复合冷却加力燃烧室壁温计算

本文提出一种采用复合冷却的加力燃烧室壁温的计算方法,附有算例,提供了加力燃烧室隔热屏设计的传热计算方法。     

有限元法计算内燃机燃烧室壁面周期性瞬时温度波动

介绍了用有限元法计算内燃机燃烧室壁面周期性温度波动的原理及程序设计。并用此程序采用一维传热模型对２８５ＱＢ油冷柴油机缸盖燃烧室壁面周期性温度波进行了计算，计算结果符合规律，用该方法可以按二维、三维传热模型计算内燃机燃烧室壁面周期性温度波动。     

开孔率对纵向波纹隔热屏性能影响

对加力燃烧室纵向波纹隔热屏进行了三维流/热/固耦合数值模拟,研究了隔热屏开孔率对隔热屏流阻与换热特性的影响规律,得到了次流通道流阻系数、隔热屏热侧壁面气膜冷却效果与对流换热系数以及单位面积冷气用量随开孔率的变化规律.     

燃用水煤浆的前置燃烧室内传热过程的数值模拟及试验研究

本文对燃烧用水煤浆的前置燃烧室内的传热过程作了数值模拟和试验研究。流场采用K—ε湍流模型,用通用SIMPLE程序修正密度进行求解。辐射传热采用蒙特卡洛法,其中吸收系数根据试验测得气相成份和温度分布计算求得,已排入通用程序。计算所得燃烧室内的温度场、壁面温度分布与实验测定值基本吻合。     

柴油机燃烧室壁面上油膜蒸发的试验研究

研制出一套用于研究柴油机燃烧室壁上油膜蒸发过程的模拟试验装置，利用该试验装置，测量出了热壁面上油膜蒸发过程，研究了壁面温度、气流运动和气流温度对油膜蒸发过程的影响，根据由试验结果得出的经验模型，给出了油膜蒸发速率的壁面热流密度的一般表达。     

低散热柴油机整机传热快速预测模型

为探究低散热柴油机在采取隔热措施前后缸内的传热过程及热量分布,本文基于热阻-热容动态传热网络模型及柴油机热力学模型的耦合计算开发了柴油机的传热预测算法,并设计了GUI人机交互界面软件。以某单缸柴油机为研究对象,采用该传热模型正确预测了单缸机工作过程中的缸内压力、部件壁面温度、热平衡等参数,并根据相应的隔热方案快速实现发动机隔热后的传热计算。该模型能够应用在低散热柴油机的开发设计阶段,对不同的隔热方案进行整机的传热预测,实现对隔热效果的预先了解。     

管道多层隔热系统的传热分析及优化设计

采用能量平衡方程和P1阶微分近似法建立了由超细玻璃纤维和反射屏组成的管道多层隔热系统稳态传热的数学模型。利用该模型分析了反射屏层数、反射屏发射率、反射屏位置、温度等因素对系统隔热性能的影响。分析结果表明,系统的隔热性能随着反射屏层数的增加而提高,但是提高幅度逐渐减小,存在一个最佳的反射屏层数;反射屏的发射率强烈地影响系统的隔热性能,采用低发射率的反射屏对于提高系统隔热性能有着重要作用;反射屏位置对系统隔热性能有较大影响,将反射屏靠近高温面布置能获得更好的隔热效果。     

焦炉传热过程的数学模型

通过研究燃烧室中燃烧与辐射，以及炉墙与煤／焦的导热，建立了焦炉的数学模型，以模拟焦炉的燃料燃烧和传热，上数学模型得到的计算结果和在工业焦炉中实际测量结果，说明模型是可靠的。基于本模型是以煤气的流量和热值、废气循环率以及装煤特性为边界条件，数学模型模拟了燃烧室的换向，能够显示焦炉中的温度分布和装煤水分对煤气流量的影响。     

工程中温度随机变化的首次穿越模型

为分析工程中各种导热系统的随机温度变化过程，应用随机振动的首次穿越理论对其进行了研究.计算了随机过程的期望穿阈率，并根据其结果推导出了首次超温的泊松过程模型.对该泊松模型进行了修正，得到了更加符合工程实际情况的窄带过程模型.利用窄带随机过程模型对某一导热系统在一定温度阈值下的首次超温平均时间进行了计算和分析，得到了不同温度阈值、衰减率和固有频率对系统超温时间的影响.对修正前后的两种模型的计算结果进行了比较.结果表明,首次穿越模型能用于预测工程中导热系统材料首次超温的可靠性时间.     

煤气化辐射废锅内高温气固两相流动传热传质数值研究

基于欧拉-拉格朗日方法对煤气化辐射废锅内高温气固两相流动传热传质特性进行了三维数值计算,水冷壁上的灰渣沉积过程采用熔渣沉积反弹模型描述。结果表明:灰渣沉积主要发生在辐射废锅的中下部,射流区流速和温度在距离底部5.5 m处迅速衰减,灰渣厚度和导热热阻在此处迅速增加,对流辐射复合换热系数和传热系数在此处迅速下降;随着入口温度的升高,壁面沉积厚度和导热热阻逐渐升高,对流辐射复合换热系数和传热系数由于温差的影响也逐渐升高;随着操作压力的升高,壁面沉积厚度和导热热阻逐渐下降,对流辐射复合换热系数和传热系数逐渐升高。     

燃烧室席壁冷却的性能预测与实验研究

在燃烧室流动条件下，对席壁冷却火焰筒的壁温分布及壁面热流等进行了预测，并用实验加以验证．结果表明，相对于原型火焰筒的分段气膜冷却，席壁冷却具有冷却均匀、壁温低、轴向壁温梯度小等显著优点．     

太阳能烟囱自然通风的一维稳态模型

太阳能烟囱是一种利用太阳能加热来强化自然通风的技术。在前人简化模型的基础上,考虑了玻璃盖板和集热墙的导热热阻的影响,建立了一个修正的太阳能烟囱自然通风的一维稳态数学模型。并利用此模型,对太阳能烟囱内的空气平均温度、集热墙温度、空气流量以及集热效率等进行了模拟计算和讨论。模型计算结果与相关实验数据及前人的简化模型进行了对比,验证了修正模型的可靠性,并表明修正模型能够提高模型预测结果的准确度。     

管网方法在双层壁冷却结构设计中的应用

为快捷有效地计算涡轮叶片双层壁复合冷却结构的冷却特性,将一套适用于气冷叶片换热模拟的管网耦合算法应用于所设计的双层壁内冷叶片上.结合冷却流路的一维管道网络算法以及壁面单元与对应外流场网格间的插值过程,形成HIT3D-Coolnet管网耦合程序,并参考有测量数据的涡轮叶片算例验证其模拟有效性.针对新型的双层壁冷却结构,在已有叶型的基础上初步构建3种配气方式的复合冷却方案.用HIT3D-Coolnet快速得到叶片外壁温度信息以甄选初始方案,借助全三维数值模拟分析初选方案双层壁结构内的流动特性,并据此采取措施改善初始设计.流场分析表明,导入腔内的冷却空气冲击腔壁,并在腔室空间内形成特定的旋涡结构,有效地强化了内部对流换热.在合理的冷气分配下,双层壁冷却技术可获得较好的冷却效果.     

太阳照射下吸附床内部温度的数值模拟

为了研究在太阳照射下不同时刻吸附床内部温度的变化情况以及不同冷却条件对吸附床温度场的影响,在充分了解太阳辐射强度变化规律的基础上,建立了真空管吸附床的二维导热模型,并采用FLUENT软件对恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部的温度变化进行数值模拟研究,观察其吸附床内部温度场分布.模拟结果表明:太阳照射下吸附床内部的温度分布明显是不均匀的;恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部达到的最大温度差值接近100℃.因此,可以得出恒壁温的冷却效果远比空气自然对流冷却的效果好;吸附床内温度的不均匀分布将不利于整个吸附床的吸附性能.     

Designing for Long Campaign Life Blast Furnace (2)--The Simulation of Temperature Field of Lining and Cooling Apparatus

Through the numerical modeling of temperature field for Blast Furnace (BF) lining and stave coolers, it can tell designers how to design a cooler which the hot surface temperature is less than its critical temperature under very high heat flux. Applying low heat re- sistance lining and staves cooler to BF is good for a layer of slag skull frozen on the hot surface of cooling stave. As long as the slag skull can stand, the furnace wall is stable and the heat loss of furnace does not increase. This is the basic principle for designing long campa- ignship BF.     

利用自然冷源为通讯基站降温的模拟分析

通过分析通讯基站能耗特点及环境要求,建立其环控能耗模拟模型,对典型地区的环控能耗进行模拟分析.以180、240、370 mm砖混墙体和50、75、100 mm彩钢板围护结构为例,分析通讯基站基础室温特性,研究通讯基站在不同环控温度下的空调冷负荷和围护结构的散热量,比较空调系统和空调-热虹吸管联合系统对环控能耗的影响,探讨热虹吸管换热设备的全年节能效果.结果表明,提高环控温度能有效降低空调能耗,从25℃提高到28℃,最高的节能效果达到16%.砖混围护结构的通讯基站中,180 mm厚砖混围护结构的传热系数大,有利于围护基站散热;彩钢板围护结构的通讯基站中,50 mm厚彩钢板的传热系数大,空调能耗低.与空调系统相比,空调-热虹吸管联合系统节能效果明显,最高节能率达到54.5%.     

温度均匀分布辐射冷顶板的传热特性

构建一种表面温度均匀分布的辐射冷顶板,分析其物理结构和传热机理,建立其辐射供冷传热过程的数学模型,利用MATLAB计算其供冷量,并通过该辐射冷顶板的热工特性试验验证模型的合理性,模拟得到的顶板温度和供冷量与实验结果的误差小于6%。通过对实验结果和计算结果的分析,研究发现在定流量稳态工况下,该辐射冷顶板结构由于存在空气夹层,顶板的供冷量随顶板温度的增大而增大,但受冷冻水温度的限制,顶板的温度在实际运行时宜保持在18~20℃之间。基于对实验数据的分析,研究了室内相对湿度随顶板温度的变化规律、房间的温度分布及其通过对流和辐射方式各自分担的冷负荷。     

湿式冷却塔加装导风管的数值研究

以湿冷机组自然通风冷却塔相关理论为基础,在FLUENT模拟软件的框架下,建立了火电机组湿式冷却塔的传热传质模型,雨区和喷淋区采用离散相模型,具有较高精度的Poppe理论用于计算填料内复杂的能量传递和物质交换.由于塔的中心区域换热效率较低,采用了在雨区加装导风管的方案,使外界空气直接与中心区域冷却水换热,改善塔内空气温度...     

Numerical simulation of heat transfer process in cement grate cooler based on dynamic mesh technique

A grate cooler is key equipment in quenching clinker and recovering heat in cement production. A two-dimensional numerical model based on a 5000 t/d cement plant is proposed to for a study on the gas-solid coupled heat transfer process between the cooling air and clinker in a grate cooler. In this study, we use the Fluent dynamic mesh technique and porous media model through which the transient temperature distribution with the clinker motion process and steady temperature and pressure distribution are obtained. We validate the numerical model with the operating data of the cooling air outlet temperature. Then, we discuss the amount of mid-temperature air outlet and average diameter of clinker particles, which affect the heat effective utilization and cooling air pressure drop in clinker layer. We found that after adding one more mid-temperature air outlet, the average temperature of the air flowing into the heat recovery boiler increases by 29.04°C and the ratio of heat effective utilization increases by 5.3%. This means heat recovery is more effective on adding one more mid-temperature air outlet. Further, the smaller the clinker particles, the more is the pressure drop in clinker layer; thus more power consumption is needed by the cooling fan.     

Effect of thermal storage performance of concrete radiant cooling room on indoor temperature

A building model with radiant cooling system was established and the cooling load, indoor temperature, surface temperature of the walls and other parameters in non-cooling and radiant cooling room were calculated by TRNSYS. The comparative analysis of the characteristics of attenuation and delay proves that the operation of radiant cooling system increases the degree of temperature attenuation of the room and reduces the inner surface temperature of the wall significantly, but has little effect on the attenuation coefficient and delay time of wall heat transfer. The simulation results also show that the inner surface temperature of the walls in the radiant cooling room is much lower than that in non-cooling room in the day with the maximum cooling load, which reduces the indoor operation temperature largely, and improves the thermal comfort. Finally, according to the analysis of indoor temperature of the rooms with different operation schedules of cooling system, it can be derived that the indoor mean temperature changes with the working time of radiant cooling system, and the operation schedule can be adjusted in practice according to the actual indoor temperature to achieve the integration of energy efficiency and thermal comfort.