生物质混燃特性的数值模拟与实验研究

为探究生物质混燃特性,以圆筒形燃烧室的锅炉为例进行数值模拟与实验研究。选取玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质作为混燃燃料,利用FLUENT软件分别对4种单一生物质在燃烧室中心截面上的温度分布进行数值模拟,并根据模拟结果进一步将燃烧室中心截面温度最高的玉米秸秆和最低温度的稻秆混合燃烧模拟和实验研究,来研究不同质量掺混比、一次风速和一次风温对生物质混燃的影响。研究结果表明：4种生物质分别燃烧时,燃烧室中心截面上最高温度的排序依次为：玉米秸秆>棉秆>木屑>稻秆,玉米秸秆的最高温度相比另外3种生物质高100 K以上,玉米秸秆与稻秆的最佳质量掺混比为7:3,最佳一次风速、一次风温分别为48 m/s、1 300 K,且在最佳混燃参数下,生物质混燃提高了生物质单燃的燃烧特性,有效地解决了生物质单燃时热值较低的问题;并通过混燃实验研究了玉米秸秆与稻秆在最佳混燃参数下的燃烧特性,验证了其模拟值与实验值之间具有良好的一致性。     

压铸模具温度场的数值模拟研究

在压铸模具传热过程合理简化的基础上,建立了压铸模具温度场的数学模型。采用商用软件ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ作为前处理软件,ＣＯＳＭＯＳ作为后处理软件,实现了对复杂压铸件模具的三维造型,网络剖分及模拟结果显示。运用直接差分法开发了相应的温度场软件,为进一步研究压铸模具热应力场奠定了基础。     

中间包温度场数值模拟

利用Fluent软件对马钢四钢轧的原中间包和改进后中间包的温度场进行数值模拟与比较.模拟结果表明,中间包的最大温差达12.08 ℃;对原中间包进行改进后,中间包内的温度场最大温差为7.32℃,明显优于原中间包.     

选择性激光烧结过程温度场数值模拟

目的 研究激光烧结过程的温度场,分析在选定烧结参数下的烧结深度及烧结宽度。方法 分析烧结过程及热物性之间的变化,建立合理的有限元模型,编制相应的程序对其温度场进行模拟;由温度值确定其 结深及 度,并用实测温度验证了计算结果。结果 模拟结果与实测结果相差甚小。结论 可用数值模拟方法进行工艺参数选择。     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.     

架空导线径向温度场的数值模拟

基于二维稳态热传导控制方程,考虑了输电导线主要的发热源和散热途径,形成了一套准确的导线径向温度场数值求解方法,并通过实例应用于JL/LB1A-300/50型钢芯铝绞线。结果验证了导线径向温度差的真实存在且不可简单忽略,并且径向温度分布受导线内不同金属材料的单位体积发热率、绞线间接触情况和外界对流等多方面因素的共同影响。     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出：在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

宽厚板连铸过程温度场数值模拟

根据传热学基本原理和有限单元法,利用商业软件ANSYS分析了板坯连铸凝固过程的温度场和结晶器内铸坯应力分布,计算了板坯中心与表面的温度分布、坯壳厚度、液心长度等,计算结果与现场实测值基本吻合,对深入分析板坯连铸生产过程温度及应力变化提供参考依据.     

埋地热油管道周围温度场数值模拟

建立了埋地热油管道周围土壤温度场的物理模型,并用ANSYS软件对管道周围的温度场进行数值模拟.通过和实验结果对比表明,该方法能准确地计算管道周围温度场的分布,同时也能求解出管道周围中任意点在整个运行周期中的温度变化情况.     

采空区温度场模拟及煤自燃状态预测

建立了采空区温度场的数学模型,并用有限差分数值方法进行模拟计算。通过计算得出了煤因氧化放热导致煤温随时间变化呈指数上升的规律以及点热源附近温度场随时间的变化规律。提出采用测量煤两点间温差的变化高温点温度的方法,此法由于消除了矿井空气温度劝因素的影响,具有较高的稳定性。     

Monel-400合金焊接温度场的数值模拟

对Monel-400合金圆桶轴向焊接的温度场进行有限元分析,采用ANSYS大型通用有限元分析软件,利用APDL语言进行数值模拟计算.从焊接温度场方面,对圆桶轴向焊接过程的数值模拟进行了分析讨论.为以后焊接应力应变的模拟计算及分析奠定了基础.     

混凝土早龄期温度场测试与数值模拟分析

通过数值模拟与现场测试相结合的方式分析了某混凝土振动台基础在早龄期温度场的分布特性, 获得了混凝土的不同位置内外温差和内表温差的变化规律.数值和测试结果表明, 混凝土不同测试点的温度变化规律各异, 靠近顶部点容易受到蓄水区的影响而出现与外界大气温度变化一致的规律, 中部和底部测点则受其影响较小.中部和底部温度及温差在数值模拟和现场记录比较中具有良好的一致性, 且温差都在25℃以内, 混凝土不会开裂.     

火灾时海底隧道衬砌温度场的数值模拟

对隧道衬砌在不同火灾荷载曲线作用下的温度反应进行了模拟,根据不同计算模型,不同计算工况,分别讨论了模型尺寸、衬砌厚度、外水压对温度随衬砌深度变化的影响,数值结果表明:温度随衬砌深度变化的影响较小.     

厚板坯连铸过程温度场数值模拟

结合某钢厂的连铸机生产实践,建立宽厚板坯连铸传热数学模型,利用商业软件ANSYS,通过改变拉速,过热度,二冷水量等条件,对Q345C厚板坯的凝固过程进行数值模拟,分析了不同因素对连铸凝固传热过程的影响.     

激光再制造过程熔池温度场的数值模拟

建立简化二维非稳态温度场数值模型，采用有限元方法及ANSYS软件求解温度场分布，模拟了一个平板试验件激光再制造过程，其计算结果与文献提供数据比较误差较小，可以采用此计算方法提供的初始温度值和非接触测量温度变化量来控制工艺参数．     

搅拌摩擦焊准稳态温度场数值模拟

搅拌摩擦焊接过程中的准稳态温度场分布对最终接头的焊接质量有着十分重要的影响,文中在深入分析搅拌摩擦焊物理过程的基础上综合考虑了摩擦产热和塑性变形产热作为其热源,建立了相应的温度场数值模型,在此基础上运用COMSOL有限元软件对工业纯铝1100在转速750 r/min、焊接速度300 mm/s工艺参数下的准稳态温度场进行计算,并利用红外测温装置对计算结果进行验证,结果表明该模型可以较准确地描述搅拌摩擦焊准稳态的温度场分布。     

地下储粮仓温度场的数值模拟与试验研究

粮温是储粮的重要生态因子,是影响储粮品质的首要因素。为揭示地下储粮仓仓内温度变化规律,根据热力学原理,采用理论分析、数值模拟与试验研究相结合的方法,利用仓体围护结构传热参数与储粮环境等边界条件,得到地下储粮仓一年内不同月份温度场随时间的变化云图。结果发现:仓内温度基本稳定在20℃以下,随时间推移仓内温度出现明显分层,上层温度受外界温度影响要高于下部,下层温度整体趋于稳定。通过与试验结果对比发现,数值分析结果与试验结果相吻合,数值模拟方法能对地下储粮仓温度进行有效预测;同时为其他结构温度场的研究提供参考。     

冻结法凿井冻结温度场的数值反演与模拟

考虑了冻结孔的实际偏斜状况，提出了基于平面有限元模型的冻结温度场数值反演及模拟方法．介绍了模型的基本特征、计算参数及数值反演、模拟的基本步骤．由于能够模拟冻结孔的实际分布状况及冻结管外表面的温度下降过程，并且以土性参数的反演为前提，因而该模型能够以较高的精度模拟冻结温度场的发展过程．通过某冻结温度场的数值模拟实例验证了该方法的可行性，并对影响数值模拟结果的主要因素进行了分析．