木材热解与着火特性试验研究

在自行研制的火灾固体可燃物热解与着火早期特性试验台上,对建筑装潢常用的几种木材以及森林常见的木材进行了热解和着火特性试验研究.试验木材尺寸为100 mm×100 mm×15 mm,试验选择辐射热流强度范围为20～60 kW/m2.分别就不同含水率、不同氧气体积分数、木材的纹理方向、不同的材料、不同厚度以及外加辐射热流强度等6个方面,对木材热解和着火特性的影响进行了研究.结果表明,随着辐射热流的增加,着火时间缩短、着火温度下降;随着木材含水率的增加,着火时间延长;不同环境氧气体积分数对木材热解和着火特性影响很大.预测了木材着火时间,通过试验值和理论计算值比较,两者吻合较好.     

高温烟气层对室内非连续介质着火的影响

室内发生火灾时,经常遇到一处首先着火,然后和火源间隔一定距离的可燃物也开始着火的现象.以木材为例,通过小规模火灾实验,测量不同环境条件下和火源间隔一定距离的木材发生着火燃烧时的烟气层温度,研究了室内火灾中高温烟气层对非连续介质着火的影响.研究表明,高温烟气层温度达到非连续介质的自燃点是其着火的必要条件,高温烟气层在非连续介质着火过程中起到了"点火源"的作用.因此,可以通过阻止烟气层温度达到非连续介质的自燃点或避免非连续介质可燃挥发份和高温烟气层相接触等措施防止室内火灾时非连续介质着火,从而防止火灾的蔓延扩大.     

典型建筑装潢板材的着火特性实验研究

在可燃物热解与着火特性分析试验台上,对白松、桦木、椴木、密度板、三夹板和五夹板典型建筑装潢板材的着火特性进行了研究.测定了材料的表面温度和质量损失速率,并分析了辐射热能流率、含水率和材料种类对材料着火特性的影响.结果表明,随着辐射热能流率的增加,着火时间缩短,着火温度降低;随着含水率的增大,着火时间延长;不同材料的着火特性在低辐射热能流率条件下的差异较大,而在较高辐射热能流率条件下相差不大.     

温度和热流方向对木材传热特性的影响

以4种常用木材为实验对象,研究了不同温度和热流方向对木材的导热系数、比热和热扩散率的影响,并分析了热物理性质变化的原因.实验结果表明：温度和热流方向对木材的传热特性影响显著.在25～200 ℃内,木材导热系数和比热呈现非线性变化,开始是随着温度的升高而逐渐增加,在接近80 ℃时达到一个峰值,然后又逐渐降低.而木材热扩散率的变化与温度的关系不明显.同一温度下,木材的顺纹（热流平行于纹理方向）导热系数要大于其横纹（热流垂直于纹理方向）导热系数,前者是后者的2.4～3.0倍.     

瞬态法测量木材热物性的理论与实验研究

为了有效测量不同含水率木材的热物性，提出了一种新的瞬态平面热源测量法。在一定的简化条件下求解一维有限厚度平板的非稳态导热微分方程，得到了平板木材试样的温度随时间和平板厚度变化的短时间公式，并由此建立了在恒定热流加热条件下木材热物性的瞬态测量实验台。利用此实验台测量了不同含水率的落叶松和红松试样的径向导热系数、热扩散系数和比定压热容等热物性参数并与文献数据进行了比较。结果表明，该瞬态测量方法具有较高的精度，比准稳态法更好地满足了一维导热条件，利用此方法能够有效而快速地对不同含水率的木材进行热物性测量。     

普通可燃性装饰材料燃烧特性的实验研究

对实际火灾过程中可燃性装饰材料(窗帘布、三合板、五合板和木板块)燃烧时的热释放速率、质量损失速率和着火时间与材料的几何尺度、外界加热辐射热流强度之间的关系进行了研究。结果表明,着火时间随加热强度增加而减少,且在低加热强度下的递减速度较快,在较高加热强度下变化不大;薄体材料(窗帘布)的热释放速率呈单峰状,且随着辐射热流强度增加,热释放速率峰值先增加后减小,质量损失速率逐渐减小;厚体材料(三合板、五合板和木板块)的热释放速率和质量损失速率呈双峰状,低加热强度下第1个峰值比第2个峰值大,高加热强度下第2个峰值比第1个峰值大,2个峰值差值也增大;较高辐射热流强度下出现可燃物表面碳化,可导致热释放速率和质量损失速率降低。     

落球法测量液体粘滞系数的实验研究

通过实验并利用 OriginP ro8.0软件对实验数据进行了线性拟合,给出了在实验室条件下斯托克斯公式的修正系数,并将计算结果与公认值进行了比较。结果表明,给出的修正公式的计算结果误差小,数据离散程度较小。在相同条件下对2种不同液体所做实验得到一致的结论。     

PN结传感原理线性化分析

PN结在恒流条件下,通过对其正向偏压随温度升高而降低的线性化分析,得到其传感原理的简化线性公式.在分析过程中,考虑了半导体材料禁带宽度受温度变化所产生的影响,进而对PN结的传感理论进行了修正.实验表明,修正后的理论与实验结果之间的误差减小,解决了PN结传感理论中存在的问题.     

一个新的线搜索信赖域方法

利用一个修正的BFGS公式,提出了结合线搜索技术的BFGS-信赖域方法,并在一定条件下证明了该方法的全局收敛性和超线性收敛性.     

真空珠光砂和真空岩棉绝热性能研究

实验测定了珠光砂（６０目～８０目）和岩棉两种材料在不同压力、不同温度和不同厚度下的表观导热系数．采用双热流模型给出数值求解结果,并采用渐近拟合的方法求得了预测表观导热系数的半经验公式．     

聚甲基丙烯酸甲酯强制点燃过程的实验与模拟

采用锥形量热仪对典型热塑性高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯在不同外部入射热通量下进行了强制点燃的实验研究。建立了PMMA强制点燃过程的数学模型，通过数值分析的方法将点燃数据相关联，得到了PMMA强制点燃的点燃时间与临界表面温度的表达式。并计算了PMMA不同外部入射热通量下强制点燃的点燃时间及点燃的临界表面温度。模拟计算结果与实验结果比较表明，在高入射热通量下二者基本吻合。     

A design method and numerical study for a new type parabolic trough solar collector with uniform solar flux distribution

The non-uniform concentrated solar flux distribution on the outer surface of the absorber tube can lead to large circumferential temperature difference and high local temperature of the absorber tube wall,which is one of the primary causes of parabolic trough solar receiver(PTR)failures.In this paper,a secondary reflector used as a homogenizing reflector(HR)in a conventional parabolic trough solar collector(PTSC)was recommended to homogenize the solar flux distribution and thus increase the reliability of the PTR.The design method of this new type PTSC with a HR was also proposed.Meanwhile,the concentrated solar flux distribution was calculated by adopting the Monte Carlo ray-trace(MCRT)method.Then,the coupled heat transfer process within the PTR was simulated by treating the solar flux calculated by the MCRT method as the heat flux boundary condition for the finite volume method model.The solar flux distribution on the outer surface of the absorber tube,the temperature field of the absorber tube wall,and the collector efficiency were analyzed in detail.It was revealed that the absorber tube could almost be heated uniformly in the PTSC with a HR.As a result,the circumferential temperature difference and the maximum temperature could be reduced significantly,while the efficiency tended to decrease slightly due to the inevitably increased optical loss.Under the conditions studied in this paper,although the collector efficiency decreased by about 4%,the circumferential temperature difference was reduced from about 25 to 3 K and the maximum temperature was reduced from667 to 661 K.     

Simulation of thermomechanical behavior during continuous casting process based on MiLE method

A new method called mixed Lagrangian and Eulerian method(MiLE method) was used to simulate the thermomechanical behavior during continuous casting process of steel YF45MnV.The simulation results are basically in agreement with the measured data.The delaying period at the beginning of solidification is about 0.1 in square root of solidification time which is agreement with the data in literatures,and shell thickness increases in linear relation to square root of solidification time.The bloom surface temperature decreases gradually as the casting proceeds.The effective stress in the corner is much larger than that in the mid-face.The corner area is the dangerous zone of cracking.The effects of mold flux break temperature on the air gap and hot tearing indicator were also modeled.The model predicts that the bloom surface temperature increases with the increase of the mold flux break temperature,but the heat flux decreases with the increase of the mold flux break temperature.The hot tearing indicator is much smaller when the mold flux break temperature is higher.     

Mathematical model of solidification for round CC billets

A coupled mathematical model was established to simulate the whole solidification process of round billet continuous casting for wheel steel using piecewise linear functions of heat flux density in the mold, the secondary cooling zone and the withdrawing-straightening zone. The calculated results were consistent with the measured data showing that the model accords with the practice. The surface temperature and the solidified shell thickness of round billets are more strongly influenced by casting speed than by casting temperature. The holding zones have effect on surface temperature, which is more obvious for the 450 mm round billet. The relation between casting temperature/speed and solidification end is expressed as a linear function. The solidification end is located after straightening machine.     

不均匀加热与节流对平行通道不稳定性的影响

为研究反应堆内轴向热流不均匀分布、径向不均匀加热和入口节流对密度波不稳定的影响,利用RELAP5/MOD4.0程序对强迫循环平行通道系统进行数值模拟. 由程序中的非平衡非均相模型和半隐式数值格式所得计算结果与实验数据符合较好. 对比轴向热流线性分布及余弦分布工况下的流动不稳定边界,并做出积分热流沿通道长度的变化曲线以分析其机理,还获取了径向不均匀加热与入口节流工况下系统和通道的临界相变数. 结果表明:轴向热流不均匀分布时系统的稳定性取决于沸腾边界的位置以及积分热流沿通道的分布. 与轴向热流均匀分布相比,轴向热流线性增大或减小分别使系统稳定性增强或减弱;入口过冷度较低时,轴向热流余弦分布提高系统稳定性;入口过冷度较高时,系统稳定性可能增强也可能减弱. 与轴向热流余弦分布相比,峰值偏向入口或出口分别会降低或提高系统稳定性. 径向不均匀加热对系统稳定性影响较小. 增大径向入口节流不均匀性时系统稳定性有减小的趋势,增大任一通道入口节流系数均可提高系统的稳定性.     

煤粉空气流在管内着火规律的研究

本文介绍一管内煤粉气流着火的试验方法与理论模型，从而得出煤粉气流着火的一些特性与规律，由于管内煤粉气流着火更接近工程实际，因此该实验方法比其它一些研究着火规律的方法有更多的优点，同时介绍了几种典型工业用煤在控制煤粉浓度、气流速度以及管壁温度时，管内煤粉气流的着火特性的试验结果，并与理论模型的计算结果进行了比较．比较表明，理论模型计算结果与实验结果相符．     

二元两相射流冲击传热研究

研究了用氮气和水同时喷射时的传热规律,在热负荷小于10~5(W/m~2)时,出现了所谓“负温差传热”的特殊现象,在高负荷下,有很高的传热系数,存q=2.8×10~8(W/m~2)时,壁温只有58℃,本实验研究了喷射间距和氮气、水流速对换热的影响,发现在一定条件下都有一个最佳值,同时还测定了横向局部换热系数。     

注塑模具近随形高光面壳计算

建立注塑模具近随形高光面壳厚度的计算方法.模拟分析注塑模具型腔表面曲率对传热的影响,利用Matlab拟合出型面曲率-温度关系公式;以平壁传热公式为基础,研究具有1维曲率、2维同向曲率及2维反向曲率等形状的型面,引入曲率影响系数,建立高光面壳厚度的计算公式与迭代算法.发现同时刻分别在高光面壳内外侧加热时,所达到温度的乘积均为一定值.将所得公式和算法应用于模具型腔表面,得出的近随形仿真结果表明,依据近随形高光面壳厚度计算方法得到的型腔表面温度分布误差小于3℃,低于工程中所要求的5℃以内的误差.实验证明,该算法合理,可以满足工程要求,为高光无痕注塑模具设计提供了简便实用的手段.     

低温热水辐射地板传热平面肋片模型的改进

采用肋基温度系数法对辐射地板传热的平面肋片模型进行了修正。利用有限元法对二维低温热水辐射地板导热微分方程进行了数值模拟计算。将原有平面肋片模型计算结果和改进后的模型计算结果与数值模拟结果比较,表明改进后的平面肋片模型计算结果比原有模型更接近数值模拟结果,与现有的地方规范中的数据基本吻合。