低压铸造充型过程的数值模拟技术

论述了低压铸造充型模拟的数学模型,由于低压铸造充填速度较慢、充型平稳,因此充型计算采用层流模型。采用SOLA-VOF算法对模型进行求解,其中SOLA法用于求解流体的速度场和压力场,VOF法用于处理自由表面。采用UG软件进行铸件三维造型,采用ProCAST软件进行网格划分,对叶轮的充型过程进行了模拟,并通过对叶轮的浇注试验,验证了低压铸造充型的数学模型及算法在保证模拟精度、提高计算效率上的有效性。     

采用非线性估算法对铸造界面传热系数的研究

以试验中测得的铸件和铸型接触界面上的不同位置的温度为前提,利用有限元分析软件ANSYS模拟了铸造凝固过程的温度场,分析了在考虑热阻和不考虑热阻的情况下,计算结果对数值模拟准确性的影响;采用Beck非线性估算法求解了铸件和铸型间的界面传热系数,发现了金属铸造界面传热系数随时间的变化规律,以及铸型厚度对界面传热系数的影响.     

Simulation of heat transfer in steel billets during continuous casting

This work is focused on the development of computational algorithms to create a simulator for solving the heat transfer during the continuous casting process of steel.The temperatures and the solid shell thickness profiles were calculated and displayed on the screen for a billet through a defined continuous casting plant(CCP).The algorithms developed to calculate billet temperatures,involve the solutions of the corresponding equations for the heat removal conditions such as radiation,forced convection,an...     

T6处理对真空压铸AM50镁合金腐蚀行为的影响

为了研究不同时效工艺对真空压铸AM50镁合金耐蚀性的影响,通过静态失重实验和电化学实验研究了T6处理后AM50镁合金在Na Cl溶液中的腐蚀行为.结果表明,合金经过170和230℃时效处理后腐蚀速率的变化情况基本类似,均为先降低后升高,最后达到一个稳定值.但经过230℃时效处理后合金的耐蚀性远差于经过170℃时效处理后的情况,且达到腐蚀速率最低点所需时间更长.不同时效处理后的合金具有相似的电化学腐蚀行为,腐蚀电位无明显变化规律,而腐蚀电流密度与腐蚀速率的变化趋势近乎一致.腐蚀速率随腐蚀时间的延长而下降,并最终保持一个较为稳定的数值.此外,合金腐蚀速率的理论值和实测值相吻合.     

基于低压数据对高压鼓泡塔中传质系数的预测

鼓泡塔中质量传递系数受压力的影响，在高压操作下测定传质系数比在低压操作下更加困难．本文提出了一种预测高压操作下鼓泡塔中传质系数的方法：利用高压下获得的气含率及气含率分布的数据，结合低压下传质系数的研究成果来预测高压下的传质系数．采用本方法来预测文献报道的数据(压力在0．1～1.1MPa)，误差小于20％．     

基于低压数据对高压鼓泡塔中传质系数的预测

鼓泡塔中质量传递系数受压力的影响,在高压操作下测定传质系数比在低压操作下更加困难.本文提出了一种预测高压操作下鼓泡塔中传质系数:利用高压下获得的气含率及气含率分布的数据,结合低压下传质系数的研究成果来预测高压下的传质系数.利用本方法来预测文献报道的数据(压力在0.1～1.1 MPa),误差小于20%.     

一种可控恒压强条件下真空玻璃传热系数测量仪研制

根据国标JC／T1079—2008中规定的测量真空玻璃传热系数的方法,在实际研制过程中,发现仪器的冷、热板与真空玻璃表面之间的压强对其测量结果有较大影响．为此,研制出了一种可控恒压强条件下的真空玻璃传热系数测量仪．主要采用可编程三相SPWM芯片和单片机等主要电路器件组成可控恒压强系统,再利用步进电机等步距、高精度的特点,采用模糊PID控制实现了在限定的测量范围内不同压强条件的选择,并在此基础上完成整个传热系数的测量,实现了在指定的恒定压强下准确测量真空玻璃传热系数K值目标,同时也为真空玻璃传热系数的对比提供一个压强参数,有助于对真空玻璃隔热性能横向比较研究,在理论和实践上都具有十分重要的意义．     

连铸板坯热送过程传热模型研究

依据武钢现场条件,建立了连铸板坯（２３０ｍｍ×１３００ｍｍ,２５０ｍｍ×１５００ｍｍ）传热数学模型,全面探讨了连铸工艺参数对铸还热状态的影响,它可以应用于连铸坯“传搁时间表”的制订,为连铸坯热送热装提供了装炉温度的查询依据。     

小方坯连铸二冷配水对凝固与传热的影响

研究小方坯连铸在二次冷却过程中的坯壳凝固情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型,计算出在整个连铸过程中温度变化和温度场分布,并得出在二冷区铸坯凝固速度与换热系数的关系.     

金属喷射成型过程单颗粒液滴的运动和传热研究

建立了金属喷射成型过程中单颗粒金属液滴的运动和传热数学模型，应用该模型对喷射成型过程中不同尺寸液滴的运动和传热过程进行了分析，确定了不同尺寸液滴的运动轨迹、温度变化及凝固情况．     

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。     

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.     

测算物体导温系数及定压比热的方法研究

导温系数α及定压比热Cp是热工计算中的两个重要参数,其数值测算的精度如何直接影响到许多相关专业.本文运用导热反问题的方法对α及Cp进行了数值估算的研究,得出了具有较好实用价值的方法.     

Flow and heat transfer characteristics in the porous wick condenser of CPL

An analytical investigation has been conducted to understand the internal fluid flow and heat transfer in the condenser with porous wick of an innovative capillary pumping loop (CPL) system. A mathematical model is proposed and used to describe the flow and heat transfer, especially interfa-cial transport phenomena. The liquid-vapor interface of the condensed liquid film was numerically determined . Some factors, such as vapor pressure, wall subcooling, wall heat load and thermofluid properties, have significant influence on the heat transfer process and the shape of liquid-vapor interface. Meanwhile, an experimental facility was setup and an experimental investigation was completed. Theoretical prediction and experimental results show quite good consistence.     

土壤冻结对地热换热器传热的影响

研究了土壤冻结对地源热泵系统中的地热换热器与其周围土壤的热交换过程的影响。探讨了土壤水分含量、斯蒂芬数、土壤初始温度（即地温）等对周围土壤温度分布、冻结锋面发展等的影响,并与不考虑土壤冻结情况作了对比分析。当考虑土壤中水分冻结时,由于冻结时放出大量的潜热,且冰的导热系数大,因此计算出地下埋管周围的土壤平均温度高,传热热阻小,设计的地热换热器规模可以变小,亦即可以减小钻孔的深度或钻孔的数量,从而可以减小地源热泵系统的初投资。另外也扩大了地下回路中防冻液的选择范围。当土壤含湿量大、土壤初始温度高时,对于系统的设计与运行是有利的。     

低压省煤器H型鳍片管优化传热数值研究

为研究低压省煤器H型鳍片管的传热特性及阻力特性,采用realizable湍流模型数值研究H型鳍片管管束外烟气的流动传热特性。研究结果表明:H型鳍片管具有均匀气流的作用,在管壁面形成的漩涡能够加强通道内绕流作用,利于强化传热;当烟气的流速越高,H型鳍片管传热系数越大,流动阻力逐渐增大;当鳍片节距增加,H型鳍片管传热系数增加,流动阻力逐渐降低;在节距为18 mm时,鳍片管传热系数较高,流动阻力最小,选用18 mm的鳍片节距最为经济。     

泡沫金属相变材料凝固传热过程的数值分析

利用计算流体力学软件FLUENT凝固/熔化模型,对填充以及未填充泡沫金属的2种相变材料蓄热球的相变传热过程进行数值模拟研究,得到了在第1类边界条件下蓄热球放热过程中的温度场分布、相界面移动规律。研究结果,表明与单纯填充相变材料的蓄热球相比,填充泡沫金属的相变材料蓄热球可以有效减少其放热时间,提高蓄热系统的放热速率。     

土壤冻结对地热换热器传热的影响

研究了土壤 冻结对地源热泵系统中的地热换热器与其周围土壤的热交换过程的影响。探讨了土壤水分含量、斯蒂芬数、土壤初始温度（即地温）等对周围土壤温度分布、冻结锋面发展等的影响,并与不考虑土壤冻结情况作了对比分析。当考虑土壤中水分冻结时,由于冻结时放出大量的潜热,且冰的导热系数大,因此计算出地下埋管周围的土壤平均温度高,传热热阻小,设计的地热换热器规模可以变小,亦即可以减小钻孔的深度 或钻孔的数量,从而可以减小地热泵系统的 初投资。另外也扩大了地下回路中防冻液的选择范围。当土壤含湿量大、土壤初始温度高时,对于系统的设计与运行是 有利的。     

多元平行流冷凝器传热与流动性能模拟研究

采用分布参数法对平行流冷凝器建立了数学模型,对目前广泛使用的制冷剂R134 a和替代制冷剂R404A以及R410A在平行流冷凝器中的传热和流动性能进行了模拟计算和分析比较.同时,对多元平行流冷凝器7种不同的各流程管数分配方案进行了模拟比较.结果表明:在采用平行流冷凝器的汽车空调工况范围内,R410A和R404A的流动和传热性能均优于传统的R134 a,且R410A比R404A性能更优越,更适宜作为中低温制冷剂用于汽车空调中.具有较好传热和流动性能的管数分配规律是各流程扁管数从前向后依次递减,且递减的速率逐渐加快.由于过冷段对压降的影响较大,扁管数不宜过少.     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...