热泵热水器最高出水温度研究

本文分析了制约热泵热水器最高出水温度的因素,进一步从理论上探讨了换热温差对出水温度的影响,并通过计算进行验证,其结果可为热泵热水器的设计提供一定的参考。     

金属喷射成型过程单颗粒液滴的运动和传热研究

建立了金属喷射成型过程中单颗粒金属液滴的运动和传热数学模型，应用该模型对喷射成型过程中不同尺寸液滴的运动和传热过程进行了分析，确定了不同尺寸液滴的运动轨迹、温度变化及凝固情况．     

高温介质短管耦合换热中的热流分布与辐射作用

通过数值模拟短管内常物性高温介质的辐射与对流耦合换热，研究了壁面热流及介质内的热流分布特征，考察了介质辐射作用对热流分布的影响，管内流动为层流正在发展流，介质为吸收发射性灰介质，换热与流动同时发展，采用离散坐标法求解圆柱坐标系下的辐射传递方程，以获得辐射换热项，并将该项作为耦合换热能量方程的源项处理，采用控制容积法离散能量方程和N－S方程，并用SIMPLEC算法进行失代求解，结果表明，高温介质辐射不仅对壁面热流和局面努谢尔数分布有重要影响，而且使介质内径向热流分布发生较大改变。     

操作型换热器流体出口温度的确定

操作型换热器计算在换热器的设计中历来都是难点,其解决办法一般都采用试差法或传热单元法(图表法),缺点是计算过程繁锁、精度低。通过理论分析,推导出流体出口温度。结合计算机技术,其计算过程简捷,且精度高。     

金属蜂窝夹芯板辐射导热耦合问题

针对金属蜂窝夹芯板,研究了其在气动加热条件下的非稳态传热行为.基于高温传热学原理,通过传热机制分析,建立了蜂窝夹芯板的导热-辐射一维瞬态耦合传热数学物理模型.在此基础上,采用控制容积法,结合蒙特卡罗法,发展形成了求解该类辐射导热耦合传热问题的数值方法,并给出了蜂窝夹芯板当量热导率和典型边界条件下金属蜂窝夹芯板瞬态温度场、非加热面热响应的计算方法,进行了典型算例计算和实验验证.结果表明,所建立的数值计算模型在预报蜂窝结构热响应方面是有效的,而且较之Swann-Pittman半经验关系式,提高了计算精度.     

计算非稳定传热系数的新方法

在矿井地热预测中,矿井风流与围岩之间的非稳定传热系数是传热计算的重要参数。作者提出井巷围岩地温场温度分布规律和非稳定传热系数的解析式,阐明其本质及其影响因素的关系。经计算机的模拟实例证明,新的解析式精度较高,简便实用。     

高温热管翅强化管内换热的数值模拟

将高温热管翅作为翅片强化换热的设备,可以大大地提高换热器的传热能力。为预测高温热管翅强化传热性能,推动高温热管翅的开发与应用,将12根高温热管翅的冷凝段排成2排置于管道内组成换热设备。运用FLUENT软件,选用TGrid网格技术方法、k-ε湍流模型、SIMPLE压力-速度耦合方法对该换热设备进行数值模拟计算。数值模拟结果直观地表征了高温热管翅强化管内换热的温度场、速度场以及对流换热系数场;表明管道换热设备内因为有了高温热管翅,流动速度加大,表面换热能力加强。第1排热管翅的换热系数高于第2排热管翅的换热系数。随流量的增加,对流换热系数增大。数值计算结果与实验结果进行比较,表明理论值与实验值的基本趋势相吻合。     

水平光滑管内R245fa轴向均匀沸腾传热特性实验研究

R245fa是有机朗肯循环系统（Organic Rankine Cycle,ORC）最常用的工质之一,研究其传热流动特性对于指导R245fa的ORC设计和运行有重要价值。搭建了有机工质单管传热流动测试台并开展了水平光滑管内R245fa在90℃下的沸腾传热实验研究。实验获得了平均干度、质量流率对平均流动沸腾传热系数和壁温沿管程分布的影响规律,并分析了原因。将实验结果与3个经典传热关联式预测结果进行了对比,结果显示平均偏差分别为38%、39%、20%。R245fa高温蒸发实验结果可为进一步修正传热关联式提供基础数据库,并用于指导热力循环工程实践。     

户间传热量的计算方法研究

建筑物各个房间的室温不同将导致相邻用户之间的热量传递．为研究户问传热量,提出室内平衡温度的概念,推导出计算室内平衡温度和整个采暖季户问传热量的理论计算公式．分析了影响户间传热量的两个重要因素,并用建筑物的试验数据进行了验证,从而证明了分析方法的正确性．     

含偏心热源同轴多层圆柱稳态温度场分析

针对含偏心热源同轴圆柱多层介质结构的稳态传热问题,本文根据多极理论传热模型给出多层结构中含待定系数无穷级数的温度场通式,并利用边界条件与源条件,得到层与层之间的递推关系进而求解温度场的表达式,具有形式简单可应用到任意多层介质的特点。将该方法应用于土壤源热泵系统的U型地埋管传热过程,验证了其可靠性,从而为同轴圆柱多层介质结构传热分析提供了一种新的有效工具。     

热型连铸过程的二维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理,充分考虑冶金单元三传过程,对一些微小部分传热做了近似计算,建立了热型连铸凝固过程二维稳态温度场的物理、数学模型.编制了计算铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数应用程序,并在VC 6.0环境下迭代运行,理论上得出了以上工艺参数对铸坯固液界面位置的影响程度.做了多次纯铜热型连铸实验,计算结果与实验所测数值及文献上报道的实验结果吻合较好,同时也说明了该二维模型的正确性.     

对流换热可控温差场分布原则

应用火积概念导出了对流换热过程的火积耗散表达式,进一步基于火积耗散极值原理讨论了换热器N股冷、热流在不同情况下参与换热的优化。研究表明,若参与换热的任何冷、热流之间的温差可以独立调控,在总换热量一定寻求火积耗散最小或在总火积耗散一定的条件下寻求换热量最大,则整个换热系统冷、热流之间的温差分布均匀时换热最优;若参与换热的任何冷、热流体之间的换热量或火积损耗可独立确定,则换热冷热流之间的温差分别保持各自的均匀温差分布时换热最优;若在任何冷、热流之间存在可能换热的情况下,无论是总换热量一定时寻求火积耗散最小,还是总火积耗散一定时寻求换热量最大,整个换热系统不同的冷热流换热的优化温差并不是同一个常数。     

基于理论的相变储能换热器传热性能分析

在理论成功应用于常规换热器的基础上,将传递效率、耗散数及基于耗散的换热器热阻应用于相变储能换热器的传热性能分析中。定义广义耗散率并由此推导出相变储能换热器蓄热、放热及总过程的传递效率及其瞬时值。确定耗散数及基于耗散的换热器热阻计算中换热量的取法。选取一种相变储能装置作为分析对象,通过理论分析绘制各主要部分温度变化趋势,进一步简化得到硅油、水的出口温度表达式,作为算例分析基础。结果表明, 传递效率的应用范围最广,可用于计算相变储能换热器蓄热、放热及总过程的(瞬时)不可逆热损失,且评价结果与传热性能相符,瞬时传递效率随蓄热时间的增加先增大后不变再增大,随放热时间的增加先减小后不变再减小; 耗散数在蓄热过程和总过程中的评价结果与传递效率一致,瞬时耗散数随蓄热时间的增加先减小后不变再减小,然而在放热过程中的应用受限。基于耗散的换热器热阻的部分评价结果与实际不符,应用限制较大。蓄热过程及总过程中,当蓄热量、取热量与蓄、放热阶段时长同步变化时, 传递效率、耗散数与基于耗散的换热器热阻几乎无变化;当装置传热性能提高时, 传递效率增大, 耗散数减小,基于耗散的换热器热阻减小;放热过程中,设置参数的变化不影响装置传热性能, 传递效率基本无变化。     

热管技术研究、发展与工业应用

介绍了一些热管技术在工程的典型应用，包括废热回收设备和工业过程设备．水碳钢热管技术在许多工程领域都得到了成功应用,如：用于废热回收、节能与环境保护的空气预热器和废热锅炉．液态金属高温热管技术在过程装备得到了广泛应用。高温热空气发生器和热管技术在化学反应器中也能发挥作用，如在氨合成塔中的应用．热管技术的成功应用是建立在热管技术的基础研究之上的，这些研究包括：热管内汽液两相流动与传热、热管传热极限、热管传热强化和热管材料相容性与热管的寿命等方面理论和实验研究．高效传热与传质的热管设备在许多工程应用领域将会得到越来越重要的应用．     

热管中冷器的传热与阻力特性

为了研究重力热管在车辆中冷器上的应用可行性,设计用于冷却高温增压空气的热管中冷器.选用水作为工作介质,在风洞实验台架上进行热管中冷器的传热和阻力性能实验.测试热管中冷器在不同冷侧空气流速、冷﹑热侧空气进口温差、热侧空气流量下的散热量和压力降,比较并分析测试结果.结果表明,热管中冷器具有良好的散热性能,在一定范围内可以满足高增压内燃机的散热要求.将实验结果与理论模型计算值进行比较,结果表明,实验值与理论计算值变化趋势吻合较好．     

燕尾型轴向槽道热管薄液膜热传递及实验验证

基于薄液膜的传热传质理论建立了燕尾形槽道热管的蒸发段与冷凝段热传递的数学模型,利用Laplace-Young方程得到不同负荷下的轴向毛细半径分布.分析求解了蒸发段温降与冷凝段的温降随热负荷的变化,进而得出了热管温降随热负荷的变化.实验研究了热管在不同冷源温度下温降随热负荷的变化.结果表明:槽道中液膜厚度沿轴向逐渐增厚;蒸发段和冷凝段温降随热负荷增大而增大;通过比较模型预测值和实验测量值,发现两者吻合较好,进一步验证本文所建的模型的正确性.     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

地下连续墙内埋管换热器传热性能的试验研究

采用现场试验的方法对上海自然博物馆地下连续墙内埋管的传热性能进行了试验研究,分析了埋管布置形式、循环水流速、进水温度和运行模式对换热效果的影响.试验结果表明:地下连续墙内埋管的布置形式和传热性能都与传统的地埋管有较大的不同;混凝土水化热对地下连续墙体的温度有较大影响;增大埋管的支管间距可以提高其换热效果;在试验工况下的单组埋管合理流速为0.6～0.9m/s,;地下连续墙内埋管的换热量随进水温度呈线性变化;采用间歇运行的模式,可以提高热交换系统的换热量.     

Frictional heat transfer regularity of the fluid film in mechanical seals

The frictional heat transfer regularity in the mechanical seal system consisting of the rotating ring, the stationary ring, the fluid film in the end faces and the sealed medium was investigated. The primary factors affecting the frictional heat transfer regularity, such as the heat transfer coefficients from the rings to the sealed medium, the frictional heat flux, the frictional heat distribution ratio and so on, were discussed. The equations for calculating the temperature field both in the sealing members and in the fluid film were derived. The coupling analysis of the frictional heat of the fluid film and the thermal deformation of the two end faces of the rings was carried out to obtain the separation angle of the two deformed end faces in consideration of the viscosity change of the fluid film. The results indicate that the frictional heat of the fluid film heavily affects its characteristic and the sealing performance of mechanical seals. The frictional heat changes not only the shape of the gap between the end faces but also the viscosity of the fluid film, and thereupon leads to the increase of the leakage rate. The maximum temperature of the system is at the inner radius of the fluid film, and most of the frictional heat is conducted by the rotating ring. Based on the heat transfer analysis method put forward in this paper, the parameterized design of mechanical seals can be realized to determine the best geometrical parameters and to select the appropriate material of the sealing members.     

Designing for Long Campaign Life Blast Furnace (1) --The Mathematical Model of Temperature Field for Blast Furnace Lining and Cooling Apparatus and New Concept of Long Campaignship Blast Furnace Cooler Design

The physical and mathematical model of temperature field for blast furnace stave coolers was established. The computation results show that the heat resistance of 2-6 mm water scale within the cooling pipe is about 7%-20% of the total heat resistance of cooling stave body, as for drilling duct type, the heat resistance of 2-6 mm water scale is about 88%-98% of the total heat resistance. Using drilling duct or full cast pipe can eliminate gas clearance and coating layer between pipes and cast iron body and reduce the heat resistance of the cooler sharply and improve the coefficient of heat transfer to a great extent. The water velocity within coolers can be kept at the 1evel of 0.5- 1 .5 m/s, the higher water velocity can not decrease the hot surface temperature, but can increase energy consumption for cooling water.