有限元热分析中空气夹层传热处理方法及其验证

以传热学理论为基础,考虑夹层空气的热传导、对流和辐射,确定夹层空气传热的处理原则。对于较薄空气夹层,在考虑导热和辐射传热的基础上,作等效导热处理;对于较厚和厚空气夹层,则在考虑边界对流、辐射传热的基础上,引入中间节点,处理夹层空气与两壁间的传热。在结构有限元热分析中,用此方法处理空气夹层,温度值计算分析结果与实验实测温度值比较,相符较好。

中空玻璃空气夹层内的自然对流换热

从传热学的角度论述和分析了中空玻璃空气夹层内自然对流换热。采用FLUENT软件对夹层厚度δ为6、9、12、14和16 mm时的自然对流换热进行数值模拟,并将所获得的对流换热量与按纯导热计算的结果作了比较分析。结果表明,空气夹层内的自然对流换热的主要影响因素包括气体种类、瑞利数Ra、空气夹层的相对厚度δ/H和壁面温差ΔT。在设定条件下,中空玻璃空气夹层内自然对流换热在上述δ下可近似作为纯导热处理。通过模拟结果和经验公式分别计算了中空玻璃传热系数K,与中空玻璃热工计算的成熟软件的计算结果比较接近。

空气夹层结构抗爆炸局部破坏分析

给出了空气夹层结构抗爆炸的破坏机理,利用非线性动力有限元程度LS-DYNA对空气夹层结构抗爆炸局部破坏进行了分析。当炸药爆炸时,抗爆层被贯穿,产生局部破坏,震塌隔离层只发生弯曲变形。震塌隔离层具有隔离爆炸冲击波的作用,可以大大减小室内的精密仪器的损坏以及人员的伤亡。空气夹层结构是种抗爆炸能力很强的结构,在重要建筑结构和人防结构中有着极其重要的用途。

空气夹层在连续式窑炉窑墙中的作用研究

本文研究了连续式窑炉窑墙中空气夹层的位置、厚度、夹层壁的黑度等对其隔热保温效果的影响,并经与其它材料比较,讨论了空气夹层的应用价值.

高温围岩封闭空气夹层隔热的理论与数值分析

随着矿井开采深度的增加以及深埋隧道的发展,高地温地下空间热害问题日益突出,研究如何控制围岩散热在其热害治理中具有重要意义。结合空气夹层在建筑围护结构中保温隔热的作用,提出应用封闭空气夹层控制围岩散热量的隔热方法。利用FLUNET建模分析了巷道为不同截面形状时相应封闭空气夹层结构内的自然对流换热特性,拟合了不同形状巷道的空气夹层内平均自然对流强化系数的计算式K_(ave)=f(Ra,2δ_(2)/d_(3))。得到以下结论:(1)不同形状巷道的自然对流强化情况不同,差异产生的原因是空气夹层顶部对流换热强度不同;(2)空气夹层隔热方法可有效降低巷道壁面的总放热量;(3)空气层厚度对岩壁散热量影响不显著,但巷道底部宽度对总放热量有明显影响,最佳空气层厚度为8 cm左右。

空气夹层在间歇式窑炉窑墙中的作用研究

本文从空气夹层的位置，窑炉的升温时间等方面研究了空气夹层在间歇式窑炉窑墙中的作用。

空气夹层对含液结构在球形弹体侵彻作用下动态响应的影响

基于一维应力波理论对高强水中冲击波在不同介质间的传播进行分析,提出了2种防护含液结构的空气夹层形式,建立了数值仿真模型。在验证数值仿真方法的基础上,分析了含液结构在弹体侵彻过程中空穴演化、冲击波传播、空气夹层结构变形等的动态变化过程及弹体速度衰减规律,讨论了不同舱室结构在球形弹体侵彻作用下的冲击波特点和结构不同组成部分的能量转换关系,对比了不同弹速下前后板的塑性变形。研究结果表明:(1)在含液结构中添加空气夹层能有效降低含液结构前板和后板的冲量、能量和塑性变形;(2)空气夹层影响前后板变形的主要原因为阻抗失配和空气夹层变形引起的稀疏波及液体空化;(3)从整体看,双层间隔板结构衰减前后板变形能力优于方格夹层板结构,但随着弹速的增加,双层间隔夹层板的前后壁变形相互制约,2种结构对含液塑性变形的改变逐渐接近。

空气夹层对车辆引擎盖温度场建模的影响研究

车辆引擎盖作为车辆发动机工作状态下,汽车上表面重要的红外特征识别部位,其温度场的研究对准确构建车辆整体的温度场和车辆的红外探测与识别均有着重要的意义。本文提出了一种车辆引擎盖温度场的建模方法。基于热平衡方程,对车辆引擎盖的传热进行分析推导,建立出引擎盖的温度分布模型和温度数值模型。并以实际实验的测量数据和环境情况为基础,设置模型仿真的边界条件。在仿真计算过程中,分别以不同类型的民用轿车引擎盖为对象,重点讨论并验证了引擎盖内部空气夹层对引擎盖模型计算结果的影响。研究结果表明,在引擎盖温度场建模和仿真计算过程中,空气夹层的存在对模型计算结果的准确性有着较大的影响。且车辆引擎盖越复杂,空气夹层对模型计算结果的准确性影响就越大。针对空气夹层的影响,本文提出一种分层的处理方法。对比实验和仿真结果,结果表明该方法较好地解决了空气夹层对模型计算结果的影响。

封闭空气夹层的建筑外墙保温性能检测试验验证

本文从建筑外墙的保温性能这一角度入手来研究节能保温墙体的构造特点。建筑外墙采用了封闭空气夹层,本文对带空气夹层的复合外墙结构进行了实验室检测试验验证。表明有空气夹层的外墙形式可以增加热阻,并且可以减轻墙体重量,节省建筑材料,并能防止墙体表面及各结构层之间出现冷凝水,可以有效的减少空气夹层的辐射传热量。

空气隔热夹层围岩温度场数值计算及试验分析

随着矿产资源的开采深度日益增加,矿井高温热害问题日益突出,研究新的隔热技术、隔热工艺已经成为控制围岩传热的重要研究方向。鉴于空气夹层结构在建筑围护结构和寒区隧道中的保温隔热作用,提出应用封闭空气夹层控制巷道围岩散热量的方法。采用ANSYS Fluent软件求解了含空气夹层的围岩温度场分布。通过相似理论设计了含空气夹层的巷道围岩温度场测试试验台,并应用试验结果对数值计算结果进行了验证,两者具有很好的吻合性,证明了ANSYS Fluent模拟结果的正确性。应用计算模拟结果和试验结果分析了围岩内温度场非稳态传热过程中的变化规律,发现因空气夹层内自然对流现象的存在,顶部、中部和底部围岩温度场发展并不一致,但其调温圈无因次半径均小于无隔热巷道。并通过实例计算研究,发现空气层厚度对围岩散热量影响较小,空气夹层厚度从2 cm增加到20 cm时,围岩单位长度散热量仅下降5%;围岩导热系数对空气夹层隔热率有着显著的影响,导热系数为0.59 W/(m·K)比围岩导热系数6.18 W/(m·K)时夹层隔热率衰减速率快。封闭空气夹层隔热结构适用于新掘进巷道或高温隧道的临时性隔热或围岩导热系数高的固定或半固定作业地点的永久性隔热。

空气夹层厚度对隔热样件的影响规律研究

文章介绍一种防热结构的试验方法,探讨封闭腔热试验的合理性,给出热试验过程中的具体操作过程,获得真实可靠的试验数据。试验结果表明,空气层隔热效果显著,设计人员对长时间高温环境下的隔热结构设计应该选取合适的隔热材料。

用空气保温夹层技术改造箱式电炉

热处理是我厂的用电大户,用电量占全厂生产用电的五分之一,如何降低热处理的耗电量、提高经济效益,是摆在我们面前的一个重要课题.1991年,我们采用空气保温夹层新技术等措施,改造了两台60kW箱式电阻炉,取得了良好的节电效果,现介绍如下:1.挖掘节电潜力为了降低热处理电炉的耗电量,我们近几年来采取了一系列节电措施,从工艺改革和设备改造方面下手,取得了节能降耗的良好效果.如箱式电阻炉采用硅酸铝保温材料和红外涂料,使单耗由560kW·h/t降到413kW·h/t,但箱式电炉究竟还有没有节电潜力,这正是需要进一步探讨的问题.我们在1985年前后。

采用空气保温夹层新技术改造箱式电阻炉

随着国民经济的飞速发展,能源供应日趋紧张,供需矛盾越来越突出。热处理分厂是我厂用电大户,用电量占全厂生产用电的1/5,每年电耗费用高达50多万元。因此,如何降低热处理的耗电量,提高经济效益,是摆在我们面前的一个重要课题。去年。

任意倾斜角度下平行平板封闭夹层自然对流换热实验研究

通过实验，在温差从10℃到90℃，夹层间距从0．01m至0．08m，空气层与水平面夹角在0°～90°变化范围内，全面分析了夹层温差、夹角、Re数、间距、纵深比等因素对换热的影响．拟合出了各角度下的准则方程式，并在θ＞60°时，用（1－θ／18O）n来体现角度变化对换热的影响，避免出现90°时准则式与其它角度下形式无法统一的问题．分析了一定温差、角度下对流换热量随间距的变化关系，给出了最佳间距，从而为工程计算提供了理论依据．

环形封闭夹层内自然对流换热的q_c-L变化关系

本文在环形夹层自然对流换热实验研究的基础上,从有利于了解热损失的变化情况出发,采用有量纲的分析方法进行讨论,得出了在实验条件下q_c—L的交化规律,并给出了相应于最小热损失的最佳间距。

基于统计能量法的铝板隔声量分析

为研究单双层铝板的隔声性能,基于VA-ONE平台建立了单双层铝板隔声计算模型,利用统计能量法对其进行高频段的隔声量仿真计算,并与实测值进行了对比,在125Hz^4000Hz频域内,统计能量法的隔声量计算值与实测数据基本吻合。进一步研究了板厚、材质、空气夹层厚度、吸声材料对单双层铝板隔声性能的影响。研究结果表明:不同厚度单层均质铝板隔声量基本符合均质板的隔声规律;在630Hz^4000Hz频域内,空气夹层厚度每增加50mm,隔声量提高约1dB;等厚度玻璃钢及铝蜂窝板比铝板具有更好的隔声性能;在对能量输入贡献较大的结构中铺设吸声性能较好的材料可以获得更好的隔声效果;玻璃纤维能够增强聚氨酯的吸声性能。实际工程中,需合理配置板厚、空气夹层厚度、隔板材料、吸声材料的关系,方可获得较好的隔声性能和经济性,研究结果对船舶舱室降噪设计提供了参考依据。

基于统计能量法的单双层玻璃窗隔声量分析

根据统计能量法(SEA)的基本原理,给出相关参数、运动方程以及功率平衡方程的表达式。进而在等厚度的单、双层玻璃窗隔声模型中,采用SEA对其隔声性能进行分析。结果表明:在125 Hz^4 000 Hz频率范围内,单、双层玻璃窗模型的预报隔声量与实测数据的误差分别在3 dB和7 dB以内(临界频率除外),边框有吸声处理的双层玻璃窗较单层玻璃窗的平均隔声量高13 dB左右;在500 Hz^4 000 Hz范围内,空气层的厚度每增加50 mm,双层玻璃的隔声量相应提高1dB。

关于低功耗气体传感器阵列的研究(英文)

由电池驱动以微机械技术制造的气体传感器的功耗是十分关键的实际问题。为了研制低功耗气体传感器,在传感器阵列上表面制备完成后,从下表面腐蚀传感器芯片的基底,以造成传感器芯片和封装室之间形成一个空气夹层。从而对有空气夹层的传感器芯片和没有空气夹层的传感器芯片的能耗做比较。实验结果显示,腐蚀过的传感器芯片具有较低的功耗。

西部机场登机桥新型空调通风方式

机场登机桥存在夏季过热、冬季热舒适不佳、传统机械制冷能耗高、空调系统及其配套电源初投资大等问题。基于西部高原严寒地区气候特征及登机桥特点,提出了夏季采用蒸发冷却(方案1)与屋面空气夹层(方案2)、冬季采用零辅助热源太阳房方式的方案。结合屋面空气夹层与零辅助热源太阳房方案,提出新型登机桥空调通风方式。结果表明,方案1降温15℃,方案2技术经济性最好;在满足基本热舒适要求前提下,新型空调通风方式初投资为常规空调的10%,运行费用为常规空调的50%。

飞机环控导管包覆绝热套管的质量控制研究

描述了飞机环控系统绝热套管采用包覆空气夹层绝热套管的新工艺方法,通过对包覆空气夹层绝热套管新方法特点进行分析,结合导管与复合材料胶接成型特点,重点对如何控制该方法带来的质量问题进行了研究,探索和总结了其规律和特点,并对各项质量问题做了改进措施,为进一步深入研究和推广应用包覆空气夹层绝热套管新技术打下良好的基础。