强制对流烘箱内温度场均匀性研究

强制对流烘箱进、回风口的布置是影响箱内的温度场均匀性的关键因素,为了研究开发出更高性能的烘箱,通过数值模拟和实验测试的方法,研究了5种不同进、回风口形式的箱体构造设计方案(双边送风后置回风、双边送风置顶回风、单边送风对向回风、单边送风置顶回风、背部送风双边回风)下箱内的温度场流场,通过分析监测点温度、检测面平均温度,并计算能量利用系数和不均匀系数,结果表明单边送风对向回风是最优方案。优化后烘箱与原方案相比能量利用系数提高17.5%,温度、速度不均匀系数风别降低了26.5%、48.6%。实验测量得整体最大温差为2.5 K。整体最大温差降低了59.7%,温度场流场均匀度提高。

钛合金板翅式结构真空钎焊过程温度场均匀性研究

板翅结构具有更高的换热效率与性价比,广泛应用于航空航天、超导、石油化工等领域。同时,高温高压高载荷的恶劣环境要求板翅结构具有更优异的力学性能、更高的安全性与可靠性。因此,针对钛合金板翅结构真空钎焊过程开展温度场均匀性研究,探究加热带分布、升温速率对板翅结构温度场均匀性的影响规律与机理,明晰炉膛内温度场分布规律。结果表明,工件温度场均匀性受工件结构的影响显著,炉膛中心区域温度最高,但板翅结构的峰值温度位于板翅结构两侧。当工件受到热辐射的方向性较差时,其温度均匀性更好,因此间隔分布的加热带温度均匀性更优。而升温速率增大时,工件的温度场均匀性变差。其仿真结果为优化钛合金板翅结构钎焊工艺提供了理论基础。

飞机复合材料制件热压罐成型温度场均匀性优化方法

针对热固性复合材料制件热压罐成型过程中,工装结构优化和降低升温速率等温度场均匀性优化方法的不足,提出了在"温度低谷"区域添加加热器来提高温度场均匀性的方法。通过温度场模拟确定加热器的个数、安放位置,并求解各个加热器的功率密度,实现对"温度低谷"区域的热量补偿,提高温度场的均匀性。通过实例分析,将热量补偿前的温度场和补偿后的进行对比,最大温差从20℃降低到6.5℃,温度场均匀性有了很大的改善。

单流程蒸发器表面温度场均匀性的影响因素研究

改善蒸发器表面温度场的均匀性对提高其换热效率具有决定性作用。设计出一种类似平行流蒸发器的圆管单流程蒸发器,改变其集液管和蒸发管衔接处的孔径大小以及制冷剂入口流速,并进行了蒸发器管路的水力计算和相应的实验研究,得出管路中间截面的温度分布。模拟结果表明:在结构一定的条件下,集液管内的制冷剂来流速度具有决定性作用。当集液管内的来流速度在0.04m/s时,蒸发器各支管的温度分布最为均匀;同时在制冷剂流量一定时,支管数及各蒸发管与集液管衔接处的孔径大小也影响着温度分布。试验结果证明了此结论:在一定的液态制冷剂集管入口流速下,最小孔径为0.4mm时,具有8根支管的单流程蒸发器比10根支管的单流程蒸发器具有均匀的温度场。研究结果为研发高效率的平行流蒸发器提供了一定的理论和试验基础。

电加热水体温度场均匀性的仿真与实验

针对水平封闭圆管内水的电加热方式温度场不均匀问题,采用Fluent软件分别对水平圆管的轴向和径向温度场进行数值仿真.基于位式控制的分段分组加热方式在长度为1.8 m、内径为103 mm、外径为133 mm的水平圆管上进行实验验证.结果表明,圆管非水平放置会令加热后圆管的轴向温度场不均匀;在升温阶段,全壁面均匀加热的方式会使圆管温度在竖直径向出现显著的上高下低的分层现象;而只对圆管下半壁面加热可使圆管上层和下层温度差值从大于8℃降至小于1℃,有效提高了圆管温度场的均匀性;在稳态阶段,分段分组加热方式受位式控制的影响,径向温度偏差升到1.6℃以内.对比全壁面均匀加热的方式,分组加热方式特别是4组加热方式,在达到稳态的时间和稳态时的温度场均匀性仍具有明显优势.研究结果为实现高精度、无超调、温度场均匀性好的水平等压封闭圆管加热方案设计提供了参考.

某烤箱内腔温度场均匀性的优化研究

本文通过实测和CFD数值模拟的方法,研究了某嵌入式烤箱内腔温度场分布现状,发现温度分布不够均匀,影响食物烘烤效果。本课题组通过烤箱顶部小孔位置移动、小孔大小和数量改变、热风扇风速变化、加热管位置移动、热风扇挡板结构变化等方面的数值模拟研究,对比分析得到了相对最优的改造方案,使得烤箱温度场均匀性明显提高。

风力发电机组机舱温度场均匀性控制研究及应用

为解决风力发电机组机舱内部温度场分布不均匀导致机舱内部主要热源(如发电机、齿轮箱等)因超温报警停机问题,选取传统的"下送尾排"式风力发电机组为研究对象,引入基于热源扰动的温度场均匀性评价指标,通过正交试验优化设计,使该指标达到极小,分析了外界环境温度、风速、送风口尺寸大小、排风口尺寸大小等影响因子对风力发电机组机舱内部温度场均匀性的影响,从而在原有温度定值控制基础上,机舱内局部差异减小,提高换热效率;最后通过温度优化控制系统既能实现热源部件的最佳工作温度,又能保障机舱内部温度场分布的均匀性。

碲镉汞液相外延石墨舟的温度场均匀性改善

对碲镉汞液相外延(Liquid phase epitaxy, LPE)石墨舟进行了数值模拟,计算了石墨舟温度场分布。通过在母液周围加入石英框,分析其对温度场的影响,得到了石英框壁厚与温度分布的关系。模拟发现,在母液周围加入石英框结构,可以提高外延生长界面温度场均匀性。最后,将分析结果与实验相结合,进行实验验证,成功降低了边界效应对碲镉汞薄膜的影响,外延生长出厚度极差??为1.4?m、组分极差?x不超过0.002的长波碲镉汞薄膜。

基于机器学习的结冰风洞温度场均匀性分析

为提高结冰风洞的试验效率和流场品质,需建立温度快速预测方法以及提高风洞温度场均匀性。针对结冰风洞换热器出口气流温度建立了基于机器学习的预测模型,为解决真实场景下数据量小的问题,采用变分自编码器(VAE)进行数据增强,后采用遗传算法优化XGBoost方法建立最终的温度预测模型;在此基础上,利用已建立预测模型对风洞温度场均匀性及其影响因素进行了分析。结果表明:通过模型预测的换热器出口气流温度与真实值的平均绝对误差(MAE)约为0.60℃,R^(2)分数约为98.38%;试验风速、模拟高度以及回气压力等工况参数对温度场均匀性均有一定影响。

车载面包烤箱内温度场均匀性研究

衡量高原高寒地区救援车载烤箱质量的关键指标是内部温度场的均匀性。设计了4因素3水平的正交模拟实验,分析了烤箱4个关键参数对温度均匀度的敏感度,得到了最优分布。结果表明:对温度均匀度影响最大的关键参数是进口风速,其次是多孔板开孔高度,布风室宽度与发射率的敏感度较小。使温度场分布最均匀的烤箱结构为:多孔板开孔高度为3.6 mm、布风室宽度为80 mm、进口风速为5 m/s、发射率为0.9,相比原烤箱,沿x,y,z截面的最大温差分别减小了35.0%,50.5%,48.5%,均匀度提高了6.7%,有利于烤箱内食物的均匀受热,对烤箱结构优化具有指导意义。

计量检测用管式电阻炉温度场均匀性的研究

计量检测用管式电阻炉其在温度计量检测领域是一种非常重要的恒温温场提供设备,并主要应用于热电偶与热电阻等多种温度传感器的校准工作中,也是生产厂家对这些设备进行定值的一个关键设备。在运用管式炉进行相应的计量检测工作中,需对温度场的均匀性给予高度重视,因其对于热电偶和热电阻等相关传感器等产生的检测结果产生直接的影响,并对相应产品的生产质量有非常重要的影响。本文就计量检测用管式电阻炉其温度场的均匀性进行了研究分析。

精密加工环境温度均匀性控制数值模拟

精度较高的车床以及其他加工设备大多会对加工环境的温度场均匀性有所要求,空调送风速度以及位置等参数设置则是控制温度场均匀度的关键。研究空调参数对温度场均匀性的影响,通过物理建模以及数据仿真的方式模拟出加工环境内温度场以及速度场,得出了随着送风速度增加,温度场均匀度增加,加工区域峰值温度减小,随着空调器位置参数增大,加工区域温度上升的结论。研究工作为精密加工环境温度控制提供了一种技术方案。

复合材料固化工艺的直热模具温度场均匀性分析

针对复合材料固化成型工艺的直热模具温度场均匀性进行了研究。建立模具温度场和复合材料固化反应温度场的耦合传热学模型,并对该模型进行有限元建模仿真分析。针对影响模具表面温度均匀性的主要因素,即电加热管的间距和功率,设计正交试验优化,优化后模具表面最大温差为3.5℃,达到行业标准。此外,对影响温度场均匀性的其他因素,即加热管与模具的接触热阻、复合材料层合板厚度进行了探讨,接触热阻的存在使得模具表面最大温差达到7.24℃,模具加热到指定温度多用时800 s,降低了效率。研究层合板对模具温度均匀性的影响时发现未加入复合材料时模具表面最大温差为4.44℃,加入层合板耦合后最大温差为3.5℃;厚度为毫米级时,层合板对直热模具表面温度均匀性影响不大。

大型板翅式换热器出口温度均匀性的数值分析

板翅式热交换器是一种结构紧凑、传热强度高的换热设备,被广泛运用于化工、空分等低温领域。为研究某大型板翅式热交换器出口界面上的温度均匀性,利用数值模拟的方法对其典型结构进行流场与温度场的数值模拟,并且采用基于传热校核计算得出的温度分布函数作为数值模拟的温度边界条件。研究结果表明,换热器出口段内温度不均匀性和平均湍流度沿流动方向逐渐减小,出口截面上的温度不均性为2.07K,平均湍流度为2.93%,能满足工程设计的需求。

双光源选择性激光烧结成型中预热温度场研究

双光源选择性激光烧结成型可以制作大尺寸的制件,但对加工面预热温度场的均匀性提出了更高的要求。提出了一种不等高预热方法,并用ANSYS分析了各加热管组在不同高度、不同辐射力时的受热面温度的分布规律,获得了最佳温度场分布时各个加热管的具体高度,并在实验平台中进行了验证。

多层绝热材料规模化干燥处理时温度场的测试与分析

对大批量处理多层绝热材料的大型专用干燥箱满负荷运行时工作区域的温度场进行测试,通过温度分布和温度场均匀性的分析,得出了最高温度发生点的位置与成因以及影响温度场均匀性的主要因素,并对温度的控制方法、多层材料的布置方案和干燥设备的改进提出了建议。

低温风洞高精度温度计现场校准装置研制

为满足低温风洞高精度温度传感器校准多通道并行、电缆线无法拆卸等现场校准需求,研制一套基于电制冷的低温风洞高精度温度计现场校准装置。校准装置采用多层结构、真空绝热、增加热阻等方法降低热量/冷量损失,设计冷量分配器减小中间层与内层的温差降低热辐射,配置辅助冷却套管降低引出电缆温度梯度,并通过在安装铜座和校准腔均匀布置标准温度计和加热器,实现温度精确控制,系统保证校准腔温度均匀性和稳定性。校准装置性能测试实验结果表明:在45路温度传感器并行校准条件下,校准温度范围可达77~323 K,有效温度场的温度均匀性和温度波动性均优于33 mK,能够满足低温风洞温度传感器现场校准需求。

恒温反应器温度场数值模拟与试验研究

针对组织脱水机的恒温反应器加热系统温度场存在的均匀性问题,对恒温反应器上加热片的功率分布作了研究。首先,根据实际工况的试验校准建立了有限元模型,再把4块加热片的功率值作为变量设计均匀试验方案,利用该有限元模型结合均匀试验方案进行了模拟均匀试验。通过采用遗传算法对模拟均匀试验得到的回归方程进行了寻优计算,再根据寻优结果分别进行了数值模拟和现实工况的试验验证。结果显示,恒温反应器内部温度场均匀性达到了行业要求,同时有限元的分析结果和现实工况温度场的试验测量结果基本吻合,验证了所建立的有限元模型的合理性。

低温温度传感器校准装置设计与仿真分析

为实现低温范围内高精度温度场测量目的,解决低温温度传感器ITS90国际温标固定点校准法在氩三相(3.05K)到汞三相(234.3156K)温区内传感器校准存在的不足,研制一套能在低温范围内对多支温度传感器进行高精度校准的装置。介绍该装置的设计方案,对低温温度传感器校准装置的核心部分隔热校准腔进行热力学仿真计算,对其主体3层结构型式、绝热技术、温度场均匀性保证措施等进行模拟计算,最后对仿真结果进行实验验证。仿真和验证结果证明,该设计方案能够满足设计技术指标要求。

热泵除湿对密集烘烤温度场和品质效果的影响

为探究热泵水热分离除湿方式对密集烤房烘烤效果的影响,以粤烟97烟叶为样品,设计了热泵除湿(HP)和传统燃煤(TC)密集烤房烘烤效能试验,通过采集系统获得烤房内22个测试点温度和烤房电耗数据,分析2种方式密集烤房的温度场均匀性问题,并结合烤后烟叶经济成本、外观质量和主要化学成分等多个特征指标,明确HP方式能有效提高烟叶品质,降低烘烤能耗。结果表明,在设定相同烘烤工艺条件下,TC方式标准差为1.313℃,偏差平均值为1.855℃,而HP方式标准差为0.540℃,偏差平均值为0.754℃;结合水平和垂直方向温度场试验可知,HP方式温差波动较小,能形成稳定的温度流场,有利于提高烟叶烤后品质;在干烟质量相当情况下,HP方式总成本为TC的46.28%,单位干烟叶成本为TC的41.88%;HP方式烤后烟叶外观质量和主要化学成分协调性均优于TC烤后烟叶。