土壤耦合热泵系统夏季运行工况的传热传湿数学模型的探讨

本文在Philip和De Vries多孔介质热湿耦合理论模型的基础上,从土壤中热湿迁移的机制出发,以修正达西定律和费克定律为理论基础,建立了非饱和土壤中土壤耦合热泵系统地下埋管换热器夏季运行工况的传热传湿相互耦合的数学模型。

蜂窝式除湿转轮的传热传质数学模型及其试验验证

针对蜂窝式除湿转轮的结构特点以及波纹形通道的传热传质特性,建立了转轮除湿过程中的传热传质数学模型,用试验数据验证了其合理性。分析和讨论了传热传质过程中空气温湿度和干燥剂温度及其含水量的分布情况和特征。数值计算发现:在波纹形通道内沿再生空气方向存在一条空气含湿量峰值线,该峰值线向出口方向的迁移时间和峰值的大小决定了再生速度和再生效率。为了提高再生效率,应该尽可能加快再生空气含湿峰值向出口处的移动过程,提高其迁移速度,降低迁移时间。最后还对运行参数对再生空气出口含湿峰值的大小及其迁移时间的影响进行了讨论。

错流降膜液体干燥剂除湿/再生传热传质数学模型及分析

分析了错流降膜液体干燥剂除湿及再生传热传质过程 ,建立了基于实际除湿系统的描述再生和除湿过程的数学模型 ,考虑到除湿过程中产生的热效应 ,以氯化钙溶液为除湿剂时 ,对气侧和液侧的传热传质系数进行了理论和数值求解 .计算结果表明 ,传热传质系数与气流流动状态。

环柱状银催化剂内反应-传质-传热耦合过程数学模型的求解及实验验证

采用有限元上的正交配置法对环柱状银催化剂内强放热复合反应-传质-传热耦合过程的二维数学模型进行了求解,计算结果与实验值十分吻合.

异形多通孔催化剂的工程研究——IV.异形多通孔颗粒反应-传质-传热耦合过程数学模型

以乙烯氧化合成环氧乙烷多重反应体系为背景,根据YS-5环柱形银催化剂本征动力学,对12孔及24孔异形多通孔颗粒建立反应-传质-传热数学模型,通过正交配置法求解了颗粒内部的浓度及温度分布。结果表明,12孔及24孔多通孔颗粒的应用有助于提高反应选择性和转化率,降低粒内温升。同时由模拟计算的数据得到12孔及24孔多通孔颗粒的L-H型主副反应宏观动力学方程。

三相水分共存的多层墙体热湿耦合传递模型

考虑水分升华、凝华、气液和固液相变,以温度和水蒸气分压力为驱动势建立了气、液、固三相水分共存的多层墙体热湿耦合传递模型.构建了1面500mm(长)×450mm(高)×240mm(厚)试验墙体,利用恒温恒湿箱试验测试了箱体温度范围为常温^-33.94℃时墙体内部温度和平衡相对湿度的变化,分析了水分固液相变过程的特征,并对热湿耦合传递模型数值模拟计算结果的正确性进行了验证.结果表明:试验墙体内部温度和水蒸气分压力数值模拟计算结果和实测结果变化趋势相同,具有良好的一致性,各点温度数值模拟计算结果的最大相对误差为1.68%,平均相对误差为0.44%;水蒸气分压力数值模拟计算结果的最大相对误差为27.92%,平均相对误差为13.50%.该模型数值模拟计算结果能够满足一般工程领域的精度要求,可应用于三相水分共存的多层墙体热湿耦合传递过程数值模拟研究.

土壤中热、湿、气及溶质耦合迁移的数学模型

从连续介质力学出发,应用Whitaker提出的局部体积平均法,建立了一个描述植物生长的土壤中热、湿、气及溶质耦合迁移的多场数学模型,以揭示非饱和土壤内复杂的传输机理.此模型中考虑了植物根系对水分、热量、气体和溶质的吸收或排放,同时在边界条件中反映了植物冠层对土壤表面遮阳的影响.因此,该模型相对于已有的其他模型来说,所包含的物理机制更加完备,并且它还具有可解性.

多层墙体热湿耦合传递模型及验证

从非平衡热力学角度论证了多层墙体热湿耦合过程采用水蒸气分压力和温度作为驱动势的合理性。由于水蒸气分压力是含湿量和温度的函数,利用全微分思想,建立了多层墙体热湿耦合传递模型,该方法可避免Budaiwi方法在热湿耦合模型建立过程中采用的空气含湿量与相对湿度间的近似表达式,而且简化了方程系数,便于方程的求解。通过对多层墙体求解结果的对比,验证了该模型的有效性。

高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型

应用含有多相流体变形多孔介质的质量、动量和能量守恒方程,基于Gawin,Schrefler等的模型,建立了高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型.考虑了混凝土多相系统中固体速度、饱和度乘蒸汽密度的空间梯度和孔隙压力空间梯度;并采用了广泛应用的描写非饱和土力学行为的力学本构和相应水力本构关系,为模型的进一步有限元分析打下了基础.

固体吸附系统中传热过程的数学模型及其数值解法

对固体吸附系统中的传热过程进行了合理的数学建模 ,对吸附床内的热传导方程和换热管内流体的能量控制方程进行离散并利用控制容积法进行了模拟数值计算 ,在数学模型中加入了与其他模型不同的而更符合实际情况的随时间变化的边界条件 ,得到了较为满意的吸附床内吸附剂和换热管内流体的互相耦合的温度场 .

织物传热传湿过程中热阻与湿阻的耦合研究

在人体通过衣服向外界的热湿传递过程中 ,织物的显热和潜热传递会彼此影响。一方面 ,织物中水汽的变化会引起织物物性参数的改变 ,因而会改变织物的传热传湿过程 ;另一方面 ,织物中水汽的凝结 (或蒸发 )会释放 (或吸收 )热量 ,这又将改变织物中的温度分布 ,影响到显热传递。上述变化是一个耦合的过程 ,织物的热阻和湿阻会因为彼此的改变而改变。本文对这种耦合现象进行了数学模型分析 ,并对一些影响因素进行了分析和讨论。

木材热压过程热量与含湿量传输数学模型初探

木材在热压过程中其内部热量和含湿量的交化，对木材加工质量的影晌很大。本文在理论分析的基础上，建立了合理简化的数学模型，预测热压过程中木材内部的瞬态温度分布，并开发了相应的计算机软件；在其它条件相同的情况下，用该模型对不同含水率的木材求解，得到与实验测量值基本一致的结果。

建筑构件内热湿耦合过程分析中的传递函数解析法

建立了建筑构件内耦合的传热传湿动态数学模型,鉴于材料吸湿在传热传湿相互作用中的重要性,在能量方程中考虑湿度梯度作为热源或热汇,在质量方程中把温度梯度作为湿源或湿汇.首次提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程,并以玻璃纤维板为例应用该方法进行了热湿耦合过程的分析计算,得到了板内温度和含湿量的动态分布特性.计算结果和实测值吻合较好,表明本文建立的数学模型和求解方法合理可信.

钻井过程中井内流动与传热的耦合数值计算

钻井作业必然伴随着钻井液在井内的流动及钻井液与井眼周围地层的热交换。钻井液在井内的流动及井内温度分布是影响井下压力平衡、井壁稳定等方面的重要因素 ,深入研究钻井过程中井下流动和传热的规律对钻井作业安全、快速地进行具有极其重要的意义。文章针对目前研究存在的不足 ,建立了钻井过程中井内流动和传热的耦合数学模型 。

含湿多孔生物材料干燥过程的传热传质分析

建立了用以描述含湿多孔生物材料干燥过程传热传质特性的数学模型 ,并以马铃薯片为实验材料 ,采用有限差分法进行了干燥工况下的温度和湿度分布数值模拟计算。模拟值与实验值吻合较好 ,表明该模型具有较好的精确性。

多孔介质传热传湿过程多层不连续问题的数值分析

提出了一种基于有限体积法预测非线性边界条件下多层多孔介质内的传热传湿过程的数值分析方法。求解过程中考虑了瞬态边界条件 ,从而避免了通常处理中边界条件设定为常数而给计算带来的误差 ,对于多层多孔介质每一层物性参数的非连续性 ,采用了有效的有限差分逼近处理。利用该方法对典型的三层墙体层与层界面处相对湿度的瞬态值进行了预测 ,计算结果与 Liesen R J等的传递函数求解方法符合很好。

电站凝汽器壳侧和管侧动态耦合数学模型

在冷却管传热微元方程基础上,采用解析和集总相结合的方法,建立了一种新的凝汽器动态数学模型;通过在控制方程中包含壳管两侧温度动态项,实现两侧温度的动态耦合,提高了模型的动态精度;将壳侧空间分为凝结区和热井区,同时考虑饱和汽水工质对两侧温度动态过程的影响,使得模型更符合实现动态过程;仿真对比和现场试验结果也验证了新模型的合理性和准确性。

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法

从陶粒湿屋面的隔热机理出发,对陶粒湿屋面的热湿传递耦合过程进行了理论分析,建立陶粒湿屋面传热过程数学模型及其边界条件,然后,用有限元法对其进行离散,再应用MATLAB语言程序模拟计算出屋面外表面综合温度和内表面温度与实测结果比较,表明二者吻合得很好。从而验证了在陶粒湿屋面传热过程中应用有限元法的正确性,为定量研究湿屋面传热过程提供了理论依据,对可持续建筑的研究和实践具有启发价值。

热油管道与土壤环境间不稳定传热的耦合研究

通过对因输量、加热温度等因素引起的埋地热油管道非稳态运行过程的研究,提出了以管外壁与土壤交界处的热流量作为耦合参数的数学模型,并给出了热流量的简单有效的处理方法。以大量的算例为基础,对实际运行数据和计算结果进行了对比分析,验证了该模型及方法的合理性,其处理方法为埋地热油管道非稳态问题的研究提供了一种新的思路。

基于PHOENICS的地下工程岩土耦合传热动态模拟

传统的静态极限设计方法已经不能满足地下工程内部环境保障系统设计的经济合理有效要求。本文主要针对深埋地下工程的间歇加热工况,对工程内部环境与周围岩石的温度分布及耦合传热情况进行动态分析,并进一步指导动态设计。简化间歇机制下深埋拱形地下建筑的数学物理模型,采用整场求解方法,通过建立流体和固体区域的统一控制微分方程,将复杂的固体导热与流体对流换热通过彼此互为边界条件耦合起来。整个数值模拟过程采用大型计算软件PHOENICS3.4进行求解,并对现有软件程序加以改进得出经验模型,使CFD软件能更广泛应用于地下工程的通风空调设计中,为求解非稳态的导热和对流换热耦合问题提供了一种新的可行研究方法。此外还具体分析了进风风速、室内热源等方面的因素对温度分布的影响。