空气源热泵水箱温度的解析解及其实验验证

针对双螺旋或多螺旋换热器的非稳态传热问题,提出一种获得换热器水箱温度分布的解析解模型。该模型将水箱传热问题简化为基于线圈模型的有限大空间内的二维绝热边界传热问题。采用虚拟热源法和热源温度场叠加法,推导出有限长线圈热源在有限大绝热空间内进行非稳态导热的水箱温度场解析解表达通式。以直热式空气源热泵热水器为例,在不同环境温度条件下,对蓄热水箱的非稳态温度场进行实验测量,实验结果与理论解析解模型获得的计算结果一致,从而验证解析解模型的可靠性和准确性。该文提出的螺旋换热器水箱导热解析解模型为研究该问题提供一种快捷而有效的分析方法。     

面向摩擦学设计的凸轮挺柱三维接触应力分析

针对凸轮挺柱之间接触应力的传统理论计算方法简化过多的问题，在考虑凸轮摩擦学设计要求的基础上，对凸轮挺柱三维接触应力计算模型的建立进行了研究，并应用ANSYS软件对典型凸轮挺柱进行了接触应力计算分析，其结果不仅为凸轮挺柱机构的摩擦学设计提供了依据，也可用于常规设计中接触应力的校核。     

翅柱复合型冷却器表面传热性能的数值研究

提出一种用于油液冷却的新型翅柱复合型冷却器,并应用SIMPLE算法对于其二维简化模型在不同工况下的表面传热及流动阻力进行数值模拟。将模拟结果与试验和经验关联式相比较,吻合情况良好,表明此算法和所简化的模型是合理的。根据数值模拟结果研究这种传热表面的传热机理,分析翅柱位置及几何参数对流动与传热的影响,对该新型翅片的推广及优化设计有较大帮助。     

自然循环电站锅炉设计中水循环系统设计应注意的一些问题

本文以简化模型计算电站锅炉水循环,分析计算结果,并提出一些看法。     

竖直埋管换热器热响应半径简化计算方法

基于半无限空间均匀介质线热源传热模型,在大量数值计算分析基础上,提出竖直埋管换热器热响应半径的简化计算方法。计算方法考虑了土壤热物性、系统运行时间和钻孔布置方式等因素。计算结果表明,对于钻孔单排、双排和多排布置情况下,本文方法的计算结果与理论解之间最大相对误差分别为3.51%、2.96%和2.76%,满足工程要求。针对实际地源热泵系统运行时常根据需要采用昼夜和季节间歇运行工况的情况,给出系统运行时间的计算方法。为便于工程应用,分别计算单排、双排和多排(三排以上)钻孔布置方式下不同岩土介质竖直埋管换热器热响应半径随时间的变化曲线,绘制出计算图表,为工程应用提供理论依据和方法。     

二甲基醚均质压燃化学动力学简化模型的研究

由于详细的化学动力学模型与多维流动动力学模型耦合的高度复杂性，很难将其应用于模拟实际发动机的工作过程。在详细反应动力学研究基础上，通过对二甲基醚(DME)均质压燃燃烧反应途径和敏感性分析，建立了均质压燃二甲基醚的简化动力学模型。此模型在Curran et al模型基础上构建，包括26种产物和28个基元反应。结果表明，提出的二甲基醚简化动力学模型与详细动力学模型计算结果相当吻合，简化模型在对着火时刻、缸内温度和压力计算结果与详细模型基本一致，简化机理对变初始温度和混合气浓度也有较好的预测能力，可应用于模拟二甲基醚HCCI的燃烧过程。     

某小区地源热泵地埋管换热器的测试与计算

地源热泵系统的关键部分在于地下换热系统,由于地下岩土热物性参数的不同,使得地埋管换热器的换热能力有较大差异,这将直接影响到整个系统的使用效果和工程造价。文章以线热源理论为依据,对某实际工程项目进行岩土热响应测试,并计算相关的热物性参数,同时提出了一种工程简化算法,该算法综合考虑了岩土热物性测试结果与建筑物的负荷特点,其计算结果可以作为工程设计的依据。     

热源间定常态能量转换热机有限时间热力学分析和评估

本文从最常见的热源间热机装置简化出热源间以工质定常流动实现定常能量转换的热机模型,沿用γ、π、(?)等概念,并以工质吸、放热的传热面积之和定义了适合于该物理模型的“功率密度ω”概念,导出了η_0-ω谱函数及最小传热面积原理,揭示了上述热机内在的基本流、阻、势关系。所得结论比活塞机模型更有工程实用价值。文中以查得的实际工程资料与设计方案对本文结论提供了旁证。针对蒸汽动力装置的实际过程提出了兼顾输出功率与热效率用有限时间热力学方法选择和评估实际动力装置,与热工参数最优化结果相比,效果令人满意。     

地板辐射采暖地面散热量的简化计算方法

对加装了地板辐射采暖设施的空间采用三维稳态湍流模型,进行空气流动和传热特性的数值研究,并在与实验数据相比较的基础上,提出了一个便于实施计算的地板表面散热量的简化计算方法.提出的简化计算方法的思路即是对原计算公式中难以确定的房间内非加热表面的面积权重平均温度值Tp,用室温的修正量来代替.研究结果表明,数值结果和实验数据吻...     

内燃机进气流动数值计算中三维几何建模问题的探讨

本文主要对内燃机进气流动数值计算中的三维几何建模的方法进行了探讨，并针对进气道稳流试验台的仿真计算提出了几种几何模型，计算结果与试验数据进行了比较，分析了各模型的计算误差，表明三维简化几何模型的结构对计算精度有较大影响。     

Thermal modeling of cylindrical lithium ion battery during discharge cycle

Transient and thermo-electric finite element analysis (FEA) of cylindrical lithium ion (Li-ion) battery was presented. The simplified model by adopting a cylindrical coordinate was employed. This model provides the thermal behavior of Li-ion battery during discharge cycle. The mathematical model solves conservation of energy considering heat generations due to both joule heating and entropy change. A LiCoO₂/C battery at various discharge rates was investigated. The temperature profile from simulation had similar tendency with experiment. The temperature profile was decomposed with contributions of each heat sources and was presented at several discharge rates. It was found that the contribution of heat source due to joule heating was significant at a high discharge rate, whereas that due to entropy change was dominant at a low discharge rate. Also the effect of cooling condition and the LiNiCoMnO₂/C battery were analyzed for the purpose of temperature reduction.     

基于圆柱热源模型的现场测量地下岩土热物性方法

在埋地换热器圆柱热源模型的基础上采用参数估计法建立了一套可用于现场确定土壤热物性的方法。结合地源热泵系统单井热响应测试实验,计算了地下岩土热物性参数,模拟了管内流体平均温度随时间变化规律,与实验值比较,发现该方法较线热源法更加接近实际。     

中频无芯感应熔炼炉熔化过程温度特性的数值模拟

进行感应炉熔炼中传热过程的简化，建立数学模型，用数值方法计算出炉内金属炉料在各时刻的温度分布以及在熔化发生时的温度分布和相界面的移动特性。讨论了感应炉的感应加热作为传热方程的内热源以及感应电流的集肤效应对数值计算的影响。结果表明，正是由于集肤效应的存在，才使得钢料首先从炉内表面处发生熔化直至炉圆柱中心。     

半圆柱空间异形孔板换热器热工水力性能的数值模拟

为研究半圆柱空间异形孔板换热器的流动与传热特性,建立换热器简化物理模型,运用ANSYS软件建立CFD模型进行数值模拟,分析了开孔形状与板间距的影响,并对比了半圆柱空间异形孔板换热器与弓形板换热器的联系与区别。研究结果表明：半圆柱异形孔板换热器壳侧流体呈纵向流动,壳侧流体通过孔隙形成射流冲刷管壁,具有强化传热作用;板间距一定,开孔面积相近时,开孔形状对壳侧压降的影响较小,对换热性能的影响稍大;板间距越小壳侧换热系数越高但其综合性能指标越小;圆头三角孔板换热器在板间距30 mm时的壳侧换热系数比40及50 mm方案分别高5.62%,10.06%,综合性能指标低1.44%,2.07%;异形孔板换热器的综合性能指标比弓形折流板换热器平均约高27.89%。     

Analysis of contact melting driven by surface heat flux around a cylinder

The contact melting of phase change material around a moving horizontal cylindrical heat source, which descended under its own weight, is investigated in this article. A melting model under constant surface heat flux is established. The analytical results for thickness and pressure distributions inside melt layer and steady melting velocity are obtained by using contact melting theory. The melting law is discussed, and compared with that of contact melting driven by temperature difference. It is found that quasi-steady melting velocity is determined by heat flux of heat source, and the variation of heat source density has less effect on melting velocity.     

固体吸附式制冷系统中吸附床内传热过程的数值模拟

对一简化吸附床模型中传热过程进行理论分析,对吸附床内的热传导方程和换热管内流体的能量控制方程进行离散并利用控制容积法进行模拟数值计算,在计算模型中加入随时间变化的边界条件,得到吸附床内吸附剂和换热管内流体的两种互相耦合的温度分布,为吸附床的实际优化设计提供理论依据。     

Numerical and experimental study of spherical capsules packed bed latent heat storage system

A numerical model to simulate a storage system composed of spherical capsules filled with PCM placed inside a cylindrical tank fitted with a working fluid circulation system to charge and discharge the storage tank. The simplified transient one-dimensional model is based on dividing the tank into a number of axial layers whose thickness is always equal or larger than a capsule diameter. It is also assumed that the temperature of the working fluid is uniform and equal to the average temperature of the layer. The solidification process inside the spherical capsule is treated by using a conductive one-dimensional phase change model with convective boundary condition on the external surface. The convection present in the liquid phase of the PCM is treated by using an effective heat conduction coefficient in the liquid region of the PCM. The solution of the differential equations is realized by the finite difference approximation and a moving grid inside the spherical capsules. The geometrical and operational parameters of the system are investigated both numerically and experimentally and their influence on the charging and discharging times was investigated.     

基于圆柱源理论模型的U型埋管换热器的模拟研究

分析了圆柱热源(热汇)理论模型,运用圆柱源理论对太阳能-土壤源联合运行热泵系统进行连续20d运行的状况进行模拟,得出联合运行模式较单独土壤源运行模式节能8%~10%,可为圆柱源理论模型应用和太阳能-土壤源热泵运行模式的选择提供参考。引入“负荷集合”思想对圆柱热源(热汇)理论模型进行改进,使其适合于对土壤源热泵的全年运行进行模拟,模拟过程更为快捷。     

基于线热源理论的垂直U型埋管换热器传热模型的研究

基于经典常热流线热源理论,通过引入叠加原理、阶跃负荷及孔洞热阻思想将其发展为能够适用于变热流埋管换热与地源热泵系统模拟的变热流线热源模型,并与改进的经实验与理论验证的圆柱源理论模型进行了比较与分析。结果表明:所发展的变热流线热源模型能够有效地模拟地下埋管的换热过程,可作为地下垂直U埋管换热过程的计算模型,为地源热泵地下埋管换热器的设计计算及地源热泵系统的模拟提供了一种新的简单而又实用的计算方法。     

透明蜂窝透过率的计算研究

透明蜂窝结构的透过率是其重要性能之一。该文的工作基于Hollands简化方法将透明蜂窝结构单元(小孔)假想为一个由不透明材料围成的腔体；再根据几何光学原理将腔体内光线的三维反射传播过程转化．为两个假想的平面在单元内不断反射传播的过程。该方法可简化透明蜂窝结构光学透过率的计算。所得计算结果与经典的Monte Carlo法相接近，而过程则大大简化。