水和水蒸气热力性质IAPWS_IF97计算模型分析及算法设计

用面向对象的方法实现了最新水和水蒸气热力性质工业公式IAPWS-IF97(2007.8修订版),对其各区的计算模型进行了详细地分析并设计了相应的实现算法。实现了其所有区的基本方程、导出方程、各种属性的计算公式、反推方程。实现了2区的亚稳态蒸汽区的补充方程、B23方程和B2bc方程。给出了区域区分算法、2区子区域区分算法和3区通过压力p和温度T求密度ρ的牛顿迭代算法。详细地介绍了最新IAPWS-IF97的实现方法、注意事项、相关推导过程并且补充了等容比热容cv的计算机程序验证值。提高了B23与Ts(p)边界和B2bc与ps(T)边界的一致性。通过在造纸工业中的应用,表明该实现算法具有全面、精确、快速和自动测试等优点。     

对临界区水和水蒸气性质两种计算方法的分析

介绍了国际水和蒸汽协会(IAPWS)最新提出的区域3的导出及边界公式,并对导出公式与工业用水和水蒸气热力性质计算基本公式(IAPWS-IF97)在区域3的一致性进行了计算分析.通过计算和比较得到了区域3所有导出公式与基本公式间偏差的具体分布,为实际工程应用提供了参考.     

导热油管内强制对流换热系数的计算

以一种常见导热油为例对有机热载体锅炉的对流受热面传热系数进行计算分析。     

基于IAPWS-IF97及补充方程的水和水蒸气焓值计算程序的编制

针对水蒸气的温度T和压力p通常为已知变量,而IF97计算区域中3区的水蒸气无法在已知p、T的情况下直接求解其焓值的问题,采用将IAPWS-IF97及其补充方程IF97-S05相结合,摒弃了迭代方法,使用面向对象计算机编程语言c＋＋,编写了适用于1区~4区的水和水蒸气焓值计算程序,并将计算结果与第二版国际水蒸气表进行了对比.结果表明：应用该程序计算得出的水蒸气焓值与2008年的第二版国际水蒸气表吻合良好.     

水和蒸汽(火用)值计算模型的分析及实现

能量的交换与利用,应当从能量的"数量"和"质量"两个方面进行分析研究.(火用)作为能的"数量"和"质量"的综合指标,是对热力学体系进行热力学分析的基础之一.然而,水作为热力系统中应用最广泛的工质,其(火用)值的计算,尚有很多不清晰的地方.在IAPWS-IF97的基础上,对水和蒸汽炯值的计算方法进行了研究.编制了计算软件,实现了对水和蒸汽炯值的计算.     

土壤样品有效导热系数的分形计算模型

选择上海地区具有代表性的两种土壤样品,根据其微结构的特点,在粒径分布、剖面颗粒分布自相似规律的基础上建立了土壤结构分形模型;结合并联传热,得到土壤样品有效导热系数的分形表达式.通过与土壤样品有效导热系数的实测数据相比较,确立了符合样品有效导热系数的分形表述的最佳面积度量尺度.     

耐火材料导热系数与炉内温度的关系及其炉壁温度计算

多层耐火材料结构式工业炉炉壁耐火材料的导热系数随其炉内温度的变化而不同。针对平板炉壁型、矩形截面炉壁型和圆筒形截面炉壁型3种不同形状结构的工业炉，介绍了多层耐火材料结构式工业炉炉壁耐火材料在炉内温度变化条件下炉壁温度分布的计算方法。给出了实际计算例。     

基于变导热系数的蒸汽长距离输送模拟

为了提高长距离输送蒸汽参数的计算精度,建立了蒸汽热力和水力耦合计算方程,并在能量方程中考虑了蒸汽流动过程中的相态变化。对于具有多层保温结构管道的节点热阻,提出了一个导热系数随温度变化的热阻计算方法,在介质流动方向上将长距离管道保温热阻进行分段计算。通过实测数据对模型进行验证,结果表明,与将平均温度作为保温材料定性温度相比,新计算模型模拟出的蒸汽温降和压降值更小且计算精度更高,其误差分别不超过1%和4%。     

热网管道的保温厚度与工质温度、保温材料导热系数的关系计算

在国家规定的热网管道的每米热损失下,其保温层厚度随着保温材料的导热系数及工质温度的不同而不同。利用导出的计算公式,通过计算,将以上四个参数的关系用图表的形式表示出来,以供在热网管道的保温中予以应用。     

一个新的适用于近临界区域CO2导热系数计算的关联式

提出了一个新的CO2导热系数关联式,该关联式适用273~1 273 K,0.07~210.00 MPa,1.0~1 145.0 kg/m3。与以往CO2导热系数关联式相比,提出的关联式只需温度T和密度ρ两个已知参数,不仅在全域范围内提高了计算精度,而且解决了以往关联式在近临界区域计算精度变差的问题,便于工程应用。在整个温度压力的适用范围内,新关联式计算值与实验值的相对偏差绝对平均值为2.79%;在近临界区域内,相对偏差绝对平均值为4.94%。     

基于Visual C++的锅炉通用热力计算程序的开发

文章对使用Visual C＋＋开发通用的锅炉热力计算程序中所涉及到的几个关键问题进行了阐述,据此开发出的程序可适应多种计算标准、多种炉型、多种燃料和燃烧方式、多种调节方式,使锅炉热力计算程序具有良好的通用性和扩展性.     

Thermal Conductivity and Viscosity of Nanofluids Having Nanoencapsulated Phase Change Material

In this study, the thermal conductivity and viscosity of nanofluids, composed of a base fluid and nanoencapsulated phase change material (NEPCM), were investigated experimentally. The NEPCM was prepared by the encapsulation of n-nonadecane as phase change material with diethylenetriamine and toluene-2,4-diisocyanate using interfacial polymerization method. The NEPCM was characterized using scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and differential scanning calorimetry (DSC) analyses. In the preparation of the nanofluids containing NEPCM, two different base fluids, water and ethylene glycol (EG), were used. The concentration of NEPCM and the working temperature were selected as the main parameters. It was found that the viscosity of the nanofluids decreases with increasing temperature and increases with increasing solid concentration. The viscosity was also expressed as a function of the solid concentration and temperature. The thermal conductivity of the nanofluids was found to increase with increasing temperature. Thermal conductivity exhibited an increasing tendency with increasing solid concentration, but the changes in thermal conductivity according to base fluid are in the range of uncertainty of the measurement for both nanofluids with a solid volumetric fraction lower than 1.68%.     

Numerical Calculation of the Effective Thermal Conductivity of Nanocomposites

The effective thermal conductivity (K _eff) of carbon nanotube (CNT) composites is affected by the thermal boundary resistance (TBR), the dispersion pattern, and geometry distribution of the CNTs. Traditional effective medium theories assume that CNTs are perfectly dispersed without considering TBR. In this work, we report the development of a new algorithm using CNTs with 3-D worm-like geometry and different persistence lengths. We describe how to obtain K _eff using simulations of these realistic CNT configurations with off-lattice Monte Carlo simulation. The results are compared with straight cylinder models without effects of persistence length.     

大容量塔式锅炉热力计算程序的开发与应用

根据大容量塔式锅炉的结构特点对其热力计算方法做了分析,指出了塔式锅炉与П型锅炉在热力计算方法上的不同之处。并依托面向对象设计方法分析了热力计算程序的设计模式。依此模式使用基于对象的VB 6.0软件编制了具有算法替代性的塔式锅炉热力计算程序。最后利用该程序对1台1 000MW塔式炉进行了校核计算,运用流程迭代的计算方法对各种系数、附加受热面吸热量、炉膛出口烟温等参数做了推算。     

变导热系数时保温层经济厚度的计算

在变导热系数条件下,分别对平壁和管道保温层的经济厚度进行了分析和计算,给出了有关计算式．并把结果与常导热系数时保温层经济厚度的计算结果进行了比较,得到了有关结论,从而为工程上保温层的设计提供参考。     

供热机组热力系统循环吸热量计算

以常规热平衡方法为基础,经过严格的数学推导,首次将等效热降理论应用于供热机组热力系统循环吸热量的计算,并提出了适用于不同类型供热机组热力系统的通用数学计算模型.经实例验证,该数学模型简捷、准确,将为不同类型供热机组热力系统热经济性的定量计算和热电联产总热耗量合理分配的研究奠定良好基础.     

热力除氧蒸汽锅炉设计计算分析与评述

首先分析了工业蒸汽锅炉出力不足的原因,阐明了锅炉热平衡计算时输出热量中应包括锅炉自用蒸汽热量的论点,随后导出了热力除氧自用蒸汽量的理论计算公式和相应的热平衡计算时输出热量的等效计算式,最后就给水采用热力除氧方式蒸汽锅炉设计计算中容易出现的误区及其所造成的计算误差通过具体计算示例予以评述.     

Buoyancy-Driven Heat Transfer in Nanofluid-Filled Trapezoidal Enclosure with Variable Thermal Conductivity and Viscosity

Heat transfer performance utilizing nanofluids in a trapezoidal enclosure is investigated taking into account variable thermal conductivity and viscosity. Transport equations are modelled by a stream-vorticity formulation, and are solved numerically by the finite difference method. The effects of the Rayleigh number, base angle, volume fraction, and size of nanoparticles on flow and temperature patterns as well as the heat transfer rate are presented. We found that the effect of the viscosity was more dominant than the thermal conductivity, and there is almost no improvement in heat transfer performance utilizing nanofluids.