车用天然气吸附存储系统的吸附动力学

天然气吸附过程的热效应严重影响天然气的吸附量,是吸附储存天然气汽车走向应用的一大障碍.为减小热效应的影响,建立车用天然气储罐吸附过程的数学模型并用SIMPLER算法进行求解,以充气60s和180s为条件进行计算,得到以下结论:60s和180s充气对应的充气质量分别为2.1389kg和2.1723kg;充气效率分别比等温充气减少45.15%和44.29%;吸附剂平均温度分别升高74.76K和72.72K.可见,吸附放热对充气效率有很大影响,必须采取适当的措施减小热效应的不利影响.     

发动机冷却水提高车用天然气罐脱附性能分析

车用吸附存储天然气脱附过程产生的吸热效应,严重影响天然气脱附效率及汽车行驶速度．采用发动机冷却水来加热储气罐,并通过建立该脱附过程的数值模型,模拟计算了脱附过程中温度、压力、脱附量等参数的变化,论证了发动机冷却水用于补充脱附过程所需热量的可行性．结果表明：在脱附放气过程中,用发动机冷却水加热储罐壁面,可以提高储罐的平均...     

中温相变蓄热装置的蓄放热性能研究

以相变温度为80℃的相变蓄热装置为研究对象,根据建立的相变传热分析模型,应用数值模拟的方法,研究了蓄热体——相变材料的热物性参数、几何尺寸、填充率,以及热媒体——热水的流速等因素对蓄热装置蓄、放热规律及其特性的影响．研究结果表明,当板状定形相变材料的导热系数在0．4W/(m·K)左右、板厚为8 mm、相变材料的填充率在65%～75%、热媒体流速为5～8mm/s时,蓄热装置可获得较高的蓄、放热效率．     

导热硅胶/相变材料复合组件在电池热管理中的应用

一种低温导热硅胶/相变材料复合组件在电池模组中的使用,有效地解决了相变材料由于液化而发生的析出问题,同时保持相变材料高导热与高潜热值.由于导热硅胶片具有一定的弹性与黏性,使得整个系统具有一定缓冲作用,减少了相变材料与电池之间的接触热阻,进一步提高了整个系统的散热性能.在3C放电倍率下,相比自然冷却方式的66.63 ℃,...     

方形混凝土桥墩裂缝成因分析及对策

针对实际工程中存在的方形混凝土桥墩易于开裂的问题,以一典型公路桥为背景,对其存在的裂缝形态进行了现场调查及统计分析,依据裂缝特征及环境条件,初步判定为温度效应引起的结构裂缝.进一步用数值仿真方法,对方型桥墩从混凝土浇筑开始到成型1年后的水化热效应、日温度变化效应、季节温度变化效应以及温度骤降进行了温度场、应力场的历时变化模拟,并具体就桥墩混凝土材料、施工养护及设计方案进行参数分析,对温度裂缝控制对策进行了探究.研究结果表明;混凝土水化热及温度骤降是引起方形桥墩竖向裂缝的主要原因;从设计角度,桥墩以圆截面为佳,其截面尺寸不宜超过1.9m2;从施工角度,水泥质量浓度控制在200～350kg/m3,并尽量选取矿渣325或矿渣275水泥,入模温度以5～15℃为宜,且立模养护时间以3d为适;对成型桥墩可选择传热系数不超过4.5W/(m2.K)的保温材料覆加于其表面.     

燃油式热熔釜3D建模及其温度场仿真

为了得到燃油热熔釜在稳态加热条件下热熔釜釜壁的温度场分布情况.文中采用热平衡计算法对燃油热熔釜系统燃烧室内的热量分布进行了理论分析,并在恒流密度加热情况下,利用Fluent软件对燃油热熔釜热熔釜壁的温度场进行了仿真分析.仿真结果表明:在热流密度q=9 809.1W/m2加热情况下,热熔釜壁釜壁平均温度为330℃,仿真结果跟实际测得数据基本相符.     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

非均匀热流对热力排气系统自增压及排气损失影响

热力排气系统(TVS)是通过流体混合与节流换热排气双重作用实现低温推进剂在轨长期贮存的一种有效的压力控制技术.为深入研究推进剂贮箱在轨过程中非均匀受热时热力排气系统的控压特性,在工作于室温温区的TVS模拟装置上,以R141b为气液相变贮存介质,研究非均匀热流(仅气相受热、仅液相受热、气液一侧同时受热)对TVS作用下的贮箱增压特性及排气损失的影响.对比不同部位受热时,贮箱的增压速率、TVS运行特性和排放损失.结果表明,仅贮箱气相区受热时,贮箱升压速率最快,TVS启动频率最高,排放损失最大;仅贮箱液相区受热时,贮箱升压速率最慢,TVS启动频率最低,排放损失最小,相比仅气相区受热分别减少了42%,29%和33%.综合考虑贮箱的增压速率、流体热分层和排气损失,在空间微重力环境下,贮箱内壁面宜进行亲液处理或采用毛细结构来避免气枕空间的直接受热.     

相变材料/导热翅片复合热管理系统应用于三元体系锂离子动力电池模组实验研究

以三元动力电池模组为研究对象,通过研究自然对流、相变材料（Phase Change Materials,PCM）、相变材料/导热翅片3种不同散热技术,分析3种不同热管理系统（Battery Thermal Management System,BTMS）在室温（25℃）和高温（45℃）工况下不同恒定倍率放电及充放电循环过程中的温度变化规律、产热速率及温升速率,测试整个电化学反应进程中的最大温度及最大温差技术指标,深入研究不同散热介质对于电池组安全性能的影响机理。结果表明,无论室温/高温环境条件恒定倍率放电和大电流充放电循环工况,相变材料/导热翅片电池组通过对电池组侧面和正负极处进行强化传热,具有明显有效的降温和均衡温度的能力,可以实现电池组最高温度的快速降低,并维持电池模组最高温差在5℃以内,满足动力电池模组的散热需求。     

海底原油管道停输温降的Fluent模拟

利用Fluent流体分析软件模拟海底管道停输温降过程,分析不同初始油温、不同环境温度下的温降过程,得出了与实际吻合较好的温降曲线。计算结果表明,管道停输0~20h温降速度很快,主要是因为该阶段管内原油的自然对流较强烈。停输20h后的一段时间内温降缓慢,降温在5℃以内,这是因为管内原油接近临界温度,原油黏度增大及蜡晶析出,使得自然对流强度减弱。初始油温和海水温度对停输温降影响非常明显。     

集肤效应电伴热管道再启动三维非稳态传热过程数值模拟

对集肤效应电伴热管道停输再启动过程进行了研究。考虑管道正常运行及停输过程中管内原油粘度、密度、比热容、导热系数随温度的变化情况,同时考虑停输过程中的原油凝固潜热对温降的影响,对集肤效应电伴热管道加热到输送温度的过程进行了数值模拟,数值模拟结果可为确定合理的停输再启动时间、管道安全启动提供理论指导。     

太阳能微通道分离式热管供暖系统实验研究

以太阳能微通道分离式热管供暖系统为研究对象,通过实验与理论的方法研究了其在可观太阳辐射强度时的供暖性能. 结果表明:系统的供热量、供热效率、上汽管和下液管压力、微通道散热器的压降及壁温、实验房间温度均受太阳辐射强度影响较大,受室外温度影响较小,且其变化较太阳辐射强度均存在约15 min的时间延迟. 此外,晴天或晴间多云时,在光强较大的10:00至15:00之间,该系统单独运行即可满足室内供暖需求,且系统压力在0.4～0.8 MPa之间变化; 微通道散热器平均压降范围为2.1×10³～5×10³ Pa; 微通道散热器平均壁温最低为20.7 ℃,最高可达38.4 ℃; 系统平均每秒供热量最低为343.7 J,最高可达424.1 J,室内温度始终可维持在18.3～26.7 ℃之间; 系统平均供暖效率在30.4%～45%之间. 此外,系统中除冷凝器风机消耗少量电能外,并无其他动力设备,故其COP理论上无限大,是一种节能效果显著的辅助供暖系统.     

纳米流体导热系数影响因素分析

为了全面分析纳米流体的稳定性及导热系数影响因素,采用两步法配置了以去离子水和乙二醇为基液的氧化铝纳米流体,并添加了不同种类的分散剂.利用紫外可见分光光度计对纳米流体吸光度值进行测试,并基于Hot Disk热物性分析仪测试其导热系数.结果表明：吸光度法可有效评价纳米流体稳定性,但需要考虑分散剂对基液吸光度值的影响.超声波振荡可破坏粒子团聚,且当超声时间为1h时纳米流体稳定性最佳.分散剂、粒子体积分数、温度、基液等因素均会影响纳米流体的导热性能.当温度为50益时,添加质量分数0.2%的PVP分散剂,体积分数为0.5%的氧化铝-水纳米流体导热系数提高约20%.纳米流体可有效提供工质导热系数,提升系统散热性能.     

车辆前制动盘三维温度场模拟研究

为得到车辆制动盘的温度场分布,通过建立制动盘的三维温度场分布数学模型,分别计算1次常用制动、3次常用制动2种工况下制动盘的温度变化情况,考虑比热容、导热系数等参数随温度变化的影响,利用ANSYS模拟制动盘的制动过程。仿真结果表明:车辆在时速为90 km/h下进行1次常用制动,制动12.5 s后制动盘的最高温度达到145℃,3次常用制动制动62.5 s后最高温度达到340℃;制动初期盘面温度升高非常快,达到峰值后,制动盘逐渐经换热对流等方式散热,温度缓慢下降;相对1次常用制动,3次常用制动的温度明显升高;增大比热容和导热系数大可有效改善制动盘的温升。     

稠油热采过程中余热资源的高效回收与利用

针对稠油热采过程中大量低温余热资源的浪费问题,提出了利用热泵技术回收油田污水余热用于稠油伴热管道输送的工艺,并运用Matlab-Simulink软件对该工艺进行了动态仿真模拟,得到了工艺系统的制热系数。研究结果表明,该工艺系统的制热温度可达75℃,能满足稠油输送伴热水温度的要求,且系统平均制热系数为3.5。在此基础上,还进行了能耗分析。分析结果表明,所设计的基于热泵技术的余热回收系统可比锅炉加热方式节省标煤17t/a,减少向空气中排放的污染物0.714t/a,具有非常大的经济效益和环境效益。     

竖直串联地埋管蓄热的传热分析

为解决大温差地下蓄热的传热分析及其工程应用,基于传统的并联地热换热器地下温度场分布,围绕地埋管大温差蓄热的地源热泵复合系统,针对竖直多级串联地埋管蓄热方法,建立了其物理与数学模型,进行了多级串联地埋管换热器传热分析,得了适宜工程应用的三级串联地埋管换热器目标函数的最优解.结果表明：三级串联地埋管换热器逐级换热量比的最优解为β1 =0.357800、β2 =0.332749、β3=0.309451;定期改变循环液流动方向,能够使各级地埋管换热效率趋于均匀,提高串联地埋管换热器的总换热强度;大温差蓄热应考虑地埋管换热器的承受能力,一般PE管材换热器承受温度不宜超过80℃.     

相变木塑围护结构热工性能实验与数值模拟

为对相变木塑围护结构的热工性能进行研究,以相变木塑复合构件为基础制成缩尺实验箱,对箱内温度实时监测,采用辐射蓄热、对流放热的方式对相变木塑复合构件的热工性能进行了测试,得出:相变木塑墙体比普通木塑墙体有更理想的室温调节能力,光照的不足对墙体蓄、放热能力影响很大,相变木塑墙体在阴天光照条件下相比于晴天温控能力大大降低.为对相变木塑围护结构的热工性能进行改善,建立相变传热物理模型及数学模型,利用MATLAB软件进行室内温度、相变内墙与室内空气对流换热量、相变内墙表面温度的数值模拟,得出:提高材料导热系数及增大墙体对流换热强度均能改善相变木塑墙体的热工特性,随着导热系数的增加,夜间室内平均温度由15.2℃升至15.7℃,同时对流换热量和内墙温度增加,但增加幅度十分有限,随着对流换热强度的增加,夜间室内平均温度由15.2℃升至16.3℃,同时夜间相变墙体表面对流换热量显著增加,增加幅度明显,所以提高对流换热强度更具热工性能的改善潜力.     

聚酰亚胺薄膜层叠体热处理过程中的结构演变

将双向拉伸PI薄膜,层叠后经800℃炭化所得样品在热压机中进行从2 500℃到2 800℃的高温石墨化处理制得了高定向石墨材料。借助SEM、XRD、四探针法等测试手段分析了PI薄膜层叠成型体在热处理过程中尺寸、传导性能、微观结构等的变化。结果表明石墨化处理后,样品径向增大,厚度减小;2 800℃处理后材料层间距接近单晶石墨的理论层间距,表现出了较高的石墨化程度,且具有高的取向性和传导性能,根据电阻率与热导率的相关公式推得其热导率为1 000 W/（m.K）～1600 W/（m.K）.在整个热处理过程中,所生成的物质继承了原料分子的取向性。     

复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程截面温度场试验及数值模拟分析

针对复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程,对混凝土水化热作用下的钢管拱肋截面温度场进行了连续试验观测,以热传导理论结合有限元方法建立了钢管混凝土水化热分析模型,并进行了数值模拟分析。研究考虑了初始条件下水泥水化热的计算模型,并讨论了钢管厚度、管径等参数对钢管混凝土拱肋成型过程截面温度特性的影响。结果表明,对于复合胶凝材料钢管混凝土水化热的计算模型采用双曲线函数式较为合理;钢管拱壁厚对其截面温度场的影响较小,最大差值在2～3℃,而管径的大小对其影响较大,最大差值达20℃。     

Al-34%Mg-6%Zn和Al-28%Mg-14%Zn合金的热分析研究

利用差示扫描量热仪(DSC)和H-90型膨胀仪,对潜热储能材料A l-34%Mg-6%Zn和A l-28%Mg-14%Zn合金的热物性参数进行了测定,如固、液态时的比热容,30~500℃间的质量密度,熔化温度和熔化潜热等.测试结果表明,两种合金的熔化温度和熔化潜热分别为454℃、447℃和314.4 kJ/kg、303.2 kJ/kg.从室温加热到熔化温度时,两种合金的密度分别减少1.05%和1.09%.在相变之前,两种合金的比热容随温度的升高而增大,在445℃时,分别为1 368.5 J.kg-1.k-1、1 203.6 J.kg-1.K-1.在相变过程中,由于熔化潜热的原因,合金的比热容变化很大.从理论计算值的比较和误差分析来看,上述热物性参数的测试结果是可信的.本文还对合金组元和相对热物性参数的影响进行了讨论.