凹槽型微通道内液体流动换热特性的实验研究

微通道热沉是解决微机电系统电子元器件冷却问题的有效途径.为提高微通道热沉的传热性能,设计2组不同水力直径的微通道热沉,分别在其流道壁面加工三角形凹槽和扇形凹槽.搭建微通道内液体单相流动与换热实验平台,以去离子水为流体介质,实验测试不同流量下微通道热沉的进出口液体压力、温度和加热面温度.以微通道流动压降、摩擦常数、加热面温度、努塞尔数和场协同数为评价标准,系统研究凹槽型微通道的流动和换热性能,结果表明:当水力直径相同时,扇形凹槽微通道内液体流动压降小于三角形凹槽微通道内的;当水力直径较小时,三角形凹槽微通道的换热性能优于扇形凹槽微通道的,水力直径较大时,扇形凹槽微通道则具有更好的散热能力;当单个通道内流体速度小于1.12 m/s时,扇形凹槽微通道的综合性能优于三角形凹槽微通道.     

传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

基于一维非稳态传热模型的炉温曲线优化研究

在回流焊接过程中,保证最优的传热系数能提高产品的质量和工作效率.针对某回焊炉的温度分布进行分段线性回归,通过有限元分析找到可优化参数,并且建立一维非稳态传热模型,以最优传热系数为优化目标,以各温区炉温及传送带速率为优化变量,采用有限差分法对已有的炉温曲线进一步改良,获得最佳指标值.结果 表明:该模型自适应性较强,能有效地保证各功能区温度过渡的连贯性.     

翅片参数与PCM材料对散热器传热影响实验研究

为了研究翅片数量、倾斜角度及相变材料对带有纵向翅片的电源散热器传热性能的影响,在恒定热负荷为16 W的条件对含相变材料和不含相变材料两类工况下的5种不同结构散热器进行了实验研究.通过搭建的由实验段、直流电源、数据采集设备等组成的实验系统开展实验,分析了翅片数量(1～5片)、散热器倾角(0°～90°)和相变材料(正二十烷)对散热器传热性能的具体影响,并通过含相变材料散热器的温升变化特征以及相变传热特征对散热器热性能进行了评估.结果表明,倾斜角度和翅片数对液相相变材料对流单元的形成以及传热和运行时间起着关键作用.对于0°倾角的含相变材料散热器,相比1个翅片,5个翅片达到最大允许温度所需的时间增加了80％,而当倾角增加到90°时翅片数的增加对时间的影响不显著.对于所有的倾斜角度,各个测点的相变材料(PCM)温度值都随着翅片数的增加而减小.当倾角增加时,由于浮力诱导流的增强促使对流液相相变区域变大;在单翅片工况下,60°倾角相比0°倾角状态下的工作时间延长78.6％.     

烧成论坛 栏目导读

本期“烧成论坛”栏目带来了四个热点课题的技术成果:富氧燃烧、协同处置、超低排放和智能控制。如何提高回转窑对熟料的锻烧能力,水泥技术工作者十分关注,一直在集中火力、提高火焰温度、提升传热能力上下功夫、想办法。十年前,富氧燃烧技术在其他行业的成功应用,引起我们的重视,并着手研究和实践。结论是:富氧燃烧技术可使火焰温度提高并集中,从而加强火焰辐射传热能力,加速物料分解速度;其带来的效果是:燃煤用得少,熟料质量高,窑皮更稳固。     

旋转电极电渣重熔过程电极熔速的理论解析

摘要：旋转电极电渣重熔通过改变结晶器内熔体的流动和传热规律,增强了渣池与电极间的对流换热,在提高电极熔化速率和生产效率方面具有巨大潜力。提出了电渣重熔过程电极熔化速率的求解方法,并考虑了电极旋转时的强制对流,基于多物理场耦合模型预测了电极直径、转速对电极熔化速率的影响规律。结果表明,随着转速提高,金属液滴由从电极中心滴落向电极边缘滴落转变,高温区由渣池外侧向渣池中心移动。当转速从0增大至90r/min,55mm直径电极的熔化速率从7.90g/s增大至9.68g/s,对比固定电极,转速为90r/min时,生产效率最多提高了22.5%;进一步增大转速,电极熔化速率反而减小。存在一个最佳转速可使熔化速率达到最大,且该最佳转速随着电极直径的增大而减小。     

球团回转窑建模与仿真的研究进展

摘要：回转窑是一种高温处理物料的热工设备,充分了解回转窑内发生的物理与化学变化对生产具有指导意义,而人眼观察或利用仪器等方式难以探查窑内情况。为掌握回转窑内处理物料的情况并提高生产效率,国内外利用建模与仿真的方法模拟回转窑结构、窑内热场、物料运动。现有模拟已经涉及到了回转窑整体、窑壁、耐火材料、烟气、燃料、火焰、物料等,并利用建模与仿真结果研究了回转窑结构参数及生产参数对部分现象的影响。根据窑内不同区域,综述了回转窑建模与仿真的进展,汇总了建模与仿真的方法与过程及部分参数对回转窑生产的影响。回顾与分析现有的回转窑建模与仿真成果,有助于优化回转窑设备结构的设计及回转窑生产。     

新型燃气燃烧器性能试验研究

对自行设计的燃气燃烧器的燃烧性能和根据不同的氧气消耗系数确定的试验工况变化进行了研究分析,并在燃煤锻造炉改造中进行了试用.结果表明,该燃烧器在燃烧过程中性能稳定,燃烧基本完全,烟道气中可燃性成分的含量不超过60×10 ppm(1 ppm=10-6);炉膛内温度分布相对均匀,当试验工况稳定时,炉内气体温度偏差不超过30 ℃,满足高效燃烧的要求;烟气中NOX的含量平均不超过60 ppm,远远低于国家排放标准,较好地控制了废气排放对环境的污染;燃烧器产生的高温高速气流,强化了炉内对流传热,提高了炉子生产率,锻件质量有所改善.     

回转窑窑壁非稳态传热模型及窑皮厚度优化

烟气、料床、窑壁是回转窑传热过程的三要素,在确定这三要素之间传热量的基础上,建立了回转窑窑壁非稳态传热数学模型。对中铝河南分公司2号窑窑壁的非稳态传热过程进行了数值计算。结果表明:窑体旋转一周,烧成带窑壁内表面温度将在1 232~1 334℃变化,这易导致窑壁热疲劳破坏;窑皮越厚,窑壁的径向温度梯度越小,热应力越低;将烧成带窑皮厚度控制在252 mm,可使烧成带窑壁外表面温度维持在200℃。