相变材料在围护结构中的应用及热工性能研究进展

在建筑围护结构中掺入相变材料能达到蓄放热、改善热工性能和节能目的。介绍了相变材料的分类、选择,求解相变传热过程方法。分析了围护结构与相变材料热工性能的相关性,热工性能受地区气候、室内环境、相变材料热物性、相变材料封装及应用方式等影响。通过相变砖、相变混凝土、相变砂浆和相变墙板等的应用,表明相变温度接近环境温度的算术平均值,相变材料封装面积、传热系数、潜热的增大,可有效地提高其热工性能和节能效果。研究相变围护结构的热工性能对建筑节能降碳具有重要意义。

基于OBE理念的《无机材料热工技术》教学改革探索

《无机材料热工技术》课程在无机非金属材料工程专业培养体系中具有重要的地位。该课程内容涉及知识面广、跨度大、难度大,传统教学模式下学生很难在有限的课堂学时内系统深入消化基础知识。在成果导向为教育理念指导下,以学生产出导向为目标,本课程团队结合《无机材料热工技术》课程特点,设计混合式教学模式,结合丰富的案例分享,理论联系实际,培养学生职业技能、社会责任感和良好职业道德,培养具有创新思维、自主学习能力、能够分析和解决无机非金属材料工程领域复杂工程问题的高素质创新型人才,从而适应社会和职业需求。

“三全育人”理念指导下热工控制系统试验与维护课程思政的教学设计与实施

对当前高职院校热工控制系统试验与维护课程的教学现状及问题进行分析。提出了以“厚德强技乐业、电力点亮人生”为思政主线的课程思政总体设计思路,从课程思政教学目标、教学体系、教学方法、教学实施、教学评价5个方面对高职院校热工控制系统试验与维护课程思政教学进行了改革探索。实践结果表明,热工控制系统试验与维护课程思政教学改革取得了良好效果,学生的电力报国情怀培育得以强化,人才培养质量显著提高,毕业生获就业单位广泛好评。

新工科人才培养中热工理论基础课程教学改革研究

为培养新工科人才,在融入思政教育和节能减排的背景下,对热工理论基础课程教学内容进行改革,借助内蒙古工业大学优慕课网络教学平台,通过课程设计优化,课堂中融入数值模拟CFD方法和Matlab数值计算,将实验课和理论课有机结合,通过思维导图的方式,注重知识点的梳理等方法达到教与学的有效互动。采用课程考核方式的多样性有效调动学生的积极性。通过课程教学效果反馈,实现教与学的不断优化。

热工流体类课程加强过程性考核的实践探索

热工流体类课程是能源动力类专业的核心专业基础课,在课程链体系中均处于极为重要的地位,是连接基础课和专业课学习不可缺少的重要纽带,也是培养学生分析和解决工程实际问题的关键环节。基于OBE教学理念,这类热工流体课程的教学设计和教学实施要以目标导向,从以教为主转变为以学为主,从质量监控转变为持续改进。本文主要针对采用以学生为中心的教学设计,如何加强过程性考核,并融入课程思政,从而充分调动学生学习的积极性、更好的培养学生分析和解决工程实际问题。

新工科背景下“4+3+2”教学模式在热工设备课程中的探索与研究

为顺应新工科发展,提升教与学的效果,提出了“4+3+2”教学新模式,以“四相融合”为基础,重构热工设备课程教学内容,采用基于OBE理念的“线上—线下—实践课堂”三线并行教学方法,开展“线上任务驱动—线下项目教学—实践课堂巩固”的教学改革,建立“多样化+翻转化”两种评价标准,取得不错的教学效果。这种教学模式可为创新能力要求高且具有多学科交叉背景的工科本科专业课程教学提供参考。

基于快课技术的热工基础与应用课程教学研究

热工基础与应用课程是面向机械设计制造及其自动化专业开设的专业必修课之一,是培养方案中的核心课程。结合热工基础与应用课程的课程目标和教学内容,深入分析了该课程在教学中所存在的问题,并基于快课技术进行课程教学模式、实验教学模式和课程考核方式的研究,旨在将育人与教学相统一,提升学生学习该门课程的积极性,加深学生对于知识的理解,并从多维度考核学生的学习成果,与此同时提升教师的教学能力和教学质量。

快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究

钠-水直流蒸汽发生器作为分隔钠冷快堆二、三回路的重要屏障,有着非常重要的地位。为分析蒸汽发生器的流动换热特性,西安交通大学搭建了快堆钠-水蒸汽发生器综合性能试验台架,开展了一系列稳态实验,并自主开发了一维两相热工水力设计程序。从稳态实验中选取低功率、中等功率以及满功率5个典型工况开展DeCOSS程序稳态计算。在对实验数据以及计算结果进行归一化处理后,对钠侧轴向温度分布以及蒸发器出口钠侧、水侧出口温度进行对比验证。可发现不同功率工况下,DeCOSS程序计算结果均与实验数据符合良好,验证了蒸汽发生器自主化设计和分析程序的正确性。此外,获取的实验数据也可反之修正DeCOSS程序计算方法,为今后钠-水蒸汽发生器开展相关课题的研究奠定基础。

严重事故工况下反应堆热工水力参数对源项释放行为影响研究

为了进一步研究反应堆严重事故进程中热工参数对源项释放的影响,识别对其影响较大的物理过程,从而进一步改进和发展数值模型以提高计算精度降低不确定性,以第三代压水堆为对象,利用一体化严重事故分析程序ISAA对大破口失水事故导致的严重事故开展了数值分析研究,并基于Wilks公式利用自主开发的不确定性程序代码SAUP对17个热工参数进行了拉丁超立方抽样(LHS)执行批量计算,对目标输出(FoM)即氢气与裂变产物的释放进行了不确定性与敏感性分析。结果表明:在热工参数的不确定性范围内,氧化产氢以及裂变产物的释放呈现正态分布且存在较大的不确定带,包壳氧化层的失效温度、堆芯碎片尺寸以及碎片孔隙率对高挥发性裂变产物的释放有较为显著的相关性。该研究有助于理解反应堆严重事故中热工参数与源项之间的复杂联系,同时对核电厂安全系统的设计以及严重事故的预防与缓解具有参考意义。

基于CiteSpace的热工基础学科研究热点及趋势分析

热工基础是热力学和传热学基础学科,它涉及热力学基本概念、热平衡、热力学循环、传热基本理论等方面。热工基础是工程热物理、热能工程以及新能源科学与工程专业中的一门核心课程,对于工业生产和能源利用具有重要意义。为了解热工基础学科研究热点与发展趋势,以中国知网(CNKI)收录的177篇发表在北大中文核心期刊和CSSCI期刊上的有关热工基础的文献数据作为样本,借助文献计量学分析软件CiteSpace绘制图谱,对热工基础学科进行可视化分析、热点与前沿分析。最后对相关研究成果进行归纳总结,并对未来该领域的发展提出相关建议。

蓄/取热工况套管式地埋管换热器换热特性试验研究

为研究竖直套管式地埋管的非稳态传热特性,通过搭建竖直套管式地埋管传热特性砂箱试验台,对竖直套管式地埋管进行了试验研究,分析了蓄热工况和取热工况下不同运行模式对竖直套管式地埋管以及其周围土壤传热特性的影响,获得了竖直套管式地埋管流体的进出口水温、周围土壤温度、单位井深换热量以及平均传热系数的变化规律。试验研究结果表明:蓄热工况下在间歇运行模式分别为1∶1与1∶2情况下,启停比越小,地埋管周围土壤温度波动范围越大;取热工况下,距离地埋管径向距离越远的土壤温度受启停比时间的影响较小;间歇运行模式下的单位井深换热量比连续运行模式下单位井深换热量高,运行72 h时启停比1∶1模式下单位井深换热量比连续模式下单位井深换热量高157.98 W/m。可见间歇运行模式有利于土壤恢复,实际工程中可根据建筑要求合理选择间歇运行。

SVBR-100铅铋冷却反应堆热工水力仿真分析

为了研究铅铋堆的热工水力特性和控制方案,对热工水力程序RELAP5进行正确地扩展改造后,建立铅铋堆的对象模型,并对模型进行稳态和瞬态情况下的仿真特性分析。仿真结果表明,稳态计算结果与设计值基本一致;瞬态计算结果与物理原理和经验知识一致;瞬态时与水堆对比结果表明铅铋堆引入变化后反应性和核功率参数变化幅度更小,稳定更快,堆芯温度和燃料表面温度稳定时间更短,说明相较于水堆,铅铋堆本身具有的更好的自稳自调特性使其更具发展潜力。

基于多模型融合的热工过程异常值处理方法

火电机组异常值的检测与修正是热工系统建模的基础。针对热工过程数据具有强耦合、高维度、非线性和时变性等特性,提出了一种基于多模型融合的热工过程异常值处理方法。采用粒子群优化概率神经网络方法对异常值进行检测,解决了常规基于经验估计和有限样本聚类寻优不能完整表示整体空间概率特性的问题。针对常规Nadaraya-Watson回归方法在选取光滑参数时易导致过拟合和出现残差、偏差的问题,提出了一种基于滑动窗口优化Nadaraya-Watson回归的方法,自适应填补异常数据。仿真结果表明,所提方法的异常检测和填补效果相较于常规方法分别提升了26.7%和1.76%,证明了方法的有效性。

粮食平房仓“结构-隔热”一体化墙板热工性能研究

为了提高散装粮食平房仓墙体保温隔热性能,提出了一种新型“结构-隔热”一体化墙板(SIW墙板)。通过试验和数值模拟,分析了保温板厚度、连接件等对SIW墙板热工性能的影响,揭示了内、外叶墙板温度、热流密度随时间的变化规律,得到了SIW墙板的传热系数,基于传热系数指标开展了SIW墙板在不同储粮生态区的适用性评价。结果表明:相较于传统平房仓砖砌墙体,保温板厚度为50 mm和80 mm的SIW墙板传热系数分别降低了45.81%和56.13%;GFRP连接件在SIW墙板中的热桥效应不显著,对墙板温度场的影响较小;相较于保温板厚度为50 mm的SIW墙板,80 mm厚的SIW墙板能满足3个储粮生态区对粮食平房仓墙体传热性能的要求。

建筑玻璃光学及热工性能检测方法分析

本文立足于建筑玻璃光学及热工性能参数的理论基础,阐述了检测的方法和技术,包括可见光透射比、太阳光直接透射比以及传热系数等参数的检测,并结合实际案例对检测方法的具体应用展开了探讨,希望通过本文的探究,能够为相关工作的开展起到参考作用。

智能热工仪表检测标准分析

智能热工仪表是工业生产智能高效、绿色安全及现代化转型升级的基础。分析了智能记录、温度、压力、流量仪表的通用技术条件,包括结构及基本参数、要求和试验方法,尤其分析了智能热工仪表与传统热工仪表不同的功能检查和物联网安全性试验,为智能热工仪表的检测提供参考。

工程教育认证背景下机械类“热工基础”课程线上线下混合教学设计

随着工程教育认证的推进,高校越来越注重培养具备工程实践技能和专业知识的高素质工程技术人才。文章以提高“热工基础”课程教学效果和毕业要求支撑点达成度为目标,针对课程教学改革的关键问题,分析了课程特点和教学现状,在传统教学方式的基础上积极探索了该课程的线上线下混合教学模式。基于工程教育认证背景下“热工基础”课程对机械设计制造及其自动化专业毕业要求的三个支撑目标,从课程教学内容设计、线上教学资源构建以及课程教学实践评估三个方面对线上线下混合课堂模式进行优化设计。结果表明,合理的教学内容设计收到了良好的教学成效,在一定程度上提高了毕业要求支撑点的达成度。对于线上线下混合课堂模式的积极探索旨在增强学生的知识掌握和应用能力,培养出具备工程实践技能和专业知识的高素质工程技术人才,可以为高校工程教育的发展提供有益的借鉴和经验。

Smith预测器在热工自动控制系统中的应用分析

现代锅炉过热器需要在高温高压的环境中工作,锅炉在出口位置过热或者蒸汽温度较高对电厂安全运行具有重要影响。针对延迟、惯性、时变性等问题,火电厂一般选择常规的过热气温控制系统对温度进行控制,尤其是PID控制方式,但是此类控制方式容易造成鲁棒性,整体控制效果不好,容易出现各类问题。基于此,在热工自动控制系统中应用Smith预测器,可以有效解决各种问题,确保热工系统可以实现自动控制的目标。

大连先进光源束流垃圾桶屏蔽设计及热工分析

基于蒙特卡罗模拟软件FLUKA和有限元软件COMSOL对大连先进光源(DALS)束流垃圾桶的设计进行了初步研究。采用FLUKA软件进行了束流垃圾桶和主体建筑的建模,理论公式和模拟计算保证径向和轴向束流垃圾桶沉积能量在99%以上,计算中引入减方差技巧,降低计算结果的统计误差,相应的计算结果的误差在5%以内。同时计算给出侧墙和顶板位置的辐射剂量率的大小,侧墙两边的剂量率大小分别为1.84μSv/h和1.15μSv/h,顶板位置处的剂量率大小约为1.14μSv/h,保证了工作人员的安全与健康。利用COMSOL软件计算束流入射情况下束流垃圾桶的温度分布和热应力的大小,得到稳态情况下束流垃圾桶的最高温度为55.1℃,最大热应力大小为54.5 MPa,小于材料的熔点和屈服强度,保证束流垃圾桶在装置运行过程中的稳定性。

小型装配式木塑建筑墙体稳态热工性能研究

采用正交试验的方法开展小型装配式木塑建筑墙体稳态热工性能研究,探究墙体单元连接形式、保温材料铺设形式和内外覆面板厚度对墙体传热系数和热阻的影响。结果表明:当外层木塑共挤板厚度为10 mm,内层定向刨花板厚度为11 mm,中间层整铺XPS保温板,并通过木方墙骨柱形式连接墙体单元时,整面墙体的传热系数为0.67 W/(m^(2)·K),热阻为1.49(m^(2)·K/W),可减少通过墙体的热对流,提升建筑的保温隔热性能,节约建筑能耗,适用于需要快速自主搭建,且对热环境舒适度有一定要求的临时建筑。