便携式蓄冷保温箱结构优化

通过对便携式蓄冷保温箱在PCM放冷时的传热情况进行实验跟踪,得出各点的T-t曲线,发现底部冷量损失严重.遂提出保温箱结构的优化方案,并用ANSYS模拟对各方案下保温性能做出理论验证.通过对保温箱各项性能指标与底部聚氨酯发泡层厚度的关系的推导,得出聚氨酯发泡层的增厚在增强保温性能的同时会减少保温箱的有效容积;而真空绝热板与聚氨酯发泡组合而成的复合保温材料可起到在不减少保温箱有效容积的前提下降低箱体冷负荷15.7%的效果.     

连锁型混凝土砌块墙体热工性能分析

目的 研究连锁型自保温混凝土砌块墙体的热工性能,提供一种新型的自保温建筑外围护结构.方法 利用ANSYS有限元法分别对内部未填充保温材料的连锁型混凝土砌块墙体和内部填充保温材料的连锁型混凝土砌块墙体进行热工性能的数值模拟,分析了砌块内保温材料的填充对稳态传热过程中墙体内部温度场和热流密度场分布的影响,并计算得出墙体的传热系数.结果 内部填充保温材料的砌块墙体在稳态传热过程中墙体内部温度变化不再均匀,温度梯度变化大于未填充保温材料的砌决墙体,同时内部热流密度明显减小,热能损耗值同比降低.内部填充保温材料和未填充保温材料的墙体传热系数分别为0.536 W/(m2·K)、1.703 W/(m2·K).结论 该种填充保温材料的砌块墙体能够满足建筑节能标准的要求,推荐应用该种墙体保温体系,保温和结构一体的构造特点,可有效避免外保温体系施工程序复杂、耐火性差等缺点.     

渗层不锈钢管束表面真空下换热特性的实验分析

为了探究在真空条件下材料表面特性对蒸汽凝结换热的影响机理,从实验和凝结理论两个方面入手探索了在真空条件下渗层不锈钢管束壁面蒸汽凝结的换热特性。在真空条件下进行对比实验,实验结果表明,渗层不锈钢管束的凝结换热性能明显优于普通铜管束,且随着真空的提高,效果更为显著,最高提升幅度可达77％。进而从真空对蒸汽的流场、非冷凝气体的热阻及其固相和液相间的界面能差三个部分论证了真空度的提升有利于冷凝液滴的形成和凝结换热效果的提升,与实验结果相符。     

高温热管翅强化管内换热的数值模拟

将高温热管翅作为翅片强化换热的设备,可以大大地提高换热器的传热能力。为预测高温热管翅强化传热性能,推动高温热管翅的开发与应用,将12根高温热管翅的冷凝段排成2排置于管道内组成换热设备。运用FLUENT软件,选用TGrid网格技术方法、k-ε湍流模型、SIMPLE压力-速度耦合方法对该换热设备进行数值模拟计算。数值模拟结果直观地表征了高温热管翅强化管内换热的温度场、速度场以及对流换热系数场;表明管道换热设备内因为有了高温热管翅,流动速度加大,表面换热能力加强。第1排热管翅的换热系数高于第2排热管翅的换热系数。随流量的增加,对流换热系数增大。数值计算结果与实验结果进行比较,表明理论值与实验值的基本趋势相吻合。     

相变储热装置的设计及保温仿真

为改善柴油机的冷启动性能,降低启动阶段有害气体的排放,以聚乙二醇(10000)作为相变储热材料,根据某型柴油机在低温下的升温需求,设计一种改善柴油机冷启动性能的多管道环腔相变储热装置.通过Fluent软件对该储热装置在环境温度分别为-40、-30、-20、-10和0℃情况下进行12 h的保温仿真计算,研究保温材料厚度和环境温度对其保温性能的影响,结论表明:在不影响车辆正常运行的前提下应尽可能地增加保温材料的厚度;选取50 mm厚的二氧化硅气凝胶作为保温材料,在-40℃的环境温度下保温12 h后,该装置仍具备加热冷却液的能力.     

垂直管内载气强化二元混合物沸腾传热

在垂直管内二元混合物的流动沸腾传热过程中 ,引入空气作为载气 ,改变其传热机理从而强化其传热性能。研究不同质量分数的乙醇水溶液 ,在不同操作压力、液体流速和载气流速条件下 ,其平均传热膜系数和壁面过热度的变化规律。分析讨论了载气引入强化沸腾传热各因素的影响并对实验数据进行了关联计算。结果表明 ,关联式能较好的反映各因素的影响 ,其偏差在 -2 3 %～ +2 0 %之间 ,平均偏差为 8.3 1 4     

三峡电站钢衬预应力混凝土联合受力压力管道设计方案选择

以三峡电站坝后背管钢衬钢筋混凝土联合受力结构为基础 ,在保证压力管道承载力要求、提高结构耐久寿命的前提下 ,提出了钢衬预应力混凝土联合受力压力管道的设计方案 .考虑结构荷载工况和施工工艺 ,对后张有粘结真空辅助压浆方案和后张无粘结方案的预应力筋束锚固方式、扶壁夹角和钢衬厚度等进行了论证 .通过对不同钢衬厚度、不同外包混凝土尺寸压力管道有限元计算的对比分析 ,提出了三峡电站钢衬预应力混凝土联合受力压力管道的优化设计方案     

纳米流体流动传热性能的实验与模拟研究

为了研究高温冷却条件下,γ-Al2O3-PG90纳米流体作为冷却介质在一车用机油冷却器内的流动传热性能,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了纳米流体的性能,进行了基液与纳米流体的性能对比计算,分析了纳米粒子体积分数对性能的影响,考察了纳米流体物性预测模型的普适性,并研究了将纳米流体视为单相流体进行性能分析的可行性,通过实验测试得到了性能数据.研究发现:与基液相比,纳米流体强化换热效果明显,流动阻力有所增加,随着纳米粒子体积分数的增加,传热性能提高,流动阻力增加,说明该物性预测模型不能普适,当纳米粒子体积分数大于3%时,将纳米流体视为单相流体的性能研究结果与实验数据偏差较大,可能原因是单相流体流动无法反映较多的粒子之间的相互作用.     

工业管道保温结构的优化设计及节能分析

目前,工业管道广泛采用等厚度保温结构。针对某运行管道进行现场测温,并应用Fluent软件对测试数据进行分析,发现管道表面温度具有“上高下低”的分布规律,因此,工业管道采用等厚度保温结构设计并不合理。在环境有风和无风条件下,分别对管道外表面温度分布规律进行了分析,并利用换热网络法,以管道表面散热损失最小和经济效益最大为优化目标,建立了管道保温结构优化设计模型,并提出了工业管道非等厚度保温结构设计的新方法。研究结果表明,在管道内部介质参数相同条件下,以国标允许的散热损失值进行保温结构设计时,与等厚度保温结构设计相比,采用非等厚度保温层结构可减少保温材料体积3%~4%,降低保温工程费用3%~4%。     

柴油机换热消音器换热及阻力特性数值研究

针对大型传热设备建模仿真网格数目过多,难以整体模拟来掌握其工作性能的问题,本文利用多孔介质模型和双组元换热器模型结合的方法对消声换热器内的流场进行数值模拟,研究了额定负荷下消声换热器的压力分布特征和传热特性。模拟结果表明:利用简化后的模型可以解决设备的仿真和流动的仿真问题,仿真与实验结果误差5%在以内;烟气在消音换热器的换热段区域的整体压力分布均匀并且沿着烟气流动方向压力不断降低,在进口段烟气扰动较大,在消声器段压降仅为整体压降的0. 48%;该方法得到的消音换热器的模拟结果可以为导流板结构优化提供参考。     

保温层偏心沉降对架空注汽管线传热影响研究

架空注汽管线保温材料沉降对评估管线散热损失、计算经济效益会产生显著影响.建立了保温材料沉降注汽管线周向传热模型,分析了环境风速、管线管径以及土壤辐射对管线热损失的影响.结果表明,增加风速导致偏心保温管线热损失增加,环境风速增加120％时,管线外保温热损失增加5.9％;在偏心率相同的情况下,管径越大,其空气夹层热损失越小...     

管道多层隔热系统的传热分析及优化设计

采用能量平衡方程和P1阶微分近似法建立了由超细玻璃纤维和反射屏组成的管道多层隔热系统稳态传热的数学模型。利用该模型分析了反射屏层数、反射屏发射率、反射屏位置、温度等因素对系统隔热性能的影响。分析结果表明,系统的隔热性能随着反射屏层数的增加而提高,但是提高幅度逐渐减小,存在一个最佳的反射屏层数;反射屏的发射率强烈地影响系统的隔热性能,采用低发射率的反射屏对于提高系统隔热性能有着重要作用;反射屏位置对系统隔热性能有较大影响,将反射屏靠近高温面布置能获得更好的隔热效果。     

北方大型沼气工程加热保温系统优化

基于有限元稳态热平衡模型,针对黑龙江省某大型沼气工程,通过分析发酵罐在最低平均气温下的日均总热损失,得出日均温降小于1℃时发酵罐内料液及发酵罐各部分热损失所占比例,为北方大型沼气发酵罐体的结构及保温系统设计提供参考。通过在酸化罐与产气罐之间设置热交换器来替代常规发酵罐体内的加热盘管,对加热系统进行优化分析,避免了加热盘管出现的结壳、腐锈漏水等问题,降低了系统能耗。根据在不同外界气温条件下,发酵罐内料液的日均温降来调整日进料液的加热温度,使进料混合后罐内料液温度达到35℃,探讨罐体外加热料液的关键参数,为北方大型沼气工程加热系统的设计及优化提供参考依据。     

原油管道输送过程的热分析

由热量传递关系导出了原油管输过程不同性质热量计算公式,研究了输送过程原油损失热、释放热、油流摩擦热及其组成比例与输量或输送速度的关系。结果表明,油流摩擦热并非为输量增大后吨油输送耗热量降低的唯一原因,原油管中通过时间的缩短降低了输送过程单位质量沿线损失热。通过时间缩短且同时摩擦热增大的共同影响是输量增加后热经济性明显提高的主要原因。管道总损失热则与单位质量情况不完全相同,它取决于散热环境和油地温差,优化加热方案并使油地温差维持在合理水平,也可使总损失热随输量增大而有所降低。     

原油管道输送过程的热分析

由热量传递关系导出了原油管输过程不同性质热量计算公式,研究了输送过程原油损失热、释放热、油流摩擦热及其组成比例与输量或输送速度的关系.结果表明,油流摩擦热并非为输量增大后吨油输送耗热量降低的唯一原因,原油管中通过时间的缩短降低了输送过程单位质量沿线损失热.通过时间缩短且同时摩擦热增大的共同影响是输量增加后热经济性明显提高的主要原因.管道总损失热则与单位质量情况不完全相同,它取决于散热环境和油地温差,优化加热方案并使油地温差维持在合理水平,也可使总损失热随输量增大而有所降低.     

保温型井下隔热油管的实验及数值模拟研究

采用隔热油管作为生产管柱是提高井口油温,降低集输系统能耗的有效措施。通过实验分析,优选二氧化硅气凝胶作为隔热油管的绝热材料,并通过实测数据进一步验证隔热油管的保温效果。以实际生产井为例,建立井下隔热油管流动与传热控制方程,分析数值模拟隔热油管的传热特性及不同隔热结构对管内油流温降的影响。研究表明,采用6 mm、10 mm、6 mm+10 mm、3 mm+10 mm四种结构形式,均满足生产要求,为气凝胶纳米绝热材料制作隔热油管提供了理论依据。     

复合保温对电站机组蒸汽管道散热的影响

通过应用电站机组中保温管道散热损失的计算公式,结合保温材料特性及价格,针对某电厂的主蒸汽管道,提出了4种复合保温结构的组合方案,并加以比较,找出了最经济、节能的保温层设计方案,并为减少管道散热损失、挖掘机组的热力系统节能潜力提供了依据．     

复合保温对电站机组蒸汽管道散热的影响

通过应用电站机组中保温管道散热损失的计算公式,结合保温材料特性及价格,针对某电厂的主蒸汽管道,提出了4种复合保温结构的组合方案,并加以比较,找出了最经济、节能的保温层设计方案,并为减少管道散热损失、挖掘机组的热力系统节能潜力提供了依据.     

实现计量供热的技术性分析

分别对负荷的计算与围护结构的保温、室内采暖系统方式的选择、热源与热网调控、热计量方式和热费的收取等供热系统实施计量供热后存在的问题提出了一些解决办法.     

单重保温管铺管船铺设试验及计算分析

单重保温管的各层之间由于层间抗剪能力不足产生相对滑移,在张紧器附近出现拉脱现象,是管线铺装过程中亟待解决的关键问题,而且过大的张紧器压力还可能造成单重管混凝土涂层、夹克层或泡沫层的压溃损坏.通过在铺管船张紧器上进行现场的全比尺试验,测定了试验管段的抗压溃能力和抗张拉能力,确定了结点处由不同材料组成的层状结构的等效刚度,并将ANSYS有限元分析和理论分析的结果与现场试验的结果进行了对比分析,为实际工程设计提供了理论依据.