热阻沥青混合料薄层罩面阻热性能研究

为了研究热阻沥青混合料薄层罩面的阻热作用,以低导热系数的陶粒替换普通石料设计SMA10热阻薄层罩面,采集混合料不同层位的温度,分析热阻薄层罩面对沥青混合料内部温度的影响,并从传热学角度对热阻薄层罩面的作用机理进行分析。研究结果表明:陶粒热阻罩面层可显著降低路面内部温度,陶粒掺量为0%、20%、40%、70%时,沥青混合料2cm层位处最大降温幅度分别为:2.7℃、7.5℃、8.4℃、21.6℃;8cm层位处最大降温幅度分别为:8.3℃、14.2℃、17.4℃、25.8℃。在密闭环境中,陶粒掺量过多在降低结构层内部温度的同时会引起表面层温度升高。因此,为了取得更好的降温效果,文中推荐热阻材料掺量为40%左右的薄层罩面。     

解瞬态热传导问题的卷积型GD半解析法

GD法(General differential method)是从泰勒展开式出发,推出的一种求解偏微分方程的数值方法,系统地介绍了GD法的基本原理,以及权系数的推导。通过卷积将原始控制方程构造成包含初始条件的新的具有完整初值问题特征的控制方程。该方程既与Gurtin变分原理一样有着合理的数学内涵,又避免了卷积型Gurtin变分原理泛函和计算的繁复。对新的控制方程在时间域取解析函数,在空间域采用离散的GD法,从而构造了卷积型GD半解析法。经对瞬态热传导问题的计算表明,该方法是一种精度好效率高的求解动力响应问题的计算方法。     

多域边界面法在稳态热传导问题中的应用分析

多域边界法,即MD-BFM,是将边界法应用于多域问题的稳态传到的计算中的一种新的实现方法。本文将结合前人的研究经验,主要对内燃机曲轴、机械密封环等存在稳定热传导问题的两个主要方面进行探讨以及对机械零件之间产生的温度场进行计算。此外,还简要地探讨了混多域边界法在混凝土大坝这样的大规模问题上的稳态温度场分析。同时,对于每一个计算都采用限元法的计算结果来进行对比研究,以确保计算结果的科学性与正确性。     

基于热传导时域积分的井下流量测量方法

针对油田低产液生产井流量测量困难的问题,根据多相流体热力学理论,利用整个测量周期内探测器周围流体冲刷引起的热传导效应,提出了一种基于热传导时域积分的井下流量测量方法。首先,采用间歇式恒功率加热的方式,给探测器提供周期性能量;然后,采用积分法计算和分析了探测器内部温度在升温和降温过程中随外界流体流量变化的规律。理论分析与试验结果表明,时域积分面积与流量呈极好的相关性,尤其在低流量条件下具有较高的分辨率,该方法解决了传统涡轮流量计在流量较低情况下因涡轮无法启动导致失去检测能力的问题。基于热传导时域积分的井下流量测量方法,促进了油水两相流检测技术的发展,为低产液井流量测量提供了一种新的技术手段。      

Effects of carbon content and solidification rate on thermal conductivity of grey cast iron

The thermal conductivity or diffusivity of pearlitic grey irons with various carbon contents is investigated by the laser flash method. The materials are cast in controlled thermal environments and produced in three dissimilar cooling rates. The cooling rate together with the carbon content largely influence the thermal conductivity of grey iron. Linear relationships exist between the thermal conductivity and the carbon content, the carbon equivalent and the fraction of former primary solidified austenite transformed into pearlite. The work shows that optimal thermal transport properties are obtained at medium cooling rates. Equations describing the thermal conductivity of pearlite,solidified as pre-eutectic austenite, and the eutectic of grey iron are derived. The thermal conductivity of pearlitic grey iron is modeled at both room temperature and elevated temperature with good accuracy.     

45钢淬火过程中传导方程逆问题求解

通过求解４５钢圆柱体淬火过程中含相变时的热传导逆问题，给出一种由实验测量的温度－时间关系和数值计算相结合确定表面换热系数的方法。该法适用于各种淬火液，能避免由于实验条件微波变化而引起的表面换热系数实测值的误差。     

经溶胶－凝胶后处理之热障涂层的热传导行为特性

热障涂层已广泛用于若干工业部门。在这些系统中用作隔热体的材料是等离子喷涂在金属粘结底层上的经部分稳定化处理的氧化锆(PSZ)。陶瓷涂层通常是疏松多孔的，这样就改善了隔热性能，但孔隙也同时增加了气体的可穿透性，因此降低了涂层的抗氧化性能。应用后处理可以减少开放式孔隙从而改善抗氧化性。本研究是在采用两组粘结底层即金属涂层和金属—陶瓷涂层的低碳钢基体上应用热障涂层。金属粘结底层是NiCrAlY，而金属—陶瓷粘结底层是NiCrAlY和用8％氧化钇部分稳定化的氧化锆的混合物，用两个送粉器同时将它们输送到等离子喷抢中。溶胶—凝胶法是用氧化铝和氧化锆浸渗填满陶瓷顶涂层中的孔隙。用水银浸入孔隙率仪(MIP)和热传导性能评价了喷涂态的和后处理状态下的涂层试样。     

基于自然元法和精细积分法的功能梯度材料瞬态热传导问题求解

为促进无网格法分析技术在热传导分析中的应用,提出空间离散采用自然单元法、时间离散采用精细积分法求解功能梯度材料瞬态热传导问题的数值计算方法.在计算过程中,取高斯点的材料参数模拟功能梯度材料特性的变化.温度场采用自然邻接点插值形函数进行离散插值.数值算例验证该数值算法的正确性和有效性.     

PDE Toolbox和最小二乘法在导热问题中的应用

设计金属加热的控制策略,首先要获得金属导热体的开环系统模型.针对一个带有矩形孔的金属薄板上的热传导问题,采用PDE Toolbox进行求解和仿真,并用最小二乘方法进行热传导系统的建模与仿真,以获得模型中的参数.将此参数与求解微分方程方法所得到的数据进行对比,结果表明,采用最小二乘法可以更清楚地了解金属板的外部特性,并获得输入输出信号的差分方程,而求解微分方程的方法则显示了金属板的内部特性,两种方法是等效的.     

玻璃幕墙传热系数计算方法及工程应用

在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上,基于一维稳态热传导理论,以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型;基于二维稳态热传导理论和有限单元法,采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散,推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵,并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式,建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发,研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW,并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较,验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明:建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数,基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。