翅片排布方式对矩形腔相变材料熔化的影响

以填充石蜡的矩形腔(分为无翅片矩形腔、带翅片矩形腔)为研究对象,建立数学模型。采用有限元软件COMSOL Multiphysics模拟矩形腔内石蜡的熔化行为,分析不同翅片排布方式对石蜡熔化行为的影响,筛选有利于增强石蜡熔化的翅片排布方式。矩形腔右侧壁面为受热面,其他3个面为绝热面,带翅片矩形腔的翅片设置在受热面内侧。在翅片数量(3个翅片)、间隔不变的前提下,保持矩形腔内翅片总长度不变,设置4种翅片排布方式。排布方式1:每个翅片长度均为32 mm。排布方式2:自下而上的翅片长度分别为41、32、23 mm。排布方式3:自下而上的翅片长度分别为23、32、41 mm。排布方式4:自下而上的翅片长度分别为29、38、29 mm。对于无翅片矩形腔,在自然对流传热作用下,右上角的石蜡最先熔化,然后熔化部分向矩形腔中心扩散,直至矩形腔左下角石蜡完全熔化。矩形腔增加翅片可有效改善石蜡熔化的均匀性,缩短了矩形腔内石蜡的熔化时间。排布方式2对改善矩形腔内石蜡熔化均匀性的效果最理想,石蜡完全熔化的时间最短。相同受热时间下,带翅片矩形腔内石蜡的液相面积比(液相石蜡面积与矩形面积之比)明显高于无翅片矩形腔。无翅片矩形腔内石蜡完全熔化的受热时间为3 522 s,带翅片矩形腔翅片排布方式1～4的石蜡完全熔化的受热时间分别为1 874、1 674、2 082、1 910 s。将等长翅片的排布方式1作为基准,评价其他3种翅片排布方式对矩形腔内石蜡熔化的增强作用。翅片排布方式2对矩形腔内石蜡熔化的增强作用明显,增强作用集中在熔化过程的中后期。排布方式3、4起到了相反作用。     

金属骨架断面对石蜡相变传热影响的模拟分析

以填充金属骨架的矩形石蜡方腔作为研究对象,分别选取完整方腔、单纵向断面(纵向断面与高温壁面平行)方腔、3纵向断面方腔、单横向断面(横向断面与高温壁面垂直)方腔,模拟分析金属骨架断面对石蜡熔化速率、金属骨架导热强化效果的影响。固态石蜡完全熔化时间由短到长的排序为：完整方腔、单横向断面方腔、单纵向断面方腔、3纵向断面方腔,完整方腔与单横向断面方腔的固态石蜡完全熔化时间接近。当腔体高温壁面与金属骨架断面平行时,断面对方腔内固态石蜡完全熔化时间影响极大：较大的断面宽度使熔化速率在固态石蜡熔化过程中出现明显下降;断面数量越多,固态石蜡完全熔化时间越长。当腔体高温壁面与金属骨架断面垂直时,断面对方腔内固态石蜡完全熔化时间几乎没有影响。当腔体高温壁面与金属骨架断面平行时,断面削弱金属骨架的导热强化作用。当腔体高温壁面与金属骨架断面垂直时,断面对金属骨架的导热强化作用基本没有影响。     

不同结构金属翅片对石蜡相变传热的影响

分别将两种金属翅片(翅片1、翅片2)加入纯相变材料(石蜡),制备复合相变材料1、复合相变材料2。容纳石蜡的方腔长×宽×高为20 mm×10 mm×20 mm,翅片1的长×宽×高为15 mm×10 mm×1 mm,翅片2是在翅片1的基础上增加6个直径为3 mm通孔,金属翅片设置在方腔内部,垂直于左壁面平行布置。石蜡的初始温度为298.15 K,相变开始之前石蜡为固态。方腔左壁面为加热面,温度恒定为338.15 K,其余各面为绝热面。采用有限元软件COMSOL Multiphysics模拟方腔内石蜡的相变过程,分析加热过程中纯相变材料、复合相变材料的液相率分布、液相率随时间变化、速度场分布。纯相变材料内,在导热和对流换热的共同作用下,石蜡从左上角开始熔化直至右下角石蜡完全熔化。方腔内金属翅片的加入可改善熔化过程的均匀性,缩短了熔化时间。纯相变材料、复合相变材料1、复合相变材料2石蜡完全熔化时间分别为302、106、90 s,复合相变材料1、2比纯相变材料完全熔化时间缩短了约64%、70%,复合相变材料2比复合相变材料1完全熔化时间缩短了约15%。在石蜡熔化初期,主要以导热为主,复合相变材料...     

一起框架梁质量事故的原因分析与处理

我公司在2000年8月承建了一幢食用油精炼车间。该工程建筑面积为584m2,建筑总高度10.5m,系3层全框架结构。当工程进行到第三层框架支模、拆除第一层模板时,发现有2根框梁和1根连续梁多处出现较严重的蜂窝、麻面和孔洞现象。项目经理部立即与质监、监理和建设单位一起,组织相关人员对施工现场和有关资料进行观察、调查和分析研究,查找事故原因并提出处理方案。一、事故调查和原因分析1.事故表象KL-1梁、KL-3梁跨度和断面尺寸相同,均为9m和300mm×900mm,KL-1梁在南框柱附近梁下两侧分别有长约70mm、宽约30mm的蜂窝和长约320mm、宽约200mm、…     

一起因抢工期引发的质量事故

工程经过 某市一地下两层人防工程。东西宽64m,南北长250m：顶板覆土厚度平均2m,建筑面积约5万m2;工程结构形式为现浇整体式钢筋混凝土结构．顸、中、底板均为无梁楼盖结构体系：顶板与底板厚均600mm,外墙厚350mm,采用C30P8收缩补偿混凝土;结构沿南北方向间距25rn设一道宽2500mm的东西向后浇带：外墙外侧800film范围内夯填2：8灰土,     

机插水稻规格化硬盘(软盘)育苗技术

<正>机插水稻育秧是机插水稻高产栽培技术体系中的关键环节,与方式相比机插水稻育秧的特点是播种密度大,标准化要求高。生产中常用的机插育秧方式有钙塑软盘育秧,硬盘育秧,规格化塑料软盘育秧和工厂化育秧技术。而规格化塑料硬盘(秧盘内口径长580mm,宽280mm,高30mm)和塑料软盘(秧盘长580mm,宽280mm,高30mm)育秧技术,可为机插秧提供规格化、标准化的秧苗,而且操作简单,管理     

含石蜡多层玻璃窗传热性能实验研究

针对严寒地区环境特点,搭建了一套含石蜡多层玻璃窗传热性能实验装置,在不同石蜡层厚度、不同石蜡熔点条件下,测量了玻璃窗的内外壁面温度及辐射强度瞬时值,得到了含石蜡多层玻璃窗的传热性能。实验结果表明:当石蜡的熔点较高且厚度较大时,含石蜡多层玻璃的蓄热能力越强;当石蜡处于液态时,石蜡厚度对玻璃窗内表面辐射强度无影响。     

某住宅楼开裂事故的原因及责任分析

1工程事故概况 建筑场地位于新疆准噶尔盆地南缘、玛纳斯河冲洪积扇中下部,处于北纬43°左右,属季节性冻土地区.该住宅楼设计为五层砖混结构,0.4m厚筏板基础,东西长60m,南北宽9m.1999年9月初开工,11月18日完成地下室及地面一层(封顶)后停工.2000年2月初,发现沿楼纵向墙体开裂,东部严重,裂缝最宽达80mm,向西部渐小.建筑物承重墙均有宽度不等的裂缝,上下贯通;东1、东2单元甚至拉裂一层顶圈梁及地板,缝宽10～20mm;地下室地板有1～3mm裂缝.     

混凝土剪力墙内置钢梁施工技术

某住宅小区住宅楼工程地下一层,车库一层,地上30/29层,每层分两个单元并且对称.车库一层、一层梁板内放置钢梁钢板厚度为20 mm,其余各层梁板内放置钢梁钢板厚度为10mm.     

结构设计中的两个问题探讨

1关于梁纵筋排布设计的问题《混凝土结构设计规范（GB50010-2010）》（以下简称《规范》）第9.2.1.3条规定如下。梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于30mm 和1.5d;梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和1d。当下部钢筋多于2层时,2层以上钢筋水平方向的中距应比下面2层的中距增大一倍;各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和1d,d为钢筋的最大直径。     

泡沫金属/石蜡复合相变材料蓄热过程的数值模拟

建立了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的二维蓄热模型,运用体积平均理论建立了数学模型,模拟得出泡沫金属基体填充石蜡的融化过程温度场、流场及相界面移动规律,并比较了有无泡沫金属,不同孔隙率对石蜡融化过程的影响。     

含不同结构金属骨架石蜡相变传热数值模拟

分别将2种三维金属骨架(面中心法金属骨架,圆柱交叉金属骨架)加入纯相变材料(石蜡)制备复合相变材料1,2。采用数值模拟方法,模拟相变传热过程,分析加热过程纯相变材料,复合相变材料的温度变化,液相率变化,速度场分布。容纳石蜡的方腔长×宽×高为5 cm×2 cm×5 cm,方腔左壁面为加热面,温度为65℃,其他壁面绝热。纯相变材料,复合相变材料的初始温度均为25℃。相同加热时间,复合相变材料的平均温度明显高于纯相变材料。对于纯相变材料,热量向方腔右侧壁面传递缓慢,加入金属骨架可加速热量向方腔右侧壁面传递。相同加热时间,复合相变材料的液相率明显高于纯相变材料。在加热初期,复合相变材料1液相率更高,添加面中心法金属骨架更有利于加速相变蓄热。纯相变材料内部传热由导热和自然对流传热共同作用形成。复合相变材料内部的传热也是由导热与自然对流传热共同作用形成。相同加热时间,复合相变材料1的液相区域要大于复合相变材料2,且相变更加均匀。对于纯相变材料,熔化过程中,石蜡的流动主要集中在加热面附近及左上角,角化现象明显。对于复合相变材料,在接近完全熔化及完全熔化状态,固态石蜡基本熔化完成,方腔内液态石蜡温度基本趋于一致,自然对流强度减弱,复合相变材料1,2内石蜡的流动并不明显。与复合相变材料2相比,复合相变材料1的速度场分布更加均匀。面中心法金属骨架的综合性能更优,适合作为相变材料的强化传热金属骨架。     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验.根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响.结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化...     

Numerical simulation of phase change heat transfer of a solar flat-plate collector with energy storage

The technical feasibility of an innovative solar collector is studied in this paper. A phase change material (paraffin) is used in the solar collector to store solar energy. This type of system combines both collection and storage of thermal energy into a single unit. The major advantages of the phase change stores are their large heat storage capacity and isothermal behavior during the melting and solidifying processes. A negative aspect of paraffin is its low thermal conductivity which increases the melting and solidifying time for paraffin energy storage. In this paper, new aluminum foams infiltrated with paraffin are presented. It presents a two dimensional model describing the melting and solidifying processes of paraffin while accounting for both phase change heat transfer and natural convection. Apparent heat capacity method was used to simulate the melting and solidifying processes of paraffin. The simulation results show that the motion of the hot liquid paraffin plays an important role in increasing the heat transfer between paraffin and top surface of solar collector. The shape profile of the pure paraffin solid-liquid interface is determined by the synergistic relationship between its temperature and velocity field. Though aluminum foams impregnated with paraffin will limit motion of the hot liquid paraffin, the heat transfer ability is greatly improved. The distributions of the temperature in the paraffin with aluminum foams are more homogeneous compared with that of the paraffin without aluminum foams. Thus, use of aluminum foams infused with paraffin improves heat transfer and enhances paraffin’s melting and solidifying rates.     

三套管相变蓄能换热器供热工况稳态模拟分析

三套管相变蓄能换热器在供热工况下运行时,外层水与中间层相变材料间的换热以及中间层相变材料与内层制冷剂间换热同时进行。建立了三套管相变蓄能换热器的数学模型,针对液态相变材料层引入了有效热导率,模拟稳态下传热温度场。三套管相变蓄能换热器的液态相变材料层增大了传热热阻,产生较大的径向温度梯度,但30min后相变材料层温度场即可达到稳态,制冷剂侧换热效果并未由于相变材料热导率低而有显著变化。     

相变石蜡复合膨胀珍珠岩的制备与表征

通过扫描电子显微镜(SEM)与差示扫描量热仪(DSC),采用真空吸附法对复合材料微观结构及热性能进行了研究。试验结果表明:经过吸附后,膨胀珍珠岩的所有微孔基本被石蜡填充;复合相变储能材料的相变焓相对于单一石蜡的相变焓有所降低;石蜡与膨胀珍珠岩复合的最佳质量比为3∶1。     

低温热力耦合下岩体椭圆孔(裂)隙中冻胀力与冻胀开裂特征研究

寒区岩体工程含水孔(裂)隙中低温水冰相变会产生冻胀力与温度应力,岩体冻融损伤与断裂是由温度应力和孔(裂)隙中的冻胀力共同作用的结果。考虑温度应力对椭圆孔(裂)隙形变的影响,推导了椭圆孔(裂)隙中的冻胀力解析方程;基于最大拉应力准则,得到了低温热力耦合下椭圆孔(裂)隙周围最大拉应力与冻胀开裂角,建立了椭圆孔可简化为椭圆裂隙进行冻胀计算的临界条件;最后采用改进的等效热膨胀系数方法对隧道单裂隙围岩冻胀力与裂隙尖端应力场进行了数值分析。研究结果表明:(1)椭圆孔中的最大冻胀力与岩石的热膨胀性、裂隙倾角和裂隙长短轴比χ等因素有关;(2)长短轴比χ≥10的扁平椭圆孔可简化为裂隙进行计算分析,此时冻胀基本发生在裂隙尖端且尖端拉应力集中明显;(3)改进的等效热膨胀系数方法可以很好的模拟裂隙中的冻胀力与裂尖应力场。     

基于孔隙尺度研究梯度孔隙率结构对固液相变的影响

为了进一步研究方腔内固液相变的过程,本文基于格子玻尔兹曼方法(LBM),采用两区域模型探究了方腔内填充不同方向梯度孔隙率分布的多孔骨架固液相变过程,从孔隙尺度分析了相变过程的流动和传热机理;并对梯度孔隙率多孔介质内固液相变过程中的糊状区做了详细的描述;重点研究了方腔内不同方向梯度孔隙率分布和均匀孔隙率骨架分布对相变过程的影响。研究结果表明:在填充多孔介质固液相变过程中,传热方式由热传导逐渐向自然对流换热转变,从而导致了上薄下厚的糊状区;在填充多孔介质骨架方腔内,不同方向的梯度孔隙率分布对相变过程的影响是不同的,与均匀孔隙率相比,从左到右线性减小以及从上到下线性增加和减少的多孔介质孔隙率分布,其融化率和高温壁面平均Nu数都较大,表明其孔隙率梯度分布的多孔骨架对相变换热起到了明显的促进作用;而当多孔介质孔隙率分布从左到右线性增加时,相变过程则受到明显的抑制。     

石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的研究

以膨胀珍珠岩为吸附材料,石蜡为相变储能材料,制备了石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料;运用扩散-渗出圈法确定了膨胀珍珠岩的最佳吸附量为65%（质量分数,下同）;采用DSC及SEM对最佳吸附量的石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的相转变过程及微观结构进行研究。结果表明：膨胀珍珠岩的内部孔隙基本被石蜡完全填充,其自身成为了密实颗粒;复合相变储能材料的相变温度与石蜡的相变温度基本一致,其相变潜热与对应质量分数下石蜡的相变潜热相当。