LNG绕管式换热器壳侧单相传热模型的优化

天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比较分析了现有壳侧单相传热模型的优缺点,结合绕管式换热器壳侧低温实验数据,筛选出了适用于天然气液化预冷段的壳侧传热模型,并进行了优化。结果表明:对于天然气液化预冷段的壳侧传热系数计算,Abadzic传热模型计算精度最高、偏差范围最小、适用性最佳;Abadzic传热模型粘度修正后计算精度提高约50%,天然气液化预冷段的粘度修正系数可估算为1.05。     

无限长实心圆柱面热源传热模型的研究

实心圆柱面热源传热过程进行了合理的数学建模,对传热过程采用了有限差分法进行了模拟数值计算,得出温度场并与解析解模型的温度场相比较,确定其正确性.通过对温度场的分析,得到了实心圆柱面热源圆柱壁处的温度场分布.此模型对地源热泵系统的设计以及能量分析具有指导意义.     

地源热泵能效比试验与研究

采用对比试验,对不同型号井埋管的散热能力、传热能力进行研究,从而得出不同井埋管对地源热泵的不同影响。对地源热泵能效比研究前景作简单介绍,在试验部分,通过对传感器进行校正与误差分析,保证试验中数据的精确性,使散热试验和取热试验一样。应用传热模型,根据散热和取热中管内水流的流量和温度,就可以计算出水平管在各种工况下的平均散热和取热能力,鉴于在地源热泵系统应用中,地埋管换热器的设计是最关键的部分,而地源热泵的能效比又与其有密切联系,可以由此知道不同型号井埋管对地源热泵能效比的影响。     

B型LNG模拟舱内低温流体两相流动与相变传热数值研究

本文以内容积为40 m3，绝热层厚度为400 mm的新型独立B型液化天然气船模拟舱为研究对象，对模拟舱内低温流体的两相流动及相变传热问题进行了非稳态三维CFD模拟。采用流体体积函数（VOF）模型追踪气液相界面，利用Lee模型作为相变模型，在相变模型中考虑了静压的影响，对模拟舱的温度分布及静态BOG生成速率进行了计算。研究了在不同液位以及绝热层存在破损的情况下模拟舱的温度分布及静态BOG生成速率的变化，同时研究了当模拟舱密闭时的增压特性。对比模拟结果与实验结果，偏差在10%以内，模型对模拟舱内的低温液体的蒸发过程模拟较好，可为新型独立B型液化天然气实船的设计和改进提供参考。     

BWBZX-1保温包装箱设计与验证

目的根据某产品性能特性设计BWBZX-1保温包装箱,并进行验证。方法首先提出BWBZX-1保温包装箱的设计方案,然后通过数值模拟分析结构材料热物性参数对包装箱的温度场和传热特性的影响,用以对初设包装箱结构进行优化,最后通过环境试验进行验证。结果产品、包装箱内外壁、底板、法兰、底座材料不易变更,只宜优化上保温层、下保温层和连接件的热物性参数,使最终包装箱温度场满足了产品使用要求。结论 BWBZX-1保温包装箱温度场数值模拟结果与实验温度实测结果相符较好,经过温度场数值模拟和温度实验验证,BWBZX-1保温包装箱保温性能满足设计指标要求。     

长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析

为探究冷激过程中长圆柱形果蔬组织传热特性,建立并求解了长圆柱形果蔬冷激过程传热模型,以黄瓜为试材,0℃冰水混合物为介质进行冷激试验,实测了冷激过程中黄瓜不同位置的组织温度,对比分析了长圆柱形果蔬的传热特点。结果表明:计算结果和试验结果最大差值为2.22℃,果蔬组织按各向同性、热物性不变计算传热过程存在一定误差;半径方向,黄瓜组织不同位置温度响应速度不同,同一位置各时间段传热特点不同,应考虑果蔬表面特征、组织热物性差异的影响;两端换热对其内部温度场的影响较小,冷激最优工艺参数的确定可以果蔬中段为准。     

LPG船用BOG再液化装置工艺流程模拟与优化

运用工艺流程模拟软件ASPEN PLUS对LPG船用蒸发气体(BOG)再液化装置工艺流程进行较深入模拟计算.对计算结果进行分析得知,再液化流程中的参数:BOG压缩机的入口压力、出口压力、海水冷凝器的冷凝温度、分流器的分流比例对再液化装置的能耗有不同程度的影响.结合模拟计算和分析结果,对LPG的BOG再液化装置工艺流程提出对其进行优化分析的基本方法,以最经济为目标对重要设计参数进行优化分析,确定再液化装置运行的最经济状态,最终得出最优化的设计参数作为装置设备设计的依据.     

制袋机热封装置温度场模拟与优化设计

目的解决制袋机热封装置中烫刀热封表面温度差偏大的问题。方法用Solid Works软件对制袋机热封装置进行参数化建模,再调用Ansys Workbench插件进行稳态温度模拟仿真,分析其温度场的分布情况。然后通过增加电热管的数量来设计电热板的内部结构,对改进的模型进行有限元分析,并对电热板内电热管安装孔的长度进行优化设计。最后进行试验验证。结果将软件模拟结果与实测数据进行比较分析,两者基本吻合。基于有限元分析模拟的温度场的优化改进设计,可使热封装置的热封面温度差由原来的4.4℃降低至2.9℃。结论基于温度场模拟的电热板内部结构的改进设计可取得令人满意的热封面温差效果。     

分段凹槽式散热器数值模拟

随着LED灯具功率的增大,LED散热问题越来越受到关注,基于此设计出一种分段凹槽式散热器。采用COMSOL软件进行三维模拟仿真,模拟研究了分段凹槽式与平板翅片式散热器的散热情况。通过分析温度场与压力场计算云图,结果显示分段凹槽式散热器在降低热界面温度性能上明显优于平板翅片式。研究结果为灯具散热设计提供依据。理论上在大功率LED灯中安装优化设计后的散热片可以很好地解决灯具工作时的散热问题。     

LNG船用BOG再液化工艺系统效能优化

利对LNG船用BOG再液化流程进行模拟优化研究,通过选用合理的模拟模块建立工艺流程模拟图,对BOG再液化装置工艺流程进行热力学模拟计算。在分析由模拟得出的参数的基础上,以工艺系统最低功耗为优化目标函数,选取合适的约束条件和优化步长对再液化流程进行优化。优化中采用变量轮换法进行优化计算,得出主要工艺设备最优化的性能参数,与工艺优化前相比,降低了系统总功耗,提高了制冷循环的制冷效率。     

数据中心刀片式服务器不同冷却方式的模拟对比

本文以刀片式服务器的冷却为研究对象,应用6SigmaDC软件的电子热分析模块,构建了刀片式服务器模型,对不同参数下的翅片式散热器在刀片式服务器中的散热情况进行了数学模拟。得到翅片式散热器翅片高度、齿数、翅片厚度等多个参数对散热器散热性能的影响规律,通过对比分析得到翅片散热器的最优结构参数,及芯片风冷散热所能达到的最低温度。为优化芯片的散热,在相同服务器上构建冷水板水冷散热模型,与风冷散热时芯片的温度进行对比,得出芯片水冷散热性能是风冷散热的1. 3倍。基于刀片式服务器内部温度分布分析,提出刀片式服务器采用风冷与水冷相结合的混合冷却为最佳散热方式,为数据中心服务器的散热设计提供了理论参考。     

Heat exchange based finite element analysis of thermal errors in machine spindles

在分析机床主轴的传热、散热机理的基础上,研究了机床主轴的热特性.首先将表面所交换的热量等效折算成整个截面上的体积热源,考虑主轴的热弹性有限元关系,建立了主轴系统热瞬态传热学的本构方程,并推导出节点温度的矩阵方程.然后分析了主轴的散热条件和边界条件,利用瞬态温度场及热弹性耦合场模型,得到主轴的温度变化过程.最后分析了各参数对热伸长和稳态时间的灵敏度影响.此研究为优化主轴结构设计、减少发热提供了理论指导,并提出了改善主轴热特性的措施,为后续的误差补偿研究奠定了基础.     

雾化气体淬火过程耦合流场数值模拟及实验研究

运用计算流体动力学(CFD)的方法在FLUENT平台上建立雾化气体淬火的三维非稳态模型,对介质不同速度工况下淬火过程中试件温度场、流体速度场、流体温度场和流体压力场进行了流固热耦合数值模拟,并将模拟结果与边界条件实验结果进行了对比分析。结果表明,同等工况下,介质进口速度越大,流体的速度也越大;同截面上200m/s速度工况下试件上下表面两区域的压力差值比100m/s速度工况下大;试件放在淬火区淬火80s后,200m/s速度工况下试件的最高温度为299.5℃,100m/s速度工况下试件的最高温度为336℃,由此得出淬火介质进口速度越大,淬火试件的温度下降越快,试件冷却速度越快,冷却效果越好。     

LNG低温真空管道真空度测试试验台设计与应用北大核心CSCD

为了研究温度变化对液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的影响,文章基于表面温度法与温度场原理测量真空度的方法,设计出了一套基于温度法的高精度测量LNG低温真空管道真空度试验台。该低温真空管道真空度测试试验台以高真空多层绝热作为绝热方式、以多层反射层和隔热层组成的保温层作为绝热材料、以奥氏体不锈钢作为低温绝热管道的材料、以5A分子筛作为吸附残余气体的吸附剂,以低温液体容器、模拟服役管道、低温液体缓冲区、真空度和温度测试单元模拟实际中的真空管道,只需要通过测量真空管道外管外壁温度及对应的环境温度,获得其真空度。文章所设计的LNG低温真空管道真空度测试试验台攻克了目前真空管道中无法直接测量管道真空度的难题。     

基于FLUENT计算的LNG真空管道泄漏安全分析

LNG(液化天然气Liquefied Natural Gas)具有低温特性,在LNG站内常用真空管道以减少LNG的气化损耗。真空管道的真空度是保证管道绝热的重要因素,一旦LNG管道发生泄漏、真空丧失,管道的绝热性能降低,LNG受热大量气化将造成火灾、爆炸等安全隐患。传统的判断往往利用经验观察或通过现场数据及公式计算对LNG管道泄漏做出判断,具有局限性。本文利用FLUENT数值模拟软件,将LNG管道转化为数学模型,对LNG管道泄漏的温度场进行模拟,分析出真空丧失后管道热量分布,研究管道泄漏后热量变化规律,识别出管道重点危险部位,能科学发现问题,对事故预防、控制具有重要的现实意义,同时为LNG站内的科学管理提供理论依据。     

水、盐水降温试验及分析计算

针对人们普遍认为的热容量大的介质其降温效果就好的观点,专门设计了水、盐水包裹炸药爆炸的试验和空爆的情况进行对比.通过爆温计算和实验结果分析得出:实际的爆炸降温效果不仅与介质的比热容有关还与其传热效果和摩尔质量有关.并且得出用盐水包裹炸药起爆能有效地降低爆生气体的最高温度(与空爆时相比降幅达70%),为高原冻土特种施工和隧道工作面降温问题提供参考.     

液氮-水相变传热传质特性分析及数值模拟

研究低温液体水下直接排放的传热传质问题,分析在常压和超临界压力下,低温液体与水的传热传质过程特性,建立相应的数理模型,采用Fluent软件进行数值模拟,得出不同排放条件下低温液体的生存距离和温度场及浓度场.模型的计算结果可为低温液体排放装置的设计提供依据.     

微型车室内三维空气流动与传热的数值模拟

建立微型车室内三维空气流动与传热计算的物理模型和数学模型,应用κ-ε紊流模型、非结构化网格及有限体积法对微型车室内两种回风方式的三维空气流场与温度场进行数值模拟仿真计算与对比分析,为微型车的空调环境优化研究提供有益的参考.     

横荡工况下板翅式换热器内天然气冷凝特性的模拟研究

为了定量描述海上横荡工况对板翅式换热器内天然气冷凝过程热质传递的影响规律,建立了板翅式换热器波纹翅片通道内冷凝流动与传热的数值模型。首先针对天然气冷凝过程的传热传质机理进行分析;通过翅片壁面的组分守恒建立了天然气冷凝过程的传质子模型,并基于传质速率计算得出潜热传热速率。基于提出的模型,对于不同干度下的板翅式换热器内天然气传热传质进行分析,发现当干度为0.05时,传热系数平均恶化32.9%,当干度上升至0.2时,恶化得到改善,传热系数平均降低28.7%。     

海上平台原油发电机房间通风的数值模拟

如何获得良好的通风散热效果是海上平台发电机房间设计中很重要的一项内容。本文针对某已建海上平台原油发电机房建立模型,借助于计算流体力学软件Flunent,对房间内的温度场进行数值模拟研究,并对正向送风、多向送风和下部送风3种不同的送风形式下的温度分布进行对比分析,建议采用下部送风方式。