BFPC固定结合面虚拟材料热特性参数建模

为确定含有玄武岩纤维树脂混凝土(basalt fiber polymer concrete,BFPC)固定结合面的机床基础件热特性参数,基于虚拟材料法建立了含有BFPC固定结合面组件的仿真模型,并对其热特性进行仿真分析;设计制造了含有BFPC固定结合面的组件,通过实验方法研究组件的热特性。将仿真分析和实验研究的结果进行对比,分析表明:两种方法得到的组件在不同时刻的温度场具有一致性,且仿真与对应实验点温度的误差不大于8.57%,证明了所建立的BFPC固定结合面虚拟材料参数模型的准确性,以及基于此采用虚拟材料法对含有BFPC固定结合面组件进行热特性仿真分析的精确性和有效性。

野生核桃仁营养成分及其油脂脂肪酸组成、热特性分析

为促进野生核桃的综合开发利用,以云南省临沧市野生核桃为原料,测定了核桃仁粗脂肪、粗蛋白质含量,核桃仁粕氨基酸组成、矿质元素含量,以及核桃油的生育酚含量、总脂肪酸及sn-2位脂肪酸组成,并分析了其热特性。结果表明:野生核桃仁中粗脂肪含量为44.04%,粗蛋白质含量为21.63%;核桃仁粕中7种人体必需氨基酸占氨基酸总量的31.47%,9种药用氨基酸占氨基酸总量的70.97%;核桃仁粕中含有丰富的矿质元素,属于高钾低钠食品,微量元素中Mn元素含量最高,为144.8μg/g,重金属元素未检出;野生核桃油主要由7种脂肪酸组成,其中sn-2位多不饱和脂肪酸含量(70.01%)高于总脂肪酸中多不饱和脂肪酸含量(61.48%);核桃油中γ-生育酚含量最高,为510.10 mg/kg;核桃油低温结晶主要在-30℃和-13℃熔融,其快速热解温度为317~470℃,在416℃质量损失速率绝对值达到最大。野生核桃仁营养价值较高,具有广泛的开发利用价值。

热辐射触发锂离子电池热失效行为及其射流热特性

实验研究了辐射加热器非接触式触发动力锂离子电池热失效过程中的温度特性、质量损失、产热行为变化等特性及其空间射流温度与热流分布特性。以50 Ah的Li(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))O_(2)电池为对象,基于锂离子电池燃烧实验平台进行。结果表明:电池热失控实验过程中发生了2次喷发现象,电池表面最高温度为489.2℃;最高温升速率为27.7 K·s^(-1);最大质量损失速率为32.7 g·s^(-1);电池本体总产热量为1.05 MJ;环境最高温度为705.3℃;烟气总释放热为6.56 MJ·m^(-2);射流空间环境最高温度比电池表面最高温度高。这表明,高温高速的易燃气体会加剧热失控危害的风险。本结果有助于电池失效初期预警、热失控抑制、火灾风险控制。

不同老化阶段的锂离子电池热特性研究进展

研究锂离子电池不同老化阶段的热特性对于锂离子电池全寿命周期安全运行控制具有重要意义。首先梳理了不同老化阶段电池本征热特性参数和产热特性参数的实验研究进展,厘清相关参数随电池老化阶段变化的规律和内在机理;结合锂离子电池热特性研究的电模型、热模型和老化模型的全面综述与分析,总结了锂离子电池不同老化阶段的产热及温升随环境温度和倍率的变化规律。相关工作可为锂离子电池全生命周期热特性变化和热管理策略研究提供参考。

湿空气对开放块石层湿热特性影响的试验研究

青藏高原暖湿化趋势日益加剧,空气中的水汽质量分数随季节变化差异较大致使空气物性参数、焓值等产生变化,可能会间接影响块石路基的换热过程。本文基于模型试验及空气热力学理论,对等压条件下干、湿空气中块石层内湿热特性进行了分析。结果表明:在等压条件下干、湿空气温差与水汽质量分数呈正相关关系,且水汽质量分数变化速率低于温差变化速率8%。基于地表能量平衡方法计算了考虑水汽影响的块石表层感热通量,发现两种空气条件下的感热通量差值与水汽质量分数也呈正相关关系,此时水汽质量分数变化速率高于感热通量差值变化速率9.8%。日出后干、湿空气与深层块石的对流换热差值主要受空气相对湿度控制,日落后由于干、湿空气温差较大则受空气温差影响。水汽质量分数较低时,干、湿空气焓值差变化速率高于水汽质量分数变化率约87%,焓值差变化率高于水汽质量分数变化率约21%,该现象随着水汽质量分数下降而愈加明显。研究结果对于评价和预测湿空气条件下块石结构路基的长期热稳定性具有重要工程意义。

驱动电机轴承热特性分析系统设计与验证

针对新能源汽车驱动电机轴承热特性分析过程中,其温升及接触分析计算过于复杂、计算效率低的问题,采用MATLAB App Designer软件开发工具,在建立驱动电机轴承温升及接触分析模型和编制其数值求解程序的基础上,设计一套新能源汽车驱动电机轴承热特性分析系统。该系统使用方便,只需输入轴承的相关参数,便可直接计算出轴承相应的温升、发热功耗和接触载荷等性能参数,且计算结果可在系统界面以图表的形式进行显示和输出。与试验数据的对比结果表明,该系统高效可靠,为工程设计中其他复杂计算系统的开发提供了参考。

热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承热特性

针对航空发动机高速重载双半内圈角接触球轴承运行中生热问题,基于滚动轴承动力学以及传热学理论,考虑轴承热变形以及润滑油的作用,建立热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承动力学分析模型。采用预估-校正的GSTIFF变步长积分算法求解动力学方程组,分析了工况参数和结构参数对轴承热特性的影响,结果表明:考虑热力耦合的轴承动力学模型更接近试验结果;内、外圈温度受转速以及轴向力的影响较大,轴向力对内、外圈温差的影响较大;内圈沟曲率半径系数对轴承温度的影响较大,当内圈沟曲率半径系数为0.532时内、外圈温差最小,外圈沟曲率半径系数和垫片厚度对轴承温度的影响较小。

基于Modelica模型的供热系统动态热特性研究

针对集中供热管网系统级的快速建模和仿真要求,利用Modelica语言陈述式的建模方法对集中供热系统进行非因果建模,并基于Modelica模型对供热系统动态热特性进行分析。通过动态仿真平台MWorks,结合实际供暖运行数据对Modelica活塞流管道模型验证,结果显示实测值与模拟值平均相差约0.8℃,表明在热源温度频繁变动条件下模型能够满足供热系统动态仿真需求;并通过控制管道的管径、管长及单位管长热容量等不同变量,分析得出各变量对管道末端温度动态响应速度及响应时长的影响。

基于风冷的锂离子电池充放电设备热特性影响研究

针对锂离子电池充放电设备内电池组温升过高、温度一致性不好的问题,以风冷系统充放电设备为研究对象,基于数值传热学理论,建立热力学计算模型并结合测试验证。通过抽象充放电设备散热特征,提取了两个影响电池组热特性的主要因素。针对不同托盘通风结构及不同风机布局分别设计了研究方案,并分析了不同托盘通风孔、不同托盘环形风口、不同风机位置及不同风机数量对电池组热特性及充放电设备流场的影响。结果表明:充放电设备放电温升测试数据与仿真数据接近,说明热力学模型准确;托盘通风孔对电池组热特性有一定积极影响,但作用有限;托盘环形风口通过提升电池表面湍动能强度,增强电池表面对流换热效果,从而对电池组热特性起关键作用;风机位置正对电池时,电池组具备更好的换热效果;风机数量与电池组热特性呈正相关关系,当风机数量为6时,既能满足电池组热特性,又能提高系统能耗。研究结果可为锂离子电池充放电设备的热特性管理提供一定的指导。

玉米农田行尺度土壤热特性变异特征及其对土壤含水量和温度的响应

本研究采用定位试验,利用热脉冲技术监测了玉米农田行尺度4个位置处(1/2行间、1/4行间、棵下和棵间)以及两个深度(2 cm和4.5 cm)土壤热特性的时空变异规律,并分析了土壤温度和含水量对土壤热特性的影响。结果表明,在试验期间,热导率、热容量和热扩散率的变化范围分别为0.66~2.22 W/(m·K)、1.46~4.49 MJ/(m^(3)·K)和4.07×10~(–7)~6.88×10~(–7) m^(2)/s。降雨之后,热导率和热容量增加,且随着时间推移逐渐降低。2cm深度的土壤热特性的波动较大,棵下位置土壤热导率和热容量值最大,波动最为明显;土壤热扩散率在1/2行间位置最大。在4.5 cm深度,各位置土壤热特性变化趋势基本一致,土壤热导率和热容量值在1/2行间位置最大,土壤热扩散率在棵间位置最大。综合两个土层数据得出1/4行间位置的热导率和热容量更具代表性。本研究中土壤热特性对土壤含水量的响应规律较为明显,随着土壤含水量增加,热导率和热容量线性增加,热扩散率则表现出先增加后降低的规律。在测定的土壤温度范围内,热扩散率随土壤温度增加呈上升趋势。该研究可以为农田水热管理提供科学依据。

不同老化状态三元锂离子动力电池热特性

为认知电池在老化过程中的产热特性,研究了不同健康状态的18650型三元锂离子电池多个测试条件下的电池产热过程和温升情况,分析了各状态下不同放电深度(DOD)时电池直流内阻和熵变系数,计算了电池可逆与不可逆产热功率,总结了不同老化状态电池放电产热中热量构成。结果表明放电过程中产生的热量主要是不可逆热量。随电池老化程度增加,不可逆产热量增大。各状态下可逆产热均在50%DOD时达到最大。随着老化程度加深,直流内阻增加,大倍率放电时产热增加明显,低温放电性能变差。

高速电主轴热特性建模与冷却系统参数优化方法研究

电主轴热变形是影响加工精度的主要因素之一,而热变形主要由电主轴温升引起,其中冷却系统是影响电主轴温升的关键因素。为了优化冷却系统关键技术参数,以某型号高速电主轴为例,建立了考虑主轴不同旋转面换热系数的热特性模型,提高了温度场和热误差的仿真精度,并进行了主轴不同转速的温升与热误差实验,验证了仿真模型的正确性;基于所建立的电主轴热特性仿真模型,利用正交试验法进行了冷却系统参数优化,冷却参数优化后的仿真实验结果表明,电主轴最高温度降低了2.0℃,热变形减小了25.76μm,为电主轴冷却系统优化提供了理论参考。

实心/空心滚珠丝杠动态、静态的热特性分析计算

通过对滚珠丝杠系统的热源、热边界条件的确定和计算,分别建立实心/空心滚珠丝杠系统的热稳态仿真分析模型,利用有限元的方法,得到滚珠丝杠系统的热稳态温度场分布,进而利用多场耦合对滚珠丝杠系统进行热结构耦合分析得到实心滚珠丝杠和空心滚珠丝杠的热变形情况,并分析热变形对滚珠丝杠系统的影响;然后分别对实心/空心滚珠丝杠系统进行模态分析和静态分析,分析滚珠丝杠中空后动静态特性的变化和影响,为立式加工中心的优化和改进提供理论依据。

计及热网蓄热特性的多区域综合能源系统多元储能规划

面向基于冷热电联供系统和热网构建的多区域综合能源系统(integrated energy system,IES),该文提出计及热网蓄热特性的多区域IES多元储能规划方法。首先,基于能量守恒方程推导热网蓄热模型,以量化热网的缓冲能力;在此基础上,以年综合成本最小为目标,建立计及热网蓄热特性的多区域IES多元储能规划模型;然后,针对区域互联热网管道流量变化导致模型非凸的问题,利用凸包方法将模型转凸,并设计自适应求解策略,提出凸包自适应优化算法以实现模型的有效求解。最后,天津某实际多区域IES的规划仿真和分析验证了该文所提模型和算法的有效性。

不同莲子蛋白氨基酸结构与热特性研究

目的:研究不同莲子蛋白(分离蛋白、清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白)的氨基酸组成结构与热特性的差异。结果:谷氨酸含量均占比最高,且含有较多带负电荷的极性氨基酸基团。莲子蛋白的E/T、E/N比值与FAO/WHO提出氨基酸比值接近,说明莲子蛋白氨基酸组成与含量均衡。电子能谱中硫元素谱图显示,清蛋白具有更高的吸收峰值,表明其他蛋白中可能含有较多的二硫键,而巯基含量较少。热特性分析表明,莲子蛋白在90℃时逐渐变性,200℃后发生玻璃化转变,内部有序结构向无序转变。其中分离蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的热变性温度高,可能是因为分子内部二硫键含量较高,结构紧密,且在热特性变化中重量损失更大,功能性基团改变。结论:分析不同莲子蛋白氨基酸组成、含量以及热特性的差异性,可为莲子蛋白更深入的基础性研究提供科学依据。

方型锂电池模组热特性实验与仿真研究

为使锂电池高效可靠运行,对锂电池单体和模组在不同倍率放电下的热特性进行研究。基于一维产热模型和三维传热模型,建立了锂电池电化学-热耦合模型。将仿真与实验测量的电压和平均温度进行对比,验证了模型的有效性,并从产热角度分析了电池温度的变化规律。此外,从连接铝排和正负极柱是否产热,探究了它们对电池模组温度场分布的影响。结果表明:放电倍率越大,电池表面温升越快。在低倍率放电下,可逆热是影响电池表面温度变化的主要因素。铝排和正负极柱产热对电池模组峰值温度和位置有较大影响,但对其最低温度以及位置几乎没有影响。当放电倍率为2 C时,峰值温差达到6.5℃。

基于Fluent的低空浮空器热特性研究

该文针对浮空器的多流场耦合分析需要,利用Fluent对浮空器的热特性展开数值模拟研究。通过将浮空器蒙皮简化成零厚度壁面,结合气囊内外流场的耦合计算,获得蒙皮表面的内外对流量;利用UDF的Profile宏加载太阳辐射和长波辐射换热量。计算典型季节不同时间点下,蒙皮外表面温度分布和氦气温度变化规律。结果表明,蒙皮表面极值温度位置受对流换热的影响位于浮空器尾部;同一典型日期下,蒙皮表面昼夜温度变化范围在3~8 K,且极大值变化大于极小值变化;氦气平均温度变化范围在5 K以内,且与蒙皮表面温度变化趋势一致。研究结果对于保障浮空器的安全运行具有一定帮助,也为后期浮空器传热-流动-结构的多场耦合计算奠定基础。

考虑修形的双列圆锥滚子轴承热特性研究

以往针对圆锥滚子修形的研究大多数都集中于滚子修形对轴承接触区域应力分布和载荷分布等方面的影响,很少有对基于滚子和滚道修形的双列圆锥滚子轴承接触区热特性的系统性研究。针对重型卡车车桥用双列圆锥滚子轴承承载较大,且失效形式多为高温失效的问题,对双列圆锥滚子轴承的热特性进行了研究。首先,基于滚动轴承动力学理论和滚子与滚道的对数修形理论,建立了重卡车桥用双列圆锥滚子轴承动力学模型;然后,基于摩擦功耗理论和热传递理论,建立了轴承摩擦功耗模型和热分析模型,研究了滚子、滚道修形参数对轴承热特性的影响规律;最后,搭建了轴承温度试验台,通过对比试验对仿真结果进行了验证。研究结果表明:滚子与滚道修形参数对相应滚子与滚道接触区的温度分布影响基本一致,修形系数大于0.8时,其能够消除端部应力集中的影响,系数过大则使滚子与滚道接触区最高温度增大;修形偏移量的变化会使接触区的最高温度位置发生变化;滚子与滚道同时修形,滚子与滚道修形偏移量接近时,滚子与大挡边接触区的最高温度较低。

肌内结缔组织热特性及其影响因素研究进展

肌内结缔组织是肌肉的重要组成部分,与肌纤维共同影响肉品的感官品质。该文对结缔组织与肉品嫩度、多汁性、风味等感官品质指标的关系进行总结,并聚焦于结缔组织主要成分胶原蛋白,总结其在加热过程中变性、收缩和溶解等热特性的影响因素,分析其热特性和结缔组织蛋白聚糖降解的关系,以及其热特性与原料肉内源酶降解体系的关系,探讨结缔组织影响肉品品质的可能机制,以期为改变结缔组织的热特性,提高肉品的感官品质指明研究方向。

湿式摩擦离合器摩擦副热特性分析

为了研究湿式多片离合器摩擦副的发热情况,选取其中一对摩擦副,建立了瞬态及稳态热分析有限元模型,将油槽类型转化为当量圆柱体并建立对流换热模型,计算了对流换热系数,并以此为边界条件,计算不同时间下摩擦片与对偶钢片沿径向和轴向的温度分布。同时,针对不同材料及槽型对摩擦副温度的影响进行分析,并采用SAE#2试验机,测试了不同材料及槽型的摩擦副温度,与理论分析进行了对比,温度变化趋势一致,误差较小。