烘筒烘燥机传热过程及其强化方向

本文是在分析烘筒烘燥机机理的基础上进行热平衡、传热速率方程式的计算,并指出强化方向.籍以帮助我们正确选择工艺流程和设备大小,在实际操作中揭示热量的省耗和热利用的完善程度.     

伴有参与性介质的开口系统传热研究

基于(火积)耗散极值原理,综合考虑高温烟气和高温固体壁面间的辐射对流耦合传热过程,推导出适用于伴有参与性介质的等温漫射灰体开口系统传热分析的(火积)平衡方程,并验证该方程的正确性,拓展了(火积)理论应用范围.将该方程应用于现代燃烧单元结构分析,通过Matlab软件编程,理论计算得到再辐射壁面开口宽度、燃烧筒到烟气出口垂直距离、炉灶开口宽度等参数对热效率、锅底和燃烧筒传热量、再辐射壁面温度的影响规律,指出炉灶开口宽度是影响现代燃烧单元传热性能的关键结构参数.     

回转窑筒体非稳态传热过程的数值模拟

在对回转窑传热过程进行分析的基础上,以某氧化铝厂4.5×90m的回转窑作为研究对象,建立了关于窑横截面筒体非稳态传热过程的二维数学模型,然后对窑筒体温度沿径向的分布和窑壁内表面温度随时间的变化情况进行了数值模拟计算。模拟计算结果表明,当回转窑操作正常时,窑筒体外表面的散热损失基本不变。若将窑筒体的蓄热、放热周期过程作为整体考虑,则回转窑内的换热过程可以简化为稳态换热,窑筒体径向温度可视为线性分布。     

一个钣与环的组合体的弹性振动

(一)引言在一项工程实际中,遇到需要计算钣与环的组合体的弹性振动。组合体的构造如图1,组合体系由三块矩形薄钣接成等边三角形筒体,在筒体内尚有一短的圆筒与之焊接,在圆筒内壁尚有均布的三个旋转质量。三个旋转质量在以某一角速度旋转时,则旋转质量将使钣与环的组合体产生振动。计算振动时的频率、振幅以确定与设计尺寸。     

络筒的气圈和张力

从数学上证明上端固定、下端作圆周运动的弦振动会形成驻波。在络筒工程中，一定条件下纱从管纱上退绕，会形成多节气圈，它是一种旋转的驻波。用此理论计算络筒的初始张力，比其它公式要好，而且可完美在解释气圈现象。文中还指出，对气圈形状、节数和张力的研究应该以弦振动理论为基础。     

旋流型立筒预热器压力特性的研究

针对旋流型立筒预热器内的压力分布和阻力损失等物料运动参数进行了理论分析和冷态模型实验。研究表明，立筒内主要为外旋转流所控制。在这个区域，静压分布遵从双曲线规律，并由此导出了计算纯气流条件下立筒阻力损失的半经验公式：Δｐ／γ＝２９．４１［（Ｒ／ｒ）－１］ｖａ２／２ｇ。加料后的实验表明，由于物料对气流场具有“整流”作用，实际阻力损失反而有所降低     

旋转薄膜装置的发展及理论研究现状

综述了旋围薄膜装置的发展概况 ,并从结构、传质特性、传热特性三个方面介绍了旋转薄膜装置的理论研究现状     

旋流型立筒预热器压力特性的研究

针对旋流型筒预热器内的压力分布和阻力损失等物料运动参数进行了理论分析和冷态模型实验，研究表明，立筒内主要为外旋转流所控制，在这个区域，静压分布遵从双曲线规律，并由此导出了计算纯气流条件下立筒阻力损失的半经验公式，△ｐ／γ＝２９．４１（Ｒ／ｒ）－１）．ｖａ＾２／２ｇ。加料后的实验表明，由于物料对气流场具有“整流”作用，实际阻力损失反而有降低。     

烟丝干燥特性实验研究

目前烟草热质传递过程的研究,均采用静态实验研究方法,得出的实验结果与生产实际有一定程度的偏差.针对这种情况,为了使研究结果更加贴近生产实际,模拟了烟丝在转筒内的热质交换规律,自行设计、安装、调试了一座实验台.在该实验台进行了烟丝干燥过程动态试验研究,重点考察了湿烟丝增温减湿条件下的热质迁移的规律,以及该过程对烟草填充力的影响.结果表明,烟丝干燥过程分为恒速和降速两个阶段,恒速阶段干燥速率主要取决于外部干燥条件,提高风温或风速可大大缩短干燥周期.因而在保证烟丝干燥质量的前提下,应该改善流动和传热条件,争取在恒速阶段就把烟丝干燥到工艺要求.烘丝方式、来料温度和水分、干燥介质状态参数等对烘后烟丝的填充力有显著影响.对于转筒式烘丝机,采用顺流烘丝方式,较高的来料温度和水分,较大的热风流速,可获得较高的烘丝填充力.     

大容量锅炉屏式过热器传热计算方法的研究

提出了大容量锅炉屏式过热器传热计算新方法，不仅能突出屏式过热器传热过程的实际规律，而且计算简便。对一些重要的细节进行了比较详细的理论分析。     

金属蜂窝夹芯板辐射导热耦合问题

针对金属蜂窝夹芯板,研究了其在气动加热条件下的非稳态传热行为.基于高温传热学原理,通过传热机制分析,建立了蜂窝夹芯板的导热-辐射一维瞬态耦合传热数学物理模型.在此基础上,采用控制容积法,结合蒙特卡罗法,发展形成了求解该类辐射导热耦合传热问题的数值方法,并给出了蜂窝夹芯板当量热导率和典型边界条件下金属蜂窝夹芯板瞬态温度场、非加热面热响应的计算方法,进行了典型算例计算和实验验证.结果表明,所建立的数值计算模型在预报蜂窝结构热响应方面是有效的,而且较之Swann-Pittman半经验关系式,提高了计算精度.     

一种基于热线法的横观各向同性材料导热系数的测量方法

材料的导热系数是其重要的热物理特性参数之一,高效地测量各种材料的导热系数具有较重要的实际工程意义.在工程上,有较多材料具有横观各向同性的性质.对于横观各向同性材料导热系数的测量较常用的方法为稳态热平板法.该方法通过在不同方向上对试样施加热流,在材料内部产生稳态的温度分布,通过热流与温度梯度的关系反算导热系数.稳态热平板法基于稳态传热理论,原理简单,但耗时较长,对于待测试样较多的情形,具有一定局限性.热线法基于瞬态传热理论,是一种简单快捷的材料导热系数测量方法.本文基于横观各向同性介质中的热传导理论,对热线法进行了功能拓展,建立了一种利用热线法测量横观各向同性材料导热系数的新方法.将此方法应用于自制的人工横观各向同性材料,并将测量结果与相应的稳态平板法所得结果进行了比较.比较试验结果表明:只要测量过程中实际的探针-试样系统与其对应的理想模型之间具有较高的接近度,即能保证本文方法所得结果的可靠性及可重复性.     

玻璃幕墙传热系数计算方法及工程应用

在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上,基于一维稳态热传导理论,以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型;基于二维稳态热传导理论和有限单元法,采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散,推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵,并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式,建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发,研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW,并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较,验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明:建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数,基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。     

瞬态热传导问题的无网格局部Petrov-Galerkin法

基于加权余量法和采用移动最小二乘近似函数作为试函数,研究了无网格局部Petrov-Galerkin方法在瞬态热传导问题中的应用.阐述了该方法应用于瞬态热传导问题的过程和基本理论,并编制了相应的计算程序进行计算.算例表明该方法用来求解瞬态热传导问题是有效的.     

一般轴对称非定常热传导问题的有限元分析

目的利用有限元法研究武器身管瞬态热传导问题．方法根据均匀正交各向异性材料轴对称热传导方程及其边界条件,利用变分法及欧拉理论,选取６节点的高精度三角形单元类型,推导了一般轴对称非定常热传导有限元基本方程．并编制了相应的计算程序．结果通过算例分析,从而证实了本套理论及设计程序的正确性及可行性．并就某身管瞬态热传导问题进行了有限元计算．结论该理论及方法对解决一般轴对称非定常热传导问题具有普遍意义．     

恒温边界矩形区域内热传导的可视化计算

建立了稳态热传导问题的有限差分方程,编写了相应的温度场差分计算程序,借此可求得不同恒温边界条件下带内热源的矩形区域内的温度分布,然后采用计算机图形学原理编写了图形显示程序,并将所得离散的温度分布数据转化为相应的图形。最后,基于所得计算图形讨论了相应区域内的热传导特性。     

改进遗传算法在导热反问题研究中的应用——以建筑物外墙热工参数协同研究为例

建筑物外墙导热反问题参数间的协同研究是建筑传热协同理论中的基本问题,主要研究在一定控制目标下（如一定的温度场或热流密度）各参数之间的匹配关系。对于此类问题,需要采用反问题的求解方法。本文在求解过程中引入改进的遗传算法,提出了改进的遗传算法与数值计算相结合的数学模型。通过两个算例的验证,结果表明：改进的遗传算法可以用于建筑物墙体稳态导热参数之间的协同研究,也可以应用于非稳态的类似研究。     

模拟准脆性材料热开裂的热力耦合格构离散单元法

针对准脆性材料的热传导与热开裂问题,基于格构离散单元法（LDEM）提出新的热力耦合数值模型. 通过格构离散体系与连续体传热过程的等效换算,结合格构单元的线膨胀公式,在LDEM中实现温度传导与裂纹扩展的数值模拟. 以平板的热传导与热弹性应力问题、由温度梯度与热失配引起的开裂问题为例,验证所提模型. 将所提模型应用于细观混凝土温度?应力试验的数值模拟中. 结果表明,LDEM热力耦合模型能够有效模拟准脆性材料的热传导过程、在温度影响下的裂纹萌生与扩展,是研究准脆性材料热开裂过程与机理的有力工具.     

导热反问题的空间状态分析—单个边界条件的确定

本文以现代控制理论为基础，引用线性控制系统的空间状态表达式来描述和探讨单个边界条件的确定问题。采用现有较为完善的空间离散方法－有限单元法或有限差分法，通过数值计算以获得较为准确的解。最后，由数值实验的例子来表明所采用方法的合理性和可靠性。     

Study on thermal wave based on the thermal mass theory

The conservation equations for heat conduction are established based on the concept of thermal mass. We obtain a general heat conduction law which takes into account the spatial and temporal inertia of thermal mass. The general law introduces a damped thermal wave equation. It reduces to the well-known CV model when the spatial inertia of heat flux and temperature and the temporal inertia of temperature are neglected, which indicates that the CV model only considers the temporal inertia of heat flux. Numerical simulations on the propagation and superposition of thermal waves show that for small thermal perturbation the CV model agrees with the thermal wave equation based on the thermal mass theory. For larger thermal perturbation, however, the physically impossible phenomenon predicted by CV model, i.e. the negative temperature induced by the thermal wave superposition, is eliminated by the general heat conduction law, which demonstrates that the present heat conduction law based on the thermal mass theory is more reasonable. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50606018)