Calculation on inner wall temperature in oil-gas pipe flow

Based on the energy equation of gas-liquid flow in pipeline,the explicit temperature drop formula for gas-liquid steady state calculation was derived.This formula took into consideration the Joule-Thomson effect,impact of terrain undulation and heat transfer with the surroundings along the line.Elimination of temperature iteration loop and integration of the explicit temperature equation,instead of enthalpy energy equation,into the conjugated hydraulic and thermal computation have been found to improve the efficiency of algorithm.Then,the inner wall temperature of gas-liquid flow was calculated by using explicit temperature equation and inner wall convective heat transfer coefficient of mixed flow which can be obtained by liquid convective heat transfer coefficient and gas convective heat transfer coefficient on the basis of liquid holdup.The temperature results of gas-liquid flow and inner wall in the case example presented both agree well with those in professional multiphase computational software OLGA.

A New Type of Paper-frame Cavernous Material and Its Application in Energy Efficiency in Buildings

This paper introduces a new type of paper-frame cavernous material, which is a made-up hollow material, by using silicate-cinder size to drench and daub. It possesses excellent performances such as light-weight, high-intensity, fire-resistance, sound-insulation, heat-insulation and no-pollution. Composed with concrete materials, a new type of bearing and energy-efficient block can be gained, which is kind of excellent wall materials and has a wide application prospect.

非牛顿流体在叶片式静态混合器中的传热强化特性

非牛顿流体在化学、食品和材料等领域具有关键作用,但高表观黏度使其通常具有低传热特性。叶片式静态混合器作为一种高效的传热强化设备,在化工过程强化中具有鲜明的技术特色。本文针对非牛顿流体在Kenics静态混合器(KSM)和Lightnin静态混合器(LSM)内的流动和传热特性进行了比较研究。重点分析了体积流量、元件长径比及流体浓度等参数对羧甲基纤维素(CMC)幂律流体的流动及传热影响。结果表明,在相同工况下,随着CMC溶液的体积流量增大,管道内的换热系数和压降均增大。静态混合元件的插入使得换热系数和压降显著提高且Lightnin元件产生的影响更明显。元件长径比和CMC溶液浓度影响流体在管道内的流动和换热。随着长径比的减小,传热性能得到提高,但其增大的阻力系数影响占据主导地位,综合换热性能系数(PEC)降低。溶液浓度的增大使得管道换热能力逐步削弱,并对管道内压降的提升有显著影响,综合换热性能降低。总结得出,在体积流量为4.5×10^(-4)m^(3)/s,质量分数为0.374%、长径比为3.0时,KSM的PEC最大为2.114。

寒冷地区光伏墙体综合传热特性的数值模拟研究

近年来BIPV项目逐渐增多,对光伏墙体的研究多以光伏组件电热性能为重点,少有结合节能墙体热工性能对不同构造光伏墙体的综合传热特性优化开展的研究。以天津地区为应用场景,分别建立符合天津市居住建筑四步节能设计技术指标的基础墙体、普通光伏墙体和嵌入保温隔热一体化板的新型光伏墙体的传热模型,采用ANSYS FLUENT软件对其温度分布、表面热流密度进行数值模拟,对模拟结果进一步分析获得不同类型墙体的传热系数和光伏组件的电性能。结果表明:较基础墙体,夏季普通光伏墙体内表面得热量可增加46.88%,冬季普通光伏墙体内表面失热量可减少5.47%;新型光伏墙体中的保温隔热层厚度宜不小于20 mm,此时,夏季新型光伏墙体内表面得热量最大可增加18.16%,冬季新型光伏墙体内表面失热量最小可减少20.07%。基于计算结果,寒冷地区的建筑外墙应用光伏组件时,散热构造措施可简化。

预制内外复合保温模壳拼装墙体热工性能研究

为探究预制内外复合保温模壳拼装墙体结构中的卡板连接件对墙体热工性能的影响,通过热工理论计算、试验研究、ANSYS有限元热分析模拟软件3种方法,对比分析了无连接件、不同数量连接件以及双面抹灰不同条件下墙体的传热系数。结果表明:在无连接件条件下,实际墙体热工试验测试值与热工理论计算值的误差较小;连接件数量越多,热桥效应越明显,墙体的热工性能越差;采用有限元模拟软件对墙体进行热工设计结果较精确,可作为设计依据;研究结果可为模壳拼装墙体在超低能耗建筑的应用及能耗分析提供借鉴。

超深井控温钻井隔热涂层参数影响机制研究

为揭示隔热涂层对超深井井筒温度场的影响规律,针对隔热涂层与钻杆的导热特点,采用传热热阻形式计算钻杆的综合传热系数,构建了考虑钻杆内隔热涂层影响的超深井井筒–地层瞬态传热模型,并采用有限差分法对模型进行离散,利用高斯–赛德尔算法进行迭代求解。通过理论分析和现场数据验证了模型的准确性。研究发现,钻杆内隔热涂层的导热系数对井底循环温度影响显著,随着导热系数减小,井筒环空温度迅速降低,出口温度升高;隔热涂层的厚度和长度对井筒温度也有重要影响,隔热涂层厚度越大,井底循环温度越低。这些发现为超深井钻井过程中井筒温度的调控和隔热钻杆参数的优选提供了重要理论依据。

夏热冬冷地区办公建筑节能改造设计研究

本文主要探究了夏热冬冷地区某办公建筑的节能改造设计方案。调查发现,该办公建筑一天之中8-18时能耗较高;一年之中夏季能耗最高,冬季次之;空调能耗在总能耗中的占比最大。基于实用性和经济性原则,选择建筑围护结构进行了节能设计,外墙方面使用EPS保温板,屋顶设计成种植屋面,外窗改造成真空玻璃窗和双层玻璃幕墙。结果表明,相比于原建筑,使用节能设计方案后外墙、屋顶和外窗的传热系数均有大幅度的降低,使得建筑保温隔热性能明显提升,达到了节能降耗的效果。

水滴形热管阵列预冷器综合换热特性数值研究

提出了一种应用于高超声速飞行器进气预冷的水滴形热管阵列预冷器构想,以实现进气预冷的高效换热和低流动损失。基于将热管处理为恒定温度导热体的简化模型假设,采用数值模拟方法研究了水滴形热管预冷器的流动换热特性以及水滴热管形状、纵向间距和来流马赫数的影响,并与具有相同截面积的圆形热管预冷器进行了对比分析。结果表明,水滴外形减少了外掠高温来流在热管尾缘脱落涡的产生,流动变得平滑。与圆形热管预冷器相比,水滴形热管预冷器极大地减小了高温来流流动损失,仅为圆形热管阵列的30%。虽然温降有所降低,但综合性能因子大于圆形热管预冷器。在本文的研究参数范围内,存在相对较优的水滴形状和热管纵向间距,可以获得更高的综合换热特性;随着来流马赫数增大,预冷器的综合换热特性有所提升。

柴油喷雾撞击高温壁面的瞬态传热特性

通过瞬态测温技术对定容燃烧室中柴油喷雾撞击高温壁面的瞬态传热特性进行了研究.结果表明:初始壁面温度从250℃升高到550℃,壁面上传热模式由膜态蒸发转化为核态沸腾,进而转化为过渡沸腾,这种转化使表面热流密度和换热系数先增大后减小,且分别在440℃和400℃达到最大值.增大喷射压力、减小撞壁距离和环境温度有助于提高表面热流密度和换热系数.初始表面温度的升高增加了喷射压力和撞壁距离对传热特性的影响,但降低了环境温度的作用.以毕渥数和傅里叶数表示的量纲为1表面热流密度曲线形态高度相似,且揭示了喷雾撞击高温壁面过程中的内部传热机制.此外,建立了一种准确性高、适用壁面温度范围广的预测最大表面热流密度的量纲为1模型.

湿工况下带翼翅片管传热传质特性的数值研究

采用壁面反应原理建立冷凝传热模型,模拟研究平直翅片管、矩形翼翅片管以及弓形翼翅片管的通道内湿空气流动及传热传质特性。结果表明:当湿空气入口温度为328 K,水蒸气质量分数为11.2%时,矩形翼翅片管和弓形翼翅片管的传热因子相比于平直翅片管分别提高了24.9%—35.7%、26.7%—36.4%,传质因子分别提高了24.1%—35.4%、25.9%—38.3%,但矩形翼翅片管和弓形翼翅片管通道内工质的流动阻力系数分别增加了19.4%—25.3%、16.8%—22.9%,说明了矩形翼和弓形翼均可提高翅片管的传热传质特性,但也造成了阻力损失的增加。通过对综合传热性能评价因子的分析,矩形翼翅片管和弓形翼翅片管的综合传热性能评价因子值均>1,其综合传热性能均优于平直翅片管,且弓形翼翅片管综合传热性能最优。

预制模块化高炉渣纤维保温外墙板传热分析

该研究旨在分析预制模块化高炉渣纤维保温外墙板的传热性能,评估其在建筑保温领域中的应用潜力。通过实验测试获取高炉渣纤维保温外墙板的物理性质和热导率,并进行传热分析。研究发现,预制模块化高炉渣纤维保温外墙板具有较低的热导率和良好的隔热性能。通过传热分析,观察到该外墙板可以有效地减少室内外温度差异,降低热能传递损失。此外,建筑内部的温度稳定性得到改善,达到良好的节能效果。基于传热分析的结果,预制模块化高炉渣纤维保温外墙板在建筑保温领域具备广阔的应用前景,有助于降低能源消耗,并提供舒适的室内环境。该研究为高炉渣纤维保温材料在建筑行业中的应用提供理论支持,为能源节约和减排作出贡献。

粮食平房仓“结构-隔热”一体化墙板热工性能研究

为了提高散装粮食平房仓墙体保温隔热性能,提出了一种新型“结构-隔热”一体化墙板(SIW墙板)。通过试验和数值模拟,分析了保温板厚度、连接件等对SIW墙板热工性能的影响,揭示了内、外叶墙板温度、热流密度随时间的变化规律,得到了SIW墙板的传热系数,基于传热系数指标开展了SIW墙板在不同储粮生态区的适用性评价。结果表明:相较于传统平房仓砖砌墙体,保温板厚度为50 mm和80 mm的SIW墙板传热系数分别降低了45.81%和56.13%;GFRP连接件在SIW墙板中的热桥效应不显著,对墙板温度场的影响较小;相较于保温板厚度为50 mm的SIW墙板,80 mm厚的SIW墙板能满足3个储粮生态区对粮食平房仓墙体传热性能的要求。

广西居住建筑围护结构线性热桥数值模拟研究

为研究广西居住建筑不同保温方式的线性热桥对围护结构热工性能的影响,以某剪力墙结构的住宅建筑为例,应用BECS节能设计软件,对典型线性热桥的线传热系数和案例建筑的外墙热工性能进行数值模拟和分析。结果表明,线性热桥对墙体传热的影响显著,在外墙平均传热系数中因线性热桥所致的外墙平均传热系数分项约占1/3;当外墙采用内保温时,外墙与内墙、外墙与垂直外挑楼板部位的线传热系数最大,其次是外墙与楼板、外墙与水平外挑楼板部位;当外墙采用外保温时,外墙与垂直外挑楼板部位的线传热系数最大,其次是门窗上口、下口、左右口及外墙与水平外挑楼板部位。同时发现,不同保温方式的线性热桥对外墙平均传热系数的影响程度不同,内保温方式的线性热桥对外墙平均传热系数的影响高于外保温;且保温材料越厚,线性热桥对外墙平均传热系数的影响越大。

外墙传热系数对夏热冬暖地区近零能耗居住建筑的影响分析

随着全球气候变化的加剧和能源危机的日益严重,近零能耗建筑已成为未来建筑发展的重要方向。本文聚焦于夏热冬暖地区,探讨外墙传热系数对近零能耗居住建筑能耗性能的影响。通过模拟分析和经济性分析,揭示了外墙传热系数与建筑能耗、全生命周期成本之间的关系,为夏热冬暖地区近零能耗居住建筑的设计和优化提供了理论依据和实用指导。

寒冷地区外窗热工性能对建筑采暖空调负荷的影响

【目的】通过研究外窗热工性能对建筑采暖空调负荷的影响,得出各项外窗热工性能参数对建筑节能效果的影响程度,有助于提升建筑的节能效果。【方法】利用DeST-h,建立寒冷地区(郑州)75%节能标准居住建筑基本模型,以太阳得热系数、窗墙比、外窗传热系数为变量进行单因素影响计算,以窗墙比和太阳得热系数、建筑层数和太阳得热系数为变量进行多因素分析,研究太阳得热系数、窗墙比、外窗传热系数对建筑采暖空调负荷的影响。【结果】结果表明,窗墙比、传热系数对建筑采暖空调负荷影响趋势明显,均呈正相关;太阳得热系数对建筑采暖空调负荷影响趋势与建筑窗墙比、建筑层数有关。【结论】建筑外窗节能应优先考虑窗墙比、传热系数,同时在确定当地太阳得热系数时应兼顾窗墙比和建筑层数,以满足更高的节能标准。

岩棉条复合保温结构墙体传热系数研究

建筑墙体作为围护结构构件的主要组成部分,其传热系数的直接影响了建筑保温系统的隔热性能评价。检测机构在实验室内依照相关建筑节能检测标准对建筑构件和建筑材料的保温性能进行检测。通过实验室测量和数值模拟计算相结合,研究了聚氨酯板复合岩棉条保温墙体结构和石墨聚苯板复合岩棉条保温墙体结构的传热系数,结果表明:随着岩棉条宽度的增加,非匀质复合保温墙体的传热系数的计算值和测量值之间误差波动增大。当外墙墙体的传热系数设计值为不大于0.30 W/(m^(2)·K)、复合保温板的厚度为70 mm、岩棉条的宽度为20 mm、岩棉条所占面积比为0.09时,所测得的复合墙体的传热系数为0.31 W/(m^(2)·K),与计算设计值误差3.3%。

超临界压力水在垂直上升内螺纹管中的传热特性

在压力22.5～30MPa,质量流速430～1200 kg·m-2·s-1,内壁热负荷284～719kW·m-2范围内,对超临界压力水在均匀加热垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了内螺纹管内超临界压力水的传热特性,分析了压力、热负荷和质量流速变化对内螺纹管壁温及传热系数的影响,探讨了拟临界区的传热机理,并给出了能用于工程实际的传热实验关联式。实验结果表明:垂直上升内螺纹管中超临界水具有良好的传热特性。在低焓值区内螺纹管壁温随焓增平缓增加,而在高焓值区壁温随焓增的升高明显。由于热物性的剧烈变化,超临界水在拟临界焓值区发生了明显的传热强化。压力与热负荷的增大以及质量流速的减小均会导致内螺纹管壁温的升高和传热系数的减小,使得传热强化现象削弱,甚至出现传热恶化。

垂直上升光管内超临界水的传热特性试验研究

在压力22.5～30 MPa、质量流速1009～1626 kg/(m2.s)、内壁热流密度216～822 kW/m2的试验参数范围内,对均匀加热垂直上升光管内超临界压力水的传热特性进行了系统的试验研究,得到了不同工况下垂直上升光管内超临界水的传热特性,分析了压力、内壁热负荷和质量流速变化对光管内壁温度及换热系数的影响,并给出了能用于工程实际的传热试验关联式。试验结果表明:在拟临界点附近,光管壁温随焓值平缓增加,超临界水的换热系数显著增大,管内出现了明显的传热强化现象;在远离拟临界点的区域,光管壁温随焓值的增大显著升高,换热系数迅速减小;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小,均会导致壁温升高,换热系数减小,传热强化减弱;随着热流密度的增大,换热系数峰值提前出现。

多斜孔气膜冷却壁表面换热系数实验研究

采用恒热流法 ,对 4种不同结构实验板的多斜孔气膜冷却壁表面换热系数进行了实验研究 ,研究的主要影响因素有 :吹风比、孔排列方式、孔间距和孔排距等 ,实验主流雷诺数约为 170 0 0 ,吹风比M =1～ 4。实验结果表明 :引入气膜冷却使表面换热系数明显增强 ;单一实验板换热随吹风比增大而增强 ;在相同单位面积开孔率情况下 ,列间距的影响大于排间距 ,即列间距越小换热越强。

自保温砌块墙体在夏热冬冷地区的传热性能研究

对陶粒泡沫混凝土砌块、加气混凝土砌块、黏土砖以及细石空心混凝土砌块(填充聚苯板/未填充聚苯板)5种砌体材料进行研究,并建立了多材料围护结构模型,采用热流计法同步测试了各墙体的传热系数。此外,还对墙体的热稳定性以及温差、环境温度以及温度传感器的分布对传热系数的影响进行了分析。结果表明,190mm厚陶粒泡沫混凝土砌块和加气混凝土砌块墙体以及290mm厚填充聚苯板的细石空心混凝土砌块墙体的传热系数均<1.0W/(m2·K);虽然陶粒泡沫混凝土砌块的传热系数与填充聚苯板的细石空心混凝土砌块基本相同,但前者块体容重却远比后者低。此外,还得到了陶粒泡沫混凝土砌块墙体传热系数的线性预测模型。