基于冷却水管的大体积混凝土基础有限元仿真分析

为研究大体积筏板基础混凝土水化热过程,避免因温差过大引起温度裂缝,以广州市锦佳华庭C2#超高层住宅楼筏板基础为依托,在ANSYS有限元软件中建立模型,对有无冷却水管情况下筏板基础的温度场和温度应力分布进行分析。研究结果表明:筏板基础出现裂缝的风险相对较高,需要实施适当的保护措施;冷却水管的降温效果明显,相比无冷却水管作用,温度峰值下降11.69℃,提前出现26小时,降温效率达到26.08%,且混凝土的温度应力均低于允许应力,不易产生裂缝;在现场实际测量中,基础里表温差最大值为16.1℃,单日最大降温速率1.7℃/d,实测数据均满足规范标准;基础在养护完成后,其外部未出现明显裂痕,证实以设置冷却水管为主的温控措施可以显著减少水化热的影响,减小内外温差以避免温度裂缝的产生;实测结果与有限元结果基本吻合,可为类似的超高层住宅建筑基础温控措施提供参考。

基于ANSYS的大体积混凝土冷却水管布置方案优选分析

在混凝土热传导理论、温度应力理论的基础上,分析了温度场及温度应力场的求解方法,以某泵房底板工程为例,探讨了应用ANSYS软件进行仿真分析,选择大体积混凝土冷却水管最优布置方案的方法。

双轴取向聚氯乙烯管材技术的开发和应用

介绍了双轴取向PVC-O管材的发展现状和现有双轴取向拉伸技术的优点及分类,分析了新双轴取向拉伸机理、技术应用、相关后续产品的开发以及市场前景。

凝汽器清洁系数对机组出力的影响规律研究

介绍了凝汽器总体传热系数和实际清洁系数的计算方法。以某核电机组为例,计算并研究了在不同冷却水温度、冷却水流量、凝汽器热负荷条件下凝汽器清洁系数对机组出力的影响。结果表明:在南方地区或带基本负荷的核电机组上,应尽量提高凝汽器清洁系数;在评估大修后的凝汽器性能时,应注意冷却水温度的变化及方向。

水冷作用对地铁车站板式结构硬化翘曲影响现场试验

混凝土水化作用引起结构发生温度开裂,严重威胁混凝土的施工质量,造成车站结构渗漏。目前针对车站结构水化热温控技术的研究相对不足。为此,在混凝土结构中埋设换热管搭建地铁车站结构的水管冷却温控系统,开展地铁车站板式结构水化热水管冷却现场试验,实测车站结构的水化热温度和早期应变变化。首先,对比分析水管冷却技术对车站结构水化热的温控效果,并讨论水管冷却的换热机理;其次,分析车站板式结构的硬化变形行为,进一步探讨水管冷却对车站结构早期硬化热力行为的影响。研究表明:由换热管、水泵、水箱等设备构成的水管冷却系统可以用于地铁车站板式结构的水化热温控调节;与自然冷却相比,水管冷却通过加速内部混凝土与外界环境的热交换可降低车站结构水化热峰值温度3℃,提前水化进程约35 h;车站板式结构的水化热残余拉应力较块状结构和柱状结构略大,其水化热变形可分为受热“凹形”翘曲、散热翘曲恢复和散热“凸型”残余翘曲3个阶段;水管冷却可降低车站结构的早期峰值压应力、残余拉应力、温度翘曲应力约1/3,表明水管冷却系统可以有效控制车站结构的早期裂缝。研究结果对地下地铁车站结构早期开裂控制有一定的参考价值。

承台大体积混凝土配制及温度控制研究

为防止大体积混凝土因水化热开裂,消除冷却水管对承台的不利影响,以水泥混凝土的配制优化及挤塑式聚苯乙烯板外保温技术作为水化热控制措施,配合有限元仿真模拟与承台温度监控对大体积承台水化热进行控制,取消大体积承台冷却水管的布设。结果表明,优化后配制的承台大体积混凝土坍落度为210 mm,扩展度560 mm;28 d抗压强度38.6 MPa,56 d抗压强度50.7 MPa,性能优异;水化热控制措施可降低大体积承台内部最高温度6.17℃,最大内表温差13.66℃,在该温控措施下实测无冷却水管布设的大体积承台内部中心温度为56.23℃,最大内外温差24.08℃,满足规范要求,无温度裂缝出现。

大型泵站混凝土施工期削峰强度与水化热抑制剂、冷却水管参数的关系探究

大型竖井贯流式泵站的结构比较复杂,各浇筑块的结构和尺寸不尽相同,温控指标也不同,特别是夏季施工时,温控防裂难度大。对于不同结构部位,应采用精细化的削峰强度指标。利用等效冷却算法分别模拟不同水化热抑制剂掺量和不使用水化热抑制剂情况下,长方体浇筑块在不同水管间距、通水水温、通水流量下的温度峰值削峰强度,提出了一系列定量公式。可根据水化热抑制剂的掺量和削峰强度指标,通过所提公式计算相应通水水温的冷却水管布置密度和通水流量。研究结果可为类似泵站在高温季节施工的定量温控措施制定提供参考。

大体积承台有无冷水管的水化热定量分析研究

本文以某项目嘉陵江特大桥主墩承台为依托,定量分析布置冷水管对于大体积混凝土水化热反应控制。利用MIDAS FEA NX有限元软件建立地基和承台部分的四分之一实体模型,分别得出施工阶段是否布置冷水管两种工况水化热,其次选取代表性节点A1~A6,得出在承台浇筑后布置冷水管前后的温度场和应力场结果。结果表明,承台设置冷却水管后可以有效降低大体积混凝土因水化热反应产生的里表温差和内部最大温升值,还可有效降低大体积混凝土浇筑288h后其最大拉应力,混凝土内部温度应力始终能控制在规范指标内,表面温度应力在288h后能得到较好的控制,这对减少承台混凝土的温度裂缝有积极作用。

东江湖数据中心自然水源+热管节能案例

结合水冷微通道分离式热管的实验测试数据,采用有限时间热力学方法对效能-传热单元法进行修正,建立了水冷微通道分离式热管的逐时传热模型,并验证其正确性。其次,综合考虑环境参数、机房内服务器散热特征及制冷系统各部件的换热特征对系统能耗的影响,建立利用湖水源的水冷多联分离式热管系统的能耗模型,通过能耗分析确定系统最佳的送风温度和冷水供水温度的设定值,同时,对该系统相对传统数据机房空调系统的节能率进行了对比分析。

公铁合建桥梁门式墩节点大体积混凝土施工温控研究

公铁合建桥常设置于城市空间受限区,其下部结构施工步骤常随施工条件调整,后浇段水化热影响连接节点使用性能,而普通外部温控措施又受场地局限,因此考虑采用内部温控方式,现有研究中将冷却水管应用于此类结构温控的研究较少。为此,本文以公铁合建桥梁门式墩混凝土施工为工程背景,建立三维实体有限元模型进行数值模拟计算,分别对有无冷却水管工况下结构温度的分布、高温区温度变化规律进行了分析。结果表明:水化热作用下门式墩节点处温度分布较不均匀,在转角与连接处存在明显高温区域;冷却水管可以有效降低混凝土结构的温度,提高结构的降温速率;冷却水管会在一定程度上增加混凝土构件的最大温差,应合理布置冷却水管的位置。

某电信机房热管节能改造能效分析

目前单元式水冷多联热管被广泛应用于数据中心的冷却。但是系统运行受室外温度的影响较大,需要在不同的模式之间进行切换。传统的热力学分析方法计算粗糙,只能间接的反映系统的实际运行过程。应用有限时间热力学分析方法。真实再现了系统的实际运行过程。针对长沙某电信机房传统的风冷精密空调改造前后的全年能效进行了建模和计算。结果表明全年节能约300万kW·h。

大体积承台混凝土水化热仿真及温控分析

以重庆某高速公路建项目某特大桥主墩承台大体积混凝土为研究对象,采用Midas FEA有限元软件对承台浇筑后336 h内的温度场进行了数值模拟和分析,并着重分析了入口温度为10℃、15℃、20℃时温度场随时间变化曲线。通过有限元结果熟悉承台水化热规律,确定温控方案并进行合理的管冷设计,以此来指导施工。研究结果表明:冷凝管入口温度为10℃时更有利于温度及裂缝的控制。

闸墩内部水管冷却和表面保温措施的抗裂作用研究

本文针对闸墩施工期混凝土易开裂的问题,分析了闸墩在施工期混凝土的开裂原因,说明了采取闸墩内部水管冷却和表面保温两种不同温控措施的防裂机理与效果。指出单纯表面保温措施能虽够减小闸墩早期内外温差和表面拉应力,却使得混凝土的温升和温降幅度加大,闸墩冷缩期内部拉应力显著增加。于是提出内部水管冷却和适度表面保温相结合的闸墩温控防裂新思路,并已在姜唐湖泵送混凝土退水闸工程中得到应用,严寒季节施工的所有16孔闸室泵送混凝土都没有开裂,收到了较好的防裂效果。

多芯片平板热管散热器性能的实验研究

设计了一种新型多芯片平板热管散热器,通过测试模拟芯片的表面温度,对散热器在不同空气流速、芯片数目及位置和加热功率下的散热性能进行了实验研究。测试结果表明:在环境温度为20℃、芯片表面温度控制在80℃的条件下,散热器水平使用时,单芯片、双芯片和三芯片的最大散热能力分别为310W,390W和500W;散热器竖直使用时,其最大散热能力分别为275W,408W,500W。由此得出,多芯片平板热管散热器的散热性能较单芯片散热器具有更大优势。实验结论与平板热管的热扩散效果吻合良好,而且符合现代电子器件散热的要求。

水冷型热管散热器水冷板结构的数值模拟及试验研究

设计三种不同流道结构的水冷型热管散热器的水冷板,利用有限元分析软件Fluent,采用基于压力的分离算法和标准K-ε湍流模型对水冷板的温度分布、流动压力损失等方面进行模拟比较。模拟结果表明:采用串并联的槽道结构比单纯的串联结构槽道,具有更好的传热效果以及阻力特性。最后选用流体的压力损失最小直流道串并联结构作为水冷板结构进行试验研究,在水流量0.75L/min时,满负载运行CPU温度稳定在50℃,进出水温差稳定在4.7℃,试验测试和数值模拟数据基本吻合,验证了数值模拟方法的合理性以及水冷型热管散热器在服务器散热应用的可行性。

梁式承台大体积混凝土水化热温度场工程实测与数值仿真

对于桥梁承台,会因水泥水化热产生较大的热应力,引起混凝土开裂,影响承台的耐久性。针对宝丰路高架桥25号梁式承台,考虑冷却水管的作用,详细介绍了承台水化热温度场中混凝土参数的取值与边界条件的确定方法,采用CFD方法,对承台混凝土浇筑后的温度场进行了数值仿真,并与工程实测进行了对比。研究表明:冷却水管的温控方案能有效控制混凝土水化热温度场的内部最高温度、内表温差、降温速率;承台中心处出现温度最大点,实际工程中应给予重视;采用CFD方法的数值仿真结果与工程实测结果吻合程度较好,可以适用于计算大体积混凝土的水化热温度场。

有热管冷却的乏燃料池自然对流换热特性分析

将分离式热管作为长期非能动冷却系统应用于CAP1400乏燃料池,分离式热管的蒸发端布置在乏燃料池四周。本文运用数值模拟方法对具有热管冷却的乏燃料池内温度场和流场特性进行数值分析,并研究布置在池内的各排蒸发管管外对流换热强度。研究表明:当能动型冷却系统停止工作后,仅靠该非能动冷却系统可成功带走池内衰变热并保证池内不沸腾;内排蒸发管束外侧的对流换热系数高于外排蒸发管束,可达到外排管束的1.05倍,蒸发管上、下端的对流换热系数较大,中间段对流换热系数最小。研究结果对分离式热管运用于乏燃料池具有一定参考意义。

水冷式热管散热器在服务器中的应用研究

为了满足数据中心服务器的散热需求,设计了一种水冷式热管散热器对服务器的CPU进行散热,并搭建服务器测试平台对此散热器的性能进行测试。在不同的CPU负载率η、环境温度Ta、进水温度Tw情况下,对安装了水冷式热管散热器的服务器进行实验研究,得出服务器CPU的温度变化规律。实验结果表明:水冷式热管散热器相对于传统的风冷散热器具有更高的散热效率,散热器的热阻仅为0.0704℃/W。影响水冷式热管散热器散热效果的最主要参数为进水温度,而环境温度对CPU的温度影响相对较小。因此,通过提高环境温度的方法,可以减少数据中心空调设备的热负荷,以达到节能的目的。

一种新型热管间接蒸发冷却器的分析

简述了热管技术发展情况及技术特点 ,介绍了热管在空调热回收、房间空调器、供暖系统中的应用。提出了一种新型热管间接蒸发冷却器 ,即在热管冷凝段包覆吸水材料 ,并设置喷淋装置 ,由此提高了蒸发速度及换热效率 ,加大了对新风侧的干冷却效果。分析了这一装置的结构形式及其工作原理 ,并与其它换热器进行了对比 ,指出了这种新型热管间接蒸发冷却器的优势。

平原地区水工混凝土裂缝成因与防裂研究

水化放热过程中,混凝土产生内外温差和上下层温差,而温差、自生体积收缩变形、干缩和约束等是混凝土裂缝形成的主要原因.根据混凝土热力学特性研究成果,对混凝土裂缝产生机理和温控防裂措施进行分析研究,研究表明合适的保温结合内部水管冷却可有效防止裂缝的产生.