沼气池内PEX螺旋盘管换热性能实验研究

建立PEX螺旋盘管加热沼气池的实验平台,对影响盘管换热的运行参数(热媒入口温度、平均流速)和设计参数(螺旋管直径、螺距)进行实验研究。对比分析不同因素对沼气池内温度变化、盘管换热量和传热系数等参数的影响。结果表明:入口水温对螺旋盘管换热性能的影响大于管内平均流速,提高螺旋盘管入口水温可显著缩短沼气池的预热时间,将入口水温由40℃升至70℃后,对应的预热时间由15 h以上缩至5.4 h;螺旋盘管的平均传热系数随螺旋直径的增大、螺距的减小而减小;改变螺旋直径对水平方向上的沼液温度分布影响较小。     

周向非均匀热流下太阳能吸热管局部传热特性

利用数值模拟方法研究周向非均匀热流下太阳能吸热管局部传热特性,分析吸热管壁厚、熔盐入口温度、熔盐流速对局部传热性能的影响规律,结果表明:吸热管周向加热量相同,管壁越厚其外壁温度越高,管内壁热流分布越均匀。壁厚对低热流侧周向及轴向局部Nu影响较大,且低热流侧局部Nu均随壁厚的减小而增大。同一流速,熔盐入口温度越高,周向局部Nu越大。不同流速吸热管周向局部Nu均随周向热流的减小而增大,流速越大,周向局部Nu越大。不同壁厚吸热管内低热流侧Nu明显大于高热流侧Nu,平均Nu略大于高热流侧Nu,且平均Nu基本相等。     

基于浅层地热能流体加热技术的机场道面融雪方案

在利用浅层地热能流体加热技术为机场道面融雪化冰时,因传统埋管方案埋深较浅难以和机场道面施工结合,且在换热时会在道面结构内引起较大的温度应力,因此该文提出一种将管道铺设于面层和基层的交界处的新型埋管方案,以提高施工便利性、减小面层混凝土中的温度应力。建立COMSOL Multiphysics三维有限元数值模型,重点比较其在传热规律和融雪性能上与传统方案的差异,并分析入口温度和流速对融雪效果的影响。结果表明,新方案可有效利用浅层地热能提高路表温度,有效传热率为85.9%,融雪效果较好;新方案温度梯度仅为传统方案的40%,温度分布更均匀,可降低温度应力而减小路表开裂的风险;提高入口温度可有效提升融雪效果,而流速对传热性能和融雪效果的影响较小。     

基于正弦函数的液冷板上流体流向对锂离子电池散热性能的影响北大核心CSCD

锂离子电池的散热性能与液冷板上流道的形状、液流流向、液流入口温度、液流入口流速和放电倍率等有关。本工作以电池最高温度、温差、温度标准差及压降为评价指标,设计了一种正弦函数液冷板流道,运用COMSOL有限元软件分析正弦流道频率与振幅对锂离子电池散热性能的影响并探讨不同放电倍率、不同入口温度和不同入口流速条件下流体流向对锂离子电池的最高温度、温度均匀性和温度一致性的影响。结果表明:低频率和低振幅的正弦函数流道有利于电池的散热;改变流体流向有利于改善锂离子电池的最高温度、温度均匀性和温度一致性;随着交错流次数的增加,锂离子电池的最高温度和温差均减小;高放电倍率下流体流向对锂离子电池散热性能的影响更大;液流入口温度为25℃时,改变流体流向锂离子电池的散热效果最佳。     

某双层U型管隔板出口处的流动特征研究

针对某小尺寸双层U型管隔板出口处的局部流动特征,进行流体动力学模拟计算。研究管内流速、进口流速差和进口流体温差对流体流动特征和温度分布的影响。研究发现,当2个入口温度恒定且流速大小相等时,随着流速的增加,隔板附近涡核区范围增大且逐渐靠近,涡强度增加;换热范围先增大后减小。当2个入口温度恒定时,固定1个入口的速度,随着另1个进口速度的增加,涡强度增加,高速区涡核范围增大,低速区涡核范围减小。当2个入口速度恒定时,固定1个入口的温度,改变温差,压力大小基本不变,而隔板出口处的低压会由高温区向低温区移动;涡强度增加,尾部形态不变;2股流体间的热量交换更加充分。     

钢板横向感应加热磁-热耦合的有限元数值模拟

采用电磁-热耦合二维有限元法模拟钢板感应加热,得到了加热频率和电流密度对加热时间、加热速度和温度均匀性的影响。结果表明,采用U型线圈加热钢板,可以形成一个完整的磁回路,符合感应加热钢板的要求;频率增加能够缩短加热时间和扩大钢板温度的温差;而电流密度增加,加热时间缩短,其对温度均匀性的影响则随电流增加温差增大。     

不同加热方式下大尺寸物料的传热特性

以秸秆料包为原料,采用微波加热和电加热2种方法对其进行了加热试验,测得了料包内部的温度分布,并进行了对比研究.结果表明:微波加热迅速,均匀性好,但物料特性和加热过程中的化学反应对温度分布有重要影响;电加热时,料包内部温度沿导热方向单调递减,由于导热热阻的存在,使得沿导热方向分布的各层物料进入热解阶段的时间间隔逐渐增大,热平衡时各层物料间存在明显的温度梯度.在功率可对比的情况下,微波加热比电加热速度更快、效率更高.     

多晶硅还原炉中硅棒的直流电加热模型

考虑西门子还原炉内对流传热、辐射传热以及化学反应热,建立24对棒西门子还原炉内硅棒直流电焦耳加热模型。研究不同分布环上硅棒增长半径、反应器壁辐射率对硅棒内部径向温度分布的影响。结果表明:随着硅棒半径的增大,位于内环和中环的硅棒中心温度先增大又减小,而外环上的硅棒内部温度分布更不均匀;增大反应器壁辐射率,硅棒中心温度逐渐增大;辐射热损失越大,反应器壁的辐射率对硅棒内部温度的影响越强。     

基于试验数据拟合的甲烷反应器流动仿真分析

为研究甲烷反应器压降影响因素,基于某船舶发动机甲烷反应器试验测试数据,拟合多孔介质流体惯性阻力系数和黏性阻力系数,利用STAR-CCM+建立反应器模型并进行仿真计算,研究反应器内部流场均匀性及压降。结果表明：流体惯性阻力系数为340.82 kg/m⁴,流体黏性阻力系数为1 437.27 kg/(m³·s)时,仿真模型取得最优拟合结果;反应器压降主要由催化剂层的压降导致;催化剂入口废气流速均匀性达97%,废气分布均匀;催化剂废气温度影响平均流速,使试验压降与仿真压降有一定偏差。     

圆柱形等距螺旋盘管式相变蓄热装置蓄热性能研究

文章设计了一种以石蜡为相变材料的圆柱形等距螺旋盘管式相变蓄热装置,并通过实验分析了该装置的传热特性,以及传热流体入口温度、入口流量对石蜡的融化特性、相变蓄热装置的蓄热量及相变蓄热系统总传热系数的影响。分析结果表明:融化后期,石蜡的融化速率会明显加快;当传热流体入口温度一定时,随着入口流量逐渐增大,蓄热装置的最终显热蓄热量略微升高;与传热流体入口流量相比,传热流体入口温度对石蜡融化速率影响较大;相变阶段,石蜡的传热性能较强,传热流体入口温度越高,石蜡的传热性能越不稳定。     

基于单片机控制的微波加热系统

介绍了以AT89C52单片机为控制核心的微波加热系统,通过PID算法对测量数据和设定数据进行处理,通过控制单相交流调压模块控制磁控管的功率,从而控制炉子的温度。用K型热电偶来检测炉子的温度。该微波加热系统加热物体效率高,而且物体受热均匀。     

感应加热温度均匀性影响因素的实验研究

镍基高温合金FGH4096是高性能发动机涡轮盘、环形件及其他热端部件的关键材料。以其为研究对象,搭建感应加热实验平台,设计不同工况,通过实验方法研究感应加热过程中影响合金试棒温度分布均匀性的因素。实验结果表明:在试棒两端安装陶瓷片对其温度分布均匀性影响不大;用保温棉包裹试棒,适当降低加热速率可以提高合金试棒温度场分布均匀性;感应线圈尺寸对合金试棒温度分布均匀性影响较大。     

一种改进的工业微波炉加热控制PID技术

讨论了一种基于共轭梯度算法的改进的BP神经网络的PID控制技术,利用神经网络的自学习能力,实现对工业微波加热炉中温度的智能控制,用于解决微波加热系统的时变性,不确定性和非线性方面的问题。仿真结果表明这种建立在神经网络模型上的PID控制技术能够满足工业微波加热中的温度控制要求。     

动力电池微细通道散热数值分析研究

动力电池对温度敏感度高,高温散热实现难度较大,尤其是极端环境温度和高倍率放电下。设计了一个微细通道电池液冷散热系统,针对系统进行不同放置方式、环境温度、冷却液入口温度、入口流速的影响研究。发现竖直方式电池组可获得较好的温度分布;环境温度变化对电池组温度变化影响较小;电池组温度与冷却液入口温度基本呈线性变化,冷却液入口流速增加可显著降低电池组最高温度,提高温度均匀性。最后对流道进行尺寸优化,增大高度是较好的优化方案。     

散料在垂直螺旋输送机中的运动规律分析

为研究螺旋转速对物料在垂直螺旋输送机中运动过程的影响,应用FLUENT软件,采用欧拉双流体模型以及RNG k-ε湍流模型,建立垂直螺旋输送机仿真模型,在进料量Q=1.2 kg/s、颗粒平均粒径为38.25μm和螺旋转速为475、500、525、550和600 r/min条件下,分析螺旋转速对垂直螺旋输送机内部流场的影响。研究表明:物料轴向速度随螺旋转速的增大而增大,增加螺旋转速能够较为平稳地提高输送量;颗粒填充率随螺旋转速的增大而减小,螺旋轴轴向力随螺旋转速提高而下降;随螺旋转速的增大,螺旋轴的轴向总力矩和功率呈下降趋势,但降幅逐渐减小。     

挡板对某双层U型管流动特征的影响

针对双层U型管中有无挡板及其安放位置对流动特征的影响展开研究。热水入口流速0.5m/s,冷水入口流速1.0m/s,使用商用计算流体动力学软件ANSYS FLUENT进行流场数值模拟,得到了管道内流体速度、涡量、压力和温度的分布。设置挡板后,管道内湍动剧烈,涡强度增强,平均流速先增大后减小。设置挡板可以显著改善隔板出口处的压力分布情况,而随着挡板到隔板距离的增大,挡板处的压差逐渐增大。无挡板时,出口处流体间换热效果最好,设置挡板后,随着挡板到隔板距离的增大,换热效果变差。     

添加物对石蜡相变螺旋盘管蓄热器蓄热和放热性能的影响

对以石蜡为相变材料的螺旋盘管蓄热器的蓄热和放热性能进行了实验研究,探讨了在石蜡中添加铜粉、硅粉和不锈钢丝带对石蜡螺旋盘管蓄热器蓄热和放热性能的影响。结果表明：在蓄热过程中,随着加热时间的增加,蓄热器内的温度分布不均匀性逐渐增大;纯石蜡蓄热器内温度分布不均匀性最为严重;插入不锈钢丝带的蓄热器内温度分布最均匀。在放热过程中,纯石蜡蓄热器的出口水温下降最快;而石蜡加不锈钢丝带的蓄热器出口水温最高。     

垂直矩形窄通道流动沸腾换热特性实验研究

流动沸腾换热是典型的两相流问题。窄通道与常规通道相比较,其流动沸腾换热系数有较大提高,换热机理也更加复杂。针对截面为250 mm×5 mm的竖直矩形窄缝通道,在低压、入口温度过冷、不同质量流速及加热功率密度的条件下,对水流动沸腾换热特性进行实验研究。通过实验分析可知:入口温度27～60℃、质量流速2.22～3.49 kg/(m2.s)及加热功率密度0～12 kW/m2对饱和沸腾起始点和过冷段长度有重要影响;高的空泡份额和通道结构的限制使汽液两相流动不稳定而影响换热系数,换热系数随着功率的增大而减小,流体进入完全对流沸腾阶段;由于实验段通道顶部结构的限制,干度的增加不会出现干涸点,换热不会得到恶化,换热系数随着功率的增大基本不变。     

电窑制备SiC结合Si3N4材料加热阶段的数值模拟

电窑中SiC-Si3N4耐火砖的烧制过程按时间可分为三个阶段,即加热阶段、化学反应烧结及冷却阶段。用数值仿真的方法模拟加热阶段,分析窑内温度场的均匀性。发现窑内热棒的位置及供热功率变化对温度分布影响较大;窑内的对流换热对改善温度场,减小砖坯的表面温差有一定作用;由于发热棒的不合理布置,使得窑内的温度场均匀性较差,升温速率较慢,电窑热效率偏低。     

强制对流循环加热设备的风机选型及控制初探

对温度均匀性要求较高的电热设备，通常采用强制循环对流的加热方式，因此风机的选型及控制对能否达到要求的温度均匀性至关重要。着重从保证设备温度均匀性的角度，探讨了如何计算循环风量，采用变频调速控制风机转速，达到节能环保的目的。