高温高热流密度熔盐吸热管传热试验研究

以三元熔盐为传热介质,在熔盐吸热传热实验平台上进行高温高热流密度下316L不锈钢熔盐吸热管传热特性试验。吸热管外径为20 mm,实验流体温度控制在250~500℃,热流密度为180~470 kW/m2。实验揭示了不同温度及不同热流密度下熔盐吸热管内对流换热的Nu-Re关系,Nu随Re增加显著增大,实验Nu数普遍高于按Sieder-Tate关联式计算的值。分析了温度及热流密度对熔盐吸热管传热特性的影响,发现熔盐平均温度相同时,低热流密度下的Nu数大于高热流密度下的Nu数,同时实验结果显示高温高热流密度下熔盐吸热管的传热性能主要取决于熔盐流速,且高热流密度对传热过程中的温度影响非常显著。     

基于热流密度监测机械系统状况的研究

本文提出采用热流密度进行机械系统状况监测的新方法．研究了通过热流密度来监测机械系统接触工况和发热状况．实验证明，应用热流密度来进行工况监测比采用温度监测更敏感，同时也能反映更多维的工况信息，具有广阔的应用前景．     

宽厚板坯连铸结晶器铜板的热流密度分布与热分析

基于热电偶对邯钢宽厚板坯连铸结晶器铜板的温度实测,构建其有限元传热模型与非线性估算热流密度模型。采取模型反算的结果获得铜板的热流密度,并且与热平衡方法计算出的平均热流密度做对比,论证模型的有效性,确定铜板宽、窄面的热流密度公式,同时对铜板进行温度分布分析。铜板热面、冷面的温度曲线均呈波浪状分布,热面的温度变化较为平缓,冷面有最大29.4℃的温差。铜板的温度随至弯月面的距离的增大而减小,但在结晶器出口区域出现23℃的回温。     

壁面开槽尺寸及槽内填充物对测温精度和热流分布的影响

通过管壁对管道内流体等热流加热时,其内表面的温度一般通过在外表面开槽,再把热电偶嵌入,根据测得的温度利用傅立叶定律来确定。本文数值研究了壁面开槽的几何尺寸和槽内填充材料对壁温测定精度和对流换热面上的热流和温度分布的影响,发现：合适的填充材料和开槽几何尺寸对提高测量精度、改善对流换热面的热流分布十分重要,二者中任何一项选取不当都会引起不容忽视的测量误差,并使对流换热面上的热流分布与人们假设不完全符合。     

高热流密度芯片冷却用微槽道冷却热沉有限元模拟

对高热流密度芯片的冷却要求进行了分析,采用有限元方法对微槽道冷却热沉的传热性能进行了数值模拟.模拟结果表明,当芯片热流密度为1.28×106W/m2时,在给定边界条件下,芯片的最高温度为369.936K,因此微槽道冷却热沉完全可以满足高热流芯片对温度的要求.     

沥青混凝土路面融雪热流密度的分析

以武汉地区2010年1月5日的气象条件,分析了京珠高速湖北段沥青混凝土路面融雪随机传热机理,建立了传热模型.在分析埋管的传热基础上,计算出给定热流密度时管内流体的平均温度.探讨了不同气象条件下的热流密度,结果表明降雪量及室外温度为影响热流密度的关键因素,风速为主要因素,环境空气相对湿度为次要因素.     

HCR—1热导率自动检测仪的设计

提出了设计热导率自动分水岭义所依据的数学模型，阐述了把热流和温度信号转换成电信号的设计思想，该仪器实现了通过测量热流密度来确定热导率的一种方法。     

低温地板辐射供暖系统的供冷研究

建立了地板辐射供暖供冷系统的稳态传热模型,通过数值求解,给出了理论计算结果,并结合实验数据,分析了供水温度、室内设计温度、管间距、埋管深度等因素对热流密度的影响,为系统两联供提供了初步估算依据。结果表明:其它条件一定时,热流密度随管间距呈线性变化;随埋管深度呈非线性变化;管间距过大和埋管过深不利于系统两联供的实现,建议管间距在200mm之内,埋管深度60mm左右。     

空气物性对充气式返回舱流场特性的影响

空气物性参数对于飞行器再入流场特性的预测十分重要,目前对充气式返回舱流场特性的预测常采用Sutherland公式,而充气式返回舱高速再入流场温度较高,Sutherland公式并不适用。为研究空气物性对充气式返回舱流场特性的影响,为充气式返回舱的工程设计提供一定理论参考,分别采用Gupta拟合的高温空气物性参数以及Sutherland公式对充气式返回舱的流场特性进行了数值模拟研究,比较了两者计算结果的差异。结果表明,采用Gupta拟合公式获得的流场温度低于Sutherland的计算结果,且这种差异在高来流马赫数和温度的工况更加明显。对返回舱迎风面的热流密度和压强的研究发现,Sutherland公式低估了迎风面的热流密度和压强,其中热流密度的低估程度比压强的低估程度更大,工况5中Gupta拟合公式获得的热流密度峰值高出Sutherland公式获得的热流密度峰值29%。     

超临界二氧化碳细管内流动与换热特性分析研究

对超临界压力下二氧化碳在水平管内的对流换热进行了模拟研究,分析了热流密度、壁面温度、质量流量以及压力等对二氧化碳对流换热的影响.结果表明:热流密度和壁面温度对换热系数的影响相对较小,质量流量和压力的影响较为显著,质量流量升高,传热系数有明显提高,压力越接近二氧化碳的临界压力,传热系数在临界点附近的变化越明显,峰值越高.     

质量流速对R134a流动沸腾起始点及壁温特性的影响

为了得到螺旋管内流体流动沸腾起始点及管子壁温分布的特性,以R134a为工质进行试验。通过观察逐渐增大热流密度时壁温的变化情况判断沸腾的起始点。研究结果表明,沸腾起始点的热流密度随工质质量流速的增大而增大,但由于质量流速、离心力、重力等对汽泡粘附和脱离行为的综合影响,在某些位置会出现与该趋势不同的情况;在单相对流换热阶段,选定点的壁温随质量流速的增大而降低,而在流动沸腾换热阶段,质量流速对壁温变化的影响较小。研究结果可望为螺旋管式换热器的可靠设计和安全运行提供参考依据。     

基于ANSYS Workbench软件的压力容器管板应力分析

采用有限元分析软件ANSYS Workbench,对管壳式换热器管板进行了有限元分析,并按照应力分析标准JB 4732—1995分析了管板在正常工作、开工和停工过程中可能出现的4种瞬态和稳态操作工况下的应力强度。分析结果表明,最大应力发生在换热管与管板的连接处和筒体与管板的连接处;换热管与管板之间的连接强度、筒体与管板之间连接强度的主要影响因素为压力载荷。由强度校核结果可知,该换热器的设计符合使用标准。     

新型毛细管辐射供冷和独立新风系统的设计

根据建筑冷热负荷特点,设计了毛细管辐射供冷与独立新风联合系统.该系统中,毛细管辐射板承担室内的显热负荷,新风机组承担室内的湿负荷及新风负荷.由于毛细管和新风机组进水温度要求不同,设计了两台地源热泵机组分别提供16 ℃和7 ℃供水输送到毛细管和新风机组用于供冷.通过对毛细管、新风机组冷冻水管路和地埋管冷却水管路进行水力计算和校核,阻力平衡,满足设计要求.     

大温差管内对流换热实验研究

针对太阳能热发电系统中大温差管内对流换热研究较为缺少的情况,搭建了大温差管内对流换热实验装置并进行实验研究．重点研究了加热温度（温差）、热流体及其流速、吸热管管径等因素对管内对流换热过程的影响,得到了实验温度范围内管内对流换热的结果,拟合出了相应的实验关联式,可以用于相关换热设备的设计．     

套管式地下换热器传热模型及其特性分析

通过对套管式地下换热器传热过程的分析,在已有套管式地下换热器传热模型基础上,考虑管内流动和传热,提出了集管内流动与土壤导热相耦合的传热分析模型,并利用有限元数值计算方法进行了传热特性的分析。讨论了埋管管径组合和流体流速对流体出口温度及单位埋管换热量的影响。此外,还系统地研究了连续运行模式和可变负荷运行模式的地下传热特性,阐述了地下换热器高效运行的控制策略和影响。     

竖直光管及环隙流道内沸腾换热启动时的壁温变化规律

在常压下竖直光管和环隙流道内沸腾换热启动阶段的壁温变化规律进行了实验研究,结果表明,光管壁温变化可分为跃升和平稳上升两个阶段,环隙流道温变化经历跃升,各截面平均温度不变和快速上升三个阶段,而且壁温和流动均产生强烈波动,影响壁温波动规律的主要因素有：初始温度,热负荷,环隙宽度及壁面吸附的不凝性气体等。     

导向管充气喷动床的流动与传热特性研究

在直径９２ｍｍ的有机玻璃制导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气为喷动和充气气体,在导向管充气喷动床的最大允许充气速度范围内,考察充气速度对导向管充气喷动床的最小喷动速度、床层压降、中心喷泉高度的影响,采用示踪粒子的方法,研究充气速度对颗粒在壁效应区的下移速度的影响。并考察了热模装置内充气速度对壁与床层间传热系数的影响。结果表明：充气有利于导向管喷动床的喷动床的喷动及操作稳定性;充气     

寒区土壤源热泵换热埋管的水热力耦合分析

为解决寒区土壤源热泵地下埋管冻胀安全性问题,根据传热学、渗流和冻土力学理论建立寒区土壤源热泵水热力耦合的数学力学模型及其控制方程。利用FEPG有限元自动生成软件,对大庆油田某土壤源热泵地下埋管所在土体内温度场分布、冻胀位移及应力作用进行仿真计算,并对不同深度、不同回填区土壤导热系数、不同管脚间距情况进行了对比分析。结果表明,土壤源热泵运行初期,土壤未冻结,埋管的位移量很小。土壤温度达到相变温度后,土体冻结体积增大,埋管发生挤压变形。当土壤温度超过冻结相变区（-0.75℃,-0.30℃）时,埋管不会发生连续不断的变形。     

单程固定管板式换热器强度设计中平均温度差的计算

为单程固定管板换热器的强度设计,推导出冷、热流体沿程积分平均温度计算公式,并采用冷、热流体的沿程积分平均温度代替算术平均温度来计算壁温。结果表明,用算术平均温度计算的管和壳的壁温差,比采用积分平均温度计算的管和壳的壁温差可能大出几倍至十几倍。因而,证实了温差应力计算中采用算术平均温度来计算温差有很大的误差。