换热器传热特性的试验方法研究

本文提出了一种新的研究换热器传热特性的试验方法.按着传热的基本原理,应用最优化方法,得出可以同时准确的确定换热面两侧冷、热流体的对流换热规律.这种方法进一步发展和改进了 Wilson 方法.它可以进行多个末知参数的计算,有较高的计算精度.文中依据理论分析和应用实例测试,验证了该方法的数学可行性.     

基于改进粒子群算法的连铸传热模型参数辨识

连铸传热模型是实现连铸二冷动态控制的关键,换热系数的准确性是模型成功应用的前提。本文以连铸传热模型为基础,根据四个冷却段设定的换热系数计算得到冷却段末温度,基于不同工况下的温度数据,采用改进粒子群算法对综合换热系数反向推算,以铸坯表面实际温度和计算温度差为适应度函数,优化确定二冷各段换热系数,并验证辨识参数的可靠性。仿真结果表明,该方法辨识的参数精度及重复性较好,计算温度与实际温度偏差小于3℃,满足工程应用。     

钢管超快冷过程数学模型的研究与开发

为了提高钢管超快冷过程的温度控制精度、冷却均匀性以及组织性能控制的精准度,分析了钢管超快冷过程的换热机理,确定射流冲击为钢管超快冷过程的主要换热方式。利用反传热法对钢管表面换热系数进行测定;利用导热方程,建立钢管超快冷过程射流冲击换热数学模型,采用第三类边界条件和有限差分法求解该数学模型。应用此数据模型可以计算特定温度范围内的平均冷却速度和所用时间,也可以计算一定时间范围内的温降和平均冷却速度。经现场测试,由该数学模型计算得到的温降曲线与实际温降曲线基本相同,模型计算精度很高,具有可应用性和执行性。     

气体绝缘开关设备母线传热模型的建模与分析

利用有限元方法耦合计算涡流场、流体场及温度场,实现气体绝缘开关设备母线温度预测.根据传热学及流体动力学理论建立母线各组分辐射换热方程及对流换热微分控制方程,给出了模型边界条件,计算出母线的温度场分布.根据计算结果,确定了母线外壳及导体表面的分布对流换热系数,分析了母线对流与辐射换热百分比.与工程算法的对比表明,该方法能够准确预测气体绝缘母线导体及外壳温度,对于正确了解气体绝缘开关设备母线的温度分布状况具有一定意义.     

钢淬火时非线性热问题的研究

基于过热沸腾换热理论,根据钢淬火时表面换热的实际情况,利用能量平面定理建立钢淬火时的换热边界条件;利用显式有限差分法求解钢淬火时非线性热传导方程的逆问题,求解温度场,给出一种确定表面换热系数的方法,从而可以确定钢淬火时表面换热系数与温度的关系,在数值计算中,材料的物性系数视为相变产物体积分数的函数,实验结果表明,钢淬火时的温度场,导热与换热是非线性的,且实验所测的温度场与理论计算的温度场大体吻合。     

机床有限元热分析中对流换热系数的计算方法研究

计算对流换热系数是机床有限元热分析中的一个关键问题。以龙门加工中心的Y向丝杠螺母进给系统为例,提出一种将实验数据与神经网络计算相结合的对流换热系数计算方法。该方法以丝杠螺母进给系统有限元分析模型为基础,利用有限元热分析数据建立了一种反映对流换热系数与温度场之间变化关系的神经网络,并以温度实测值作为该神经网络输入量,计算出对流换热系数的数值。从与实验以及相似性计算方法的比较中可以看出本文计算方法有较高准确性和实用价值。     

大功率锅炉炉膛换热计算校准方法的研究与应用

大功率电站锅炉炉膛换热计算的精度一直是电站锅炉行业普遍关注的重要问题。本文研究了苏联提出的炉膛换热计算校准方法的建立基础,并进行了实际应用。采用该方法能大幅度减小计算值与实际值的偏差,对大多数锅炉可靠性高。可以作为我国大功率电站锅炉设计、运行及诊断过热器超温的重要技术依据。     

PTFE塑料空气预热器的传热分析

本文介绍了一种可以在较高烟温和酸性环境下工作的新型耐腐蚀塑井空气预热器,通过实验确定了烟气在换热器内单相换热和冷凝换热的实验关联式,对烟气冷凝换热与单相换热进行了比较,提出了传热分祈方法,为该换热器在二程中的应用提供了一定的理论依据。     

建筑中辐射换热计算新法(单元传递法)

本文提出一种用于解析建筑中辐射换热问题的新方法。此法的基本思路在于把一个多面体系划分成若干个单元,并通过作者提出的均一等效化处理过程,将复杂的多面辐射换热体系,最终转变成由两个平行表面组成的二面体系。本法根据计算模型的特点,定名为单元传递法。利用本法,能尽量按建筑实情分析问题,整个计算易于通过手算完成,不必求解联立方程组,而且,由于本法较严密地按灰体辐射换热机理处理近似简化过程,与其它现行的近似法相比,计算精度较高。文中最后,列举本法在四个方面的实际应用问题,这些问题是:1.确定在实际条件下的表面辐射换热系数;2.确定任一表面的辐射换热量;3.确定工作面水平的环境平均辐射温度;4.确定分层空调车间空调区的辐射得热量。全部有关均一等效化的计算式和应用计算式,均汇总成表,以便应用。     

空气流动换热数值计算模型适用性分析

为了提高空气流动换热数值计算结果精度,本文针对可压缩空气开展模型、数据处理方法的适用性研究.本文基于开式反应堆内通道,采用计算流体力学方法,在雷诺数1万～40万、温度450～1200 K的范围内,针对可压缩性、定性温度及粘性加热效应等空气流动换热的关键问题,得到不同湍流模型下加热空气管流的平均换热系数;结合经典传热关系式,确定了数据处理方法并讨论了粘性加热效应的影响特点.计算结果表明:Realizable k-ε模型更适宜高温高速可压空气流动;采用进出口平均温度作为定性温度,得到的传热关系式与经典关系式误差在10％以内,满足计算要求;计算中应考虑粘性加热效应,该效应仅会使高雷诺数工况的努塞尔数Nu减小.本文可为精确计算空气流动换热特性提供依据.     

新热流法计算矩形空腔内的纯辐射换热

采用新热流法计算了三维矩形空腔内参与性介质的纯辐射换热问题.新热流方程采用有限体积法进行离散并求解,比热流参数采用Monte-Carlo法计算.计算结果与区域法、热流法做了对比.对比结果表明,新热流法计算精度较好,是辐射传热过程数值模拟的一种优秀方法.     

U型翅片管换热器传热单元数计算式

为了得到U型翅片管换热器传热单元数计算式,以U型翅片管换热器为研究对象,通过建立翅片管换热模型,推导出了逆流和顺流2种流体流动趋势的传热单元数计算式(NTU计算式)．分别采用推导出的传热单元数计算式(εNTU法)和前人推导出的平均温差关系式(LMTD法)计算U型翅片管传热系数,并进行对比分析．结果表明,当进水温度为45～60 ℃,热水流量为30～110 kg／h时,由εNTU法和LMTD法计算出来的翅片管传热系数相差很小．所推导出来的U型翅片管换热器传热单元数计算式是合理的．     

凝汽器换热系数计算及空气含量和污垢厚度对真空的影响分析

对计算凝汽器换热系数的HEI公式、别尔曼公式和分部计算法进行了分析比较,介绍了如何利用分部计算法分析空气含量和污垢厚度对凝汽器换热系数的影响。定量分析了空气含量和污垢厚度对凝汽器换热及真空的影响趋势和影响程度。空气对凝汽器换热和真空的剧烈影响发生在空气相对含量小于0.5%时,随着空气含量的增加其影响逐渐减弱;水侧污垢对凝汽器换热系数和真空的影响与污垢层厚度基本上呈线性关系。     

大口径光学透镜瞬态温度场模拟

为考察热辐射效应对光学元件稳、瞬态温度场的影响,给出了考虑辐射和导热耦合换热情况下复杂几何结构光学透镜稳、瞬态热特性的适体坐标下离散坐标法.对喷管形和圆柱形介质进行计算并与其他方法比较表明,建立的适体坐标系下辐射与导热耦合换热计算方法精度较好.对两端为球缺中间为圆柱的大口径透镜内的辐射与导热耦合换热过程进行了数值模拟.计算结果表明,为了精确地预测半透明介质如透镜内的温度分布,应该考虑辐射与导热耦合作用,且应当考虑介质的光谱特性.     

埋管流化床内传热行为的微观尺度模拟研究

为了模拟埋管流化床内的流动和传热行为,将有限元方法(FEM)、基于非结构化网格的计算流体力学方法(CFD)与离散单元法(DEM)结合,建立了CFD-DEM-FEM耦合方法,并在此基础上采用k-ε湍流模型及考虑颗粒间和气固间作用的多向耦合传热模型.通过计算结果从微观尺度探讨了埋管流化床内的传热机制,分析影响床内传热的关键因素,得到换热管壁周围固含率和传热系数的分布规律,考察了流化气速对埋管周围传热系数的影响.数值模拟结果与实验结果基本一致,证实了CFD-DEM-FEM耦合方法模拟复杂气固流动和传热的可行性和准确性,为进一步了解流化床内热传递行为的机理、准确预测各种流化床内的传热以及开展流化床内多尺度流动-传热-反应流的模拟奠定基础.     

自激振荡脉冲对流换热的实验研究

将Helmhotz共振腔应用于换热器来增强换热是一种新的强化换热方法。本文作者通过实验研究了Helmhotz共振腔对换热器的换热强化效果,分析了各种参数对换热效果的影响,得到了对流换热系数及换热强化比随流速的变化规律,结果对工程设计及进一步的研究具有重要的指导意义。     

热管性能评价准则探讨

传统评价热管的传热性能的方法是比较热管的等效导热系数(有效寻热系数、当量导热系数、相当导热系数)的大小,其不足之处是几何因素与传热因素混在一起来评定传热性能。为此,在剖析传统评价热管的传热性能的方法的基础上,提出了用等效对流换热系数来评价热管性能,等效对流换热系数客观地描述了热管综合的传热能力,其值的大小可以作为判断热管传热性能优劣的标准。同时建立了相应的理论模型,从而使对热管性能的评价更加完善、更加合理。     

活塞-缸套瞬态耦合传热的有限元仿真

采用耦合传热方法解决在传热数值仿真中对单个零件单独确定边界条件的困难．基于耦合传热理论和有限元方法，将零件间的外边界条件转变为零件的内边界条件，直接对零件进行耦合仿真计算．传热初始条件和边界条件分别由工作过程模拟程序和经验公式计算得到．以柴油机活塞-缸套为对象，采用耦合传热方法对其整体温度分布以及温度随循环时间的变化规律进行了仿真计算，并与实测数据进行了比较．结果表明，采用耦合传热方法模拟活塞-缸套间的传热可以大大简化边界条件，同时使传热过程的模拟更加符合实际工作状态．     

大型煤粉锅炉炉膛传热分体式计算方法研究

随着经济的发展,对锅炉炉膛传热计算实用性、精度的要求也不断提高,为此,提出了大型煤粉锅炉炉膛分体式计算方法,即把炉膛以大屏过热器低端为界分成上、下两个部分进行传热计算：下炉膛采用零椎模型,上炉膛采用二阶假想面法的三维数值模拟。计算结果对比分析显示,此方法可以比较准确地得出屏区温度和热流密度分布,值得进一步研究验证。     

大型纵流壳程换热器三维流动与传热数值模拟

针对目前弓形折流板管壳式换热器采用分布阻力、容积多孔度等概念来计算壳程流体流动的方法 ,根据纵流壳程换热器的结构特点和流动特点 ,探讨了大型纵流壳程换热器数值模拟的简化计算问题 ,提出了几何原型周期段模型简化计算法和四管模型简化计算法 ,以解决大型纵流壳程换热器数值模拟问题 .并应用本文提出的简化计算法 ,应用通用CFD软件FLUENT对纵流壳程换热器不同结构参数时的流动与传热进行了数值模拟 ,得到了换热器流场与温度场的细观信息 ,为纵流壳程换热器的结构优化设计和开发新颖换热器提供了依据