冷却管结构及风速对空冷中冷器性能的影响

本文在实验基础上,使用计算流体动力学方法研究了不同空冷中冷器冷却管前缘结构及风速对其冷侧热工水力性能的影响。研究发现,冷却管前缘半径R_1相同时,Fanning摩擦因子f随风速的增加而减小,而相同风速不同R_1时,f同样随R_1的增加而减小,在以R_1=0.9 mm为基准时,R_1=0 mm的f因子值最大增加12.42%,R_1=3.6 mm的f因子值最大减小5.41%;冷却管前缘半径R_1相同时,努赛尔数Nu随风速的增加而增大,相同风速不同R_1时,Nu同样随R_1的增大而减小,在以R_1=0.9 mm为基准时,R_1=0 mm的Nu最大增加2.22%,而R_1=3.6 mm的Nu最大减小1.49%;对于性能评价准则PEC,冷却管前缘半径R_1相同时,PEC随风速的增加而增大,而相同风速不同R_1时,PEC随R_1的增大而增大,在以R_1=0.9 mm为基准时,R_1=0mm的PEC值最大降低10.13%,R_1=3.6 mm的PEC最大增加3.40%。综上,在R_1=3.6 mm、冷侧风速为7.5 m/s时,空冷中冷器冷侧热工水力性能最佳,因此增大R_1及风速有助于空冷中冷器冷侧热工水力性能的改善。     

伞撑空冷支架结构与普通空冷支架结构抗扭性能对比分析

传统空冷支架结构一般采用钢桁架-钢筋混凝土管柱的竖向混合布置方式,质量和刚度沿竖向分布极不均匀,造成结构扭转效应明显。针对一种新型伞撑空冷支架结构体系,进行基本动力特性和平扭耦联地震动反应计算,研究结构的周期、振型及在多维地震作用下的动力响应,通过与传统结构进行对比,分析了引起变化的原因,提出了对结构的设计建议。研究结果表明,该新型体系能有效减轻结构的扭转效应,减小结构的侧向位移,增强结构的整体抗震能力。     

进气温度对车用柴油机排放性能的影响

为了研究中冷器冷却性能对增压中冷柴油机排放性能的影响,模拟了不同进气温度对烟度及NOx 排放性能的影响。试验中增压中冷柴油机上的中冷器为模拟中冷器,冷却方式为水冷,通过电磁阀控制冷却水的流量来控制进气温度。选取进气温度分别为35±3 ℃、45±3℃、55±3 ℃,在9个工况点(转速为1000、1500、2500 r/min,负荷为50%、75%、100%)下进行了试验。试验结果表明:随着进气温度的降低,柴油机的排气烟度降低,且随着负荷的增加,烟度降低更为明显;试验工况下NO 排放性能都得到了明显的改善。     

液体黏度对旋流泵性能和流动的影响

采用计算流体力学方法研究比转速为76的定型产品32WB8-12型电机直联旋流泵输送水和不同黏度黏油时的水力性能和内部流动,分析液体黏度对性能曲线、泵水力损失、泵腔内部液体平均旋转角速度的变化,给出3个工况下流量、扬程、效率和叶轮圆盘摩擦损失修正系数与叶轮雷诺数的定量关系式,并与离心泵输送黏油试验数据和现有修正系数换算方法进行详细对比。结果表明:与离心泵相比,旋流泵的叶轮圆盘摩擦损失占轴功率的百分比最多为5%,属低叶轮圆盘摩擦损失泵;液体黏度对流量和效率修正系数影响较小,对扬程修正修正系数影响较大;当叶轮雷诺数不低于1×104时,旋流泵可维持较佳水力性能,适合输送黏度较高的液体;泵腔内存在环流涡,其位置和大小、液体平均角速度大小同黏度有关。     

环境温度对点燃式甲醇发动机冷起动性能的影响

基于循环控制试验研究了环境温度对电控喷射点燃式甲醇发动机首循环起动着火特性和HC排放的影响。结果表明,环境温度对该发动机起动着火特性有显著影响。环境温度低于16℃时,不采取辅助起动方法,无论首循环喷射多少甲醇燃料,也无法使点燃式甲醇发动机起动。采用电热塞预热进气管和进气道喷射适量LPG均可使甲醇发动机低温下可靠起动,实现理想的"即喷即着"的首循环着火。环境温度显著影响甲醇发动机冷起动时燃料蒸发速度和混合气浓度。环境温度升高,甲醇发动机首循环可靠起动的喷射脉宽减小,起动性能改善。     

铰接式履带车辆的结构参数对转向性能的影响

建立了铰接式履带车辆软路面稳态转向数学模型，分析了车辆宽长比、铰点位置、后车与前车长度比等因素对转向性能的影响。利用铰接式履带车辆模型的转向试验，验证了理论分析结果。     

复合变质对空冷贝氏体铸钢组织和性能的影响

研究了SH复合变质剂对Si-Mn-Mo空冷贝氏体铸钢铸态组织和性能的影响.试验结果表明,SH复合变质剂对铸态组织和冲击韧性有显著的影响,但对铸态硬度影响不明显.SH复合变质剂存在1个最佳加入量.     

机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响

为解决充气轮胎在越野路面行驶的防破损问题,提高车辆通过性能,对机械弹性车轮的牵引性能进行了研究。通过对机械弹性车轮特殊承载方式进行分析,建立了考虑车轮滑转和地面切应力的驱动轮牵引性能预测模型,推导了车轮沉陷、土壤推力、挂钩牵引力等计算公式;对机械弹性车轮和普通充气轮胎的牵引性能进行了对比,结果表明与普通轮胎相比机械弹性车轮具有较好的通过性能;研究了机械弹性车轮刚度、半径和宽度对牵引性能的影响规律,为车轮结构设计及整车动力学优化提供了参考。     

冷等静压成形及烧结温度对超细WC-TiC-Co 硬质合金性能的影响

采用高能球磨法制备了平均粒度约为550nm的WC-5TiC-10Co超细粉体.研究了冷等静压成形及烧结温度对合金试样性能的影响.结果表明:超细粉体在280MPa、保压2min的冷等静压条件下,压坯密度达到8.13g/cm3且趋于恒定.相同烧结温度下,冷等静压试样的性能优于普通压制试样;随着烧结温度的升高,合金试样的密度提高,硬度和抗弯强度先升高后降低;最佳烧结温度在1450℃左右,试样的密度达到12.08g/cm3,洛氏硬度(HRA)值高达93.6,抗弯强度达到1224MPa.     

导流装置对直接空冷凝汽器单元空气流动与换热性能影响的数值研究

针对600 MW直接空冷凝汽器单元在受到环境风影响下,轴流风机进风量减少以及翅片管束出口温度分布不均匀的现象,采取在空冷单元风机出口和挡风墙底部同时加装平直矩形导流板的措施加以改善。运用Fluent软件对内部和外部加装不同数量导流板后的空冷单元进行了数值模拟。结果表明,在环境风影响下,空冷单元内部和外部同时加装导流板,不仅能够增加轴流风机进风量,降低翅片管束出口局部高温区的温度,而且能够使空冷单元内部流场更加均匀。     

流体可压性对轮式装载机中冷器的影响

为提高换热器换热量的计算精度,以某型号轮式装载机水冷中冷器为研究对象,通过截面变化率、换热量、表面摩擦因数等变量建立其增压空气侧可压缩流模型.采用计算流体力学(CFD)软件对模型进行了仿真验证,结果表明可压缩流模型与不可压模型的偏差随流量增加而增大.与试验结果对比发现:在流量较低时,宜使用不可压缩模型简化计算;当流量较大时,则宜使用可压缩模型提高计算精度.试验条件下,可压缩模型的换热量与试验值最大偏差为6.5%,压力损失最大偏差为7.5%.所提方法改善了高流速区间由于忽略可压缩性带来的偏差过大的问题,为换热器的优化设计提供了指导.     

冷风机性能的实验研究

利用房间热平衡对冷风机的性能进行了实验研究,确定了冷风机制冷量和传热系数的变化规律,并由实验结果推导出了冷风机空气侧放热系数的计算公式。     

新型热声发动机驱动的脉管制冷机实验研究

为完全消除低温系统中的运动部件,简化低温系统结构并提高其可靠性,对自制新型热声发动机驱动的脉管制冷机系统进行了实验研究.对热声发动机的性能进行了实验分析,确定出系统充气压力和制冷机的接口位置,将一台单级小孔型脉管制冷机接到系统中.通过调节小孔阀,对脉管制冷机性能进行了优化.结果表明,以氦气为工质,在充气压力为2MPa时,发动机单独运行时最大压比达1.19,驱动单级小孔型脉管制冷机获得了119K的低温,这为热声制冷机系统应用于天然气液化奠定了良好基础.     

钢梁与核心筒连接刚度对钢-混凝土混合结构抗震性能的影响

为了研究钢梁与核心筒连接刚度对钢-混凝土混合结构抗震性能的影响,运用有限元软件SAP2000,根据不同结构构件采用不同的单元模型,对同一钢-混凝土混合结构的不同连接刚度进行了模态分析及弹塑性时程分析,探讨了不同连接刚度对混合结构整体性能的影响。分析结果表明,半刚接HS-SR结构的变形值介于铰接HS-P和刚接HS-R结构之间;在抗震方面,半刚接HS-SR结构的外框架既能承担水平力又不会因承担过大的水平力而发生脆性破坏,外框架为具有安全储备的第2道抗震防线。 更多还原     

液氦温区分离型脉管制冷机性能影响因素

研制了一台高效率液氦温区分离型二级脉管制冷机，采用单压缩机和单旋转阀驱动该二级脉管制冷机.在实际输入功率为6.7 kW时，第二级最低温度达到了2.5 K，在4.2 K有590 mW制冷量；同时第一级在36.7 K有15 W制冷量.制冷机在4.2和40 K 2个温度上都能提供大制冷量，可以用于替代G-M制冷机冷却超导磁体、低温泵和电子器件等.通过实验，研究并分析了不同压缩机和旋转阀时序对分离型二级脉管制冷机性能的影响.     

建筑外窗形式对窗户气密性能的影响

采用压差法测量了天津大学校园内5种典型的常用建筑外窗的气密性,这5种窗户分别是PVC单层窗、PVC双层窗、铝合金平开窗、铝合金推拉窗以及铝合金上悬上悬窗,每类窗户测量3组,测量压差控制在0~60 Pa之间。通过测量结果分析了窗框材料、开关窗形式、使用时间以及窗户所处环境对窗户气密性的影响。最终,当压差为5 Pa时,前4种窗户的漏风量分布在10~20 m³/h之间,而铝合金上悬上悬窗的漏风量则在35~40 m³/h之间,漏风量比较大。窗户的渗漏系数C与窗户气密性存在较大关系,压力指数n基本分布与0.5~0.6之间,受气密性影响小。再根据标准GB/T 7106-2008计算了所测外窗的气密性,通过计算,PVC双层窗的气密性最好,平均为5.17 m³/h·m²;铝合金上悬上悬窗的气密性最差,平均为17.9 m³/h·m²。通过对实验的可重复性进行测量,发现经过测量得出低压段（≤ 10 Pa）的漏风量受环境影响较大,高压段（≥ 15 Pa）较小;每两次重复性测试的时间间隔为1周,每两组重复测量之间的误差都小于15%,实验可重复。     

Multi-objective optimization of cooling air distribution of grate cooler with different inlet temperatures by using genetic algorithm

The paper discussed a multi-objective optimization model of the cooling air distribution of a grate cooler according to the analogy of a cross-flow heat exchanger and entropy-generation minimization analysis. The modified entropy generation numbers caused by heat transfer and flowing resistance are regarded as objective functions, and are simultaneously optimized by a genetic algorithm. A test is conducted to validate the model. The final optimal cooling air distribution is decided by energy consumed through cooling fans minimization. Next, two schemes are investigated for inducing exhaust air of 70°C–100°C in a chimney to cool the middle and front parts of the grate cooler. Based on each scheme, sensitive analyses of cooling air inlet temperatures are conducted. The results show that the minimum energy consumption of cooling fans increases by 121.04%, and the thermal efficiencies of the grate cooler vary no more than 1.66% when inducing the exhaust air into the middle part of the grate cooler. The minimum energy consumption of cooling fans slightly varies and thermal efficiencies of grate coolers vary no more than 0.51% when inducing exhaust air to the front part of the grate cooler. It is more effective and economical to induce exhaust air at any temperature to the front part of the grate cooler.     

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.     

翅片参数对车用中冷器流动传热性能的影响

为了研究翅片结构及其几何参数对车用进气中冷器热力性能的影响,采用三维k-ε湍流模型,应用块结构网格生成技巧,融合流固耦合研究方法和薄壳导热模型数值模拟18个具有不同结构和参数的中冷器换热单元的流动传热性能.采用正交试验设计方法(DOE）安排仿真研究过程,进行极差分析和方差分析,并通过风洞实验进行验证.研究结果表明,翅片结构形式和峰距对传热性能影响巨大,翅高和扭幅次之;翅高对流动阻力的影响最为显著,扭幅和峰距次之;不必考虑扭动波长对热力性能的影响.研究结果与工程实践经验吻合,风洞实验验证了该方法的有效性.     

钢管混凝土结构理论研究及应用进展

通过对钢管混凝土结构近年来理论研究和工程应用的跟踪,对钢管混凝土力学特性、动力性能和耐火特性等研究成果进行了概述,并对这种较新的结构型式下一步的研究方向和发展前景进行了展望.