9Cr钢正火过程换热系数的计算及数值模拟

为计算不规则阶梯形试验件正火过程的换热系数,采用无纸记录仪测定正火过程中四个关键位置点的温度曲线,并用反传热法中的非线性估算法计算出升温、保温及吹风冷却过程的换热系数。采用此换热系数作边界条件,模拟阶梯形试验件不同位置温度随时间的变化曲线,得到的计算结果与实测数据相互吻合。同时,通过对9Cr钢的正火过程进行数值模拟,得到正火中不同时刻的温度场、组织场。     

H13钢淬火过程中综合换热系数的确定

表面综合换热系数作为关键边界条件直接影响淬火过程中的温度场分布,从而影响淬火后工件的组织场、硬度场以及应力场分布。采用反向热传导方法对淬火过程中H13和冷却介质之间的表面换热系数进行计算,通过实验测得工件淬火过程中的冷却曲线,并将其用于H13刀圈热处理仿真,导入DEFORM反传热模型中,对比换热系数预测的冷却曲线和实测冷却曲线,得出温度值基本吻合,确定综合换热系数,为后续热处理仿真的边界条件确定提供了可靠的依据。     

基于有限元的换热系数反求法

换热系数是评定淬火介质冷却能力的主要参数,也是建立热边界条件的关键参数.换热系数反求法就是把换热系数作为未知量来求解,属于反向热传导问题,这类问题的研究在实际工程应用中具有十分重要的意义.本文用Matlab编写了基于有限元的换热系数反求法程序,用Ansys软件模拟和试验相结合的方法,进行了相应的验证,结果表明,本文所述...     

绕管式换热器壳侧液体降膜流传热特性分析北大核心CSCD

为研究绕管式换热器壳侧传热特性,建立了以丙烷为模拟工质的三维液体降膜流传热模型,进行了不同流动工况下液体降膜流的传热数值模拟,分析了雷诺数、液相入口温度、换热管壁温、壳侧工作压力对绕管式换热器传热性能的影响。结果表明,流动工况对绕管式换热器的传热性能有显著影响;对于液体降膜流,传热膜系数随着雷诺数增大而增大,同时相同雷诺数时,随着换热管管层下降传热膜系数逐减减小;当液相入口温度升高时,传热膜系数增大,液相入口温度升高0.2 K时,平均传热膜系数升高约15%;当管壁温度与饱和温度间的温差较小时,升高管壁温度传热膜系数有明显增加,当管壁温度与饱和温度温差较大时,传热膜系数变化不显著。对于丙烷,工作压力增大时,液体降膜流的传热膜系数减小,当工作压力从0.2 MPa增大到0.3 MPa时,传热膜系数降低10%~15%,当工作压力从0.3 MPa增大到0.4 MPa时,传热膜系数降低约5%。所得结果可为绕管式换热器工艺设计提供参考。     

旋转燃烧室冷却结构设计研究

针对新型旋转燃烧室的传热与冷却问题进行了深入研究。根据燃烧室的热传导特点,列出其热传导微分方程,讨论了传热问题的边界条件,使用有限元方法对燃烧室壁进行了温度场和应力场计算,结合实验修正取得了各个冷却通道之间的换热量及换热系数。在此基础上提出了双层螺旋通道的冷却方案。分析计算结果与实验结果相吻合。     

高效全钢种小方坯连铸机二冷设计准则探讨

对于高效全钢种小方坯连铸机的实现,二冷设备和工艺至关重要。本文在实践和模型计算基础上,对二冷设备设计的各个方面给出了指导性建议,包括冶金长度、二冷区总长以及二冷形式等。并提出采用相对柔和且均匀的冷却是高效二冷工艺制定的核心思路,有针对性地给出了150×150mm小方坯,拉速大于3.0m/min后,采用全水喷嘴,不同钢种比水量范围为1.5~1.9 L/kg;除足辊外采用气雾喷嘴,不同钢种比水量为0.7~1.2L/kg。     

空间低红外辐射液氮冷屏低温特性研究

应用低温冷屏蔽方法可以降低空间飞行器表面红外辐射强度。建立分层贮液及气流分离空间冷屏蔽系统模型,应用流场数值模拟参数计算对流换热经验关联式并获得不同边界对流换热系数,将对流边界条件代入稳态传热数值模拟过程并得到液相区及气相区表面温度分布规律。建立单元传热试验模型,应用当量分析法对试验模型天地一致性进行分析,结果表明:极端状态下分层贮液高度小于100mm时传热模拟表面最大温度92.9K,流场最大温度107K,试验最大温度180K,受当量辐射影响,试验温度梯度与模拟梯度外形相似但大于模拟温度梯度;试验当量辐射接近1592.6W/m2,地面液氮维持时间15min,空间维持时间大于30min;分层贮液模型能够使空间飞行器在特定时间段内表面温度低于100K,红外辐射强度低于0.5W/m2。     

气冷涡轮叶片气热耦合数值模拟研究

采用气热耦合计算方法进行气冷涡轮气动性能-传热分析,这种方法无需指定对流换热系数和热流密度等经验参数,只须要给出气流与固体之间的流动换热物理条件.利用该方法对某三维涡轮导叶进行数值模拟,计算结果表明,气热耦合计算的叶片温度场更接近真实情况,针对该叶片尾缘烧蚀问题,利用气热耦合计算方法,研究了叶片尾缘冷却设计方案,通过对在尾缘开缝冷却方案的分析计算,结果表明,该设计方案可以使得尾缘最高温度下降了130K.     

铝合金末端淬火界面换热系数的反分析求解

在数值模拟过程中,界面换热系数的准确性直接影响到模拟精度。以6082铝合金末端淬火实验为基础,采用反传热法求解了界面换热系数,结果表明:界面换热系数随表面温度降低而增大,且两者之间的关系是非线性的。     

带钢镀后喷射冷却过程传热特性的数值研究

喷射气体冷却是带钢连续退火和镀后冷却过程中最重要的冷却方法,利用数值模拟方法对带钢镀后喷射冷却过程中带钢传热特性进行研究,计算结果表明在带钢表面热流密度呈条缝状分布,典型工况下带钢表面平均对流换热系数为127.3W/(m2·K),带钢冷却速度为12.4℃/s。该研究为带钢连续退火机组及镀后快冷系统设计提供理论依据。     

The effect of ambient air condition on heat transfer of hot steel plate cooled by an impinging water jet

It has been observed that the cooling capacity of an impinging water jet is affected by the seasonal conditions in large-scale steel manufacturing processes. To confirm this phenomenon, cooling experiments utilizing a hot steel plate cooled by a laminar jet were conducted for two initial ambient air temperatures (10°C and 40°C) in a closed chamber, performing an inverse heat conduction method for quantitative comparison. This study reveals that the cooling capacity at an air temperature of 10°C is lower than the heat extracted at 40°C. The amount of total extracted heat at 10°C is 15% less than at 40°C. These results indicate the quantity of water vapor, absorbed until saturation, affects the mechanism of boiling heat transfer.     

低温表面大流量无沸腾喷雾冷却试验研究

对低表面温度大流量无沸腾喷雾冷却技术进行了实验研究.实验以水作为冷却工质,在常温常压下进行,流量范围在0.65～1.1L/min间.发现在相同喷雾高度下,喷雾压力越大,喷雾传热性能越好;在一定喷雾高度范围内,喷雾在待冷却表面形成的圆正好与待冷表面相切时,传热性能最优.此时,喷雾压力0.46MPa条件下,表面温度仅31℃时,最大热流密度达到34W/cm2.     

微米级水雾准等温压缩方法的能耗分析

由于多数压缩空气系统都基于绝热压缩,大约有一半的电力被转化成了热量并耗散。由于压缩时空气的温度上升,并转化得到更多的热,使压缩效率降低。将微米级（19~38 μm）水雾喷入压缩空气与之混合,吸收空气热量,降低压缩空气温度。在不同喷嘴有效直径产生的微米级水雾冷却压缩的条件下,仿真分析了空气温度、压力、压缩功及压缩效率的变化特性。计算并优化设计了水雾冷却准等温压缩的水雾临界能耗线和极值能耗线,为水雾冷却准等温压缩系统的设计提供了有效的判断标准。     

板式蒸发式冷凝器传热性能试验研究

搭建了板式蒸发式冷凝器传热性能试验平台,对影响板式蒸发式冷凝器传热性能的主要因素———喷淋水流量、风速、汽液流向以及工艺流体进出口位置进行试验研究。结果表明:空气与水并流时传热效果最好、逆流次之、错流最差;板内冷凝压力随冷却循环水喷淋密度、风速的增大而减小;在各自最佳风速,不同汽液流向操作下,蒸汽对角进出时的热流密度均比蒸汽同侧进出时大。     

水平管束低压降膜蒸发换热特性研究

本文主要对水平管在较低压力的降膜蒸发进行研究,设计了滴淋降膜蒸发试验台,以去离子水为工质,在不同的喷淋流量、温度和压力下,对水平管束进行降膜蒸发传热实验。试验结果表明,在较低过冷度下,管外换热系数和总传热系数随着喷淋流量的增大变化不明显。当过冷度增加时,管外换热系数和总传热系数变小,但随着喷淋流量的增大而明显增大。换热系数随过冷度下降而增加,过冷度为零时,换热系数最大。此外,蒸发器水流量对换热几乎没有影响。     

液滴低温气体雾化射流冷却换热理论分析与实验研究

论述低温气体雾化射流冷却原理及特点,以池内膜态沸腾为基础,将喷雾颗粒的冲击作为一种扰动,建立雾滴射流进入切削区冷却高温壁面的模型,讨论雾滴冷却高温壁面的换热系数,着重探讨工艺参数水流密度对喷雾冷却换热系数的影响.进行了不同水剂量的低温气体雾化射流冷却钛合金高温壁面的瞬态实验,获得了钛合金试件表面温度分别为100℃、150℃、200℃和250℃时,低温气体雾化射流冷却达到最佳冷却效果时水剂量,分析了水剂量对冷却效果的理论依据,结果证实该模型对实际应用具有一定的指导作用.     

基于毛细管空调系统的试验研究

以能源与动力工程实验中心节能减排实验室为背景,对毛细管空调系统进行制冷及除湿实验。监测室内温湿度在水平和垂直方向上的温湿度分布情况;并且通过实验确定毛细管重力循环空调柜除湿和换热性能的影响因素及其最佳运行工况。结果表明:在人体的高度范围1.6².0m之间,室内温度维持在26.5℃左右,对人体非常适宜;供水流量在6002.0m之间,室内温度维持在26.5℃左右,对人体非常适宜;供水流量在600⁷00L/h,供水温度在17.5700L/h,供水温度在17.5¹8℃时,进出口空气温差增长的速度最快,重力循环空调柜换热经济性最佳;供水流量在50018℃时,进出口空气温差增长的速度最快,重力循环空调柜换热经济性最佳;供水流量在500⁶00L/h,供水温度在15.5600L/h,供水温度在15.5¹6℃时,出口空气流速增长的速度最快,重力循环空调柜除湿经济性最佳。     

钉头管自支承式换热器的耦合传热及流场数值模拟研究

对钉头管自支承式换热器的结构进行合理简化,建立数值模型,用FLUENT软件对其温度场和流场进行数值模拟,分析比较了钉头管自支承式换热器对空气、水、润滑油3种介质的强化传热效果。结果表明钉头管自支承式换热器对粘度较小的空气介质效果更明显,其强化传热系数可达光管结构的1.7倍左右,压降为光管结构的1.04-1.08倍。     

蒸发式冷凝器管外水膜与空气传热性能及机理的研究

建立了蒸发式冷凝器实验平台,测试了不同喷淋密度及迎面风速对管外水膜与空气传热与阻力性能的影响,结果表明管外水膜与空气传热受迎面风速的影响较大,而受喷淋密度影响较小。得到了管外水膜与空气传热系数计算式,最大相对标准偏差为12.2%,进而分析了蒸发式冷凝器中水膜与空气的传热机理。     

An experimental study on the performance of air/water direct contact air conditioning system

Direct contact air conditioning systems, in which heat and mass are transferred directly between air and water droplets, have many advantages over conventional indirect contact systems. The purpose of this research is to investigate the cooling and heating performances of direct contact air conditioning system for various inlet parameters such as air velocity, air temperature, water flow rate and water temperature. The experimental apparatus comprises a wind tunnel, water spray system, scrubber, demister, heater, refrigerator, flow and temperature controller, and data acquisition system. The inlet and outlet conditions of air and water are measured when the air contacts directly with water droplets as a counter flow in the spray section of the wind tunnel, and the heat and mass transfer rates between air and water are calculated. The droplet size of the water sprays is also measured using a Malvern Particle Analyzer. In the cooling conditions, the outlet air temperature and humidity ratio decrease as the water flow rate increases and as the water temperature, air velocity and temperature decrease. On the contrary, the outlet air temperature and humidity ratio increase in the heating conditions as the water flow rate and temperature increase and as the air velocity decreases.