Budaiwi模型的修正及实验验证

在Fourier定律和Fick定律的基础上,考虑墙体内部相变及太阳辐射的影响,以墙体中的空气含湿率和温度为驱动势对Budaiwi模型进行了修正,弥补了质传递方程中的遗漏之处。为了验证模型的正确性,建立了一个实验装置测试实际气候条件下墙体内的温度和相对湿度,并将实验结果跟模型预测结果进行了对比,模型预测结果跟试验测试结果吻合良好。室外侧分界面处的空气相对湿度平均误差为4.44%,平均温度偏差为1.31 K,室内侧分界面处的空气相对湿度平均偏差为6.3%,平均温度偏差为1.26 K。该改进模型能较精确的预测墙体内的热湿耦合迁移情况。     

四分仓回转式空气预热器热力计算方法

基于四分仓空气预热器的运行方式和传热特点的分析,建立了先合仓再分仓的热力计算模型。模型包含合仓和分仓两步计算,通过合仓计算获得平均出口烟温和有加权的平均出口风温;利用合仓计算结果进行分仓计算,获得右二次风仓、一次风仓和左二次风仓的平均出口风温。结果表明,计算值与设计值的最大相对偏差为2.27%,最小相对偏差为0.21%。以某300 MW循环流化床锅炉机组的四分仓空气预热器为实例,在4个常用工况下,计算值与实际运行数据的最大相对偏差为4%,平均相对偏差为1.8%,验证了此计算方法的准确性和可靠性。     

Development of experimental study on coupled heat and moisture transfer in porous building envelope

A new facility was presented which can expediently and cheaply measure the transient moisture content profile in multi-layer porous building envelope. Then, a common multi-layer porous building envelope was provided, which was constructed by cement mortar-red brick-cement plaster. With this kind of building envelope installed in the south wall, a well-controlled air-conditioning room was set up in Changsha, which is one of typical zones of hot and humid climate in China. And experiments were carried out to investigate the temperature and moisture distribution in multi-layer building envelope in summer, both in sunny day and rainy day. The results show that, the temperature and humidity at the interface between the brick and cement mortar are seriously affected by the changes of outdoor temperature and humidity, and the relative humidity at this interface keeps more than 80% for a long-term, which can easily trigger the growth of mould. The temperature and humidity at the interface between the brick and cement plaster change a little, and they are affected by the changes of indoor temperature and humidity. The temperature and humidity at the interface of the wall whose interior surface is affixed with a foam plastic wallpaper are generally higher than those of the wall without wallpaper. The heat transfer and moisture transfer in the envelope are coupled strongly.     

A new group contribution-based method for estimation of flash point temperature of alkanes

Flash point is a primary property used to determine the fire and explosion hazards of a liquid. New group contribution-based models were presented for estimation of the flash point of alkanes by the use of multiple linear regression(MLR)and artificial neural network(ANN). This simple linear model shows a low average relative deviation(AARD) of 2.8% for a data set including 50(40 for training set and 10 for validation set) flash points. Furthermore, the predictive ability of the model was evaluated using LOO cross validation. The results demonstrate ANN model is clearly superior both in fitness and in prediction performance.ANN model has only the average absolute deviation of 2.9 K and the average relative deviation of 0.72%.     

TSP超前地质预报系统及其在隧道施工中的应用

为对隧道施工进行超前地质预报,在薛城隧道K30＋708-K30＋673段内右壁布设了24个激发孔,K30＋728段左右壁各布设了1个接收孔,对出口段K30＋652～K30＋540段进行了测试,并利用TSP对测试数据进行处理、分析。根据围岩的实际开挖情况,由测定的纵波波速和岩体声波波速数据以及地震波的反射界面图,结合TSP的预报结果进行综合分析。结果表明,TSP技术在薛城隧道安全施工中的应用总体是可靠的。     

TSP超前地质预报系统及其在隧道施工中的应用

为对隧道施工进行超前地质预报,在薛城隧道K30+708～K30+673段内右壁布设了24个激发孔,K30+728段左右壁各布设了1个接收孔,对出口段K30+652～K30+540段进行了测试,并利用TSP对测试数据进行处理、分析。根据围岩的实际开挖情况,由测定的纵波波速和岩体声波波速数据以及地震波的反射界面图,结合TSP的预报结果进行综合分析。结果表明,TSP技术在薛城隧道安全施工中的应用总体是可靠的。     

Simulation on spray evaporation processes in Multi-spout bed by modified impinging wall method

Basing on some researchers’ experimental results,the droplet impinging wall model was modified,and We Number and K Number were adopted to determine the mode of droplet impinging wall.The simulation results indicated that the mode of impinging droplet is sticking on the wall in Muti-spout bed.The droplet impinging wall model modified can describe the droplet impinging wall phenomenon accurately in the multistage spouted fluidized flue gas desulfurization reactor.Basing on the study above,the distributions of temperature and relative humidity in the reactor were attained.In atomization region,the distribution of temperature exhibits "M" shape.The relative humidity exhibits"W"shape.The mass concentration of droplet reduces along axis of the reactor.Due to the multi-spouted configuration,droplet concentration increases obviously in the intersection region between the 1st and 2nd stage reaction region.The evaporating intensity reaches its peak value in the area of 200 mm away from the sprayer,and droplets are completely evaporated at 1500 mm.     

湿热环境下粘钢加固混凝土界面的粘结性能

钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5、10、15 d的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系。分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式。建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

湿迁移对墙体传热的影响分析

考虑温湿度对墙体材料热湿物性参数的影响,建立以相对湿度和温度为驱动势的墙体热湿耦合传递模型。在变温湿度边界条件下对墙体非稳态热湿耦合传递过程进行分析,计算得到墙体表面温湿度及热流密度,与不考虑传湿情况进行对比分析。结果表明：不考虑吸放湿时墙体内表面温度比考虑吸放湿时变化幅度大,且前者内表面平均温度与后者相差约0．9℃;因墙体内表面吸放湿作用引起的相变潜热约占总壁体传热量的27．5％,在负荷计算中不可忽略。     

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。     

基于 RBF神经网络的水平光管内R407C流动沸腾换热预测

基于 RBF神经网络建立了水平光管内混合工质 R407C流动沸腾换热的预测模型,以质流密度(G),热通量(q),干度(x),饱和温度(Tsat)和光管内径(D)作为网络输入,流动沸腾换热系数(h)作为网络输出,神经网络模型通过训练学习,对水平光管内 R407C的流动沸腾换热系数进行预测,经实验数据验证,预测结果与实验结果吻合较好,网络预测的平均误差为-0.9%,绝对误差为5.5%,均方根误差为10.9%,并且网络预测结果与四个传统关联式的计算结果相比有了明显的改善.由此说明该模型适用于水平光管内 R407C的流动沸腾换热预测,对采用 R407C制冷系统管式蒸发器的优化设计具有一定的指导意义     

循环流化床外置换热器壁温偏差改进措施

为了解决660 MW超超临界循环流化床锅炉外置换热器中受热面的壁温偏差问题,通过数值计算,复现600 MW超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温分布,并将该方法应用到相同尺寸的超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温计算中. 通过对边壁区域3片管屏工质节流,从工质侧解决超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温偏差问题,使受热面计算壁温偏差控制在30°C以内,实现受热面管材安全运行. 通过冷态试验,发现颗粒侧传热系数沿外置换热器宽度方向呈现马鞍形的双峰分布,传热系数最大值出现在距离边壁约0.2倍宽度范围内,通过调整边壁区域气体速度可以提高该区域的传热系数,为运行过程减缓局部偏差提供参考.     

严寒地区被动房外墙传热系数

为了研究适用于我国严寒地区气候条件的被动房外墙传热系数,从我国严寒地区与德国气候条件的差异性入手,通过ISO和DIN等国际标准对4种不同环境下的外墙内表面热阻、热桥和发霉温度点等方面的理论进行全面介绍并分析. 运用Heat2热桥软件,计算德国被动房外墙设计标准使用在我国严寒地区气候条件时的外墙室内墙角温度. 将计算出的墙角温度与5种不同室内相对湿度环境下的发霉温度点进行对比分析. 计算结果表明,当内墙表面热阻为0.5和1.00（m²·K）/W时,墙角温度都低于发霉温度点以下. 基于我国气候条件,以发霉温度点为基准反向推导出5种不同室内相对湿度环境下的外墙传热系数,提出室内相对湿度为50%时的传热系数为适用于我国严寒地区被动房建筑的外墙传热系数.     

二元恒残液组成提馏式间歇精馏的捷算法

探讨了二元恒残液组成提馏式间歇精馏在理想操作条件下汽化总量的数值计算方法.采用数值计算方法计算出二元恒残液组成提馏式间歇精馏,给定分离任务理论板数与汽化总量的对应关系,并通过关联计算结果得到其理论板数与汽化总量的近似关系式.对于给定的分离任务,如果已知汽化总量,用该近似关系式计算理论板数与精确解的最大正相对偏差为0.027 1,最大负相对偏差为-0.028 8,平均相对偏差为0.014 6;如果已知理论板数,用该近似关系式计算汽化总量与精确解的最大正相对偏差为0.041 8,最大负相对偏差为-0.035 1,平均相对偏差为0.016 5.因此,该近似关系式具有很好的计算精度.     

多层墙体热湿耦合传递模型及验证

从非平衡热力学角度论证了多层墙体热湿耦合过程采用水蒸气分压力和温度作为驱动势的合理性。由于水蒸气分压力是含湿量和温度的函数,利用全微分思想,建立了多层墙体热湿耦合传递模型,该方法可避免Budaiwi方法在热湿耦合模型建立过程中采用的空气含湿量与相对湿度间的近似表达式,而且简化了方程系数,便于方程的求解。通过对多层墙体求解结果的对比,验证了该模型的有效性。     

相对湿度和温度对铁锈硫化物氧化倾向性影响

对原油储罐内壁的铁锈试样进行X-射线衍射分析表明,储罐内铁锈的主要成分为Fe3O4(质量分数为27.8%)、Fe2O3(质量分数为61.5%)和Fe(OH)3(质量分数为10.7%)。模拟储油罐内壁铁锈和硫化氢的反应,改变硫化温度和实验样品的相对湿度,通过硫化物在氧化过程中温度的变化,考察硫化产物的自然氧化倾向。结果表明,干燥或相对湿度大于20%的实验样品硫化反应所生成的硫化产物自然氧化性大幅度降低,氧化速度缓慢,对储罐安全构成的威胁性较小。     

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。     

基于相对湿度的棉花回潮率在线检测

为了解决棉花加工过程中回潮率的在线检测问题,提出了一种基于相对湿度的棉花回潮率在线检测方法.硬件设计采用HIH3610湿度传感器和DS2438温度电压检测器,得到了采样探头气窗内的空气温度和相对湿度.利用BP神经网络建立了温度、相对湿度与棉花回潮率的关系模型.结果表明,随着相对湿度的升高,棉花的平衡回潮率显著增大,随着温度的升高,平衡回潮率逐渐减少;湿度达到平衡的时间约为10s;采样延时对一个棉包产生的不良率为4.65%;BP模型的回潮率最大绝对误差小于0.2%.所得结论表明,基于相对湿度的棉花回潮率检测方法满足棉花加工行业对回潮率控制精度和实时性的要求.     

基于系统优化的岩土热物性确定方法

针对地埋管地源热泵系统设计中的岩土热物性确定问题,以竖直U形地埋管换热器的管式储热系统DST模型为基础,建立岩土热物性试验系统模型.通过系统模拟出的地埋管换热器进、出水平均温度与实测值的对比,以其差值的平方和为目标函数,利用系统优化的方法,对岩土的综合导热系数和热容量2个参数实施优化,确定出其最优值.通过具体算例,将优化算法确定的热物性参数应用于不同的地埋管换热器模型（有限长线热源模型、柱热源模型、DST模型）中计算埋管平均水温,并与试验结果进行对比,结果表明:应用DST模型确定的热物性参数对应的水温差值的平方和最小,且试验系统模型计算的地埋管换热量模拟值与试验输入值的最大误差为3.11%.     

枣棉间作的生态效应对棉花产量的影响

在气候干燥、风沙危害严重的塔里木盆地腹地———阿克苏市研究枣棉间作对棉花的生态环境因子及产量的影响,揭示环塔里木盆地干旱区枣棉间作系统中光照、空气温湿度、风速等生态因子的变化情况以及水平分布特征,探讨间作对棉花产量的影响,分析枣棉间作系统的经济收益.2010年,在枣棉共生期间,使用Vantage Pro2自动气象站和KS4000手持气象站观测光照强度、空气温湿度、风速和风向等气象因子,利用LAI2000冠层分析仪观测光合辐射,棉花采收前进行测产.间作系统的日平均光照为71.78%;光合有效辐射方面表现为距离枣树越远越高,反之则越低,大小关系为：W-165cm〉E-155cm〉W-105cm〉E-95cm;间作系统的日平均气温降低2.7℃,地表温度平均比对照棉田降低4.3℃,空气相对温度高3.0%,土壤水分含量高3.13%～3.62%;间作系统的防风效能达到38.6%;对棉花有一定的减产,但并不明显.枣棉间作作为新疆特有的果农间作模式之一,在很多方面表现出较强的优势,为环塔里木盆地特色林果产业的发展以及枣农间作模式提供借鉴.