基于热网络分区等效策略的Si/SiC混合器件耦合热参数辨识方法

由硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并联构成的混合器件可打破单一Si基器件和SiC基器件的局限性,实现损耗和成本间的有效均衡。结温估计对于Si/SiC混合器件的可靠运行至关重要,然而,目前针对热监测的研究往往需满足热稳态平衡和功率损耗可测两大条件,在实际变流器中实用性较低。基于此,该文以零输入响应法为切入点,首先,对Si/SiC混合器件热结构特性进行分析,详细阐述零输入响应法直接应用于混合器件时所带来的高阶热约束条件难以表征的问题;其次,通过对SiIGBT与SiC MOSFET进行热网络分区处理实现模型的降阶,构建出壳温降温曲线时间常数与热参数之间的约束关系,提出了基于热网络分区等效思想的混合器件耦合热参数辨识方法,所提方法简化了功率损耗测量步骤与热平衡态条件,在并联器件耦合热参数辨识研究中具有简单、通用、流程化高的应用优势;最后,通过实验验证了该文所提方法的准确性和有效性。

耦合热危险环境下消防员的热习服热湿传递的数值研究

为进一步提高消防员的热习服训练中防护服的耐热性及实用性,研究耦合热危险环境下的消防员防护服热湿传递,利用科姆索尔(COMSOL)仿真软件进行数值模拟,进一步研究消防员热习服训练中防护服、气隙和消防员皮肤组织中气相和固/液相的温度变化。研究结果表明:采用预冷方法,可以有效降低消防员运动前身体的核心温度、提高热储备能力和运动能力。且消防员防护服织物温度在20 s内迅速升至100℃,气相温度的上升速度大于固/液相温度的上升速度。外层最高温度为112℃,防潮层最高温度为110℃。加热100 s后,消防员防护服织物温度逐渐保持稳定。研究结果可为消防员的热习服训练中的防护服热湿传递提供参考依据。

中深层地岩热耦合热泵技术在房建工程中的应用实例分析

介绍了中深层地岩热耦合热泵技术在甘肃张掖某项目中的应用,并与公路房建工程中较常用的超低温空气源热泵技术进行了分析比较。通过两种热源方案的初投资、年运行费用以及碳排放量的计算分析后发现,中深层地岩热耦合热泵技术的初投资明显远高于超低温空气源热泵技术,但年运行费用接近后者的1/2,随着运行年限的增长,这种优势逐渐凸显。从考虑碳排放的角度出发,中深层地岩热泵系统每年可以减少碳排放量2 460.7 t。另外,由于一个取热孔的供热量大约在0.7 MW,仅适用于供暖面积1万m2以上的建筑工程。

CONFORM连续挤压耦合热变形过程的刚粘塑性有限元分析

基于刚粘塑性有限元法理论和传热学理论，建立了一套塑性变形过程与传热过程的耦合数值分析方法及其技术处理方法。并且对了ＣＯＮＦＯＲＭ连续挤压变形过程进行了热力耦合数值模拟，从而揭示了ＣＯＮＦＯＲＭ热变形过程中金属的变形行为。

直接膨胀式土壤耦合热泵系统研究进展

介绍了DX-GCHP系统和SL-GCHP系统,分析了DX-GCHP系统的循环特点及设计时需要注意的问题,回顾和总结了DX-GCHP系统的发展现状和相关研究文献,展望了DX-GCHP系统的发展前景。

土壤耦合热泵系统模型试验台设计

该文基于线热源理论建立了考虑地下水渗流的土壤耦合热泵地下埋管换热系统的传热模型,并利用传热相似理论对传热模型进行了相似转换,得出与原型试验相似的无量纲准则数,结果表明模型系统的试验时间与几何尺度之平方Cl2成正比。依相似准则设计和建立了土壤耦合热泵系统的模型试验台,实现了以较小的人力物力和较短的时间对土壤耦合热泵系统长周期运行特性的测试。

轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型

基于伽辽金变分原理,利用有限元方法,建立了轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型,分析了轮轨摩擦热与钢轨接触区热膨胀位移、摩擦温度、应变和应力的关系。模型中温度场和位移场由耦合方程同时求解,但没有考虑惯性项和材料阻尼的影响。分析结果表明:耦合求解的温度场和位移场与非耦合求解的温度场和位移场的计算结果一致,钢轨表面各点滑动位移的方向与车轮滑动方向一致,垂向位移方向先负后正;钢轨表面各节点进入接触区后,温度快速上升,但高温持续时间短;在滑动方向上,钢轨接触点先受压应变后受拉应变作用,垂向受拉应变作用,滑动方向压应力明显高于垂向压应力,钢轨接触斑前后节点滑动方向应变符号相反;垂向高正应变区主要集中分布在接触斑后半轴上,最大剪应变与剪应力区在接触表层以下。

感应耦合热等离子体制备球形WC金属陶瓷粉末

为了提高粉末的流动性,探索球形粉末的制备工艺,以感应耦合热等离子体作为高温热源,对不规则形状的微米级碳化钨（WC）粉体进行了球化处理实验,并研究了送粉量对粉末流动性、振实密度及粒径分布的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）、霍尔流速计、能谱分析仪（EDS）和激光粒度分析仪分别对球化前后粉末的微观形貌、流动性、元素质量分数及粒度分布进行了表征和分析。研究结果表明：WC粉末经过感应耦合热等离子体球化处理后,可以得到表面光滑、分散性较好、流动性能佳和振实密度高的球形粉末;球化后粉末的氧和钨元素质量分数增加,而碳元素质量分数降低;经球化处理后,球形WC粉末粒径稍微变大;随着球化率的降低,球形粉末的流动性和振实密度均呈现减弱的趋势,而粉末的粒径分布范围变宽。

土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统

以平衡电网负荷、削峰填谷及利用可再生浅层地热能为基本出发点,提出了土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的新设想。该集成系统将蓄冷装置与地下埋管换热器合二为一,在夏季空调工况时,利用电力低谷时段的廉价电力,将冷量全部或部分储存到土壤中,以供白天用电高峰期空调使用;在需供冷的过渡季,系统按土壤耦合热泵系统的供冷工况运行,将系统的冷凝热排至土壤中,为冬季供暖储备热量;供暖季节,系统按土壤耦合热泵系统的供暖工况运行,土壤作为热泵系统的低位热源。介绍了该集成系统的形式、技术特点及核心研究内容,并在前期研究工作的基础上对影响集成系统运行特性、冷量损失的因素进行了较全面的总结。

土壤蓄冷与耦合热泵集成系统中土壤蓄冷的模拟研究

结合土壤耦合热泵技术及冻土蓄冷技术的优点,提出一种全新的热泵空调系统形式-土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统。该系统将土壤耦合热泵系统(GCHP)的地下埋管换热器与蓄冷装置合二为一,在电力低谷期将冷量贮存到土壤中,以满足高峰电力期空调负荷的需要。在能量平衡的基础上建立了土壤蓄冷释冷过程的数学模型,并采用固相增量法模型对其进行了模拟计算,分析其应用的技术可行性,为土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的应用提供理论支持。

周边固支的矩形板的动力耦合热弹性问题分析

本文研究的是周边固支的矩形板上表面受均匀分布热流冲击的动力耦合热弹性问题，在热冲击过程中，板的周边温度场保持稳定，下表面绝热。采用算子法将热传导方程由三维降为二维问题，以和二维的热弹性动力方程相协调，二方程相互耦合，故用带补充项的双重富里叶级数消去对坐标的微分项，再用拉普拉斯变换消去方程中对时间的微分项，然后尝试用加权最佳逼近法作数值拉普拉斯逆变换，给出问题在原象空间的解。为防止误差的扩大，本文利用正交齐异分解法求解方程，并对计算结果中动力项和耦合项的影响作出分析。

土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的研究

针对建筑物空调系统电力负荷日益增加 ,特别是电力高峰时段的负荷较大 ,提出了一种利用土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的设想。该系统是将蓄冷技术与土壤耦合热泵系统有机地结合起来 ,充分利用了冻土蓄冷技术与土壤耦合热泵系统的优点 ,将土壤耦合热泵系统的地下埋管换热器兼作蓄冷装置 ,利用夜间电力的低谷期 ,将冷量全部或部分地贮存到地下 ,以供白天用电高峰期空调用。本文给出了该系统的设计思想和试验方案 。

新型双级耦合热泵系统最佳中间环路供水温度研究

新型双级耦合热泵供暖系统由一级侧机组（空气-水热泵机组）和二级侧机组（水-水热泵机组）通过中间水环路耦合在一起。中间环路供水温度的变化对一、二级侧机组运行特性有较大影响。利用计算机仿真程序，对双级耦合热泵供暖系统稳态特性进行了计算机模拟，着重分析了中间环路水温对系统运行特性的影响，并以双级耦合热泵供暖系统能源利用效率最优为目标函数，得到最佳中间环路供水温度的理想设定范围。研究结果显示，最佳中间环路供水温度理想设定范围应在13～18℃之间，双级耦合热泵供暖系统在此温度区间运行，可提高能源利用效率10％以上。

大变形耦合热弹性动力学的变分原理

应用半反推法及动态差分变换和初终值条件的新处理法 ,建立了各向异性线性材料大变形耦合热弹性动力学的经典型 (即不含卷积的非 Gurtin型 )统一变分原理族 ,从而为应用有限元法求解奠定了理论基础 .

耦合热弹梁的横向自由振动特性

研究了温度场与位移场耦合热弹梁的振动特性。根据梁的运动微分方程和考虑变形影响的热传导方程,得到了温度场和应变场耦合情况下梁的耦合热弹振动微分方程。采用微分求积法建立了耦合热弹振动方程的特征方程,对耦合与非耦合情况下梁的固有频率进行了数值计算及分析,并分析了耦合与非耦合两种情况下梁的无量纲耦合系数和长高比对梁固有频率的影响。

低谷电驱动双级耦合热泵蓄能空调系统优化

针对寒冷地区周边无热网且环境要求较高的建筑对象,提出了利用低谷电驱动的空气源双级耦合热泵蓄能空调系统,介绍了系统的组成和运行原理,分析确定了系统优化目标变量,建立了系统优化数学模型,针对126m2某办公建筑,研究了热泵容量和关闭温度对经济性的影响规律,结果表明:在乌鲁木齐的气候条件下,热泵的最优关闭温度为-20℃,额定制热量为8k W,系统全年平均COP为1.71,系统全年运行费用仅较集中供热和分体空调方案高4%,表明该系统具有一定的应用可行性。

太阳能-土壤耦合热泵长年蓄热土壤热平衡分析

以严寒地区季节性蓄热太阳能-土壤耦合热泵系统为研究对象,通过数值模拟的方法,对该系统在长年蓄、取热情况下土壤的热平衡状况进行分析并对系统模型进行实验验证。研究结果表明:系统在相同控制条件下运行,蓄热量大于取热量,土壤温度得到有效提升,但由于连续多年蓄热土壤中出现热堆积现象,蓄热量逐年下降并趋于平稳;土壤温度的逐年升高使热泵COP保持在较高水平,但每年提升的幅度不大,可在土壤平均温度趋于稳定时减少蓄热量,使土壤热量达到平衡。

地热耦合热泵系统用于高层写字楼采暖的节能效果

针对天津市某实际工程项目所采用的地热耦合热泵系统作为该高层写字楼空调系统冬季热源,采用一次能耗的概念,利用"典型气象年"气象参数,研究了其在实际负荷条件下,与采用城市热网作为空调系统冬季热源的常规做法相比的节能效果,及与完全采用地热水作为热源相比的经济性。

双级耦合热泵在寒冷地区高层建筑中应用的模拟分析

分析了寒冷地区高层建筑供暖空调的特点,提出了四种可供高层建筑使用的、以空气为低位热源的双级耦合热泵系统。选择一幢写字楼,以空气源热泵+热泵型水冷VRF系统为例,通过建立数学模型,模拟分析了该系统在寒冷地区代表城市的运行特性,并与传统的低温空气源热泵系统进行了经济性比较。

耦合热弹性问题的一般解

从线性化后的耦合热弹性基本方程出发 ,导出了一种新型式的一般解· 在拟静态问题时 ,比Biot的解更简单 ,少一个势函数·