空调性能试验装置用分离组合式空气热回收器的传热性能分析

热管的工作性能会随着其结构的不同而改变.本文采用离散型计算方法,研究了不同管排组合方式对分离组合式空气热回收器传热性能的影响.计算结果表明,不同管排组合方式对蒸发段和冷凝段的出口温度和换热量均存在影响,得出了空气热回收器的最佳管排排列方式,为工程实际应用提供理论依据.     

空调性能试验装置用热管空气热回收器的数值模拟

采用CFD方法对热管空气热回收器进行了数值模拟研究,分析了其冷凝段和蒸发段空气侧的温度场和速度场。模拟了不同管排组合方式、不同室内外温差及不同风量对热管空气热回收器换热性能的影响。结果表明,1对1管排组合的总换热量最大,2对2管排组合其次,4对4管排组合最小;并发现模拟结果与试验结果误差在5%以内,验证了所建模型的合理性。模拟结果为实际工程应用提供数据支持。     

重力热管换热器的设计及数值模拟分析

为了对烟气进行余热回收,提高能源利用率,结合当前重力热管换热器的设计技术,采用整体设计法,设计了余热回收量为5 000 kg/h的热管换热器装置。基于热管换热器的工作原理,设计了常温热管换热器余热回收装置,其中包括热管工质与管材的选择、管外扩展面积的选择、换热器结构的设计、传热能力和传热阻力的计算等。采用FLUENT软件对热管换热器内的流场进行数值模拟,并将模拟结果与相关实验结果进行对比分析。模拟结果显示,在热管的背风侧贴近管壁处热流体流速较小,部分热流体逆流,出现回流区。另外,热管背风侧回流区的热流体温度比其它区域流体的温度低;流体流动的压降也会随管间距增大而减小,为重力热管换热器的结构优化提供理论基础。     

不同加热方式对传热效率的影响

为解决传热系统效率低、沙层垂直温度分布不均匀问题,对具有不同加热方式的传热系统温度场进行实验与数值模拟,得出有效的能使沙体层垂直温度分布均匀的方式。设计了多种实验平台优化方案;采取多孔介质导热方程、DO辐射模型及标准k-ε湍流模型,创建3维热物理模型,将传热系统中的气固耦合问题通过有限体积方法进行了计算,对系统的温度场分布情况在不一样的边界条件基础下进行数值模拟,同时也对实验结果进行比较。通过研究得知了自然对流-多向加热明显的提高了系统的传热效率,使沙体层垂直温度分布均匀化,以及强迫对流对多向加热的系统温度变化没有明显影响。     

大型多品硅还原炉的温度场模拟

为了提高多晶硅还原炉结构设计的安全}生和指导运行过程中的冷却系统调节控制,需要全面了解在工作过程中各部件的温度分布.结合大型多晶硅还原炉研制要求,对多晶硅还原炉的辐射、导热和对流的传热过程进行传热耦合温度模拟方法研究.采用Unigraphics?建立多晶硅还原炉三维整体模型,在ANSYS CFX数值仿真平台上进行炉膛内的辐射换热、炉夹层的冷却流道冷却水系统的对流换热、炉壁各结构件的导热过程中的温度计算仿真.通过与产品设计物理模型进行比较,表明温度场数值模拟的可靠性和准确性,可以用于指导工艺参数控制.另外温度场数值模拟结果可以供还原炉设计过程中进行热结构耦合分析,以对高温高压下工作的还原炉进行安全性评估.     

微热板式气压传感器结构设计与热分析

给出了采用牺牲层技术制作的微热板式气压传感器的加工工艺和工作原理.分析了微热板各层薄膜厚度、微热板下气隙高度、支撑桥尺寸、微热板面积大小对传感器加工、工作性能的影响,并结合实际工艺条件设计了一种采用不同支撑桥尺寸的传感器结构.理论分析了恒温加热方式下微热板各种传热途径随气压的变化关系;用有限元方法模拟了恒流加热方式下气压对传感器温度分布和温度大小的影响.分析结果显示,气压较高时微热板传热以气体导热为主,而气压较低时以支撑桥导热为主;微热板区域温度分布较均匀,温度大小受气压影响较大;设计的传感器测量范围为10～10⁵Pa,功耗在毫瓦级,且具有尺寸小、热响应快、易与电路集成等优点.     

高速小钻头温度与热应力场特性研究

基于传热学和金属切削理论,建立了某型高速钻头温度场模型.利用有限元法,模拟该钻头在典型工况的温度场分布及变化规律,研究了切削速度等参数对温度场的影响,得到了钻头在温度载荷下的应力和变形,计算结果表明,高速钻削最高温度出现在钻头尖部,沿轴向逐渐降低,对于小直径钻头心部与表面温差不显著;最高温度随着转速升高而升高,达到一定值后上升趋势逐渐变缓进而下降;刀具热变形较小,但热变形量可能会影响加工精度,应调整刀具材料或加强冷却;切削温度基本不影响其强度.     

动力电池组动态均衡时的热安全边界计算与验证

均衡系统是解决动力电池系统不一致性的有效途径,然而电池组均衡电路产热过大也易引发控制器安全问题.针对均衡电路产热引发的热安全问题,以某分布式控制器为研究对象,建立电池管理系统控制器和电路板的热力学模型;通过温度场仿真研究不同动态均衡控制策略下电路板的最高温度以及温度分布;分析开启通道位置对动态均衡电路板温度分布的影响,计算在满足热安全设计条件下的各工况下的最大均衡工作效率及热安全边界,获得一套适用于电池管理系统均衡时的热力学模型建立和热仿真分析的方法.仿真与试验结果表明,任意采样点模型误差小于4℃,可以直观准确模拟动态均衡电路板的温度分布.     

热冲击空心柱内温度场的非傅里叶效应研究

超急速传热条件下出现的非傅里叶传热效应因其具有重要的学术意义和巨大的应用潜力,正成为传热领域的研究热点之一.在评述前人研究成果的基础上,针对空心柱体内、外表面温度突变这类超急速传热问题,建立带有热松弛时间项的双曲线型导热方程模型,给出方程定解的边界条件和初始条件.采用对坐标的汉克尔积分变换法求解方程,并进行数值模拟;结果表明,热波在空心柱体内部以一定速度传播,热波所到之处引起局部温度突然升高或降低,任意时刻柱体内温度分布均是不连续的,柱体内温度分布局部区域可能高于边界温度,可能低于边界温度,内部温度变化表现出滞后于边界变化.     

基于多场耦合的柴油机缸套变形分析

以某型非道路增压中冷柴油机为研究对象,应用流-固耦合传热方法,建立了缸盖-冷却液-缸套-缸体耦合传热模型,在对气缸盖火力面和缸套关键点进行温度测试的基础上,应用CFD软件进行了流-固耦合传热分析,研究了缸套在机械载荷、热载荷和联合载荷作用下的变形特征。研究表明:各缸套温度分布呈现明显的三段分布形式,最高温度出现在第一缸缸套顶部内侧;机械载荷作用下的缸套变形量较小,最大值出现在第四缸主推力面顶部内侧;热载荷和耦合载荷作用下的缸套变形都呈现"心"形状,最大变形量均出现在第四缸飞轮端方向的顶部内侧,分别为249.19μm和275.47μm,其中热载荷对缸套综合变形的贡献量最大。