地面风传感器加热装置设计及试验研究

在冬季雨雪、冻雨、雨凇和雾凇等天气现象发生时,自动气象站风传感器转动部件容易发生冻结,造成风向风速观测数据缺测。为解决风传感器冻结的问题,设计一种基于分级加热技术的风传感器加热装置,采用多级加热元件组合控制的方式,实现自适应启动不同级别的加热模式。通过试验对风传感器加热装置性能进行测试,以及对风向风速观测数据进行处理分析,评估风传感器加热装置在气象观测业务中应用的可行性。结果表明,带有加热装置的风传感器起到了很好的防冻结作用,运行更加稳定;带有加热装置的风向风速数据完整性优于未带有加热装置的风传感器,两者风速具有较强的相关性,相关系数均在95%以上;两者风向一致性显著,均在80%以上,10 min风向一致性优于2 min风向一致性。可见,风传感器加热装置可有效减少风传感器冻结发生的次数,及时消除结冰层,降低观测人员设备维护工作量,提高风传感器运行的稳定性和数据的连续性,为风传感器加热装置应用于气象观测业务提供决策支撑。

冻融条件下路基温度场和湿度场分布式感知试验

搭建土体冻融多物理场感知室内试验装置,布设传统点式传感器和分布式光纤,对土体冻融过程中路基温度场、湿度场和变形情况开展试验监测,探究单端冻结、双端融化条件下土体温度场和湿度场的分布式感知特征,验证主动加热分布式光纤技术的监测效果。试验结果表明,-15℃单端冻结条件下,土体冻结过程按降温速率分为快速冷却、逐步降温、稳定平衡三阶段,冻结锋面逐渐下移,最大冻深约占土柱高度的35%。孔隙水受冻胀迁移力影响向冻结锋面移动,引起冻融前后土体湿度场重分布,并导致土体冻胀变形,变形量为土体最大冻深的7.8%~10.9%。分布式光纤可准确得到冻融过程中土体温度场、湿度场变化特征,识别土体内冻结区域范围,温度、湿度监测拟合优度R2分别达0.98和0.94。

基于有限体积法碱金属高温热管冷态启动流动换热数值研究

为建立碱金属高温热管启动瞬态和运行稳态工作特性预测方法,本研究采用有限体积法(FVM)建立管壁导热模型、吸液芯流动传热模型和蒸气区模型。基于C语言开发并验证了碱金属高温热管的冷态启动瞬态分析程序,最大相对偏差为9.8%。仿真模拟了单根水平钠热管启动瞬态并开展敏感性分析,结果显示:对于本研究中使用的热管,在固定输入功率为1 000 W的环境条件下,启动开始后700 s热管蒸气区完全进入连续流态,到达稳态总用时为3 000 s,启动过程中工质熔化阶段吸液芯内部压力相对值逐渐增大,熔化完成后压力相对值略有降低;稳态运行下热管等温性良好,外壁面轴向温差稳定在22.5 K,吸液芯内部压降约为47 Pa;环境温度升高会延长热管到达稳态所需时间,并对稳态蒸气压力和流速分布产生一定影响;绝热段长度增加同样延长了热管启动到达稳态时间,同时对吸液芯内流体压力和速度分布存在一定影响。

双针热脉冲测定冻土热特性的数值模拟方法

使用双针热脉冲(dual probe heat pulse, DPHP)测定冻土热特性时施加热脉冲后会导致加热探针周围的冰融化,使用目前常用的仅考虑热传导(忽略融化相变、冰水两相分界面)的解析解处理DPHP温度数据,会导致在-5℃至0℃温度范围内无法准确测量热导率(λ)和比热(C_(v))。为了能够准确测定冻土的λ和C_v,有必要考虑DPHP加热过程中引起的冰融化的相变潜热。该研究基于COMSOL仿真软件模拟了考虑相变潜热、相变区间以及移动冰水界面的DPHP测量过程,采用随温度非线性变化的真实冻土热特性进行模拟,并与真实冻土的DPHP测量数据对比。结果表明:1)COMSOL仿真在不考虑相变条件下与无限线性热源模型结果完全吻合(R^(2)=0.998 9);2)当土壤初始温度低于-5℃时,考虑相变发生的COMSOL仿真能够准确模拟试验结果,表现出较高的相关性(R^(2)> 0.93),在-1~0℃的土壤初始温度范围内,无限线性热源模型的结果与试验测量显著偏离(R^(2) <0.001 3);3)在不同土壤初始温度下,相变温度为-1.5~-0.5℃的仿真结果与试验数据具有较高的相关性(R^(2)> 0.7)。该研究结果检验了有限元仿真用于真实冻土DPHP研究的可行性,可为准确预测冻土热特性的研究提供方法。

内热针联合神经肌肉关节促进技术对冻结肩的临床疗效

观察内热针联合神经肌肉关节促进技术(NJF)对冻结肩的临床效果。方法:选取江苏省人民医院浦口分院康复医学科收治的60例冻结肩患者为研究对象,随机分为观察组和对照组各30例。观察组采用内热针联合NJF治疗,对照组采用口服塞来昔布胶囊联合关节松动术治疗;分别于治疗前、治疗3周后对两组患者肩关节活动度(ROM)、疼痛视觉模拟评分(VAS)及Constant-Murley肩关节功能评分作为疗效评价。结果:治疗3周后,两组患者Constant肩关节评分、VAS评分及ROM均较治疗前明显改善,差异有统计学意义(P<0.05),且观察组Constant评分、ROM及VAS疼痛评分均明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),但两组治疗后肩关节后伸比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:内热针联合神经肌肉关节促进技术治疗冻结肩,可缓解肩部疼痛,并更大程度地改善肩部功能,提高患者生活质量。

基于Matlab PDE工具箱的土体冻结温度场模拟研究

分析并运用Matlab PDE tool模拟模型槽土体冻结的温度场并验证模拟值的准确性。首先,通过合理的边界假设,使三维的模型槽土体冻结热传导问题转化为二维空间;然后,运用Matlab PDE tool进行模拟并对比测温点的模拟温度和实测温度。结果表明:土体冻结中温度场导热可以通过Matlab PDE tool模拟,且操作简单易于掌握;测温点模拟值的准确性与测温点距边界距离和冻结时间有关。

航天器用水热管冻结特性数值模拟研究

热管在空间探测工程中具有重要应用,是航天器的重要导热元件。文章通过引入毛细力动量源项的数值模拟方法,对水热管在设计工况和低功率工况下工作及可能的冻结过程进行数值模拟研究。结果表明:水热管在设计工况下工作时,蒸汽与液膜表面存在剪切作用,热管的温度沿轴向降低,轴向最大温差不超过3 K,具有良好的等温性。低功率工况下,热管冷凝段的温度降低至工质的熔点以下,工质冻结沉积,低温区逐渐扩散至冷凝段末端,冻结沉积最终将吸液芯完全堵塞,导致热管失效,不再具有良好的等温性能和传热性能。研究结果可为热管的长期稳定运行设计提供参考依据,为空间探测工程的成功保障提供科学参考。

高寒地区冬季渠道输水防冻结施工技术

渠道输水是跨区域长距离调水最有效的手段,可以将水从水源地输送到缺水地区,满足地区的生态系统需要。但在新疆、西藏等高寒地区,渠道输水在冬季易受冰冻灾害影响,冰盖、冰塞堵塞渠道,减小输水流量,严重影响了过流能力。本文研究出高寒地区冬季渠道输水加热装置,该系统配备发热电缆加热系统,利用电能将电缆加热系统中的发热电缆加热,从而防止渠道中的水结冰,最后通过渠道现场试验,验证装置的可行性。

两种加热方式对不同类型载玻片防脱片效果的影响

目的比较两种加热方式对不同类型载玻片在冰冻切片中防脱片效果的影响。方法比较市售常见的3种类型载玻片的防脱片效果,再对脱片情况较严重的载玻片进行加热处理(加热方式分别为贴片后加热和边加热边贴片),并对加热前后的脱片率进行对比。结果粘附载玻片的防脱片效果最好,病理载玻片次之,普通载玻片脱片严重。经加热后,病理载玻片和普通载玻片脱片率明显降低,且边加热边贴片的防脱片效果明显优于贴片后加热。结论粘附载玻片的防脱片效果最好,是做冰冻切片的首选。对载玻片进行加热处理可有效降低冰冻切片的脱片率,且边加热边贴片的防脱片效果明显优于贴片后加热。

静脉麻醉下手法松解结合热敏灸治疗冻结肩的临床研究

目的:探讨静脉麻醉下手法松解结合热敏灸治疗冻结肩的临床效果。方法:选取2022年6月—2023年12月收治的60例冻结肩患者,按随机数字表法分为对照组和观察组,每组30例。对照组行静脉麻醉下手法松解治疗,观察组在对照组基础上加用热敏灸治疗。比较两组临床疗效、疼痛评分、肩关节功能、中医症候评分、复发率及不良反应。结果:观察组总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组治疗后疼痛评分低于对照组,肩关节功能评分高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);观察组治疗后中医证候积分及复发率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:静脉麻醉下手法松解结合热敏灸可提高冻结肩患者疗效,加快肩关节功能恢复,促进疼痛消失,且复发率低。

多年冻土区静钻根植桩回冻过程温度场研究

基于传热学理论,给出桩土温度场偏微分方程及边界条件,结合低温稳定多年冻土区地质背景,通过有限元数值分析求解,分析静钻根植桩回冻过程桩土温度场随时间的分布变化规律,讨论水泥掺入量及水泥土的水泥浆体初始拌入温度对回冻过程的影响.结果表明,地表下2m以内桩土温度受大气温度影响较明显,水化热对1.5倍桩径以外及桩底1~2m以下范围桩土温度影响甚微,17 d后桩侧温度回冻至0℃,27d桩侧温度降至-0.5℃以下;水泥浆体初始拌入温度每升高5℃,回冻时间增长5~6 d;水泥掺入量每减少10%,回冻时间缩短1~2 d.静钻根植桩的温度场同样受水化热影响,但回冻时间较短;通过调整水泥浆体配合比和降低水泥浆体初始拌入温度可兼顾水泥土强度和回冻时间要求,达到提高承载力、缩短施工工期的目的.

冷冻砂型对铸铁合金凝固行为及组织性能影响规律研究

采用冷冻砂型铸造铸铁合金,界面换热系数是反映冷冻砂型与铸铁合金换热程度的重要参数,对于分析铸铁合金组织性能具有重要意义。研究测定了合金的界面接触温度随时间的变化规律,在此基础上分析了界面换热特征,获得了界面换热系数随初始界面温度变化的函数式,同时分析了冷冻砂型中铸件凝固的铸态微观组织及力学性能。结果表明:界面换热系数随着冷冻砂型初始温度的增加而降低,随含水率的减少而升高。当含水率为6%(质量分数,下同)时,在-35℃、-30℃、-25℃初始冷冻温度条件下,铸型铸件界面换热系数峰值分别是195663W/(m^(2)·K)、147933W/(m^(2)·K)、120836W/(m^(2)·K);当含水率为5%时,在-35℃、-30℃、-25℃初始冷冻温度条件下,铸型铸件界面换热系数峰值分别是209257W/(m^(2)·K)、176878W/(m^(2)·K)、134472W/(m^(2)·K)。相同含水率下初始冷冻温度越低,珠光体晶粒越细,石墨化程度越高,抗拉强度也越高。

冷冻馒头微波复热过程中温度和水分变化的研究

本文以冷冻馒头为研究对象 ,研究了微波复热过程中的温度变化和水分迁移情况。指出微波加热存在温度梯度的转换 ,馒头表面、内层和中心部位温升情况和含水量变化存在差异 ,馒头中心部位失水最快。微波解冻 /加热的方式以及内容物的数量。

不同加工处理方式对南极磷虾体内氟含量的影响

采用氟离子选择性电极法对船上不同方式加工处理后南极磷虾不同部位的氟含量进行了分析。结果表明,新鲜南极磷虾全虾、虾头、虾壳、虾肉中的氟含量具有明显差异,其中虾壳中含量最高,为538.67 mg/kg,虾头中含量为395.20 mg/kg,虾肉中含量最少,为50.33 mg/kg,约为虾壳中的十分之一;不同体长的南极磷虾全虾、虾头、虾壳、虾肉中的氟含量差异不显著;总体上环境温度为4℃时,南极磷虾全虾、虾头、虾壳中氟含量随放置时间的延长逐渐下降,但4 h内南极磷虾虾肉中氟含量上升,达到最大值59.67 mg/kg,之后开始下降。经70℃和沸水热处理后的南极磷虾全虾、虾头、虾壳、虾肉中的氟含量差异不显著,热处理后放置1和4 h南极磷虾全虾、虾头、虾壳中氟含量差异不显著,但热处理后虾肉中氟含量高于新鲜虾肉中氟含量。冷冻熟南极磷虾虾肉与冷冻南极磷虾虾肉中氟含量都高于新鲜虾肉中氟含量,但冷冻熟南极磷虾虾肉氟含量比冷冻南极磷虾虾肉低23%。实验结果表明,在船上对南极磷虾进行适当加工处理可以明显减少虾肉中的氟含量。

人工冻结法单管冻结引起周围土体温度场变化的研究

为了研究人工冻结法单管冻结引起周围土体温度场的瞬态变化,文章根据冻结峰面将土体分为冻结区及降温区,并构建了相应的人工冻结相变温度场模型;采用变量代换的方法求解了单管冻结相变热传导控制方程,得出了用指数积分函数表示的冻结管周围土体温度瞬态变化的解析表达式;将指数积分函数级数展开式取有限项,计算得出了冻结管周围土体冻结区及降温区温度场分布的解析表达式;结合一工程算例探讨了土体冻结温差、冻结管吸热系数、单位体积土体的结冰潜热等因素变化对人工冻结温度场的影响。研究结果表明:土体冻结温差越大,冻结峰面半径发展速度越慢;冻结管吸热系数越大,土体冻结锋面半径的发展速度越快;土体的结冰潜热越小,其冻结峰面半径发展速度越快。并且,这三个影响因素与冻结峰面半径的发展近似呈线性关系。

线热源法测量冻土热参数的适用性分析

提出了应用线热源法测量冻土热参数存在的问题,冻土中未冻水含量随温度的变化是导致线热源法测量误差产生的根本原因。对二维无限大——点热源热传导方程进行简化得到一维中心对称——热流边界热传导方程。采用双针法对不同温度的环刀土样进行了测试并对冻土传热过程进行数值试算,反演得到不同温度的相变热容和未冻水含量。结果表明:当温度大于-0.7℃时,相变热容值远远大于冻土体积热容并且随温度急剧变化,线热源法测量的结果严重失真;当温度介于-0.7^-4℃时,线热源法测量结果仍有较大的误差;当温度低于-4℃时,相变热容值很小且比较稳定,线热源法测量的热参数能满足一定的精度要求。

微波加热对冷冻馒头品质特性的影响

研究微波加热对冷冻馒头温度、水分含量、质构特性等品质特性的影响。结果表明:增大微波功率可以缩短加热时间,对温度变化趋势及质构特性影响较小。直接微波加热时,中火功率更利于水分的保持;馒头表面涂水加热和微波加蒸汽加热延长了加热滞后期,都能减少馒头水分的流失,改善馒头加热后质构特性,尤以微波加蒸汽加热最为理想。因此,冷冻馒头微波加热的最佳条件:采用微波加蒸汽加热方式,高火,加热时间120s(质量约80g馒头)。

一种考虑显热和潜热双重效应的冻土比热计算方法

对土在冻结过程中孔隙水的相态演变过程进行了分析,并在研究显热、潜热物理本质的基础上,将冻土进一步划分为冻结土和冻实土。根据潜热的物理意义指出,随土温从一般地温逐渐降低至较大负温,土的比热应该分段计算,即分为融土阶段、冻结阶段和冻实阶段。在融土阶段,孔隙水始终为液态;在冻结阶段,存在可以进一步冻结为冰的液态水;在冻实阶段,不再存在进一步可能冻结为冰的液态水。因此,冻结土的进一步降温将同时伴有显热释放和潜热释放。而在冻实土中,进一步的降温只伴有显热释放。在此基础上,基于混合物比热容的加权叠加法则,研究了冻土的比热构成,给出了涵盖潜热的冻土比热计算方法。

冷冻熟制面条保温加热及速冻节能加工工艺

为了降低生产耗能,提高能源的利用率,该文通过引入保温加热工序以及优化速冻工艺参数,得到冷冻面条的节能加工工艺。从质构特性、白度值、糊化特性以及水分状态等方面,结合感官和单位耗电量对冷冻面条工艺参数进行了优化。得到最佳工艺参数:煮制3 min保温加热4 min,在-40℃下速冻20 min。此工艺下的感官得分为85.5(>75),单位质量耗电量为3.47 k W·h/kg。与原生产工艺相比:在色泽、表现状态、适口性、光滑性、食味、总分等感官指标上没有显著性差异(P>0.05),在能耗方面降低17.18%(P<0.05)。结果表明:在保证一定品质的前提下,通过保温加热和减少速冻时间来达到节能的目的是可行的。成本分析结果表明:使用节能工艺生产冷冻熟制面条可节省805元/t。以上研究结果为探索冷冻面条的节能工艺提供生产依据和参考。

非饱和(冻)土导热系数预估模型研究

岩土材料的导热系数是岩土工程温度场分析及建筑热工计算中的重要参数。研究旨在建立一个基于归一化导热系数概念和以土的干燥和饱和状态导热系数为基准的非饱和土导热系数的通用预估模型。通过对文献中328组实测数据的分析发现,将同类土在不同密实度条件下的各种导热系数-含水率曲线簇进行归一化处理后,可以得到惟一的归一化导热系数kr与饱和度Sr(归一化含水率)关系,1/kr与1/Sr呈相关性较好的线性关系,而每支1/kr-1/Sr直线均通过坐标(1,1)点的斜率由土质类型决定。据此提出了一个集成土质类型、密实度(孔隙率)和含水率(饱和度)等因素综合影响的融土和冻土导热系数通用预估模型,并给出了导热系数预估模型中土质参数的取值范围,以及融土和冻土处于完全干燥状态和饱和状态的确定方法。对预估模型进行验证结果表明,所提出的非饱和土导热系数预估模型具有较好准确性。