基于有限元的固体电蓄热装置蓄热模拟及实验

固体电蓄热装置利用低谷电能给贯穿蓄热材料的加热丝加热,蓄热砖体吸收加热丝释放的热量并储存起来,在需要的时候通过换热器换热释放供给热用户。利用有限元对蓄热体温度场进行三维数值模拟,从而得到蓄热体在不同工作时刻的温度分布,并计算了蓄热体通孔直径与固体电蓄热装置热效率之间的关系,对进一步优化固体电蓄热装置的设计与运行具有重要的指导意义。     

GCr15钢奥氏体晶粒长大的有限元模拟

用Gleeble-3800型热模拟试验机研究了不同加热温度和保温时间对GCr15钢奥氏体晶粒的长大影响,得到了描述GCr15钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型;并将该模型写入Marc的子程序,利用大型商业有限元软件Marc模拟了加热保温过程中GCr15钢奥氏体晶粒的长大过程。结果表明:晶粒长大的模拟结果与试验结果基本吻合。     

同心套管双程流相变蓄热单元蓄放热特性研究

采用JDJN-60型相变材料,设计并制作了同心套管双程流相变蓄热单元,利用试验手段对蓄热单元在不同工况下的蓄放热性能进行了研究,分析了传热流体进口温度和流量变化对蓄放热过程的影响。研究结果表明:随着传热流体进口温度的提高,蓄热时间不断减少,但流量增加对蓄热过程影响不大。初步掌握了蓄热单元的蓄放热特性,为其工程应用提供参考依据。     

电锅炉储热蓄能采暖方式的选择比较

电锅炉储能蓄热采暖是以电锅炉为热源,利用供电峰、谷时段电价差在谷电时段开启电锅炉以水为热媒进行循环加热,并将额定温度的热水储存在蓄热水箱中,在电力高峰时段关闭电锅炉．将储存在蓄热水箱中热水经循环泵向系统供热。相应地,减少电锅炉和水泵等的装机容量和功率。可充分提高设备利用率。减少一次电力设备的初投资费用。     

单元组装式太阳能储热器的Fluent蓄热性能研究

研制一种单元组装式太阳能储热器,采用熔盐作为蓄热材料,利用Fluent中的凝固/融化模型对相变材料在储热器的蓄热、相变过程进行数值模拟研究,得到了相变材料固-液相变过程不同时刻的温度场分布,通过与实验数据对比验证了模拟方法的可行性;分析了传热介质入口温度以及流速对储热器储能过程的影响,计算了一定工况下,储能过程温度随时间的变化情况,得到之间的关系表达式以及对流传热系数与Re的关系,对太阳能储热器的设计、模块化生产及应用具有重要现实意义。     

肋板式相变蓄热器蓄热性能的试验研究

采用萘作为蓄热材料,对其在新型铝制肋板式相变蓄热器中的储、放热过程即内部萘的熔化和凝固过程进行了试验研究,改变了供、取热流体参数,测定了储、放热过程的时间,分析了热流体的入口温度与流量对蓄热器储、放热过程的影响.结果表明,新型肋板式相变蓄热器极好地发挥了换热元件的作用,热流体的入口温度与流量对储、放热速率有重要的影响.     

高温相变式固态储热装置控制系统研究

高温相变式固态储热装置的应用既解决了清洁能源消纳的问题,又对电网调峰有很大帮助。鉴于此,设计了一款高温相变式固态储热装置,明确了加热阶段、蓄热阶段、放热阶段的工作过程,阐述了蓄热原理,设计了模糊自适应PID温度控制器,通过模糊控制对PID调节器的kp、ki、kd参数进行整定,不断修正调节过程,增强系统鲁棒性,使温度控制系统更加智能化。     

翅片缩放管相变蓄热体热工特性数值模拟

蓄热式换热器是高温有机化合物废气氧化器的核心部件之一。提出了一种带有赤藓糖醇相变材料的翅片缩放管式蓄热体,并用数值模拟的方法对蓄热体蓄放热过程的热工特性进行研究,分析了翅片厚度对蓄热体传热性能的影响。模拟结果表明：翅片缩放管（翅片厚2 mm ）在蓄/放热阶段的传热速率分别比光管缩放管高13％和9％,一定条件下适度增加翅片厚度有助于提高蓄热体的蓄放热性能。所得结论为今后翅片缩放管相变蓄热体的优化设计提供了理论依据。     

具有圆、方孔道的固体蓄、放热特性的分析与比较

以综合性能较好的氧化镁固体为例,并在保证一定开孔率的前提下,分别在其中开设不同孔数的圆形或方形孔道进行蓄热以及以空气为介质的放热特性分析;通过数值计算得出了蓄热体达到稳定时的蓄热时间,以及在放热过程中放热介质的温度、压力及换热量随孔数和换热时间变化而变化的规律。     

运用Deform数值模拟的钢锭加热规范的制定

钢锭的加热是大锻件生产的一个重要环节,加热规范的制定长期以来只能依靠经验公式。随着有限元技术的发展,数值模拟技术越来越多地运用于生产实际。借助于有限元软件Deform-3D对八角形钢锭的加热过程进行数值模拟,获得了钢锭加热过程的温度场和应力场。结果表明:钢锭表面与心部温差将出现两次峰值;钢锭内部应力以心部轴向应力为最大,且在整个过程中会出现两次应力峰值。通过正交试验方法探讨了相变期保温温度、相变期保温时间、温度头等对加热总时间的影响规律,得到了最优的钢锭加热规范。     

热管废热回收蒸发器在浊水余热回收中的应用

针对污水的特性,为避免生活污水与热泵工质R22产生交叉污染,从而导致系统不能正常运行的可能性,提出在污水与热泵系统工质R22之间采用一个热管换热器,得出在系统增加了一个热管换热器的情况下,污水流量一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵系统R22工质蒸发温度,污水废热回收热量随污水进口温度的增大而增大,其中热泵工质蒸发温度的增幅最大,达到65.79%,废热回收热量的增幅最小,为6.8%,污水入口温度一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵工质蒸发温度,废水回收热量随着污水流量的升高而升高,但是热泵工质蒸发温度的和性能系数COP值的增幅减少,热泵制热量,热管工质蒸发温度以及废水回收热量的增幅缓慢增加.     

脉动热管稳态运行的理论模型研究

建立了脉动热管稳态运行机制的物理和数学模型。针对脉动热管中工质的实际流动状态,改进了模型中的流动机理和毛细滞后阻力机理,并耦合脉动热管的充液率、蒸发凝结两相传热模型进行了迭代求解。结果显示,潜热传热量占总传热量的比例在30%以内,管内工质流动属于湍流流动状态,表明改进后的求解模型比较符合脉动热管实际运行工况,较为准确地反映了脉动热管的流动和传热规律。     

高温热管换热器的研究与工业应用

介绍了以液态金属热管技术为代表的高温热管换热器的研究与工业应用。研究内容涉及液态金属热管传热性能及其传热极限的研究、高温热管换热器整体传热特性及效率的试验研究、液态金属热管工业应用安全性的研究、低合金钢－液态金属热管相容性的研究、高温热管换热器的模拟优化研究。基于理论及实验研究基础，高浊热管换热器得以在工业领域应用，介绍了高温热管热风炉与高温热管取热器的工业应用实例。     

一种微小通道换热器的设计和试验研究

目前阵列系统的集成度与功率越来越高,给电子元器件的冷却及可靠工作带来了严峻的挑战.文中主要介绍了一种针对高热流密度功率器件散热的微小通道换热器的理论计算和仿真分析过程,并进行了多方案的热性能测试试验.试验结果表明:该微小通道换热器在一定的边界条件下能够满足热流密度为200 W/cm2器件的散热需求和工程应用要求.     

制动器摩擦热效应分析

以现代摩擦理论为基础,依据试验结果定性地分析了制动器摩擦副摩擦热的产生扩散及对摩擦副性能的影响，不同对偶摩擦副其“热影响表面层”摩擦性能的变化以及＂热分解温度＂的重要意义。制动器在长时制动或重复制动工况下，摩擦温度不断升高,在摩擦材料浅表层积聚高的热量从而引起摩擦材料摩擦性能的变化。不同对偶摩擦副摩擦因数随温度的变化规律有所不同,但温升高于“热分解温度”后，摩擦因数均显著下降，因此了解摩擦材料热分解温度是制动器设计和运行的关键所在。     

空调器中管翅式换热器的强化传热设计

为了提高换热效率,换热器的结构从多方面进行了强化传热设计.介绍了如今应用范围比较广泛的几个设计理念,并对其进行分析总结.     

洗瓶机的热系统故障分析

论述洗瓶机热系统的热传递途径和热损失途径，结合24000BPH生产线洗瓶机热系统故障造成的严重后果，分析造成这一故障的原因及其解决的方法。     

某型电源热设计及其分析

随着电子器件的高度集成化及加工制造工艺手段的不断提高,电子设备功率密度越来越大,热设计面临着严峻的挑战。文中首先介绍了热设计应遵循的基本原则,然后具体介绍了选择冷却方式的准则;通过某型电源的传统热设计过程与有限元软件热分析的对比,凸显了有限元软件的优势,通过软件的对比分析得出优化设计方案,最后总结了电源热设计时的注意事项,对同类设计具有参考价值。     

机舱内旅客座椅的动态热特性实验研究

现代民用飞机座舱内设置有众多的设施包括座椅、内壁、生活设施等都具有明显的蓄放热特征。而在热载荷动态计算过程中,舱内设施蓄、放热性能对空调系统加热、制冷负荷有显著影响。在这些舱内设施中,座椅所具有的热容最大,并且其结构和边界条件及其复杂,座椅蓄放热特性对座舱动态热载荷仿真计算结果的准确性有很大影响。如果采用纯理论的方法,无法判断座椅动态建模中相关边界条件和系数的确定是否准确。因此本文将通过座椅动态热特性实验研究,对座椅的动态蓄放热特征数学模型进行验证。     

空调性能试验装置用热管空气热回收器的数值模拟

采用CFD方法对热管空气热回收器进行了数值模拟研究,分析了其冷凝段和蒸发段空气侧的温度场和速度场。模拟了不同管排组合方式、不同室内外温差及不同风量对热管空气热回收器换热性能的影响。结果表明,1对1管排组合的总换热量最大,2对2管排组合其次,4对4管排组合最小;并发现模拟结果与试验结果误差在5%以内,验证了所建模型的合理性。模拟结果为实际工程应用提供数据支持。