蒸汽消毒管结构参数对红壤消毒加热效率的影响

为解决云南红壤蒸汽消毒过程中消毒加热效率低的问题,开展了消毒管结构参数对土壤消毒加热效率的影响效应研究,并对消毒管结构参数进行了优化设计。首先,运用图像处理技术构建出土壤孔隙结构离散模型;其次,对消毒管内蒸汽流场土壤蒸汽消毒过程进行了仿真模拟分析;最后,基于土壤蒸汽消毒试验平台,开展了多因素消毒管结构参数优化试验研究。研究结果表明:1)消毒管出气孔周向和轴向孔数对红壤蒸汽消毒加热效率影响极显著(P<0.01);消毒管最佳结构参数为出气孔孔径2 mm、周向孔数为3个、轴向孔数为2个,土壤平均温度达到80℃时的试验消毒时长平均值为394 s,试验结果与预测结果之间的平均误差率为5.3%;2)消毒200 s时,各处理土壤升温速率达到峰值,消毒200 s后加热效率逐渐降低,即消毒200 s时应逐渐减少蒸汽的流量,当土壤温度低于60℃需再次增加蒸汽的流量,依次循环往复保证土壤温度始终在60℃以上,以达到高效灭菌的目的;3)单管红壤高温区域范围主要集中在水平方向0~150 mm,垂直方向0~200 mm。该研究可为土壤蒸汽消毒机消毒管的结构设计和智能消毒作业提供理论依据,并为末端执行装置多管间距的设计奠定理论基础。

蒸烫处理的宽皮柑橘温度场分布及传热过程分析

为解决宽皮柑橘蒸烫去皮效果差、果肉品质受损等问题,基于有限元法建立宽皮柑橘的传热模型,考察宽皮柑橘在蒸烫条件下内部温度场的变化规律,并对不同果径宽皮柑橘的蒸烫时间进行预测。结果表明:在蒸烫处理时,蒸汽与柑橘果皮表面发生对流换热使其温度骤升,热量沿径向向果肉中心传递。随着蒸烫时间的延长,柑橘沿径向受热更加均匀,果肉表面温度迅速升高而后趋于稳定,其传热速率先升后降。果径越小,果肉表面传热速率越大,并且在同一蒸烫时间下果肉表面温度也越高。为保证柑橘果肉品质不会受损,小果径柑橘蒸烫时间应小于77 s,大果径柑橘蒸烫时间应小于172 s。

蒸汽注入-电阻耦合加热过程影响因素及热脱附效果探究

针对单一热脱附技术的应用局限性,构建蒸汽注入-电阻加热(SEE-ERH)耦合热脱附三维试验系统,研究耦合热脱附技术的影响因素及处理效果。温度场分布试验结果表明,含水率、电压强度、蒸汽注入速率和抽提速率均可影响加热效果;并且,在一定范围内,前3个因素与升温效果呈正相关关系。采用COMSOL软件建立的模型能较好地模拟三维试验系统的加热过程。污染脱附试验结果表明,在ERH的基础上增加SEE可促进污染组分的解吸,并加快污染物去除速率;在20%含水率、80 V电压、1.00 L/min蒸汽注入速率和1.2 L/min抽提速率的条件下,SEE-ERH的加热效率较好,对菲的去除率可达到99.0%。

蒸汽养护条件下混凝土节段梁水化热仿真计算

以常泰长江大桥北引桥首件预制节段梁为研究对象,通过仿真计算分析预制节段梁在蒸汽养护过程中的温度和应力场分布,验证设计的蒸汽养护制度的可行性,并与测点温度进行对比。结果表明:温度计算值与测点实测值的大小及发展规律基本一致,蒸养过程中节段梁总体上应力值未超过0.01MPa,抗裂安全系数远大于1.4,因此判断不会发生温度应力裂缝,与现场节段梁表面未发现裂纹的实际结果一致。

稠油油藏氮气辅助蒸汽驱室内实验

针对稠油油藏蒸汽驱进入开发中后期高温蒸汽超覆现象严重、开发效果变差的问题,依据蒸汽驱物理模拟相似准则,利用高温高压二维比例物理模型,开展了单纯蒸汽驱和氮气辅助蒸汽驱物理模拟实验。通过实验直观分析了蒸汽超覆温度场特征,探讨了氮气对蒸汽波及效率、驱替效率和热损失的影响。实验结果表明:单纯蒸汽驱时,蒸汽波及范围主要集中在油层顶部,剩余油主要集中在油层底部,蒸汽波及效率57.3%;注氮气后,蒸汽波及范围明显扩大,蒸汽超覆现象得到抑制,蒸汽波及效率65.8%,比单纯蒸汽驱提高了8.5百分点,而驱替效率提高了1.5百分点,氮气提高波及效率是蒸汽驱增产的主要因素。氮气辅助蒸汽驱能够有效降低生产井含水率,较单纯蒸汽驱可提高采收率6.7百分点;氮气辅助蒸汽驱降低了蒸汽热损失,较单纯蒸汽驱热损失降低了1.6×10^4 J。

地源热泵系统运行中土壤温度场变化特性的实例分析

对某一地源热泵系统的实测土壤温度场数据进行了初步分析,总结了冬季、夏季及过渡季工况下土壤温度场的变化特点及其影响因素。指出地源热泵系统运行过程中的地下能量堆积问题是一个长期效应,记录分析土壤温度场的长期变化趋势对于调控地源热泵系统的运行状态具有积极的指导作用,有利于保证系统的长期可靠性和节能性。

热采井筒瞬态温度场的数值模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS分析了热采井筒的瞬态传热。分析结果表明 ,随着注汽的进行 ,在模型任一位置上的径向热流量均逐渐减小 ,能量损耗随着注汽周期的延长而下降。因此 ,适当延长注汽周期有利于节省能源。如果不能延长注汽时间 ,则可以通过适当地增大单位时间的注汽量来降低能量损失。

基于热损伤累加准则的风力发电机绝缘寿命预测

采用有限元法对大功率永磁直驱风力发电机定子三维温度场进行计算,得到了电机定子温度场。对发电机进行了试验测试,测试结果与计算结果较为接近,验证了计算的准确性。研究结果表明,电机端部绕组温度高于中间绕组,最高温度点在背风侧的端部绕组,最高温度与平均温度相差16℃左右。引入Miner准则,提出一种基于热损伤累加准则的电机绝缘寿命前期预测方法,应用该方法对大功率永磁直驱风力发电机绝缘寿命进行了预测,发现电机绝缘寿命余度很大。

节能高温管道绝热支架传热分析计算

在高温管道长距离运输过程中绝热支架的使用可减少热损失、节约能源,而聚四氟乙烯板是影响绝热支架使用寿命的主要因素.为提高管道绝热支架的使用寿命,校核了支架的滑动接触面温度,分析了支架传热过程热阻,建立了传热计算的数学模型,并用数值方法对其进行了求解;确定了温度最高点,根据温度最高点可判断其是否满足聚四氟乙烯的工作温度范围.结果表明:螺栓与上基板之间的石棉隔热层厚度及隔热效果影响聚四氟乙烯的工作温度.最不利点温度计算结果与现场实测数据基本吻合,相对误差小于5%.

燃烧参数对炉内温度场、流场和浓度场的影响

对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧技术,运用Fluent软件通过数值模拟进行了研究.主要分析了影响炉膛内气流流动和温度分布的因素.研究结果表明:气流的相对速度对加热炉炉膛内的温度分布有很大的影响.天然气射流和空气射流的相对速度越小,加热炉内的高温区域越大,而且炉膛内的平均温度愈高,炉内的温度均匀性愈好;当空气的预热温度不变时,仅提高天然气的预热温度,炉内的最高温度和平均温度会随之提高;当空气的温度比较低时,随着天然气的预热温度的升高,燃烧产物中NO的浓度呈指数规律升高;当空气的预热温度升高时,NO的浓度随天然气的预热温度的升高呈指数规律降低.

防暴头盔致头面部积热影响因素的仿真研究

针对高温炎热天气佩戴防暴头盔给官兵头面部带来的严重积热问题,基于真人头部CT影像数据和《GA294-2012防暴头盔》标准构建了人体头部和防暴头盔的三维几何模型;选取经典Pennes生物传热方程作为控制方程,建立了"头-防暴头盔"的传热模型,在ANSYS-Fluent软件平台下对"头-防暴头盔"系统的三维热学过程进行了数值模拟,在此基础上分析了头盔壳体材料、头盔缓冲层材料、通风孔设计对头面部积热的影响。结果表明:PC(聚碳酸酯),ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)和HDPE(低压聚乙烯)3种壳体材料下的头面部温度分布差异较小;缓冲层材料的导热系数对头面部温度分布影响较大;在防暴头盔上设计通风孔可有效降低头面部温度。

保温层受潮和部分损坏对蒸汽管道传热的影响

采用有限元方法计算了蒸汽管道保温层受潮后的温度场分布以及保温层外表面温度和传热损失随保温层受潮厚度的变化趋势,发现取定保温材料后,当受潮厚度达到50%时,温度就会超标。进一步计算了保温层破损时的温度场分布和外表面温升与破损厚度的关系,并用红外热成像图进行了验证。本文可为红外热成像诊断保温层提供依据。

蒸汽蓄热器升温过程的分析计算与实验研究

蒸汽蓄热器升温过程是一个动态的传热传质过程。对蓄热器模型进行了实验研究与分析，探讨了壁温变化规律，所得结果可供设计太阳能发电用蓄热器参考。

考虑温度效应的PCCP蒸养阶段温度场分析

为精确模拟预应力钢筒混凝土管(PCCP)在蒸汽养护阶段的温度场,考虑温度与化学反应速率的关系,根据Arrhenius方程引入温度影响因子,提出新的混凝土水化度公式,并根据不同养护温度下的水泥水化热试验数据,拟合了不同温度下混凝土实际龄期时所对应的水化度公式.结果表明:所拟合的水化度公式拟合效果较好;将用水化度表示的混凝土导热系数和水化热参数应用于工程实际,与传统的分析结果相比,PCCP温度场的温度值有所提高,与工程实际更为贴近.

间歇窑窑墙温度场图形仿真研究

本文利用有限差分法求解间歇窑窑墙中的温度分布，并用Ｃ语言设计了窑墙温度场图形仿真软件。输入窑墙厚度和材料的物性参数等。

均摊恒定热流法对埋地管群土壤温度场的分析

结合工程实例,在对长期运行、有热堆积问题的埋地管群换热器进行数值分析的过程中,提出处理埋地管群壁面边界条件的新方法——均摊恒定热流法,并用此方法分析了热堆积问题下土壤温度场的变化,验证这种方法的合理性。分析了热堆积问题对埋地管群换热器运行带来的恶劣影响,并用均摊恒定热流法分析增设室外冷却塔的可行性。

基于ANSYS的高压加热器温度场的研究

高压加热器的工作过程复杂,承受的汽水参数较高。这里利用ANSYS有限元分析软件,对高压加热器蒸冷段蒸气进口处进行稳态温度场的模拟,对两种热分析模型进行对比分析。根据计算结果,得出进口处接管和壳体在稳定工作状态下的温度和温度梯度的分布情况,从而找到热影响严重的位置和设备内件结构对温度分布的影响,为设备设计和改造提供参考。

蒸汽蓄热器筒体瞬态温度的实验研究和数值模拟

通过在蓄热器模型上的实验研究和对简化的数学模型的数值模拟计算，讨论了充热过程中筒体壁面上温度分布以及温度变化规律，为蓄热器设计提供参考。

汽轮机通流部分热-流-固耦合数值模拟计算

利用Fluent软件建立某汽轮机调节级及高压前四级的三维模型,采用标准k-e模型对其内部进行热-流-固耦合数值模拟,详细分析了内部流场的气动性能,并与热力设计值进行详细比较,掌握了汽轮机调节级及压力级进行气动性能分析的方法,结果表明所建立的数学物理模型正确,得到的结果可信。

IGBT现场失效短路结温测量方法研究

针对IGBT存在的响应速度慢、异质结构导致的热传导系数不均衡等问题,在对IGBT失效机理和现有结温测量模型研究的基础上,提出一种基于热积累的热电模型,以实时准确地测量IGBT结温.该方法在能量平衡的基础上,将IGBT温度的测量转换为测量IGBT某一点的温度,很好地避开了IGBT异质结构问题.Matlab仿真和实验结果表明,二者温度曲线有较好的拟合度,验证了该方法的可行性.