喷蒸真空热压刨花板板坯内部的温度场特性

研究了喷蒸真空热压杨木大片刨花板坯内部的温度分布特征。实验结果表明,平行于热压板的板坯中心平面内的温度分布比较均匀,沿板坯厚度方向各点的温度分布差异较大。在喷蒸真空热压过程中,板坯内部的温度上升速率比传统热压快得多。

粒子系太阳能反应器气固两相流与温度场特性

为粒子系太阳能反应器的设计与制造提供理论指导,利用CFD方法对粒子系反应器内的流动与传热过程进行了数值模拟,建立了能够合适的描述反应器内气固两相流动与传热的数学模型。在特定的流动状态下给反应器壁面施加不同的热流得到不同的温度场特性,并对不同的流动状态和温度场进行了对比。研究结果表明:双流体模型和k-ε湍流模型能够很好的描述粒子系反应器内的流动情况;空气速度0.1 m/s、颗粒粒径0.09 mm时反应器内流动状态为环-核流动,且反应器中气固两相的环-核流动状态要优于悬浮状态;在相同热流条件下,环-核流动状态的出口温度比悬浮状态的出口温度高50 K,但是无论是哪种热流,反应器出口的空气温度随时间的增加趋于定值。

冷藏运输车真空隔热厢体的温度场特性仿真研究

为提高冷藏运输车厢的隔热性能,设计一种聚氨酯嵌套真空隔热板复合结构,对比分析聚氨酯嵌套真空隔热板复合结构、全聚氨酯板的"Z"字型和"工"字型加强筋结构的热力学性能,对嵌套真空隔热板和全聚氨酯板的厢体进行温度场模拟仿真,研究真空隔热板在保温板中的不同嵌套位置对厢体隔热性能的影响。仿真结果表明:聚氨酯嵌套真空隔热板复合结构符合强度要求,可提高车厢的隔热性能,真空隔热板嵌入保温板中间,被聚氨酯形成良性包围的情况下更能充分发挥真空隔热板的隔热性能。

强制对流烤箱预热阶段的流场和温度场特性研究

在实验数据验证数值模拟结果可靠的基础上,采用数值模拟方法对比研究了不同风扇位置的强制对流烤箱预热阶段的流场和温度场分布特性。结果显示:风扇后置式对流烤箱的流场分布呈现出关于风扇中轴线对称的特性,在风扇的吸气气流的挤压作用下,出风气流会首先到达腔体壁面附近,使得壁面处易出现与涡流尺度相当的高温区域。风扇顶置式对流烤箱的流场中易形成中部大尺度气流旋涡,风扇的出风气流绕中部旋涡流动,温度场则呈现出中间低、四周高的分布特征。且后置式烤箱的竖直平面温差更小,顶置式烤箱的水平平面温差更小。研究结果为对流式烤箱的风扇位置选择及温度场均匀性的改善提供了有益参考。

蒸汽灭菌器灭菌阶段的温度场特性及其对校准结果的影响分析

蒸汽灭菌器是应用于医药、生物、食品等行业重要设备,其温度参数是影响灭菌效果的重要因素。选用无线单通道温度记录仪和无线双通道温度压力记录仪作为测量设备,检测灭菌器不同点位的温度和灭菌过程的温度曲线。从温度与压力的关系、剩余空气对温度的影响和温度均匀性等方面分析了蒸汽灭菌器在灭菌阶段温度场的特性。探讨了温度场特性对校准结果的影响。

大截面矩形渡槽施工期间温度场特性的试验研究

通过模拟真实环境下缩尺寸渡槽模型的精细化施工及传感器的优化埋置,研究了大截面矩形渡槽底板与侧墙的温度分布场规律。结果表明,第一批浇筑模型底板有四个温度变化阶段,且温度明显呈非线性分布,空气的流通状况及底模是否拆除是影响温度分布的关键因素,而模型侧墙早期沿壁厚方向温度梯度不大,原因在于侧墙厚度不大且木模板具有一定的保温作用。通过此研究,明确了渡槽模型温度场的分布特性,可以为分析渡槽的温度应力及开裂机理提供试验和理论基础。

基于CFD的风扇驱动齿轮箱流场和温度场特性分析

建立了GTF(geared turbofan)发动机风扇驱动齿轮箱仿真模型,采用RNG(renormalization-group)k-ε湍流模型和MRF(multiple reference frame)模型对风扇驱动齿轮箱内部流场和温度场进行了数值模拟。结果表明:在齿轮箱外啮合啮入、啮出位置,由于分油盘喷油口所在的两个倒角平面和流体速度方向垂直,出现了局部的涡流。齿轮箱中行星轮齿面温度最高,太阳轮其次,内齿圈温度最低。行星轮轴承滚子温度高于轴承内、外圈,行星轮轴承内圈采用环下润滑冷却方式,轴承内圈温度较低,行星轮轴承外圈温度受行星轮齿轮本体温度的影响,比内圈温度高。行星齿轮轮齿沿齿宽方向中间位置有一个温度峰值。沿齿高方向,靠近行星轮齿顶位置有一个较高的温度峰值,靠近齿根位置有一个相对较低的温度峰值。

基于轨迹-传热耦合模型的温度场特性研究

以喷涂机器人工具中心点(Tool Center Point,TCP)及等离子热源中心点的位置一致性为结合点,利用FLUENT中的UDF模块加载TCP实时位置和等离子体射流以及高温粒子热源数学公式,构建了机器人运动轨迹与等离子喷涂过程传热行为之间的耦合模型,并通过仿真实验研究了特定机器人轨迹在基体表面形成的温度场分布情况。

电蓄热材料的温度场传热模型特性分析

为了研究电蓄热的储热系统结构和工作原理,本文以氧化镁为蓄热材料,根据其传热特性对其进行具体分析。基于不同的供热工况,构建了电蓄热材料在蓄热过程中的径向传热模型,依据加热管的功率特性和模型参数,研究了加热管电流与储热装置的温度场关系,MATLAB仿真结果验证了模型的合理性。结果表明,储热装置的容量与加热管电流密切相关,且电流越大,储热能力越强。

多孔介质预混燃烧温度场特性研究

多孔介质燃烧温度场特性在揭示多孔介质的传热机理、表征火焰面特性和预测燃烧产物等相关研究中有重要意义。基于多孔介质材料特性及多孔介质燃烧器温度测量方法,搭建自由堆积小球多孔介质预混燃烧试验系统,分析热电偶测温和红外热像仪测温两种测温方法和测量结果。试验结果表明,热电偶阵列适用于测量多孔介质燃烧室内部气固综合温度,红外热像仪则适用于监测燃烧室外层堆积小球透过高温石英玻璃时的综合温度。综合运用这两种测量方法,可以系统且准确地表征多孔介质的燃烧特性温度场,为优化多孔介质的燃烧提供有力的理论指导。

船用中压交直流电缆温度场分布对比分析

与船舶交流综合电力系统相比,直流综合电力系统具有功率密度高、易于并网、振动与噪声低等优点,应用前景广泛。随着船舶直流电力系统容量的不断增大,伴随而来的是直流电缆载流量不断增大。为了充分发挥和提升直流电缆的载流能力,将其与交流电缆的温度场特性进行对比分析。分别建立交流电缆与直流电缆的传热模型及温度分布方程,并利用有限元仿真软件进行了仿真对比研究。仿真结果表明:在相同的环境温度下,直流电缆的缆芯温升低于交流电缆,且直流电缆的温度场分布较为简单;在相同电压等级和环境温度下,参考交流电缆运行经验设定的直流电缆的参考载流量较为保守,未能充分发挥直流电缆的载流能力。

阀控充液式液力偶合器换热特性研究

在液力偶合器的使用过程中,由于转差损失与液力损失,会使其工作水液的温度上升,进而影响液力偶合器的工作性能,为了解决这一问题,对阀控充液式液力偶合器的换热特性进行了研究。首先,构建了含有进出水口双腔流道的瞬态换热计算模型,并对其进行了网格无关性验证;然后,采用多步求解方式对正常运转工况、堵转工况及循环换水工况的流动换热进行了数值模拟计算;最后,对比分析了不同工况下的液力偶合器温度场分布特性,探讨了液力偶合器内流场的流动换热变化规律。研究结果表明:正常工况及堵转工况流场整体温度皆呈现明显的线性上升趋势;以240 L/min流量进行循环换水时,流场温度呈先快后慢的下降趋势,20 s内可将流场温度降至30℃左右。采用该研究结果,可以准确地预测液力偶合器内流场温度变化,可为液力偶合器优化、换水调控提供理论参考。

火灾下铝合金艇体结构热力耦合响应研究

为了开展气垫船的铝合金艇体结构在火灾高温作用场下的甲板结构热力耦合响应研究,基于大涡模拟方法FDS(Fire Dynamic Solution)构建艇体火灾场景模型,获取热释放功率不同的油池火灾下的高温作用场特性,获得结构表面的单位热通量数据并通过自编温度载荷映射程序并采用顺序热力耦合计算方法开展火灾场景下铝合金结构热力耦合响应的研究,分析火灾下艇体的甲板结构的失效模式与舱段的极限承载能力变化,为后续船体的铝合金结构轻量化设计与抗火设计方案提供技术依据。

屏蔽罩开启过程冷冻靶热辐射屏蔽方案研究

在激光惯性约束核聚变的点火过程中,低温屏蔽罩的移除会使大量外界环境辐射进入冷冻靶,燃料靶丸温度场的变化直接影响燃料冰层的质量。针对六端直柱腔冷冻靶展开数值模拟研究,建立了多层热辐射屏蔽结构的三维全要素模型,基于Boussinesq假设和离散坐标辐射模型,研究了低温屏蔽罩的开启速度及不同热辐射屏蔽结构等因素对靶丸温度场特性的影响。结果表明:增大低温屏蔽罩的开启速度,会加快靶丸表面温度上升的速度,并缩短最大温差峰值出现的时间和温度场的稳定时间;采用辐射屏蔽片结构优于二级冷屏,能有效减少外界高温辐射热冲击的影响,可以使低温屏蔽罩开启后靶丸表面的温升降低44.3%,最大温差的峰值降低45.2%,温度场稳定所需的时间减少5.3%;提高屏蔽片的表面发射率,缩小屏蔽片与硅臂间的距离可以进一步降低屏蔽罩开启过程中靶丸表面的温升和温度场均匀性的恶化程度。研究结果可为冷冻靶固定式热辐射屏蔽结构方案的选择以及低温屏蔽罩开启过程靶丸表面温度场的控制提供理论指导。

304不锈钢激光熔覆CoCrW凝固过程数值模拟研究

为了获得性能良好的熔覆层表面,对激光熔覆过程的温度场特性及冷却演化过程进行研究,进一步对熔覆层凝固过程中金相组织形态进行探讨。根据激光熔覆特点,建立了激光熔覆温度场有限元分析模型,通过ANSYS参数化设计语言(APDL)和单元生死法编程,实现熔覆层的同步送粉以及其瞬态温度场特性的求解,获得了单道单层熔覆及冷却过程的温度分布规律。针对熔覆层的热量变化规律分析其组织演变过程。模拟计算出形状控制因子K,对304不锈钢表面熔覆CoCrW材料的凝固组织特征进行辅助分析,建立了相组成及组织特征与形状控制因子K的关系模型。

基于一体化模型的矿用变频器散热性能分析

矿用变频器空间密闭,运行过程中内部功率器件自身会产生大量热量,易产生热退化和热失效现象。现有研究主要是针对矿用变频器某类功率器件或散热器进行单独分析,未考虑它们相互之间的热交换作用,且现有研究与矿用变频器运行状态的结合不够紧密,导致生热和传热过程与实际情况偏差较大,降低了散热性能分析的准确度和全面性。针对上述问题,以630 kW/1140 V四象限矿用变频器为研究对象,基于一体化模型对矿用变频器散热性能进行分析。建立了考虑等效电阻的矿用变频器主电路拓扑模型,分析母排与电缆、充/放电电阻、吸收电阻、IGBT模块、输出电抗器的电气特性并计算功率损耗。采用强制水冷+风冷+自然冷却方式对矿用变频器的散热系统进行优化设计。将IGBT模块、吸收电阻置于水冷散热器的基板上,配置风机加速输出电抗器的热交换效率,其他功率器件则自然散热。基于一体化模型对矿用变频器内部温度场特性、对流换热特性进行数值模拟分析,并搭建矿用变频器加载试验平台验证基于一体化模型的温度场仿真的正确性及散热设计的有效性。结果表明:①在内部功率器件的传导、对流及辐射换热作用下,隔爆外壳的温度高于环境温度,最低为36℃,且后基板的温度高于其他隔爆面,最高可达70℃。矿用变频器内部组件均未超过80℃,远低于相关标准规定值,具有良好的散热性能。IGBT模块的温度最高,机心母排组件的温度次之,直流滤波电容组件的温度最低。②充电过程中功率器件产生了较大的损耗,但由于充电时间极短,该损耗不会引起温度的剧烈变化,功率器件的瞬时温度最高不超过59℃;放电电阻的瞬时温度最高可达267℃,100℃以上的作用时间为200 s,梯形铝壳电阻的耐高温冲击能力可满足该应用场景,且未形成热应力循环,不会产生热击穿、热失效现象。③各功率器件在2~3 h后温度逐渐趋于稳定,各标定测温点的实验与仿真结果在整体趋势上保持较好的一致性。

船舶舱室火灾一般规律研究

船舶舱室火灾一般规律能够反映不同种类火灾特征信息参数变化情况,与"预防为主,消防结合"的防治原则是一致的,并能为火灾防治提供指导。在总结分析船舶火灾一般规律的基础上对不同载荷火灾的特殊性进行系统分析:立足于可燃载荷物理化学特性,对舱室火灾不同阶段温度场和烟气生成特性进行对比分析,并对其特定火灾场景中的典型火行为进行深入探讨分析。