对误差为10-3数量级,说明等效辐射系数仅仅为接触界面黑度、几何特性和接触载荷的函数,而与接触界面温度水平和温差无关,同时也间接证明了本文提出的等效辐射系数可以较为合理地描述接触界面间的辐射换热强度.

垂直管内不互溶液滴群直接接触汽化传热

在一气升式外循环实验设备中研究了冷剂正戊烷与热流体水在垂直管内直接接触汽化传热过程。根据单液滴不互溶冷剂汽化关联式，推导出多液滴汽化过程中局部和平均体积传热系数表达式，表达式较好地解释了实验结果。讨论了冷剂表观流速、冷剂与热流体间的传热温差对体积传热量ｑｖ和体积传热系数αｖ的影响；

直接接触式蓄冷装置喷射传热特性的研究

本文通过试验选择适合于直接接触式蓄冷装置的喷射装置的型式 ,并对喷孔数、喷孔直径对直接接触式换热的影响进行了试验研究。

ORC直接接触式蒸发器传热性能研究

为分析低温余热发电ORC直接接触式蒸发器内分散相在连续相中的传热性能,分别选用新型环保有机工质R245fa和THERMINOL66导热油作为分散相和连续相,进行ORC直接接触式蒸发器传热性能的研究,分析了初始传热温差、工质体积流量和导热油质量流量对ORC直接接触式蒸发器容积传热系数的影响.结果表明:容积传热系数随着传热时间的增加先呈增大趋势,然后逐渐减小并趋于平稳,但大于传热开始阶段的容积传热系数;在工质体积流量和初始传热温差为定值的情况下,为获得较大的容积传热系数,导热油质量流量应控制在较小的范围内.

基于多尺度迭代的低温结构界面接触热阻数值模拟方法

为了精确获得大型低温风洞内部结构的温度分布,研究了低温结构接触界面接触热阻的计算方法。根据低温结构接触表面的宏观表面形貌和微观表面形貌,分别构建了结构宏观尺度有限元模型和微观尺度有限元模型,其中前者为后者提供温差载荷和机械载荷,后者为前者提供接触热导,形成了基于多尺度迭代的接触热阻数值模拟方法。设计并加工了典型低温结构实例,基于多尺度迭代方法预示了该实例在低温真空环境下的接触热阻。基于稳态法搭建了接触热阻测量实验系统,施加了数值仿真环境下的温度载荷和机械载荷,测量了相应载荷工况下的接触热阻,实验结果表明数值仿真方法具有较高的预示精度。

拉杆转子轮盘结合面接触传热试验研究

为了研究分布式拉杆转子在不同拉杆预紧力和轮盘表面粗糙度影响下轮盘结合面接触传热特性,建立了分布式拉杆转子轮盘结合面接触热阻分形模型,对拉杆转子进行了热力学计算。设计搭建拉杆转子轮盘结合面接触传热特性试验台,测量了拉杆转子温度场随拉杆预紧力和轮盘表面粗糙度的变化。结果表明:结合面接触传热系数随着拉杆预紧力增大而增大,随着轮盘表面粗糙度的增大而减小,并验证了结合面接触热阻分形模型适用于分布式拉杆转子轮盘结合面接触传热特性分析。

直接接触汽化传热实验装置的设计与测试技术

为了研究戊烷与水直接接触汽化传热过程中其液液界面的真实传热温差,文中搭建了汽化传热的闭路循环实验装置,设计了一种戊烷-水直接接触界面面积不变的圆形接触面,运用双平行电导探针测定液液界面的波动情况,采用红外热像技术确定液液界面处水的表面温度,进而确定直接接触汽化传热的真实传热温差,同时通过实验研究了水流速和温度对热通量的影响。结果表明:戊烷汽化传热的真实传热温差Δt远远小于传统计算方法得到的温差Δt_m,这种温差的差别导致了计算得到的真实传热系数远远大于根据传热方法计算得到的传热系数。同时,热通量随着水流速和传热温差的增加而逐渐增加。该实验方法为直接接触汽化传热机理的研究提供了重要方法和新的思路。

蒸汽在过冷液体喷雾上直接接触相变换热过程实验研究

以水为工质,通过实验研究了饱和水蒸汽与过冷水喷雾逆流直接接触冷凝换热过程,考察了不同入口液相温度下液膜厚度及破碎长度变化、液膜轴向及径向的温度分布;基于实验数据计算出了液膜局部传热系数及总传热系数。实验研究的结果表明,直接接触冷凝换热过程中,低入口液相温度时的液膜厚度和破碎长度更大;液膜在径向方向上存在温度梯度变化,液膜表面的温度较高,中心存在1个最低温度;随着液膜运动轴向距离的增大,液膜温度逐渐升高,喷嘴出口处液膜的温升最快,在整个喷雾的冷凝换热过程中,液膜温升占喷雾换热总温升的80%~85%,因此相比液滴,液膜起主要换热作用;喷嘴出口处的局部传热系数最大,并随着轴向距离增大逐渐减小。实验得到总传热系数的值远大于传统的膜状冷凝传热系数,体现了蒸汽-过冷液体喷雾这类直接接触换热方式的优势。

粗糙表面接触热阻的理论和实验研究

本文分析了两固体粗糙表面接触热阻的机理，用统计数学和接触力学的方法推导出粗糙表面接触热阻的理论计算公式，并用实验进行了验证．