Thermodynamic Head Loss in a Channel with Combined Radiation and Convection Heat Transfer

Losses in channel flows are usually determined using a frictional head loss parameter. Fluid friction is however not the only source of loss in channel flows with heat transfer. For such flow problems, thermal energy degradation, in addition to mechanical energy degradation, add to the total loss in thermodynamic head. To assess the total loss in a channel with combined convection and radiation heat transfer, the conventional frictional head loss parameter is extended in this study. The analysis is applied to a 3D turbulent channel flow and identifies the critical locations in the flow domain where the losses are concentrated. The influence of Boltzmann number is discussed, and the best channel geometry for flows with combined heat transfer modes is also determined.

人体头部体表温度随室内环境温度变化研究

为研究人体头部局部特征部位的散热情况,得到局部特征部位体表温度随环境温度变化规律,选取身体健康、体态标准的青年男女各20名为测试对象并分成男、女两组,根据红外热辐射测温原理对测试对象头部选取5个局部特征部位进行测温、记录。控制空气湿度50%和风速0.15m·s-1,并以2℃幅度逐渐将环境温度从18℃升高到32℃。发现健康青年女性头部各特征部位体表温度略高于男性;男女受试者头部各特征部位体表温度在一定范围内随环境温度近似正比例变化;运动对头部体表各部分温度影响较小且存在差异。分析结果可应用于人体头部特征部位热流研究并对人体健康状况判断提供参考数据。

铸铁烘缸端盖散热计算及节能降耗分析

通过对烘缸端盖的有限元传热分析计算,发现烘缸端盖内外侧温差很小,烘缸端盖表面温度很高,故其热损耗很大。分析表明烘缸端盖外侧温度基本相同,因此将烘缸端盖的散热简化为一维热传导问题,也即化简为一大平板传热问题。本文给出简单算法分析了烘缸端盖温度场算法及其散热分析计算,并研究了加上保温板的端盖温度计算及散热分析。

多孔介质热弥散系数的分形模型

热弥散系数是与流体的物性和多孔介质结构有关的,表征多孔介质传热传质强弱的重要参数.该文建立了分形多孔介质的孔喉结构模型,研究了在孔喉结构处流体由湍流状态变为层流状态的局部水头损失和速度弥散效应,在考虑微观孔喉结构和速度弥散效应的影响下,推导了热弥散系数关系式.研究表明,热弥散系数与孔喉比、孔喉结构个数和迂曲分形维数成正比,与孔隙率和面积分形维数成反比.进一步研究发现,孔喉比在1~150范围内对速度弥散效应有显著影响,流体在孔喉结构处存在局部水头损失,导致速度弥散效应增强,热弥散系数增大.

影响热网水力稳定性的若干因素分析

通过实例分析了不同位置比压降对管网水力稳定性的影响 ,并在此基础上给出最佳比摩阻的求解过程 ,为便于求解和工程应用 ,引入局部阻力系数、平均比摩阻的推导及泵站费用的概念。

提高蒸汽分配系统中蒸汽干度的研究

方法运用湿饱和蒸汽汽水两相流在井口相分离及离子测定技术、热力学流动特性及热传递原理，研制出稠油井口蒸汽干度取样装置；优化选择适应新疆浅层稠油井场注汽管网特点的保温条件。目的解决目前国内稠油井口蒸汽干度不能广泛监测的问题；减少注汽管线热损失和压力损失，提高蒸汽分配系统中蒸汽干度；为油藏合理评价和管理提供依据。结果在克拉玛依油田九区稠油油藏进行了现场试验，结果表明，井口干度取样装置测量误差≤3％，另外，通过对保温结构进行优化，井口蒸汽干度损失平均为3．85％，管线热损失平均为8．23％。结论该井口干度取样装置测量误差小，造价低廉，安装简便，工艺可行。通过对保温条件进行优化，降低了蒸汽在管道输送中的热损失和干度损失，全面实现了石油天然气总公司下达的“八九八七”系统工程各项指标。

管道热边界层减阻理论的应用研究

全面研究了高粘性液体管道流动的热边界层减阻理论的应用。利用管道热边界层理论中关于边界层的温度分布及层流、紊流时热边界层厚度的计算表达式，推证了管壁热流量及定性温度的计算表达式，利用指数型的粘温特性方程，采用积分方法推出了管道热边界层流动中层流和紊流摩擦水头损失的计算公式，并给出了设计应用实例。计算结果表明，对于高粘液体短管输送，其流动一般均为边界层入口段，热边界层减阻的最佳范围大致是管长L≤5km，管径D≤200mm。

收缩管道装置层流热边界层理论及应用研究

研究了收缩管道装置层流热边界层理论及其应用。对于速度边界层提出了相似性解的解析结果，给出了速度分布、边界层厚度、摩擦阻力和水头损失的解析计算表达式。对于温度边界层利用管道热边界层方程，推出了温度分布、温度边界层厚度和热流量的计算关系式，并给出了设计应用实例。

原油管道输送过程的热分析

由热量传递关系导出了原油管输过程不同性质热量计算公式,研究了输送过程原油损失热、释放热、油流摩擦热及其组成比例与输量或输送速度的关系。结果表明,油流摩擦热并非为输量增大后吨油输送耗热量降低的唯一原因,原油管中通过时间的缩短降低了输送过程单位质量沿线损失热。通过时间缩短且同时摩擦热增大的共同影响是输量增加后热经济性明显提高的主要原因。管道总损失热则与单位质量情况不完全相同,它取决于散热环境和油地温差,优化加热方案并使油地温差维持在合理水平,也可使总损失热随输量增大而有所降低。

输油管线节能运行研究

原油输送过程中能耗主要体现为输油泵用电和加热装置用气,输油管线的节能运行在于如何用最少的动能消耗和热能消耗完成原油的输送任务。对于管径大、输量大的某输油管线,如何降低输油能耗,成为研究的重点。通过对某输油管线进行工况分析和现场试验,找出了一种最经济的运行方式,并为输油管线节能运行提供了理论依据。

经济供热半径与经济比摩阻关系的研究

以供热管网寿命周期成本最小的最优理论为基础,建立合适的数学模型,对经济供热半径与经济比摩阻的关系进行探讨,并应用微分法得到微分方程,通过解微分方程得到合理的理论关系公式;然后将所推导的理论关系运用于实例,根据市场现行价格,得出不同经济比摩阻取值,对应的经济供热半径;同时通过COMSOl软件进行仿真计算,对所推导的理论关系进行验证;最后根据推导的理论关系以及举例计算,采用Matlab软件编制经济供热半径求解软件,证明了理论推导的实用性。

纵向减振推力轴承液压减振系统的热平衡性能分析

[目的]为分析活塞液压减振器稳定工作状态时的热平衡性能,解决纵向减振推力轴承液压减振系统的油路封闭且外部扰动输入未知的产热计算难题,[方法]将活塞摩擦损失和液压油液动损失微观产热机理的计算方法应用于液压减振系统的产热分析中,以推导出活塞振动及液压油往复流动时的功率损耗计算公式。针对具体模型的活塞摩擦产热及液动损失,计算和分析液压减振系统产热功率随振动角频率及活塞行程变化的规律。通过计算外部扰动输入功率,建立轴承部位的热学有限元模型,以得到结构的稳态温升及热流分布。[结结果]计算结果表明,外部扰动输入功率与各部分产热功率之和大体相等,系统稳态温升较低,热流分布状况合理。[结论]所提产热计算方法可行,计算得到的系统近似温升在许可范围内。根据系统的热流分布图,可在热流集中部位采取相应措施来降低系统局部温升。

螺旋折流板换热管水力损失数值模拟及实验

提出了一种连续螺旋折流板换热管,对其内部流场进行了数值模拟,并进行了物理模型实验验证。得到了螺旋折流板换热管的水力损失系数变化规律,数值模拟结果与实验研究结果具有很好的一致性。影响螺旋折流板水力损失的主要因素是螺旋角,相同螺旋角的折流板换热管水力损失变化规律基本相同。对于一定管径的螺旋折流板换热管,存在水力损失系数最小的最优螺距,也就是存在水力损失最小的最优螺旋角。

发酵用压缩空气的制备和节能(一)

为了探讨问题的方便,把文章分成了(一)和(二)。在(一)中,探讨了预处理的工艺和设备的工厂节能实践,质疑了延用多年为保证RH≤60%而升温10～15℃的做法,指出了在预处理工艺计算中,被忽略但一直在起关键作用的要素,给出了压头损失后RH降低的定量计算方法。分析和确认了,抗生素工厂实例,发酵用空气系统,湿热季节不加热和染菌率关联不上的原因。

北方某市山区温泉超长距离输送工程设计

北方山区某温泉超长距离输送工程全长为48.146 km,流量为60 m^3/h,通过导热模型计算温泉输送过程的导热情况,以确定温泉沿程温度。然后以冬季最冷月温泉平均温度为条件,得出管道水力坡降,配合管道沿线高程,确定了中途加压泵站的位置和扬程。基于温度对水力坡降及管道强度的影响,对不同环境温度下管道强度进行复核,合理选择普通或耐热管材。之后对水泵启停时的水击增压进行计算,检验水锤对管道强度的影响,进行水锤预防设计,采用缓启缓闭措施减小水锤的影响。最后确定适合于该温泉输送系统的工程运行方案,确保运行稳定。

大型CO_2激光器散热器的研究

散热器是大型激光器的关键组成部件。本文研究表明,在目前众多换热器型式中,以翅片椭圆管型式最为适合;并且针对激光器工作的特点,阐明了散热器的设计方法。