钎焊接头对铝制板翅结构热应力影响规律

为保证LNG铝制板翅式换热器安全可靠运行,基于热弹性理论,建立铝制板翅结构热应力分析模型,采用热-固耦合方法,模拟研究实际运行过程中,钎焊接头对铝制板翅结构热应力的影响.结果表明,LNG铝制板翅式换热器,钎焊角曲率半径r=0. 5 mm、融合距离l=0. 137 5 mm时,在靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处最大等效应力达到峰值,并且最大正应力是引起该位置等效应力达到峰值的主要原因;钎料层等效应力、最大正应力和最大剪应力均变化平缓;在实际运行过程中,靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处,等效应力随钎焊角曲率半径增加而增大;减小钎焊角曲率半径,将降低钎焊接头处热应力变化梯度,从而降低其应力集中程度.靠近隔板侧钎焊接头处等效应力,随融合距离增加而减小,靠近翅片侧的反之;当钎焊角融合距离小于0. 08 mm时,靠近隔板侧钎焊接头处等效应力大于靠近翅片侧的,反之靠近翅片侧的大于靠近隔板侧的.上述研究成果为大型LNG工厂用铝制板翅式换热器的设计、制造以及运行操作提供理论依据.     

隐框玻璃幕墙温度应力的有限元分析

为进一步了解隐框玻璃幕墙温度应力的分布规律,采用ANSYS有限元分析软件,对单块隐框玻璃在内外温差作用下的应力分布进行了模拟分析,并分析了玻璃尺寸对温度应力分布的影响.结果表明:在内外温差作用下,玻璃板角部的应力最大,且在室外温度为-30,℃时应力最大;随长宽比的增大,玻璃板长边应力、短边应力以及板中心应力均逐渐增大,且板中心应力增大较快,水平向线应变逐渐增大,而竖直向线应变逐渐减小,玻璃板心挠度先增大后略微减小.     

CFRP板拉伸性能的非线性超声试验研究

在碳纤维增强复合材料(CFRP)板中激励压电晶片产生超声Lamb波,并利用Lamb波对复合材料板在拉伸试验各阶段进行非线性超声研究,分析板中产生的高次谐波以及非线性超声系数与应力的变化关系。实验结果表明:复合材料板在拉伸过程中产生了明显的二次谐波和三次谐波,非线性超声系数在应力较小时随应力缓慢增大;当拉伸应力达到450MPa时,复合材料板中发生了碳纤维断裂现象,非线性超声系数随应力增大产生振荡;当拉伸应力达到850MPa时,非线性超声系数随应力快速增大,直至断裂失效。通过分析可知,非线性超声检测技术可对碳纤维增强复合材料中的微损伤和性能退化进行早期的预警。     

腐蚀电场的力学化学耦合模型

为研究弹塑性变形对舰船腐蚀电场的影响,针对船体表面的腐蚀缺陷,利用COMSOL仿真软件中的固体力学和二次电流分布模块建立了腐蚀电场的力学化学耦合模型,使用顺序求解器分别对两个物理场进行求解,将固体力学模块仿真得到的结构应力应变耦合到电极反应的平衡电位和交换电流密度表达式,并以此作为二次电流分布模块的边界条件.研究结果表明:船体结构的变形导致了腐蚀缺陷处的应力集中,力学化学效应使得金属腐蚀电位负移,溶液中电位梯度的存在为电流流动提供了驱动力,从而形成应力腐蚀电偶,且缺陷中心为阳极而缺陷两边为阴极,当腐蚀缺陷处于弹性变形时,应力腐蚀电偶产生的腐蚀电场模值较小,当腐蚀缺陷进入塑性变形时,应力腐蚀电偶产生的腐蚀电场显著增大.     

考虑温度场的架空钢芯铝绞线线股应力研究

准确了解钢芯铝绞线在温度场中各层线股的应力分布,可为架空导线的安全设计和抗疲劳分析提供理论依据.根据钢芯铝绞线材料性能和协同变形特点,采用理论分析和有限元模拟研究导线线股应力和温度之间的关系,分析了导线平均温度和径向温差对最外层铝股应力的影响.结果表明,不考虑径向温差时,铝股应力随着温度的升高而减小,钢芯应力随着温度的升高而增大;考虑径向温差时,外层铝股的应力随着温差的增大而增大,内部铝股和钢芯的应力随着温差的增大而减小,温差达到20℃时,外层铝股应力增加49%左右.     

有限加筋板边界效应对应力强度因子的影响

分析了合裂纹损伤的有限加筋板边界效应对裂纹尖端应力强度因子的影响，得到裂纹尖端应力强度因子随结构尺寸及边界条件的变化规律。结果表明，随着有限加筋板高宽比和筋、板相对刚度的增大，结构应力强度因子的下降幅度逐渐增大。当裂纹尖端离筋条越近时，这种现象越明显。     

大体积混凝土小温差的长期通水冷却

通水冷却是大体积混凝土温控防裂的主要措施,现有的通水冷却方式要求在短时间内将混凝土温度降低到目标温度,必将在水管附近产生较大的温度梯度,可产生较大的拉应力,不利于水管附近混凝土的防裂,而小温差长期通水冷却方式由于水温与混凝土温度差别较小,可减低降温梯度,减小温度应力.采用三维有限元热流耦合精细算法对大体积混凝土水管的小温差长期通水冷却进行了研究.计算结果表明:现有的通水冷却方式会产生较大的温度梯度和温降速率,使混凝土应力偏大,不利于温控防裂,初步验证了小温差长期通水冷却可以有效地减小混凝土温度梯度和应力的优点.     

板底脱空对水泥混凝土路面板动力响应分析

为了分析板底脱空对水泥混凝土路面板的动力响应,基于流固耦合原理建立了考虑板与板相互作用的9块水泥混凝土路面板脱空有限元模型,分析在行车荷载作用下,车辆参数(均布质量、作用面积和运动速度)、路面板参数(路面板厚度、纵横缝分布钢筋等)以及板下地基脱空(不同脱空面积、不同位置以及脱空处不同含水量)对路面结构作用力的影响;探讨了接缝处布设钢筋的9块板水泥混凝土路面结构的动态弯沉、最大弯拉应力和水压力的变化规律.结果表明:无论脱空与否板角隅处脱空区域水泥混凝土路面板顶的表面弯沉、弯拉应力明显大于纵缝脱空区域;弯沉和弯拉应力随着脱空面积的增大而增大;脱空区域不同含水量对板弯沉和弯拉应力影响不大.随着脱空面积的增大,基层脱空区域底面受水压力呈线性增长的趋势,其中板角隅处脱空区域水压力明显大于纵缝脱空区域.     

水泥混凝土路面板固化温差对翘曲和应力的影响

实测硬化中水泥混凝土路面板内的温度分布,确定混凝土的终凝时间,提出固化温差及有效温差的计算方法,并计算两种施工环境条件下路面板的固化温差和有效温差,进行固化温差对板的翘曲和应力影响分析计算。研究结果表明：春季和秋季施工在水泥混凝土路面板中产生负的固化温差,将会导致路面板在1 d中的大部分时间处于板中脱空的状态,在板中临界荷位处板底产生拉应力,而采用小尺寸板,相比较大尺寸板更能降低路面板翘曲及耦合应力,降低疲劳破坏。     

深埋输水隧洞断层破碎带衬砌外水压力三维数值模拟研究

深埋输水隧洞常承受较高外水压力,可能导致衬砌结构破坏与外水内渗情况,隧洞衬砌结构设计中考虑高外水压力作用的影响至关重要。建立了灌浆圈-衬砌界面的应力渗流耦合接触界面模型,探讨了灌浆圈厚度、灌浆圈渗透系数和排水孔入岩深度对外水压力的影响规律。结果表明：灌浆圈的厚度增大时,衬砌承受的外水压力减小;灌浆圈渗透系数对外水压力的影响较小;当排水孔入岩深度增大时,衬砌承受的外水压力减小。研究结果可为深埋输水隧洞灌浆圈、排水孔的设计提供优化方案。     

Heat transfer of micro-droplet during free fall in drop tube

To explore the heat transfer of micro-droplet during free fall in the drop tube, the falling velocity and microgravity level are calculated. The Newtonian heat transfer formulation is coupled with the classical heat conduction equation to predict the heat transfer process within micro-droplet. Based on the numerical solution by finite difference method with implicit Euler scheme, the temporal evolution of thermal information inside micro-droplet is obtained including the temperature distribution, cooling rate, temperature difference and gradient. To quantitatively reveal the mechanism how the various factors affect the heat transfer of micro-droplet, the effects of physical properties of liquid metal and cooling gas as well as the micro-droplet size are studied. As the important indicators of heat transfer process, the cooling rate and temperature difference are acquired to systematically investigate the relationship between thermophysical properties and heat transfer process of different metallic micro-droplets.     

多股流板翅式换热器翅片旁通的数值分析

给出了多股流板翅式换热器是否发生翅片旁通的判断准则,据此计算了四股流板翅式换热器的相关系数。通过对多股流板翅式换热器数值程序进行求解,得出了四股流板翅式换热器的翅片温度和流体温度分布曲线,与判断准则得出的结论吻合一致。     

管壳式换热器壳程特性的数值模拟研究

利用FLUENT软件对一管壳式换热器壳程流场进行了三维数值模拟,分析研究了折流板数目、进口流速和折流板缺口高度对换热器壳程压降、出口温度的影响,结果显示,随着折流板数目增加,壳程压降和出口温度逐渐增大：随着进口流速增大,壳程压降逐渐增大且趋势加快,而出口平均温度下降,但是温度下降不大;随着折流板缺口高度增大,壳程压降和出口平均温度逐渐减小,但是压降减小逐渐趋于缓和：相同的压降条件下,通过改变折流板数目提高出口温度比改变进口流速和折流板缺口高度更有效。     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

原油物性对裸露管线停输温降规律的影响

结合裸露管线的热力特性,建立管道停输时非稳态传热模型,分别计算了原油物性参数随温度变化和不随温度变化两种条件下的安全停输时间。结果表明,在原油物性参数不随温度变化的条件下所得结果与实际停输情况有很大差别,因此应考虑物性参数随温度的变化。在原油物性参数随温度变化的情况下,改变影响停输温降的因素如停输起始油温、环境温度、保温层厚度,计算了不同条件下的安全停输时间。计算结果表明,停输起始油温以及保温层厚度逐渐增大且增加幅度相同时,安全停输时间增加的幅度基本相同;外界环境温度逐渐升高且增加幅度相同时,安全停输时间的增长幅度越来越大。     

显热回收装置及其系统应用于北京办公建筑的可适应性

以北京地区办公建筑为重点研究对象,结合实测方法,选取北京地区办公建筑中应用较为广泛的板翅式及转轮式显热回收装置及其系统为实测对象,分析了室外温度、风速等因素对热回收装置的热效率、降低新风能耗的贡献率以及全年运行能耗的综合影响.分析结果表明,板翅式显热换热器在北京地区冬季采暖期使用时,当迎面风速vy1.5 m/s,显热效率η=60%～70%,可降低新风能耗50%以上;而板翅式及转轮式显热回收装置在北京地区夏季的可适应性较差,绝大多数时间η低于《公共建筑节能设计标准》要求的60%.     

重型车液力减速器的换热器匹配与仿真分析

为了研究重型车液力减速器的散热问题,选用D300型液力减速器为研究对象。对充液率100%工况下的D300型液力减速器利用计算流体力学CFD软件进行了数值模拟。通过数值模拟得到其在相同时间内、不同转速下未加换热器时的闭口温度。为了保证液力减速器能在正常的温度下进行工作,匹配换热器时选用了体积小巧的板翅式换热器。同时,为了提高翅片的散热效率,选用了锯齿型翅片。最终根据D300型液力减速器散热量的需要,匹配了一款满足重型车使用的换热器。     

火积耗散理论在平行流热管换热器性能评价中的应用

火积耗散作为传热过程可逆性判断依据,可应用于换热器优化. 分析探究了热管换热器的温差、充液率、倾角及迎面风速对火积耗散的影响,利用焓差实验室进行平行流热管换热器性能试验. 随温差增大,火积耗散增大. 随充液率增大,火积耗散先增大后减小,温差越大,火积耗散变化幅度随充液率增大而增大. 增加倾角,火积耗散比未倾斜时小. 随迎面风速增大,火积耗散减小,且减小幅度随温差增大而增大. 相同传热量,火积耗散值最小时,为系统最优工况.     

花丝内插物强化管内凝结换热的研究

本语文对花丝内插物在管内凝结换热的强化作用进行了理论机理分析和实验研究，旨出大空隙率花丝元件在流动阻力增加不大的情况下，可使管内流动提前诱发湍流并强化凝结换热，使竖直管内临界液膜雷诺数比光管下降一个数量级，凝结换热系数比光管高３倍以上，同时花丝内插物可在低换热温差下实现高换热量，这对大量低温热源的利用、节能技术、提高能源利用率等有重要的工程意义，本文将根据实验研究结果给出其模拟准则方程和较佳花丝几