离心力场下多孔介质中的热驱动现象

基于涡轮叶片新型超级冷却技术,在具有冷却通道的新型冷却结构中加入多孔介质,采用数值模拟方法研究了新型冷却结构的热驱动现象,计算结果和实验结果基本一致。研究结果表明在新型冷却结构中加入多孔介质后,封闭腔体中仍然发生了热驱动流动。而且通过数值模拟获得的流场和温度场,进一步地研究封闭腔体中流体的流动和换热过程。     

船用柴油机排气冷却消声器总体性能研究

排气冷却消声器是降低船用柴油机排气温度和排气噪声的有效装置.针对排气冷却消声器内部结构复杂,薄层环形通道多的特点,采用有限体积法计算并分析其内部流体流动和温度场,在此基础上使用有限元法计算并分析其声学特性.计算结果表明,消声器内部流场多处存在漩涡,在气流转折处设置导流环可以有效改善流体流动特性;消声器内部温度随气流的流向逐渐降低,消声器的冷却效果良好.由于温度的降低,声波在介质中的传播速度也随之降低,消声器的传递损失曲线向低频方向移动.     

微小空间电子器件散热研究

采用CFD技术对微电子器件散热为背景的微小空间流动和换热问题进行研究,模拟了以空气为冷却流体的多种方案下微小空间的温度场及速度场;以温度水平为指标得出冷却效果的最佳方案,为进一步探讨微电子器件的冷却技术奠定了基础.     

微小空间电子器件散热研究

采用CFD技术对微电子器件散热为背景的微小空间流动和换热问题进行研究，模拟了以空气为冷却流体的多种方案下微小空间的温度场及速度场；以温度水平为指标得出冷却效果的最佳方案，为进一步探讨微电子器件的冷却技术奠定了基础。     

烧嘴冷却水泵

正所属单位北京航天万源煤化工工程技术有限公司产品简介该烧嘴冷却水泵是北京航天万源煤化工工程技术有限公司为适应煤化工行业的高速发展而研制的一种适用于带颗粒、高入口压力、高温液体介质的耐磨、耐蚀、耐高压和高温的单级离心泵。产品特点1.该烧嘴冷却水泵适用于带颗粒的液体介质,适用的带颗粒浓度范围为0~10%;2.该烧嘴冷却水泵适用于高入口压力的液体介质,耐压范围为0MPa~16.0MPa;3.该烧嘴冷却水泵适用于高温的液体介质,耐温     

水溶性淬火介质的搅拌研究

研究了搅拌速度和搅拌方式对ＭＨ介质冷却特性及钢件淬火质量的影响。结果表明：适当的搅拌可改善ＭＨ介质的冷却特性，提高钢件的淬火质量。     

钢板轧后冷却过程温度场仿真

建立钢板的温度场模型是钢板轧后冷却过程控制与优化的基础.为此,简述了钢板轧后冷却过程模型研究的情况,基于有限元方法建立了钢板轧后冷却过程的温度场模型,并进行了仿真研究.在ANSYS软件环境下,通过对工件几何、单元类型、材料属性与边界条件等定义,对钢板轧后冷却过程瞬态温度场模型进行了仿真求解,得到了钢板的温降曲线及瞬态温度场分布,所模拟出的温度场对合理制定冷却制度和冷却工艺具有实际指导意义.     

多孔介质反应器内传热特性模拟

根据多孔介质流动、传热理论,采用了多孔介质内流动、能量传递的相关数学模型,并采用P1近似法处理多孔介质的辐射吸收过程,最后运用CFD软件,计算得出了孔隙率、材料材质、流速等因素对多孔介质区温度场、对流换热系数、努赛尔数的影响.     

径向通风电机流体流动及传热特性分析

为研究径向通风电机内部流体分布、传热性能及温升特性,根据径向通风电机通风结构及传热特点,建立三维流动及传热耦合的物理模型和数学模型,结合工程实际给出基本假设和边界条件,采用有限体积法对流体场及温度场进行求解,得出电机内部冷却介质流动性能、传热特性及电机各部件的温升分布情况。最后,对电机定转子股线、绝缘及铁心温升分布做了详细分析,获得电机温升分布趋势及温升最大值的位置。为径向通风电机综合物理场的准确计算以及通风结构的优化提供了理论依据。     

基于ANSYS的气体介质电火花表面强化温度场分析

通过选取合适的热源模型、热边界条件,建立了气体介质中电火花表面强化加工的热传导模型;分析其温度场特点,建立了气体介质中电火花表面强化的二维温度场模型;并利用ANSYS有限元分析软件对气体介质中电火花表面强化的温度场进行了有限元数值模拟,分析了工件电极在不同时间、不同位置的温度场分布和变化规律,以及电火花加工时的电流参数对温度场的影响。结果表明:电火花表面强化层的放电凹坑主要是热量在材料中不同方向的热传导存在差异引起的,且具有快速加热和冷却的特点;在相同的加工速度下,节点的温度随着电流的升高而增大。     

TGG晶体缺陷的研究

TGG晶体是一种具有高菲尔德常数、低吸收系数、高热导率和高激光损伤阈值的磁光晶体。利用固相法和液相法合成多晶原料,采用中频感应加热提拉法,提拉生长TGG磁光晶体。通过对熔体组分、拉速、转速、热效应分析,得出了生长无缺陷晶体的最佳工艺参数。以液相法合成多晶原料,温度梯度为0.02~0.04℃/mm,拉速为1.0~1.2mm/h,转速为10~15r/min生长出无杂质、无开裂的优质TGG磁光晶体。     

液冷系统中均热板气液相变的热质传输模拟

为提高电池热管理液冷系统的均温性,研究一种铝槽式均热板和直流式液冷板相结合的复合液冷系统,并建立相应的三维传热模型。采用Volume-of-fluid(VOF)多相流模型,模拟均热板槽道内丙酮工质的气液相变过程,以及与液冷流道的耦合传热过程,并将模拟结果与实验结果进行了对比,验证了模型的正确性。研究结果显示,均热板可以提高液冷系统散热过程中的均温性,加热表面的温差可以控制在2.72 K以内。通过机理分析发现,其原因与均热板内部气液工质的热质传输过程有关。在液冷系统冷却液沿程温升的影响下,均热板腔室中的丙酮气相工质在长度方向上存在定向输运现象,相变产生的蒸汽会携带热量从高温区往低温区流动,从而抑制液冷板低温冷却水对加热表面温度分布的影响,提高了均温性能。     

1.06μm连续激光对InSb、Si、Ge、Ni、Cu材料热损伤数值分析

针对波长1.06μm连续激光辐照InSb、Si、Ge、Ni、Cu材料的热损伤问题,开展了理论和数值模拟研究.考虑了材料的热物性参数随温度变化情况,建立了激光辐照下的二维轴对称温升模型;利用COMSOL软件分别模拟了5种材料的温升和熔融损伤阈值,比较分析了不同光强分布激光的热损伤效果.研究结果表明:相同辐照条件的激光引起5种材料的温升及损伤阈值差异,主要是由于不同材料的热物性参数和吸收系数的差异造成的,并且InSb材料相比另外4种材料的温升较高,较易发生熔融损伤;相同能量的激光辐照同一材料时,均匀分布激光引起的温升相比高斯分布的较高;相同的辐照时间,高斯分布激光的熔融损伤阈值高于均匀分布;相同的激光功率密度,均匀分布激光相比高斯分布激光最先到达熔融损伤;随着辐照时间的延长,两种光强分布激光达到熔融损伤的激光功率密度均趋于稳定.     

直接金属选区激光多道烧结温度场有限元模拟

局部输入的集中移动激光热源势必造成直接金属选区激光烧结过程中温度场分布不均匀、不稳定。研究多道激光烧结对掌握烧结过程中温度场动态分布及不同烧结道的相互影响规律具有重要意义。在考虑随温度变化而变化的热传导、比热容等热物性参数的作用下，建立直接金属多道烧结的三维温度场有限元模型。采用ANSYS参数化设计语言模拟多道烧结的热源移动，用焓处理相变潜热的影响。模拟结果显示：随着烧结过程的进行，随后的烧结道具有越来越大的热影响区域，且热影响区域的不均衡性越来越明显；极大的温度梯度发生在激光束扫描方向改变时的烧结件边沿区域。模拟结果的最高温度、平均温度与先前的实验结果一致。     

Optimization of processing parameters for laser powder deposition using finite element method

In order to investigate the effects of powder materials and processing parameters on thermal and stress field during laser powder deposition (LPD), a finite element model was developed with the help of ANSYS software. The finite element model was verified by the comparison between the experimental results and computed results. Then LPD processes with different powder materials and processing parameters were simulated by using the FE model. The results show that less difference of thermal conductivity and thermal expansion coefficient between powder material and substrate material produces lower residual stress; higher laser power, laser scanning speed and smaller laser beam diameter can lead higher peak temperature and higher residual stress. The research opens up a way to rational selection of the powder materials and processing parameters for ensured quality.     

陶瓷材料激光加热辅助切削温度场分析

对激光加热辅助切削时的温度场进行了分析研究。在建立激光加热及切削温度场数学模型的基础上,利用有限元数值分析的方法,对激光加热辅助切削时的 温度场进行了分析计算。计算的结果表明,激光加热辅助切削时,由于激光加热温度场和刀具切削温度场的叠加作用,使切削区的温度很高,其高低的程度和激光加热点到刀具的距离以及切削速度有关,另外还与被加工材料的热物理性能有关。     

Thermal evaluation of the injectable liquid metal bone cement in orthopedic treatment

The thermophysical properties of bone cement are important parameters for its application in the orthopedic treatment. This article focused on the thermal evaluation of the low-melting-point metal(Bi In Sn alloy), which has been proved to be an excellent bone cement. Firstly, the basic thermophysical properties of Bi In Sn alloys with different melting points were measured.Secondly, 15 fresh porcine femurs placed in the saline bath, bone cements with different melting points and amounts were injected into the bone cavities, respectively. Thermocouples were used to measure the temperature changes of the bone-cement interface and peripheral bone tissue. The possibility of thermal necrosis was evaluated. Moreover, a three-dimensional human knee model was built to numerically assess the effects of thermal parameters, such as melting point and latent heat on tissue temperature distribution. All the experimental and numerical results implied the heat distribution in the tissue depended on the thermal performances of liquid metal bone cement(LMBC). For LMBC of the same melting point, with increased amounts, the damage to the bone tissue is more severe, while for the same amount of different melting point LMBCs, with the higher melting point, which will lead to more serious damage to the tissue. Also, higher latent heat of LMBC has distinct longer solidification process, which may cause irreversible damage to surrounding tissues. Therefore, in the future, for different clinical surgery needs, the appropriate liquid metal bone cement can be obtained by adjusting the thermal parameters.     

相变散热器性能测试

对一种以超导液作为传热介质的真空相变散热器进行测试研究.研究该气液相变散热器的热工性能,分析随着供水温度的变化散热器性能的变化,为工程应用奠定基础.     

SrO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的晶化行为及性能

通过改变玻璃成分,在不同的热处理制度下制备SrO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃,用DTA、XRD、SEM等手段对该系统微晶玻璃材料的析晶过程进行了研究。在此基础上,讨论了晶化行为对微晶玻璃的热学及力学性能的影响。结果表明:材料的热学性能及力学性能与玻璃成分及热处理制度密切相关。可以找到某一确定组分的基础玻璃,经过较低的核化温度与较高晶化温度热处理后,能够得到力学性能优良、热学性能较好的微晶玻璃材料。     

脉冲串毫秒激光对单晶硅的热损伤

单晶硅广泛应用于光电系统领域,在激光作用下易于造成热损伤,其性能将发生显著变化。针对高精激光武器和激光精细加工产业的迫切需求,本文研究脉冲串毫秒激光作用单晶硅的热损伤问题,分析激光能量密度、脉冲个数等与热损伤的重要特性参数温度的关系,探索损伤规律和机理。从仿真和实验两方面对脉冲串毫秒激光对单晶硅的热损伤进行研究。基于热传导方程建立毫秒脉冲激光辐照单晶硅的热损伤模型,利用有限元、有限差分方法求解脉冲串毫秒激光作用单晶硅的温度场,模型中引入等效比热容的方法处理熔融和汽化后的相变问题,实现了对模型温升的修正。构建毫秒脉冲激光损伤单晶硅的温度测量系统,利用高精度点温仪对脉冲时间内的激光辐照中心点温度进行实时测量。研究结果表明,脉冲串激光作用单晶硅靶材时,激光辐照中心点及径向、轴向位置具有温度累积效应,径向温升范围远大于轴向;随激光能量密度增加,温度累积效应显著;随着脉冲个数的增加,单晶硅靶材熔融固化时间和从熔点降至常温的时间加长;激光脉冲个数增加90个时,单晶硅热损伤阈值下降到单脉冲损伤阈值的73.8%;当脉冲个数增加后,单晶硅损伤面积增大。实验与仿真研究结果对比可以看出,两方面研究结果的规律基本一致,仿真模型可以合理的描述毫秒脉冲激光损伤单晶硅的过程。