非稳态冲击射流强化传热试验研究

利用一个特殊的质量流量控制装置产生波形和频率可调的周期性变化非稳态射流,进行非稳态射流冲击换热性能的试验研究。研究采用正弦、三角形和矩形三种典型的周期性波形,频率变化范围为1.25～40Hz,其传热性能用传热强化系数(定义为相同流量下非稳态和稳态射流冲击时的努塞尔数之比)来描述。研究表明,在频率较低时非稳态的射流冲击换热效果反而没有稳定射流冲击时好,但当频率超过一阈值时,其强化传热的优势逐渐明显。传热强化的效果还与射流信号的变化规律有关,有阶跃变化的矩形射流强化传热最为有效,在频率为40Hz时传热强化效果可达30%以上,但对于信号变化缓和的正弦波和三角形波而言,即使在较高的频率下,它们对传热的强化作用也是非常有限的。     

新型热流传感器

本文介绍的是一种用差动热电偶堆检测热敏电阻元件的里外温差来测定热流密度的热流传感器。其特点是结构简单、价格低廉、易于制造,并可进行高密度的测量。图1中,11_1和11_2分别表示由厚度大致相同而导热率各异的材料构成的热敏电阻元件。该热敏电阻元件可按图1所示的连接方式并排在同一平面上,构成一整块热敏电阻元件17。12为平面状差动热电偶堆。此平面状热电偶堆的正、负极两侧均用板材,采用光刻、冲压等加工方式,可使之刻成正极一侧的线束13和负极一侧的线束14。将这两束线束焊在同一平面     

非均匀热流下功率模块微小通道热沉传热特性研究

针对飞行器大功率电动舵机伺服系统功率模块内各器件发热损耗不同引起温度不均的问题,开展非均匀热流下微小通道热沉传热特性分析。依据功率模块三相桥电路的实际构型和工作特点,在数值计算方法和网格无关性验证基础上,利用FLUENT建立多种结构微小通道热沉的数值模型,对冷却通道在高、低热流区的典型周向传热特性及热沉总体性能进行探讨。研究发现,相同通道截面下,各通道圆周方向壁温呈非均匀分布,但不同通道的相同位置处局部传热系数较为一致;对于等流通面积的变截面冷却通道,通道数量及结构对局部传热影响突出。非均匀热流分布和通道流向、通道构型相匹配有助于改善基底均温性,渐缩通道构型和小截面多通道构型强化传热优势明显,具有较低热阻和较好均温性。     

基于热线式传感器的高精度热流风量变送器的研究

针对目前垃圾焚烧场、焚化炉中高温气体的流速监测中存在的问题,设计了一种高温热流热线式风量变送器。采用铂热电阻作为加热对象,采用恒温差控制电路,通过改变加热的电流使气体带走的热量得以补充,金属丝的温度差保持不变,消除了由于环境温度的变化对测量精度的影响,扩大了应用范围。变送器工作一段时间后需要进行重新标定,在设计上采用红外遥控技术,有效地解决了电位器受振动影响问题。使用前的标定、调零等工作可通过遥控器完成,方便使用与安装,增强了产品的可靠性。此外,采用进行传感器信号线形化处理,检测精度高。     

热流传感器及其标定

本文就我们多年来对热流测量,特别是对热流传感器及其标定方法的研究作些粗略介绍。     

基于ANSYS的高速客车车顶稳态传热温度场分析

以CRH5车车顶为例,运用ANSYS有限元软件热分析模块,将车顶置于稳态情况下进行模拟,加载温度及对流边界条件,对热量在车顶的流动状况进行仿真与分析,得出高速客车车顶稳态传热温度分布。     

基于非色散红外技术的二氧化碳传感器研究

为了降低二氧化碳传感器的功耗,满足煤矿安全监测系统多传感器长距离带载的应用需要,利用二氧化碳气体分子在4.2～4.32μm红外光波段的强吸收特性,设计了一种基于LED-PR光学结构的低功耗二氧化碳传感器.在分析红外二氧化碳检测原理的基础上,研究了LED光源、PR探测器器件选型及光谱吸收特性,并对LED光源驱动电路设计原...     

高热流密度芯片传热路径影响分析

随着以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料的发展,高功率密度电子元器件在军用电子装备上得到了更为广泛的应用,其中GaN功放芯片在T/R组件中的应用越来越广泛。现从GaN功放芯片着手,分析了其传热路径的热阻特性,研究了封装盒体材料、热界面材料、芯片尺寸参数等对传热路径热阻的影响,为解决未来高热流密度功放芯片散热问题提供了可行的参考方案。     

基于低熔点合金相变的变刚度软体机械臂稳态传热研究

建立了基于低熔点合金相变的变刚度软体机械臂稳态传热模型,通过理论方法计算了机械臂稳态传热过程中各子模块的温度、传热功率和螺旋盘管中水的对流换热情况,并利用COMSOL Mul-tiphysics仿真软件直观表达其稳态传热过程.仿真结果与理论计算结果差异在4.5％以内.理论分析和仿真结果可用于指导软体机械臂变刚度模块的设...     

新型高温薄膜热流传感器的研制

航天飞行器在返回地球大气层时外表面会产生兆瓦级的热流,瞬时温升可达1 800℃,为了保证飞行器的稳定安全运行,准确实时测量飞行器热防护系统表面热流具有非常迫切和重要的意义.针对高温热流检测的技术难题,提出了一种引线与基底一体化的新型热流传感器结构.结合陶瓷烧结静压成型和磁控溅射技术,通过在嵌入PtRh6引线的99氧化铝...     

接触式热流传感器的使用误差分析

接触式热流传感器动态测量误差的解析式的建立是一个极其复杂的问题,作者利用近代传热学知识,结合具体热流传感器及对象来建模。同时为便于实用,求出了现场实用中使用误差的修正值。研究结果表明:修正值C与热流传感器和被测物体组成的系统的导热系数,表面发射率与周围的对流换热系数及温场变化等许多因素有关。     

非色散红外气体传感器稳态扩散高斯分布浓度校正方法

流程工业中气体浓度测量至关重要。非色散红外传感器是一种基于不同气体对红外光吸收强度差异性测量气体浓度的传感器,气体浓度测量精度高,广泛用于流程工业中CO₂和N₂O气体浓度测量。非色散红外传感器内气体不均匀扩散使气体浓度测量会产生原理性误差,需要得到气体在传感器气室内达到稳态扩散时间降低浓度测量误差,提高测量精度。本文提出一种非色散红外传感器高斯分布扩散模型预测气体稳态扩散时间计算方法,14组不同条件下CO₂和N₂O的仿真实验得到本文提出高斯扩散模型的拟合度分别为0.82和0.80,验证所提出高斯模型预测气体稳态扩散时间的鲁棒性。本文所提方法非色散红外传感器浓度测量不均匀扩散产生误差补偿提供保障。     

基于非稳态热模型的汽车制动盘温度预测研究

热性能是的汽车制动系统关键性能之一,影响着系统可靠性与稳定性,同时也是制动系统设计匹配过程中的主导因素。本文通过对非稳态热模型的数值分析对汽车盘式制动器进行温度预测,实现制动盘的瞬态稳态精准预估,对制动系统精益化开发与稳健性设计具有一定的现实意义。以汽车制动系统制动盘为研究对象,根据刹车片与制动盘的摩擦生热,将制动盘进行轴向离散建立一维非稳态热模型,通过有限差分数值方法进行模型求解,揭示制动盘温度场分布特征,高效预测瞬态制动系统热性能,为汽车制动系统参数设计提供指导依据。     

基于Abaqus的橡胶垫板静刚度特性研究

轨道橡胶垫板作为重要的铁路零件,其性能的优劣直接影响着车辆运行的稳定性.文中介绍了Moony-Rivlin本构模型.根据橡胶的邵氏硬度计算出了Abaqus中Moony-Rivlin本构模型所需要的仿真参数.研究了轨道与橡胶垫板之间摩擦系数、橡胶垫板与轨枕之间摩擦系数、橡胶垫板厚度与沟槽数对橡胶垫板静刚度的影响.结果表明...     

基于Abaqus的体壳单元组合建模研究

在体壳单元组合有限元模型中,由于实体元与壳元的自由度不同,使得转动自由度不连续,计算结果往往与实际偏差很大。 Abaqus中提供了一种多点约束法来实现三维实体元与壳元正确联接,阐述了其原理,并通过实例对两种单元联接参数设置的不同进行结果对比,给出了合理的处理方法,为有限元分析中体壳单元耦合及模型简化提供指导与借鉴。     

柴油机缸内瞬态辐射热流传感器的研究与应用

柴油机缸人的火焰辐射受诸多因素的影响,用理论分析法来确定它是相当困难的。在现阶段,实验研究是一个重要的分子手段。针对柴油机缸内辐射传热过程的特点,本文基于热电现象和表面温度法的原理,研制了一种瞬态辐射传感器,并设计了一种测量系统。     

基于Abaqus的索道有限元模型及参数研究

文中以1×19IWS钢丝绳为研究对象,采用接触方式模拟钢丝之间的传力关系,建立了短钢丝绳的精细有限元模型,计算了钢丝绳的弹性模量;采用梁单元模拟钢丝绳,建立了索道承载索的有限元模型,并与悬索抛物线理论进行对比验证;采用索道有限元模型研究了跨距、载荷、温度等参数对索道受力的影响。研究结果表明：1×19IWS钢丝绳的弹性模量为1.172×106 MPa,与其他学者的研究相符合;索道有限元模型计算的中央挠度与理论误差值的最大误差2.55%,上下支点力的仿真与理论误差值最大为0.140%,索道有限元模型可以有效模拟索道受力;跨距、预紧力、温度与索道挠度及上下支点力的影响基本是线性的;载荷对挠度的影响是非线性的,而与上下支点力是线性相关性的;高度差对挠度的影响是线性的,与下支点力是线性相关的,与上支点是非线性相关的。     

基于LabVIEW的车用涡轮非稳态测控系统

运用涡轮增压器试验台技术指标和相关知识以及Lab VIEW使用队列的生产者/消费者设计模式开发了一套基于Lab VIEW的车用涡轮增压器非稳态试验台测控系统,实现了对相关参数的测量、分析、显示和储存功能,为涡轮非稳态特性进一步研究及相关产品的开发提供一定的参考。