基于喷雾冷却的发动机排气系统减阻

采用电加热喷雾冷却减阻试验台,系统研究了喷雾流量、喷雾倾角、气流温度、气流速度影响发动机排气系统减阻性能的规律;采用基于离散相模型（DPM）的数值模拟,阐释了喷雾冷却大幅降低排气阻力的原因。研究结果表明：喷雾流量为12～24 mL/s时,减阻率随喷雾流量的增加而增大;喷雾倾角由45°增加至90°时,减阻率先保持不变后减小,45°和60°喷雾倾角时的减阻效果均为最佳;气流温度为200～300℃时,随着气流温度的升高,减阻率呈增大趋势;气流速度由20 m/s增大至30 m/s时,减阻率逐渐下降。排气系统喷雾后阻力大幅度减小的原因是喷雾后气流速度降低,湍流强度降低,局部阻力和摩擦阻力显著减小。     

基于无扇叶风扇的发动机冷却风扇的设计研究

无扇叶风扇可显著增加进风口的流量,将其应用于汽车发动机冷却系统,通过仿真分析其送风性能和冷却效果.首先对冷却风扇的三维模型使用Fluent软件进行流体仿真以分析空气流动情况并得到出风量.扩散面长度和外侧倾角这两个参数对风扇的送风性能有较大的影响,通过仿真计算获得了出口流量随这两参数的变化规律.最后建立了散热器的简化模型并检验冷却风扇的散热效果,结果表明在进风为20m/s的速度下,散热器温度降低约10℃,散热效果明显.     

相变储热装置的设计及保温仿真

为改善柴油机的冷启动性能,降低启动阶段有害气体的排放,以聚乙二醇(10000)作为相变储热材料,根据某型柴油机在低温下的升温需求,设计一种改善柴油机冷启动性能的多管道环腔相变储热装置.通过Fluent软件对该储热装置在环境温度分别为-40、-30、-20、-10和0℃情况下进行12 h的保温仿真计算,研究保温材料厚度和环境温度对其保温性能的影响,结论表明:在不影响车辆正常运行的前提下应尽可能地增加保温材料的厚度;选取50 mm厚的二氧化硅气凝胶作为保温材料,在-40℃的环境温度下保温12 h后,该装置仍具备加热冷却液的能力.     

“盐浴”冷却温度对FGH95合金组织与持久性能的影响

通过对不同工艺处理的FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了“盐浴”温度对合金组织与持久性能的影响．结果表明:经1 150 ℃固溶及650 ℃盐浴冷却时和时效处理后,细小γ′相在晶内弥散析出,且少量碳化物在合金中弥散分布;随盐浴温度降低,细小γ′相尺寸逐渐减小,碳化物数量增加．当盐浴冷却温度降低到520 ℃,合金中细小γ′相尺寸进一步减小,且较多细小碳化物在晶内弥散析出,可改善晶内强度,使合金在实验条件下具有较长持久寿命．     

铁磁形状记忆合金C050Ni18Ga32相变的研究

采用交流磁化率测试系统和X射线衍射仪，研究了感应熔炼多晶Co50Ni18Ga32合金的相变特性．研究发现多晶Co50Ni18Ga32合金的马氏体相变温度(Tm)低于居里温度(Tc)，马氏体相变时交流磁化率急剧下降．随退火温度升高，Tc升高．在500℃到900℃温度范围内，随热处理温度升高，Tm、逆相变温度(Ta)降低，相变热滞(Ta-Tm)减小．感应熔炼多晶Co50Ni18Ga32合金升温时析出γ相，γ相的含量随着温度的升高逐渐增加，在高温下全部转变为γ相，γ相的出现是不可逆的，即把温度降到室温或者长时间退火都不会改变γ相的结构．     

CaMnO3热电材料的低温烧结研究

采用固相反应法制备CaMnO3粉末,加入Bi2O3混合、压块后,在900％烧结12h得到样品,并对样品的物相、组织和热电性能进行了测试分析。结果表明：制备出的热电材料是单相的CaMnO3,加入Bi2O3后没有形成可观测的第二相;随着Bi2O3加入量的增加,样品的平均电导率增大,温差电势减小;平均电导率随温度的增加而增加,呈半导体特性,温差电势随温度的增加而增大;加入Bi2O3促进了烧结,降低了烧结温度,改善了材料的热电性能。     

C90油井管的组织与性能

研究C90油井管调质后的组织与性能。结果表明,钢的组织主要由回火屈氏体与回火索氏体组成。且随回火温度的升高,回火屈氏体含量降低,回火索氏体含量增加,第二相粒子析出增加。钢的屈服强度与抗拉强度随回火温度的升高而降低。试验钢的抗腐蚀性能随回火温度的升高而增强,随浸泡时间增加而降低。C90的最佳热处理工艺为：870℃淬火,650℃回火。     

锂离子电池液冷管路优化

锂离子电池热管理系统是提高冷却效率的关键。针对车载锂离子电池的液冷通道管路,对其进行设计优化,建立了相应的数值模型,并通过实验验证了数值模型的可行性。研究结果表明：微通道冷却系统在高倍率放电下,可以将电池的温差从9.74 K降低至4.71 K,最高温度从309.74 K降低至305.13 K,都在最佳工作范围之内。通过对冷却液温度的研究发现,只通过降低冷却液温度并不能改善电池的温度环境,需要一个合适的温度来保障电池的温差,并且冷却液温度与电池的温差呈现出线性关系,电池的温差随着冷却液的温度降低而增大。     

相变墙体与夜间通风改善轻质建筑室内热环境

将自制复合有机相变材料,与EPS保温材料相粘和,制作成轻质建筑用墙体材料,结合夜间通风技术,在重庆地区进行了含相变材料层和不含相变材料层轻质房间的室内热环境对比实验,以分析相变材料用量、相变温度及相变墙体结构等因素对相变墙体的蓄热、放热性能及对室内热环境的影响。实验结果表明：相变材料应用于轻质房间,能显著增强围护结构的热惰性,提高室内的热舒适性,采取夜间通风技术,可以有效地将日间蓄积的热量散至室外;含相变墙体材料房间与普通房间相比较,室内温度最高降低11℃左右,节能效果显著;室内平均温度符合《野营住房空间与环境参数限值》（GJB4306-2002）中6．2条规定的3级要求;相变材料用量及相变温度对室内温度的控制效果较为明显,采用不同的相变温度,并将相变墙体房间相变材料用量提高1倍,两轻质房间室内温差最大值从3℃增大至11℃左右;进行相变墙体结构设计时,采取不同相变温度的材料搭配使用可以大幅提高其使用效果。     

水蓄能床与相变蓄能床的性能对比及模拟优化

针对传统供暖方式污染环境、不节能、不安全等弊端,设计了一种新型蓄能床,蓄能介质为高比热的水和拥有潜热的相变材料.通过供水温度35℃、40℃和45℃3组实验测量的床面温度和散热量,来比较水蓄能床和相变蓄能床的热工性能.结果表明:40℃为最佳供水温度,该温度下水储能和相变储能的床面平均温度分别为35.3℃和32.9℃,均在人体可适应温度29~37℃范围内,但结合人体舒适温度为30~35℃的特点相变储能明显优于水储能.随供水温度的提高,床面升温速度加快,相变床升温变化更显著.白天水蓄能的床面温度比相变蓄能高2℃左右,但睡眠阶段相变蓄能热稳定更好.床面散热量两者相差不多,但夜间相变床存在恒温放热阶段.此外,通过模拟相变材料的加热融化过程,分析了管径、供热温度、管间距和相变材料导热系数对融化速率的影响,结果表明:以上4种因素对融化速率均有不同程度影响,减小管间距和增大导热系数可有效增大融化速率.     

电缆载流量试验热稳定判据及试验误差的研究

运行中电力电缆线芯温度随负荷电流和电缆本体及周围媒质热特性参数的变化而变化,准确地确定电缆暂态温度场和线芯温度是提高电缆输送能力的基础。针对有限差分法计算电缆温度场难以处理电缆圆形边界和周围土壤矩形边界的问题,采用阶梯直线代替电缆圆形边界,在直角坐标系中直接求解电缆暂态温度场。基于坐标组合的有限差分法和大电流模拟试验验证该方法的有效性和实用性。计算程序分析了恒定负荷电流下电缆线芯的温升过程和载流量试验误差。计算结果表明:电缆线芯温升速度随土壤热阻系数的增加和电缆根数的增加而减慢,目前载流量试验中采用的热稳定判据可以使载流量试验值显著高于载流量实际值。     

220kV电力电缆本体热阻特性的试验研究

准确计算电缆载流量对电缆安全、经济运行具有重要意义,而准确计算电缆热阻是计算载流量的基础。以空气中敷设220 kV单芯电缆为研究对象,通过对不同阶跃电流下电缆的温升试验,分析电缆各层的温度分布,确定电缆各部分的热阻。试验结果表明阻水带与铝护套间的空气层导致缆芯与皱纹铝护套间的热阻与IEC标准计算的热阻有较大差异,且交联聚乙烯绝缘的膨胀使空气层厚度减小,导致缆芯与皱纹铝护套间的热阻随缆芯温度的升高而降低,所以,电气电缆本体热阻为动态热阻。     

X70管线钢热轧钢卷冷却过程中的相变与应力变化

为了分析钢卷冷却对带钢板形的影响,运用有限元方法研究了层流冷却后的X70管线钢热轧钢卷冷却过程,建立了热轧钢卷热力耦合模型,计算了卷取温度分别为500℃和550℃时冷却过程中的钢卷温度、相变体积分数、残余应力.模型考虑了钢卷径向层间接触对传热的影响,以及钢卷内径壁、外径壁和2个端面的换热系数的差异.结果表明:冷却过程中,钢卷的温度和相变不均匀使得钢卷的切向上边部受拉应力,而中部受压应力;钢卷在550℃卷取后,带钢边部20 mm以内的拉应力超过基体的屈服应力,板形有边浪趋势;降低带钢的卷取温度至500℃促进相变充分进行,有利于钢卷冷却后残余应力的降低.开卷后X70管线钢的边浪和横向C型弯曲板形是不均匀的层流冷却和不均匀钢卷冷却共同作用的结果.     

冷却服的冷却性能测试与分析

为了评价不同类型冷却服的冷却性能．采用可行走出汗暖体假人“华特”对3件不同类型的冷却背心进行冷却性能测试．3件冷却背心均不同程度地降低了暖体假人的皮肤温度．液态相变材料冷却背心使假人的皮肤温度下降最多．致冷时间最长．而微胶囊相变材料冷却背心使假人的皮肤温度下降最少,致冷时间最短．液体冷却背心的致冷作用则介于二者之间．实验证明3种冷却背心均有明显的致冷效果,但是在穿着舒适性方面它们都存在一定的不足．     

低残余应力热轧带钢层流冷却工艺的数值模拟

通过建立厚度为3.0 mm的Q345热轧带钢在层流冷却过程中的温度与相变耦合计算有限元模型,计算了热轧带钢冷却后在宽度方向上温度、组织转变、内应力的分布,分析了采用2种冷却工艺下带钢宽度方向上的温度、相变和内应力的差别.结果表明:带钢经过中凸型水流分布的层流冷却后,沿带钢宽度方向温度趋于一致,从而使得相变后得到的铁素体及珠光体沿宽度方向上均匀分布.与常规均匀流量分布层流冷却相比,中凸水流量分布层流冷却后,带钢边部压应力减少80 MPa;带钢在宽度方向上的应变差变小,从原来的7.69×10-6减少到3.71×10-6,降低幅度为51.7%,有利于获得更好的板形。     

基于石蜡-翅片复合结构的电池热特性

研究电池发热功率和环境温度对翅片复合相变材料(PCM)的电池热特性的影响.模拟电池布置在熔化温度为42℃的PCM中,外设径向分布的翅片增加换热面积.试验发现,在纯石蜡系统的升温相变过程中,电池温度形成温度平台,平台温度高于PCM的相变温度,并随加热功率的增加而升高.归一化处理显示,不同发热功率下模拟电池的温度变化趋势基本一致.环境温度的降低对电池温度平台影响很小,但会延迟相变发生的时间.增加翅片将增强电池与PCM的换热,保持翅片体积分数(φ)为3%时,翅片数为2、4、8时可降低温升12.4%、19.6%和25.6%.     

矩形并联微通道中流量分配与流动沸腾传热特性实验研究

文中通过可视化实验的研究方法,对主通道尺寸为1 mm×0.5 mm,三根支通道尺寸为0.5 mm×0.5 mm的矩形微通道进行了沸腾换热与流动特性的实验研究.采集到了温度信号、压力信号及各支通道流出的流体流量,绘制出了不同工况下的流型图和液体采出率.同时捕捉到了回流现象发生时气泡的破裂与生长,并结合气泡破裂时受力分析研究流量分配机理及回流发生的原因.最后为了更深入的研究通道内传热系数的影响机理,对局部传热系数和平均传热系数进行了对比分析.研究发现,在热流密度较低且质量流量较高的范围内,液体处于全液相状态;气泡受力对流量分配和回流有显著影响;流体温度随质量流量的增加而降低,随热流密度的增加而升高;质量流量越小在沸腾换热时单相强制对流换热系数越高;当干度一定时,换热系数随质量流量的增加而降低,随热流密度的增加而增加.     

分层浇筑对大体积混凝土温度场的影响

以新造珠江特大桥主墩承台为研究对象,采用有限元数值计算方法,分析了在分层浇筑下承台混凝土水化热温度场的分布形式,研究了在不同的分层厚度和不同的间歇时间下,混凝土温度场的变化规律.研究表明,混凝土最高温度随分层厚度增加而升高,随间歇时间延长而降低.分层厚度每增加0.5m,最高温度升高约5℃;混凝土最高温度随间歇时间延长而降低的平均速率,在间歇时间小于7天时为1.7℃/天,大于7天时为0.44℃/天.     

矩形阵列管封装式相变蓄热装置放热性能试验研究

设计出一套矩形阵列管封装式相变蓄热装置,设计并搭建相变蓄热系统试验台,采用相变材料CH_3COONa·3H_2O对其进行放热性能试验研究.结果表明:相同温差下冷流体流量越大,蓄热装置的传热系数也越大,且随放热过程进行下降速率也越缓慢.流量为500L/h,温差为(75℃-50℃)的传热系数明显比温差为(68℃-40℃)的传热系数高,但流量为300L/h和100L/h时,温差为(75℃-50℃)的传热系数却比温差为(68℃-40℃)的传热系数低.     

新技术10min内为汽车电池充电

<正>美国宾夕法尼亚州立大学研究人员开发出一种自热镍结构的锂离子电池,其预热时间不到30s,可以在较高的温度下充电,以提高反应速度,同时在放电时保持电池的冷却。该电池充电10min能为一辆电动汽车增加322km续航里程。研究人员在40℃、49℃和60℃温度下给3个石墨囊电池