建筑能耗模拟中太阳直射辐射的处理方法对比研究

在建筑动态负荷模拟中,太阳辐射作为外扰中对建筑负荷影响最大的变量之一,其处理方法的正确与否直接影响了计算结果的精确性。通过对比不同软件在计算建筑各朝向立面的直射辐射时发现,在相同太阳辐射气象数据基础上,不同软件在模拟同一立面或平面的直射辐射强度时有较大差异且存在时间上的相位差。本研究获取了气象部门提供的专业实测太阳辐射逐分钟变化数据,在此基础上利用太阳直射辐射模型计算建筑各表面接收辐射的"真值",并改善建筑能耗模拟软件中直射辐射的模拟方法,在保证计算结果与"真值"的相符性基础上,尽量精简计算方法、提高计算速度。最后,为建筑能耗模拟软件提供一套由原始太阳辐射数据到建筑各表面接收太阳直射辐射的计算方法。     

超音速飞行器光学窗口气动压力载荷分析

为了提高光学窗口设计的可靠性与使用性能,对超音速飞行器进行了计算流体力学分析,得到27种飞行状态下光学窗口的气动压力载荷分布.通过有限元建模仿真,计算了窗口在各压力载荷状态下的应力和变形.通过分析变形对光学成像的影响可知,ZnS平板的两个变形面在光学上具有相互补偿的作用,因此,压力载荷下的变形对光学成像的影响可以忽略.为了使窗口设计满足使用强度要求,在最严酷的一种飞行状态下,分析了不同厚度ZnS窗口玻璃的变形和应力,当平板厚度为10mm时,能够在结构强度和质量之间达到设计的平衡.此分析结果对高速载体的光学窗口设计具有一定的指导作用.     

甘蓝型油菜籽水分解吸等温线及热力学性质

为了提高油菜籽储藏期间的稳定性,延长其保质期。采用静态称量法对油菜籽在20、30、40℃温度条件下的解吸特性进行研究,将实验数据用5种常见数学模型进行拟合并对最佳模型进行解析。采用净等量吸附热(q_(st))、扩张压力(Φ)、微分熵(ΔS)、净积分焓(q_(in))、净积分熵(ΔS_(in))以及焓熵互补等特征参数对其热力学性质进行描述。结果表明,油菜籽等温线属于Type Ⅱ类曲线,油菜籽的平衡含水率与水分活度呈正相关,一定水分活度下,平衡含水率与温度呈负相关;描述水分活度与平衡含水率关系最佳模型为GAB模型,不同温度条件下模型决定系数R~2的平均值为0.993 7,卡方x~2的范围为1.396 5×10~(-5)～0.778,残差平方和RSS最低值为4.189 6×10~(-6);较高Φ值能提高干燥速率,储藏过程中,较低Φ值能延长物料保质期;对ΔS_(in)与平衡含水率的关系分析得到最低ΔS_(in)值,在20、30、40℃条件下,籽粒内结合水和单分子层吸附水分子最稳定的平衡含水率分别为5.03%、4.92%以及4.88%。     

种用油菜籽真空干燥动力学特性及对Weibull模型的解析

为了获得发芽力较好的种用油菜籽,以及提高其真空干燥效率,将Weibull分布函数应用于油菜籽真空干燥动力学特性的研究。在装载量(50±0.5) g条件下,将初始含水率(M)为16.12%、18.19%、20.26%的油菜籽样品分别置于不同温度(T)(40、50、60、70、80℃)以及不同真空度(V)(0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 MPa)进行实验。考察初始含水率(M)、温度(T)及真空度(V)对油菜籽干燥特性的影响。利用决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、卡方(χ)~23个指标对拟合结果进行评价。对尺度参数(α)、形状参数(β)、水分扩散系数(D~(eff))、有效扩散系数估算值(D_(cal))和几何参数(R_g)进行解析。结果表明,尺度参数(α)与温度(T)和真空度(V)呈负相关,与初始含水率(M)呈正相关;形状参数(β)值均低于1,水分扩散系数(D_(eff))值为6.051×10~(-9)～2.908×10~(-8)m~2/s,几何参数(R_g)值均低于1,油菜籽真空干燥活化能(E_a)为22.369 k J/mol;温度(T)与平均干燥速率(r)呈正相关,与发芽率(g)和芽长(l)呈负相关;真空度(V)仅与平均干燥速率(r)呈正相关;初始含水率(M)与单位能耗(e)呈正相关,与发芽率(g)、芽长(l)以及平均干燥速率(r)均呈负相关。     

花椒真空干燥特性分析及动力学模型研究

为了探求花椒真空干燥特征,提高干燥速率,实现花椒真空规模化干燥。选取干燥温度为50、60、70℃,真空度为-0.06、-0.04、-0.02 MPa,装载量为30、40、50 g进行全面试验,考察3个因素对花椒干燥总时间和干燥速率的影响。利用7种经典干燥数学模型对9组实验数据进行非线性拟合,利用决定系数R2、残差平方和(SSE)、卡方χ2三个指标对拟合结果进行评价,选取其最优模型与建立的BP神经网络模型进行对比检验。结果表明,三次多项式模型的拟合R2值都达到0.999、SSE值最低达到了7.0E-4,χ2值最低达到3.08E-5是7种经典模型中描述花椒真空干燥动力学特性的最优模型。但三次多项式模型拟合检验的平均相对误差值为1.98%高于BP神经网络模型的平均相对误差值(1.13%),因此BP神经网络是更适合描述花椒干燥动力学特性的数学模型。     

花椒吸附等温线及热力学性质

采用静态称质量法,测定花椒在20、30、40 ℃,水分活度为0.005～0.982条件下的吸湿特性,绘制出花椒的吸附等温线。结果表明,花椒吸附等温线属于Ⅲ型等温线,在同一温度下,花椒的平衡含水率随水分活度的增加而增加。用8 种经典吸附模型对其进行拟合比较,Oswin模型效果最优,其次是GAB模型。Oswin模型的决定系数R2达到了0.999,平均相对误差E值为4.11%～8.13%。根据上述模型得到花椒的相对安全含水率与绝对安全含水率约为0.06 kg/kg与0.045 kg/kg。热力学性质显示,花椒属于毛细管多孔特性;当花椒的含水率超过0.08 kg/kg时,水同物料的结合能及净等量吸附热较低,花椒中的水分较易去除;花椒的平均单位质容量的范围为13～18 mol/J,可以根据平均单位质容量来选择最合理的预处理方法和干燥方法。