考虑温度时变效应氯离子侵蚀混凝土的格子Boltzmann数值模型

对于长期暴露在氯盐环境下的混凝土结构,在外界温度影响下氯离子的侵蚀作用非常复杂,会影响钢筋锈蚀进程及其耐久性.为此,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别描述混凝土温度场和氯离子浓度场的演化过程,考虑外界温度的时变效应,建立氯离子侵蚀混凝土的数值模型.在此基础上,讨论水灰比、饱和度和昼夜温差等因素对氯离子侵蚀机制以及混凝土服役寿命的影响.研究表明:随着水灰比的增大,氯离子扩散系数逐渐增大,从而加剧了氯离子的侵蚀作用.混凝土饱和度越大,氯离子的扩散速率越快,从而导致混凝土的服役寿命缩短,当饱和度超过75%时,混凝土的服役寿命变化趋势逐渐趋于稳定.此外,昼夜温差越大,其对扩散系数的影响越显著,但总体而言,昼夜温差的变化对混凝土服役寿命的影响并不突出.     

爆炸载荷下建筑物动态响应的数值分析

为了研究建筑物在爆炸载荷下的动态响应,采用有限元的方法对近距离爆炸对建筑物的破坏效应进行了数值模拟研究。建立了一个七层七跨的钢筋混凝土(带门窗)结构建筑模型,对800 kg TNT炸药在正面及侧面不同距离处爆炸时建筑物的响应特性进行研究,得出了每种工况下建筑物不同位置处压力、速度、加速度及位移随时间变化曲线。为建筑物在外爆炸作用下的破坏效应评估提供了重要的参考。     

活塞效应效率对地铁轨道区排热的影响

针对地铁轨行区不同的通风模式,利用SES软件对某地铁进行模拟计算,分别分析了正常工况下轨行区有、无轨道排热系统两种情况下的隧道空气温度分布情况,得到无TES比有TES时隧道空气最高温度高2.9℃的结论。通过分析不同模式下的活塞效应效率值来解释导致2.9℃温差的原因。     

长期监测中结构温度效应分离的一种新方法

利用结构长期监测信号的多尺度特性,提出较为精确分离温度效应的自适应带宽滤波方法。按照多尺度分析思想,将温度和温度效应在日温差、年温差和聚然降温等不同时间尺度上展开,利用仅日温差效应与结构上的其他效应在时间尺度上具有不相耦合的特点,通过理论论证获得温度和温度效应具有线性相关特性,结合粒子群优化算法和滤波算法自适应改变日温差效应时间尺度的频率带宽,从而通过回归统计日温差和日温差效应达到精确分离监测信号中的温度效应之目的。分析结果表明:该方法较小波分析方法更能准确分离结构监测信号中的温度效应,为从长期监测信号中进行损伤识别提供了基础数据。     

LRB支座疲劳温度力学试验及隔震结构地震响应影响分析

对直径为600mm和1100mm的LRB进行循环加载试验,试验结果表明支座在往复运动中产生疲劳温度效应,屈服力下降29%-34%。并进行LRB支座疲劳温度效应理论与试验结果对比,数据表明支座疲劳温度效应引起的支座温度变化量与初始屈服应力成正比,与支座高度成反比。进一步对12层LRB隔震结构在常温和极寒两种环境温度下选用远、近场和双峰值地震波对结构进行动力响应分析,结果表明在超设计0.8g地震作用下,考虑支座疲劳温度效应时,常温工况支座屈服力下降23.5%,极寒工况为19.4%;支座位移增大常温工况为5.8%,极寒工况为26.4%。两种工况下上部结构动力响应最大影响率为9.8%。实际地震的疲劳温度效应对支座力学性能的影响与静力试验80圈结果一致,在设计时应考虑极寒环境在超设计地震作用时支座位移增大带来隔震沟碰撞风险。     

三重回路空气源热泵热回收系统的热力性能分析

为了提高大温差工况下空气源热泵系统的性能,本文提出一种三重回路空气源热泵系统的方案,并以回收建筑空调排风能量为基础,搭建了三重回路系统性能测试平台,实验测试了单回路与三重回路热泵系统在冬、夏季不同室外温度工况下的性能。结果表明:无论冬、夏季工况,三重回路系统在各工况下的整体性能均明显高于单回路系统,且随室内外温差的增大,三重回路系统可明显改善传统空气源热泵存在的压比过大、系统性能急剧降低等问题。冬季工况下,三重回路系统COP增长率可达1.88,室内外温差为40℃时,三重回路比单回路COP提高54.8%;夏季工况下,三重回路COP增长率可达89.8%,室内外温差为13℃时,三重回路比单回路COP提高74.6%。     

热网及建筑物储热调峰过程热用户室温动态特性研究

利用热网及建筑物储热特性实施的"热电解耦"运行方式,是加深热电机组调峰深度的有效途径;热网及建筑物储热后,研究热电机组在不同环境温度下热用户室温的动态特性对热电厂调峰具有重要意义。采用机组变工况模型、热网及建筑物换热模型,以某310 MW直接空冷热电联产机组为研究对象,分析供热期内机组在不同环境温度下建筑物蓄放热过程中热用户室温变化的动态特性。结果表明:利用热网及建筑物储热实施调峰,室外环境温度在5℃到-5℃之间变化,建筑物室内温度由20℃上升到24℃时,所需总蓄热时间在282.01~390.22 min之间;室外环境温度在-5℃到5℃之间变化,建筑物室内温度由24℃下降到18℃时,在纯凝工况下所需总放热时间在590.19~966.22 min之间,在最小功率工况下所需总放热时间在851.86~1 980.11 min之间;室外温度越高,总蓄热时间越短,总放热时间越长。     

水冷式冷水机组大温差运行特性试验

在冷冻水大温差、冷却水大温差、冷冻水和冷却水同时大温差3种条件下,对按照国家标准名义工况设计制作的水冷式冷水机组试验样机进行测试。结果表明,在保持制冷量不变(相当于空调冷负荷一定)情况下,冷冻水大温差对冷冻水进、出水温度影响明显,对机组性能系数、压缩机排气温度、机组冷凝压力影响不明显;冷却水大温差时,冷冻水进、出水温度略有升高、机组性能系数明显降低、压缩机排气温度和机组冷凝压力明显升高;冷冻水和冷却水均大温差时,对以上参数的影响为冷冻水和冷却水分别大温差影响的叠加。     

温度对斜拉桥跨中竖向位移的作用机理研究

跨中竖向位移是桥梁结构健康监测中的重要指标之一,它会随环境温度的改变发生可观的变化。利用上海长江大桥的现场实测数据,该文通过平面几何分析和有限元分析研究了温度对双塔斜拉桥跨中竖向位移的影响机理,揭示了斜拉桥在温度作用下的行为规律。研究表明:温度引起的斜拉桥跨中竖向位移不随环境温度或某种结构温度单调变化,可通过拉索温度、主梁平均温度、主梁顶底板温差和桥塔平均温度的热胀冷缩效应线性叠加计算;拉索温度和主梁平均温度对上海长江大桥跨中竖向位移的影响远大于主梁顶底板温差和桥塔平均温度,且拉索温度的效应方向与其余三种温度相反;该文提出的平面几何分析模型可初步估计斜拉桥跨中竖向位移随温度的变化。     

热贮料作用下浅圆筒仓温度效应研究

为了研究热贮料对筒仓位移及内力的影响并方便设计时计算由热贮料产生的温度效应,本文推导了热贮料作用下仓壁位移和内力的计算公式,并通过数值模拟验证了公式的准确性。利用所推导公式分析了竖向温差对钢筒仓和内外、竖向温差对混凝土筒仓的影响。结果表明竖向温差使钢筒仓在冷热贮料交界面附近的仓壁出现较大的径向位移差;并导致温度应力显著增大;该温度应力随着径厚比的减小而增大。内外温差使混凝土筒仓上端产生较大的周向拉力;竖向温差也使筒仓中部的周向力增大;且径厚比对周向力的影响与钢筒仓相似。     

上海地区空气源热泵结合小温差换热风机盘管末端的供暖空调系统性能的实验研究

为解决夏热冬冷地区冬季供暖问题,本文设计了空气源热泵结合小温差换热风机盘管末端的分布式空调系统。实验研究表明:在冬季典型工况下采用35℃左右的热水供暖,系统制热性能系数(COP)可达3.0;在夏季典型工况下采用10℃左右的冷水制冷,系统制冷COP也在3.0以上。结果表明通过使用小温差换热末端降低了机组设定出水温度,改善了机组的运行工况,提升系统的能效比。系统解决了目前空气源热泵在冬季低温工况下供暖能效低、舒适性差等问题,为解决我国南方冬季供暖问题提供了可行方案。     

热泵型空调器运行特性的实验研究

用空气焓差实验法,在制冷工况下对一台热泵型空调器进行最佳充注量的实验研究,同时,分别在制冷工况和制热工况下测量冷凝器和蒸发器管壁的温度分布。实验结果表明,空调系统中存在一个最佳制冷剂充注量,使得空调系统的制冷量和能效比达到最大值。根据实验结果,分别给出在制冷工况和制热工况下进行冷凝器和蒸发器换热计算时,制冷剂与管壁之间的平均温差。     

离心式冷水机组大温差设计运行特性的实验研究

中央空调冷冻水系统大温差设计可以显著降低输配能耗,对系统节能具有重要意义。但随设计温差增大、冷冻水流速降低,蒸发器水侧传热系数逐渐减小,成为制约冷水机组能效的主要因素。本文基于蒸发器换热机理,理论分析了冷冻水大温差对蒸发器换热性能的影响,并通过离心式冷水机组串联运行的方案,实验对比了大温差工况下不同水路流程对整机性能的影响。结果表明：在冷冻水10 ℃大温差设计工况下,采用蒸发器双流程串联的设计方法,相比于单流程方案能效可提升6%;而得益于串联方案中间温度的存在,上下游机组在负荷占比为55%：45%时,整机能效达到最佳。     

空调系统冷水大温差运行特性分析

本文通过对空调系统冷水大温差运行时制冷系统的能耗及有效能进行计算分析,并与名义工况下空调系统相比较;同时,分析了冷水泵的能耗,提出了节能运行的最佳冷水出口温度及进出口温差。为国内空调系统的设计以及最佳运行提供参考。     

基于双蒸发器压缩制冷系统的激光器散热方案设计及实验研究北大核心CSCD

设计用于高功率激光器泵浦源散热的双蒸发器压缩制冷系统,通过优化设计两相流冷板内部流道,保证换热能力的同时,得到极小的板面温差。利用第二蒸发器以及压缩机待机运作产生的制冷量减小激光器芯片在变工况启动时的温度升降,避免温度剧烈波动。实验结果表明,在4组环境温度(15℃、25℃、35℃、40℃)以及3组散热工况(2 kW、3 kW、4 kW)下,通过设置合理的压缩机转速与膨胀阀的开度,可以控制表面温度处于20—30℃之间,且监控点最大温差低于1℃,系统能效比处于2.5—9区间。在变工况运行试验中,控制制冷系统直接启动,发现监控点温度剧烈波动,温度最高可达49.75℃,同一时刻监控点间最大温差达9.72℃;利用第二蒸发器实现系统待机启动,监控点温度缓慢升高至稳定区间,升温过程中温度波动极小,表明利用本系统可以实现对高功率器件的稳定散热。     

基于双置直冷板技术的动力电池热管理系统性能研究

针对锂电池在大倍率充放电工况下热量堆积问题,提出了双置直冷板冷却方案。设计了4流程双置直冷板系统,建立了基于混合物多相流的电池散热模型,研究了在5C放电倍率下模组温度分布情况,对比了单直冷板和双置直冷板的热管理效果,并分析了制冷剂入口流量变化对双置直冷板技术的性能影响。结果表明,单直冷板系统在高倍率放电工况下冷却性能较差,放电结束最高温度达40.37℃,最大温差达11.4℃;双置直冷板电池模组最高温度为27.05℃,最不利电池的纵向温差为4.65℃,对比单直冷板,最高温度下降了32.99%,最不利电池的纵向温差降低了61.36%,双置直冷板技术可有效提高温度均匀性,降低了电池运行风险。此外,对于上下双置直冷板模式的电池模组,直冷板制冷剂入口流量不应小于0.5 L/min。     

低温风洞电动推杆热防护结构设计及传热分析

为解决低温风洞中电动推杆的热防护问题,设计了使其能够在低温风洞高温工况(323 K)和低温工况(110 K)下正常工作的热防护结构。采用数值模拟方法校核了热防护结构强度及刚度,分析了电机发热功率,冷却气体流量和加热片加热功率等因素对推杆元件温度的影响。结果表明:低温风洞内压力达到极值0.35 MPa时,由厚度5 mm,材料S30408不锈钢制成的圆筒形热防护结构最大变形量为0.397 mm,最大应力为160.62 MPa;冷却气体流量大于等于0.005 kg/s时,高温和低温工况下电机最高温度均不大于418 K的允许工作温度;当加热功率达到500 W时,缸杆端部各考察截面温度均高于263 K;在高温工况和加热功率为500 W的低温工况下,冷却气体流量为0.005 5kg/s时,缸体、缸杆均能维持在263—313 K的工作温度,且高温工况最大温升与温差分别为3.62、2.81 K,低温工况最大温降与温差分别为4.94、6.82 K,满足温度稳定性与均匀性要求。     

低温环境下中温水复叠热泵性能研究

在低温环境下,为提高R410A/R410A复叠热泵的制热性能,通过试验调节水流量改变热泵冷凝侧进出水温差,分析在不同工况下各个参数随冷凝侧进出水温差的变化规律。结果表明:复叠热泵在低蒸发温度下能够稳定运行,蒸发温度为-33℃、-30℃、-27℃、-24℃、-21℃时,进水温度33℃,进出水温差由8℃降至2℃时,COP增长率分别为13.1%、17.2%、19.0%、19.7%、20.1%,制热量增长率为7.0%、9.4%、11.6%、13.1%、15.6%,降低冷凝侧进出水温差能够在一定程度上减缓蒸发温度下降对热泵系统COP和制热量的不利影响。在同一进出水温差下,在蒸发温度为-30℃,出水温度为35℃时,其COP可达2.34,随着出水温度上升,制热系数及制热量均下降,对于采用R410A制冷剂的热泵更适合用于中温水工况。     

大直径混凝土筒仓温度应力研究

根据圆柱壳有矩理论,推导了大直径筒仓在贮料荷载和温度作用（中面温差、内外温差）下仓壁的内力计算公式。公式表明中面温差作用对仓壁的影响只限于固定端附近且衰减迅速,对仓壁的配筋设计影响可以忽略。内外温差对仓壁配筋设计影响较大,起控制作用的环向弯矩可按等效环向力考虑。参数分析结果表明温度作用与内外温差、弹性模量、仓壁厚度等参...     

超流氦相分离器实验装置降温过程仿真与实验结果

超流氦(HeⅡ)多孔塞气液相分离器研究需要控制性能良好的超流氦实验装置.针对实验中的减压降温过程进行了仿真计算,仿真模型中考虑了超流膜爬行对温度的影响,针对仿真的工况,进行了实验验证,仿真结果与实验符合的很好.在HeⅡ氦池温度范围为1.5～1.9 K的条件下采用本实验装置对HeⅡ通过多孔塞样品进行了初步的实验,实验中控制了实验工况,测量了蒸发氦气流量,多孔塞两端温差和压差,在小温差、压差区域和较大温差、压差区域分别观察到超流氦的两种不同的流动特性.