含空气层冷辐射板的改进及供冷和抗结露性能分析

为了提升含空气层冷辐射板的性能,本文建立一种新型含空气层冷辐射板的数学传热模型,由模型计算得到的辐射板供冷能力和表面平均温度与实验结果的误差分别为9.20%和-4.00%,证明该传热模型的可靠性较高。对辐射板冷冻水铜管与导热板的接触形式进行两种改造,利用已验证的传热模型对改进后的冷辐射板进行分析计算。计算结果表明:在最优参数条件下,空气层厚度减小为1 mm时两种辐射板的供冷能力分别提高了36.92 W/m2和33.19 W/m2;冷冻水平均温度每降低1℃、室内温度每升高1℃辐射板供冷能力分别平均提高7.46 W/m2和7.54 W/m2;辐射板表面最大温差几乎不变,抗结露能力良好。可见,改进后含空气薄层的冷辐射板供冷和抗结露性能良好,适合推广使用。     

翅片对相变炕传热性能的影响分析

为提高相变炕的传热性能,提出了在相变炕内部添加高导热金属翅片的优化方案。通过数值模拟计算,分别探究了翅片的长度、厚度及数量对相变炕传热性能的影响。研究结果表明,翅片的长度及数量对相变炕传热性能影响显著,当炕体基本单元内翅片长度为30mm,数量为2根时,其对炕体传热增强效果最优,相较于空白对照组,添加翅片后,上炕面最大放热功率可以增大19.54%,上炕面平均温度可提升10.36%,上炕面与相变材料间的温差缩小27.36%。而翅片厚度对炕体传热性能的影响不明显。     

垂直Bridgman法生长CaF2单晶传热过程的数值分析

采用有限元法对大尺寸氟化钙单晶的生长过程进行了传热分析,准稳态模型简化模拟计算过程.研究了梯度区不同的温度梯度对界面形状和晶体生长速度的影响,讨论了辐射传热对晶体生长过程传热的影响.研究表明:晶体生长过程中界面凸度发生变化;晶体生长速率与坩埚下降速率不一致;25 K/cm为合适的梯度区温度梯度;晶体内部辐射传热对单晶生长传热过程有重要影响.计算结果表明,3个时期的固相等温线的曲率小于液相的.根据数值模拟结果进行了晶体生长实验,生长出的晶体完整,透明,无宏观缺陷.     

基于对接试验系统高低温送风工况的温场和流场分析

为实现空间对接试验系统的地面高低温环境模拟,建立了基于对接试验台不规则空间的数学物理模型,在此基础上进行CFD模拟计算,比较分析不同高低温送风工况下的温场和流场均匀性,对不同的送风工况进行了最优化选择.在结构和材料一定的情况下,影响温场及流场的最主要因素包括送风速度和送风温度,针对不同的流量和温差进行模拟分析和最优化选择,并对低温工况结合实际传热作进一步比较研究.模拟结果显示:送风速度为10 m/s时不规则空间的温场和流场均匀性最优,模拟温度均匀度可控制在2K以内,压力在±5 Pa之间,与实际传热计算比较显示模型可很好地保证试验真实性,满足该不规则空间的温场和流场均匀性要求和试验环境要求.     

梯级送风对冷藏车厢内温度场的影响分析

合理的厢内温度场是保证冷藏车运输货物品质、节能降耗的关键因素之一。为提高厢内温度场的均匀性,本文提出了单温区冷藏车的梯级送风模式。无梯级送风时,冷风在车厢内形成整体环流,流动方向较为集中,不利于整体降温;有梯级送风时,车厢顶部增加了风机,冷风速度得以提高,且流动方向更加分散,有利于提高整体降温速度和温度场均匀性。建立了冷藏车厢的仿真模型,利用CFD研究梯级送风对空仓时冷藏车厢内温度场的影响,并进行了实验验证。以射流区平均温度、车厢内整体平均温度、温度场不均匀系数和温度极差作为评价指标,对实验中采集到的温度数据进行对比分析。结果表明：梯级送风模式能够有效降低冷藏车厢内的射流区平均温度、整体平均温度、温度场不均匀系数,减小温度极差,提高降温速度;在射流区,梯级送风的影响最为显著,该处的降温幅度和降温速度都有明显优化;在车厢尾部近地面的拐角处,梯级送风的降温效果虽不明显,但降温速度明显加快。     

液氢低温截止阀传热及应力的模拟研究

应用ANSYS有限元分析软件对通径为DN25的液氢低温截止阀在超低温下的传热和应力进行分析.研究了阀体、长颈管、阀杆管等部件的温度和应力在低温下的分布情况.研究结果表明长颈管和阀杆管存在较大的温度梯度,显示了长颈管和阀体应力集中的部位.     

船舶冷藏集装箱内部温度分布的模拟与优化

文章采用数值模拟的方法,采用CFD对20英尺冷藏集装箱进行建模和数值分析,采用旁通调节、两端回风和合理利用箱内温度梯度方式,通过仿真对冷藏集装箱内部温度分布进行优化分析,得到旁通调节在不增加机组负荷的情况下,能够增大送风速度,使箱内温度分布更合理均匀;下送风两端回风的方式可以明显改善箱内温度的分布,整体温度差能够控制在1．5℃以内,提高回风温度并能提高机组效率;通过分析模拟结果得到冷藏集装箱不同距离方向上的平均温度变化情况,根据冷藏温度和温度波动可以划分箱内区域,以达到合理利用冷藏集装箱内部温度和空间的目的。     

变频空气源热泵结霜工况下运行特性试验研究

为了分析变频房间空调器在结霜工况下由于动态调节而表现出的运行特性,试验研究压缩机频率和室内机风机转速动态调节对其性能和房间温度变化的影响。结果表明:频率降低幅度影响室外机除霜程度,降幅越大,除霜效果越好,且制热时长提升越多,调节期间的最低送风温度越低;随着室内机风机转速下降,制热时长提升越多,调节期间的送风温度有所上升;在结霜工况下的动态调节可使房间温度的波动(最大1.7℃)低于常规除霜(最大5.2℃),且总的制热时长有所提升。本文研究成果可以为变频空气源热泵在结霜工况下的运行策略提供参考。     

开孔金属泡沫有效热导率的理论分析与实验研究

采用能量守恒定律和光学厚近似法,建立了开孔金属泡沫有效热导率的计算模型,分析了温度和压力等因素对传热的影响,并应用高温真空石墨加热炉对开孔金属泡沫的有效热导率进行了实验测量.理论值与测量值基本吻合,各个测量点的平均相对误差<5%,最大相对误差低于10%.结果表明,开孔泡沫金属的有效热导率随温度和压力的增加而增大,在低温情况下(T<100℃),开孔泡沫金属内部的传热机制主要为固体导热;在高温情况下(T>400℃),辐射成为开孔泡沫金属的主导传热机制;在低压下,气体导热可以忽略不计,但随着压力的增大,气体导热加大对传热的影响.     

换热管间距对冷辐射板换热性能的影响

冷辐射空调以较好的热舒适性和较大的节能潜力越来越受到人们重视，但其表面易结露及单位面积制冷能力偏低影响了其工程应用。本文通过建立金属辐射板传热过程模型，分析了辐射板换热管间距排列对换热性能的影响。结果表明：对常规等管间距排列铜管辐射换热表面，在供水温度及流速分别为17℃和0.3 m/s时，对某1.2 m×0.4 m辐射板，当管间距由100 mm降至68 mm时，辐射板表面平均温度和最高温度分别下降0.58、0.76℃,温度不均匀系数分别降低3.56%、9.41%。在此基础上，设计了4排、5排、6排三类共9种变管间距排列辐射板，分别与相应等管间距排列辐射板对比，表面平均温度最高分别下降0.37、0.56、0.36℃,温度不均匀系数最高分别下降19.3%、23.5%、30.3%,换热管变管距排列表面温度更均匀。     

热金属表面多喷嘴风冷过程气-固耦合传热模拟

目的 获得多喷嘴风冷过程的界面换热系数,并研究风冷工艺参数对界面换热的影响规律.方法 基于Fluent软件对三喷嘴强制风冷传热过程进行"气-固"耦合分析,获得高压气流的流速场和钢板表面温度场.基于"气-固"耦合分析得到钢板表面平均温度曲线,利用自开发的反传热软件计算得到"气-固"耦合界面换热系数,并将界面换热系数以第三...     

The critical heat transfer characteristics of an insulated or compound sphere considering heat radiation

Critical heat transfer from an insulated or compound sphere happen in ambient air with natural convection. Thus, heat radiation in such a situation must be considered because natural convection has only a small effect. It is found that the critical heat transfer characteristics considering heat radiation are very different from those neglecting heat radiation. The conventional critical heat transfer characteristics neglecting heat radiation only depend on sphere size, external convection heat transfer coefficient, and insulation conductivity. In addition to the above parameters, the critical heat transfer characteristics considering heat radiation are also related to the surface emissivities of the sphere and the insulation, the surrounding temperature, and the internal convection heat transfer coefficient.     

顶棚辐射供冷房间人体与环境换热的实验研究

辐射供冷空调系统具有舒适、节能等优点,备受国内外工程设计和研究者的关注。在此通过实验研究了顶棚辐射供冷房间在冷吊顶辐射作用下,室内空气温度、房间壁面温度、人体表面温度的变化规律。在此基础上,分析了人体与环境的对流换热及辐射换热的变化规律。研究结果表明,在辐射供冷系统开启后约60min内,辐射板表面温度、室内空气温度有显著变化,人体服装外表面温度变化比较缓慢,人体和环境的对流及辐射换热量逐步增大,系统开启60min后,上述各项趋于稳定。     

空间低温热管的设计与实验研究

介绍了为空间辐射制冷器研制开发的一种干道吸液芯氮气低温热管 ,该热管直径为6mm ,长度210mm ,工作温度80 .0～120 .0K ,最大传热功率可达2.5W ;并对其传热性能进行了实验研究。实验结果表明低温热管的传热性能远远优于固体的导热性能 ,完全能够满足辐射制冷器冷焦面耦合需要     

热源局部控制与冷却地板在电子厂房中的应用分析

针对置换通风与地板送风工作区温度梯度问题,基于两种送风系统的原理对比分析,对工作区内温度场变化规律进行了理论分析.分析结果表明:由于热源点位置不同,置换通风温度曲线呈现出区域性变化特征,且随高度变化而具线性分布规律;地板送风温度曲线变化相对均匀且平缓.结合天津地区某电子厂房的热源特点,提出了热源局部控制与冷却地板(区域整体控制)两种热源控制方案.通过综合对比分析,认为在厂房空间允许的条件下,更宜采用地板送风结合冷却地板作为电子类厂房通风空调方案.     

开架式气化器竖直圆管内超临界氮换热实验研究

目前国内外对液化天然气(LNG)接收站的开架式气化器中超临界天然气的流动换热实验研究非常少,本文为了研究开架式气化器中竖直管内超临界流体的流动换热特性,搭建了竖直单管超临界流体换热实验平台。以液氮代替液化天然气,研究了氮入口压力、水温和水流量等不同参数对换热的影响。结果表明:在拟临界温度以下,表面传热系数随着压力的增大逐渐减小,但拟临界温度以后,这种趋势相反;当水流量足够大时,氮出口温度取决于管外水温而不是水侧流量。最后,基于实验数据拟合出了适用于竖直圆管内超临界低温流体流动换热的半经验关联式,关联式预测值和实验值的平均绝对偏差为8.42%,可以准确预测竖直加热管中超临界氮的表面传热系数。     

7050铝合金板材深冷处理时温度场的数值模拟

基于实验测定的7050铝合金试件深冷处理的中心温度曲线,运用反传热法计算了试件深冷处理时的表面换热系数;应用有限元分析软件ANSYS计算了7050铝合金深冷处理时的温度场。研究表明7050铝合金深冷处理时的温度场与传热是非线性的,中心温度曲线的计算结果和实验结果比较吻合。     

低温推进剂贮箱增压过程的传热传质数学模拟

针对火箭发动机地面试验中低温液氧贮箱的预增压和增压过程建立了气相空间的传热、传质数学模型.运用实际气体的状态方程、连续性方程、能量守恒方程以及推进剂与气相空间的传热、传质方程等组成了关于气相空间参数的微分方程组,并运用四阶Runge-Kutta算法对其进行求解.获得了气相空间的压力、温度、增压气体流量、液氧挥发速率以及贮箱壁温等参数的变化规律.结果表明,在发动机启动前的预增压过程中,气相空间的温度和压力急剧增加,液氧的挥发速率也增加很快;发动机启动后的保持增压阶段,由于气相空间的体积不断发生变化,气相空间参数的变化趋于平缓,液氧表面向气相空间的传质速率也趋于稳定.     

低温真空腔体结构设计及传热分析

为适应未来航天低温光学系统的需要,研制了1套测量光学元件低温场和低温变形的系统。该系统由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。其中低温真空腔体是该系统中关键的装置,为光学元件的低温真空实验提供了必要的条件。对低温真空腔体的结构设计、真空度和传热进行了分析探讨,并且对梯形薄壁绝热支撑进行了详细结构热分析和COSMOSWORK软件的传热分析,结果表明可以满足低温真空的实验要求。     

低温液体换热中的污垢问题

低温液体纯度较高,由其换热所导致的污垢问题常常被忽略。但即使纯度很高的低温液体,存在其中的痕量杂质如ＣＯ２和碳氢化合物也可能造成污垢沉积,特别是对于沸换热。本文对低温液体换热中的污垢现象、影响参数及溶解度计算等问题进行了综述。