费托合成浆态床反应器的温度动态响应分析

在Aspen Custom Modeler中建立了应用汽包一沸腾水移去反应热的费托合成浆态床反应器动态模型，模拟考察了新鲜气流量波动时其流量波动大小、换热面积、汽包容积、传热温差以及传热系数等参数对于反应器温度波动特性的影响。结果表明，反应器换热面积增大（或传热温差减小）可以有效减小扰动过程中反应器温度波动量;汽包中水或水蒸气体积的增加会使得反应器温度波动增大，但传热温差的减小会使得汽包的容积作用影响减弱；传热系数采取固定值计算会使得反应器温度波动量被高估。通过对模拟结果回归得到最大温度波动值与传热面积及流量波动值的关系式，在温度230～270℃，压力1．5～3．0MPa下应用此关联式可对反应器温度波动值进行快速估算。

基于电-热-结构耦合模型的硅通孔热力瞬态响应

为了准确地预测硅通孔(TSV)在电-热-力三场耦合效应下的温度和应力分布情况。建立了TSV的热等效电路(TEC)模型,提取了TSV的热等效电路参数,推导了基于电热耦合效应的TSV温度瞬态响应方程,建立了结构应力的数学模型,研究了周期性方波加载条件下TSV的温度和应力分布,应用有限元软件COMSOL仿真分析了TSV的温度和应力与激励源频率、SiO2层的厚度及铜导体半径之间的关系。仿真结果表明:建立的TEC模型适用于TSV温度瞬态响应的预测,误差在5%以内,TSV的温度和应力对SiO2层的厚度非常敏感,可以通过适当减小铜导体半径来减小TSV的温度和应力,这将有助于TSV的设计及对其性能进行相应的预测。

圆球物体非稳态导热平均温度集总参数法探讨

对于温度场随时间变化的非稳态导热问题,集总参数法是最简单的求解方法,但是这一方法只适用于Bi<1的条件.拓展传统的非稳态导热集总参数方法,提出在0<Bi<∞条件下,圆球物体非稳态导热平均温度集总参数分析方法,建立了平均温度瞬态响应关系式.讨论球体平均取值位置,并进行数值分析,给出了适于工程应用的辅助参数表,比通用的Heisler图解法更为简洁方便.

UV-LED风冷散热系统瞬态性能分析与测试

针对一款典型的UV-LED风冷翅片热管散热系统,建立了从LED阵列到散热器末端的热阻网络,应用MATLAB模拟了翅片热管散热器在设计工况和变工况下各点温度的瞬态变化性能,并选取部分点进行了实验测试。结果显示,该风冷翅片热管散热器具有较好的瞬态传热性能,其最大温差在散热器铜板处;瞬态温度响应具有滞后性;LED散热量突然急剧变化时,对芯片部分的影响较大,而环境温度或者外部的对流散热状况在短时间内的波动则对LED几乎没有影响。

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提出在0<Bi<∞条件下,非稳态导热平均温度集总参数分析方法。以无限大平板为例,建立了相应的瞬态温度分布表达式Θ=e-Bi(mFo+n),给出表面温度响应和中界面温度响应关系式,讨论平均温度所处的坐标点取值规律,在工程上以XΘ=0.57处的温度作为整个平板的平均温度已足够准确。应用提出的平均温度瞬态响应关系式求解实际非稳态导热问题,比通用的Heisler图解法更为简洁方便。

无限大平板非稳态导热理论分析

针对非稳态导热集总参数法在应用中有较大限制条件问题,提出了在0<B i<∞条件下,非稳态导热平均温度集总参数分析方法,建立了平均温度瞬态响应关系式.以无限大平板为例,建立了平均温度、外表面温度、中界面温度、任意无量纲位置处的瞬时温度表达式,并给出具体的实例验证.该式比通用的He isler图解法更为简洁方便.应用推导出的温度表达式,结合给出的辅助参数表,可以方便地进行工程实际问题的求解,解决了非稳态导热问题误差大的困惑.

无限长圆柱非稳态导热集总参数法应用

圆柱体进行非稳态导热时,集总参数法只适用于Bi<1的情况,Bi>1时一般采用根据解析解绘制的Heisler图线.由于前者适用范围窄,后者误差大,探讨一个非稳态导热的实用便捷公式具有重要意义.以无限长圆柱为例,研究在0<Bi<∞条件下非稳态导热平均温度集总参数分析方法,定义必要的参数,建立了平均温度瞬态响应关系式.拓展了传统的非稳态导热集总参数法应用范围.数值分析给出了计算关系式的辅助参数表.通过推导出的公式,结合参数表来计算工程实际问题,比通用的Heisler图解法更为简洁方便.

深海耐压结构微裂纹损伤识别与定量评估方法

深海耐压壳安全研究主要集中在材料性能本构模型和以疲劳寿命预测为目标的结构参数评估模型上,其损伤识别和定量评估方法的研究尚不成熟。本文针对深海耐压结构,基于电磁感应和涡流热效应,探究瞬态温度响应与微裂纹损伤间的关系,以实现耐压壳关键部位微裂纹的量化研究。项目研究成果将弥补耐压壳服役安全性研究中无损伤监测的空白,为深海耐压壳微裂纹损伤识别提供原创方法及理论依据,保障目前在役深海潜水器的作业安全。