微波加热干燥毛细多孔介质的传热传质机理分析

本文在实验基础上系统分析了微波加热干燥湿物料的理论机理。提出了微波加热干燥毛细多孔湿物料是由初始加热阶段,压力泵水、泵汽(包括压力产生过程,压力泵汽水混合物主过程和压力驱动较难干燥水分蒸汽过程)阶段,干燥难干水分阶段组成。并结合反映每一阶段的主要特点建立了其特征物理模型。这些研究,比较全面的、抽象概括了微波加热干燥湿毛细多孔物料整个过程的物理特征。并初步分析了微波干燥过程驱动湿分的主动力——压力在无限长圆柱体内的分布规律。进而在分析的基础上提出了采用集总湿容法建立反映干燥规律较实用的物理模型。并根据电磁能吸收的特点,将干燥过程分为两段建立模型。这组模型能够比较好地反映实验规律。     

多孔介质传热传质分形理论初析

对分形理论在多孔介质传热传质过程中的应用进行了初步的分析,求出了基于分形理论的多孔介质固有渗透率和有效导热系数,建立了多孔介质渗流与导热的分形模型.     

含盐多孔材料传热传质研究

对含盐多孔材料内部温度、质度分布作了现场测定和数值模拟。建立了含盐多孔材料在一维温度质度场的耦合方程组,获得了其温度、质度动态分布规律, 数值模拟结果与实测结果较为吻合, 验证了数值模型的正确性, 对促进含盐多孔材料热质迁移的研究,具有重要的意义     

液状制品真空冷冻干燥过程传热传质的研究

应用变时间步长有限差分法求解半球条件下冷冻升华干燥过程传热传质的非稳态数学模型，得到了冻干过程中制品内温度分布随时间变化的曲线,通过对牛奶的实验研究，检验了求解模型方法的可京隆和结果的直观性.     

模拟连续式振动流化床内传热传质的研究

在理论分析的基础上,将间歇模拟连续干燥的热质传递模型应用于振动流化床。测定了低气速(u＜u_(mf))下氧化铝大粒子在振动流化床干燥过程中的传质、传热系数,得出相应的关联式。为研究连续式振动流化床内传热提供了一种简便易行的方法。     

对撞流干燥的传热传质特性

对对撞流的传热传质过程进行了理论分析,论证了对撞流这一干燥形式强化传热传质过程的原理。设计了同轴对撞流干燥器,进行了对撞流强化传热传质过程的试验验证,总结了对撞流强化传热传质的特点和影响传热传质的因素。     

具有非均相化学反应的耦合传热传质熵产率方程

从质量、能量和熵平衡的基本原理出发,导出了具有非均相化学反应的耦合传热传质系统熵产率方程,得到了各种条件下熵产率方程的简化形式,为对具有非均相化学反应的耦合传热传质系统进行性能分析与改进提供了一种有力的工具。     

吸附式制冷吸附床内传热传质数学模型的数值求解

吸附床是吸附式制冷系统的核心部件,其传热传质性能的好坏直接影响到系统的制冷量.为了研究吸附床的传热传质特性,笔者建立了吸附式制冷系统中吸附床在非第一类边界条件时的一维传热传质的数学模型,并运用有限差分法对该数学模型进行了数值分析.该数学模型和计算结果有助于深入认识吸附床的传热传质特性,以期能为吸附床的具体设计提供理论依据     

液状制品真空冷冻干燥过程传热传质的研究

应用变时间步长有限差分法求解半球条件下冷冻升华干燥过程传热质的非稳态数学模型，得到了冻干过程中制品内温度分布随时间变化的曲线。通过对牛奶的实验研究检验了求解模型方法的可靠性和结果的直观性。     

湿法脱硫塔一维传热传质性能模型理论与试验

为预测湿法脱硫系统(wet flue gas desulfurization, WFGD)浆液温度,提出湿烟气绝热饱和温度的概念,推导浆液温度与入口烟气温度及含湿量的函数关系。基于预测的浆液温度,建立脱硫塔内液滴运动、热质传递及压差分布一维耦合数学模型;分析脱硫系统三维不均匀性对于模型准确度的影响;用龙格-库塔法对模型进行迭代求解,探讨脱硫塔内主要运行变量(浆液颗粒直径、烟气入口温度及液气比)对传热传质的影响,获得相关参数的一维分布规律。为验证模型的正确性,分别进行现场测试和物模试验。结果表明,预测的浆液温度与现场实测温度有较好的一致性,最大相对误差为4.56%;浆液颗粒直径是影响传热传质的主要因素;颗粒在下降过程中速度迅速衰减,并趋向于最终不变值;烟气温度沿塔高呈指数规律分布。与模型预测温度及压力相比,物模试验温度分布与压力分布的最大相对误差分别为4.72%和6.46%。模型具有较高的准确度,对脱硫塔的设计、运行及SO₂的传质研究有指导意义。     

Heat mass transfer model of fouling process of calcium carbonate on heat transfer surface

A new heat mass transfer model was developed to predict the fouling process of calcium carbonate on heat transfer surface. The model took into account not only the crystallization fouling but also the particle fouling which was formed on the heat transfer surface by the suspension particles of calcium carbonate in the supersaturated solution. Based on experimental results of the fouling process, the deposition and removal rates of the mixing fouling were expressed. Furthermore, the coupling effect of temperature with the fouling process was considered in the physics model. As a result the fouling resistance varying with time was obtained to describe the fouling process and the prediction was compared with experimental data under same conditions. The results showed that the present model could give a good prediction of fouling process, and the deviation was less than 15% of the experimental data in most cases. The new model is credible to predict the fouling process. Supported by the National Basic Research Program of China (“973”Project) (Grant No. G2000026304) and the Beijing Municipal Elitist Cultivation Project (Grant No. 20061D0501500186)     

大型调水工程中引水结构的水体热交换模型

若大型调水工程地处内陆深处，由于冬季气候恶劣，引水线路中的水体可能会结冰，这将带来严重的经济损失。为给是否采取保温措施提供决策依据，本文根据引水结构的具体类型及与外界的热交换方式，分别建立了地下结构的热交换模型、渡槽结构的热交换模型、水库及明渠结构的热交换模型、泵站结构的热交换模型。     

冬季供暖工况下混凝土辐射顶板传热特性

针对冬季供暖工况下混凝土辐射顶板的传热问题,建立顶板辐射供暖的简化数学模型,利用MATLAB软件计算其供热量,并通过该顶板辐射供暖的热工特性实验验证模型的合理性。研究表明:顶板温度计算值与实验结果的误差在5.01%以内,供热量计算值与实验结果的误差在5.15%左右。通过对实验和计算结果的分析发现:在定流量稳态工况下,顶板温度随供水温度的增大呈指数性增大,随换热盘管间距的增大而减小。     

循环单井井管-井孔-含水层传热模型

为了研究循环单井复杂的传热特性,依据能量守恒建立了循环单井井管-井孔-含水层耦合传热模型.并将井管壁和井孔壁的换热包含于控制方程中,便于含水层、井孔、井管温度场的整场求解;在含水层传热中,考虑了热弥散的影响.然后,对循环单井现场试验进行了数值模拟,模拟过程显示出模型的输出对含水层渗透系数和热弥散度最为敏感,尤其是热弥散度,有无热弥散效应对模型的输出影响重大,应在模型中考虑热弥散效应.模拟结果表明,抽水温度的模拟值与实测值吻合良好,误差在10%以内,也表明建立的循环单井井管-井孔-含水层传热模型是正确的,能够用于实际.     

长一维直通式辊底加热炉内传热数学模型研究

通过分析ＣＳＰ工艺中直通式辊底加热炉的热工及结构特性,采用地建立炉内辐射换热数学模型,与加热炉内连铸坯及炉衬的一维导热方程相耦合,建立长一维直通式辊底加热炉炉内传数学模型,通过对数注解,研究分析了不同的薄板坯移动速度及 种对加热炉炉内温度分布的影响。     

外电场作用下的生物膜传质模型

对外电场作用下生物膜传质速率进行了理论和实验研究,建立了电场生物膜传质模型.应用此模型可以计算出一定电场强度下离子在生物膜中的扩散通量.计算结果与实验数据吻合,表明此模型较好地描述了生物膜的实际传质过程.     

考虑炉气散射特性的加热炉内辐射换热分析

考虑加热炉内燃烧产物的散射作用,借助辐射换热网络分析法,给出了吸收、发射和散射介质中炉膛系统黑度及辐射换热的基本公式,模拟计算了散射介质中系统黑度的变化.数值模拟结果表明,与忽略介质散射作用的简化描述相比,散射使得系统黑度值降低,炉膛总换热强度减弱.介质的散射作用越强,忽略介质散射导致的误差越大.     

基于水分蒸发非线性迁移的炭化室传热模型

详细分析了焦炉加热过程的传热机理，基于水分蒸发非线性迁移模型建立了焦炉炭化室传热过程的数学模型，利用数值仿真技术对所建立的数学模型进行了研究，并与某企业焦炉炭化室煤焦温度场的实测数据进行了对比分析.结果表明，采用水分非线性蒸发模型与采用传统的水分定温蒸发模型（100 ℃)相比，焦炉炭化室传热过程数学模型的计算结果与实测数据吻合得更好，其最大相对误差由31.74%下降到10.17%，从而证明了该数学模型能够更好地描述焦炉炭化室的传热过程.     

废轮胎回转窑中试热解炭孔隙及表面化学特性

为了设计和优化废轮胎热解炭利用工艺,利用氮气吸附法、傅里叶变化红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对废轮胎回转窑中试热解炭的孔隙结构及表面化学特性进行研究,分析热解温度和热解炭粒径的影响因素,并与商用炭黑进行比较.结果发现,热解炭中有很多大孔而微孔很少,Brumauer-Emmett-Teller (BET)比表面积随热解温度的升高而增大;热解炭BET比表面积与N660相当,分型维数与N330相当,热解炭粒径越大,BET比表面积越大;热解炭中C和O的含量高,含氧官能团主要为醇、酚、酯、内酯、酸酐和醚,有大量芳香稠环的存在,热解温度越高,芳构化越高;商用炭黑芳构化高于热解炭;热解炭中S元素主要以硫化物存在,N元素多以胺形态存在,而商用炭黑中S元素主要以“S-C/R-S-S-R”的形态存在.     

旋转圆筒表面传热和传质特性实验研究

为研究旋转圆筒表面对流传热和传质特性,用微型热偶式测温和测湿探头对旋转圆筒表面的温度场和浓度场分布进行了测试.实验结果表明,旋转圆筒表面对流传热和传质特性之间存在着较好的类比性.旋转对纯传热边界层局部努塞尔数的影响规律与对传质边界层局部舍伍得数的影响规律相似;对平均努塞尔数和平均舍伍得数的影响规律也相似.当旋转雷诺数小于临界雷诺数时,旋转对平均努塞尔数和平均舍伍得数几乎没有影响,当大于临界雷诺数时,随旋转雷诺数的增大平均努塞尔数和平均舍伍得数也增大.