涂层传热性能对母线散热能力影响分析

为提升电力开关柜散热性能、提高供配电稳定性,本文依据传热学基础理论对电力开关柜传热过程进行分析,采用溶液共混法成功制备了适用于电力开关柜母线散热的涂层材料,并基于电磁-热-流多物理场耦合原理构建了电力开关柜涂层-热分析模型,结合母线负载电流计算理论,从涂层热导率、发射率等方面对涂覆散热涂层前后的电力开关柜传热特性进行分析。结果表明:涂层热导率相比于涂层发射率对母线温升影响较小,母线表面涂覆涂层之后,B相母线表面发射率由0.2增大到0.846时,三相母线最大负载电流与未涂覆相比提升18.75%。

薄膜式LNG运输船温度场研究

液化天然气运输船液货舱热维护系统是一个结构复杂的、具有第三类边界条件的、多层平壁的稳态导热与自然对流及辐射换热相互耦合的三维复杂传热系统。针对这一复杂系统,考虑了船体主要构件、骨材、空腔空气对流、表面间的辐射对换热的影响,建立了数学模型,并给出了基于通用软件ANSYS的数值计算方法;还以某艘LNG运输船为例,进行了温度场的有限元分析。结果表明,所给出的对LNG运输船液货舱热维护系统的热分析方法是有效的。

板管式换热器背板温度场和传热研究

以背板为控制容积,将背板的自然对流和辐射传热视为热汇,建立了板管式换热器数学模型.引入一个导热因子来考虑背板导热对盘管换热的影响,先求解盘管的换热量和温度,然后采用亚松弛法迭代求解背板的温度场和传热量.在23个工况下将板管式冷凝器和冷凝管的模型传热量和温度场的计算值与实验值进行了比较,发现模型传热量的预测误差在10%以内,背板温度场的计算平均误差为2 5℃,表明模型合理,而且具有较高的精度.该思路和方法可用于求解耦合导热、自然对流和辐射的非等温平板传热问题.

表面不平顺对轮轨摩擦温度场的影响

为揭示轮轨表面破坏与摩擦温升的内在联系,利用有限元和有限差分混合算法,建立了轮轨滚动接触热耦合计算模型,模拟轮轨滚动、滑动接触温升过程。模型中考虑了轮轨间非稳态热传导、与环境的热对流、热辐射,针对轮轨光滑和不平顺两种接触表面情形,分析了滚动、滑动工况下轮轨界面间的摩擦温升状态。计算结果表明轮轨表面不平顺能使经历短时间滑动的轮轨表面倾向于产生斑点状剥离,长时间滑动与滚动工况下表面不平顺对温度场的影响可忽略,滑动工况的温升较滚动工况的大。

电力开关柜散热因素分析及重要性排序

电力开关柜母线的工作状态受其散热性能和温升影响。为降低电力开关柜母线表面温度,采用有限体积法建立电力开关柜三维热流耦合模型,对影响母线散热的电力开关柜因素进行分析,并通过正交设计分析得出影响母线散热性能的关键因素,同时结合无量纲分析法,引入相对温升比重对母线散热性能进行分析评价,并给出了本模型下三相母线散热性能预测公式。结果表明:当母线偏转角度为60°时,三相母线表面平均温度相比标准工况分别低5.19 K、2.59 K、5.84 K;此外,当三相母线水平间距在50 mm、垂直间距在150 mm处母线表面温度分别达到最小值;同时,利用正交试验设计和Fluent软件模拟结果得出对L_(b)相母线表面平均温升影响重要性排序为:母线相对高度>母线水平间距>母线垂直间距>母线偏转角度>通风进出口面积比>通风进出口相对位移。

三维数值模拟再生冷却喷管的换热

为了解液体火箭发动机喷管再生冷却的换热特点, 采用数值模拟的方法, 对内喷管燃气、壁面和冷却液建立不同的三维控制方程, 进行流动和传热的耦合计算。在计算中, 假定喷管流动为冻结流动, 考虑燃气向壁面的对流换热和辐射换热; 采用二阶迎风格式离散控制方程, 采用DO模型离散求解辐射换热方程, 水蒸气的吸收系数根据Leckner公式计算。计算模型采用缩比热试车发动机, 数值计算结果与实验结果吻合较好, 较准确地模拟出了喷管的壁面热流密度, 得到了喷管燃气和冷却液的流场和温度场, 对高压再生冷却喷管的设计具有指导意义。

板翅式冷板表面温度分布的数值计算和实验研究

提出了一种新的冷板简化数学模型,把翅片折合成导热系数为各向异性的等效厚度层实芯板,将冷板与空气的对流换热作为等效层的稳态导热问题,计算了表面热源非均匀条件下冷板的温度分布.对2种飞机环控系统电子设备冷却用冷板进行了实验研究,测量了不同雷诺数、不同热源分布情况下冷板的表面温度分布.结果表明,数值计算结果与实验结果的最大误差小于8%.模型大大简化了数值计算,并能有效地预测电子元件安装部位的板面温度,这为评价冷板性能、优化冷板设计方案提供了一种有效的分析手段.

一种时域无条件稳定的计算瞬态热场的显式算法──步内建模法

步内建模法（MPWT，ModellingthediffusionProcessWithintheTimestep），与有限差分法的区别是对时间步内的扩散过程进行了建模，从而达到对任意大时间步长的（时域无条件）稳定性；对小时间步长，该法退化为通常的有限差分法，因而有自检性；与传输线矩阵法的区别是直接建模于扩散过程，从而使模型大为简化只含阻、容参数．对大时间步长时的长程热交换建模是该法的又一特征．该法结果与其他数值方法、解析方法的结果符合相当一致．

高压负荷开关稳定温升的计算

本文通过负荷开关与环境空气之间自然对流换热原理分析，得到负荷开关表面局部对流换热系数变化曲线。在负荷开关导电部件简化模型基础上建立了反映其表面温升分布的数学模型，并通过实验给予了验证。本文所采用的分析方法及所建立的数学模型可推广于其它电器产品的稳定温升计算。

温度模式对鲅鱼热泵干燥品质及动力学特性的影响

为了提高鲅鱼成品品质、缩短干燥时间和降低能耗,该文对鲅鱼恒温干燥和分段式升温热泵干燥加工工艺进行研究。恒温干燥条件分别为10、20、30℃,升温干燥条件分别为10℃(3 h)~20℃(3 h)~30℃(end)、10℃(6 h)~20℃(6 h)~30℃(end)、10℃(9 h)~20℃(9 h)~30℃(end)、10℃(12 h)~20℃(12 h)~30℃(end)。试验表明:恒温干燥条件下,不同干燥温度下得到的鲅鱼成品均存在一定的不足;采用阶段升温干燥方式不仅能够显著缩短鲅鱼的干燥时间,还能提高产品品质,得到的鲅鱼成品在质构、安全性、色泽等方面均具有一定的优势。对于恒温干燥,在实验温度范围内,鲅鱼的水分有效扩散系数在2.0429×10^(-11)~4.1947×10^(-11)m2/s之间,且Deff随着温度的升高而增大,确定Page模型用来描述鲅鱼的热泵干燥过程(R2大于0.998、RMSE小于0.60%、χ~2小于0.004%)。对于升温干燥,鲅鱼的有效水分扩散系数在4.1164×10^(-11)~4.8723×10^(-11)m^2/s之间,确定Two-terms模型用来描述鲅鱼升温热泵干燥的过程(R2大于0.996,RMSE均小于0.81%、χ~2均小于0.008%)。通过试验确定最佳的分段升温干燥工艺条件为10℃(6 h)~20℃(6 h)~30℃。

长输架空管道停输后内部介质传热分析

采用显热容方法,建立架空管道停输温降数学模型,利用UFD软件针对典型停输工况进行数值模拟。根据管道内部液相原油平均流动速度的变化情况,对比分析了停输过程中自然对流换热过程的变化及影响。结果表明:从停输至原油全凝过程的后半程,可忽略自然对流换热的影响。研究结果进一步完善了原油相变传热机理,并可为长输管道停输维修时间及再启动条件的确定提供必要的支持。

核电厂主控制室热扰强度限值研究

主控制室非能动热阱在非能动压水堆核电厂发生事故时用于主控制室的室内温度控制。建立了模型分析系统,对不同热扰强度对室内温升的影响进行了研究。对热扰强度为模型热扰强度的1倍、1.25倍、1.5倍、1.75倍和2倍5种工况进行了模拟分析,发现在事故发生后72 h内,5种工况的室内温升分别为4.16、5.05、6.02、6.96、7.85℃。拟合了最大温升随室内热扰强度和热阱体量同时变化的二元函数,可以得出对应温升安全限值8.3℃,热扰强度不应超过模型热扰强度的2.10倍。

基于原油最高温度点变化规律分析停输相变传热

采用分区法数学模型,利用等价比热容法处理析蜡潜热问题,追踪停输相变过程中管道内原油最高温度点位置的变化轨迹,确定管道内原油最终凝固位置,提出管道内原油全凝的判断依据。基于最高温度点位置的变化规律将传热过程分为四个阶段,重点讨论了各阶段中自然对流、潜热释放、传热方式转化对最高温度位置点变化的影响,结合Ra数变化分析了自然对流换热影响从强到弱的变化过程。深入探讨了停输相变过程中管道内固相率的变化及不同位置处原油温降曲线的特点。