多孔铝对流换热系数的反演分析

建立了多孔铝的一维瞬态对流换热模型,采用反演分析方法求得了多孔铝的体积对流换热系数.给出了多孔铝对流换热的无量纲准则关联式,并在较宽的孔结构范围内(孔隙率为60.0%～95.0%、孔径为2.5～6.0 mm)研究了孔结构对多孔铝换热系数的影响.结果表明:多孔铝的换热系数随着风速的增加而提高.在风速相同的条件下,换热系数随着孔径和孔隙率的减小而提高.在风机功率相同的条件下,换热系数随着孔隙率的增大而提高,在孔隙率约为85%时达到峰值.     

水平百叶外遮阳特性研究

以深圳地区建筑的水平百叶外遮阳为研究对象,通过Energy Plus软件对水平百叶外遮阳对全年太阳辐射得热的影响及水平百叶外遮阳系数的计算进行了分析研究.研究结果得出了水平百叶外遮阳不同板片倾角、不同朝向下的直射、散射、辐射特性的全年辐射得热量变化曲线；水平百叶外遮阳系数随遮阳特征尺寸的变化规律以及百叶遮阳的外遮阳系数简化计算公式;并对固定式水平百叶遮阳不同朝向的板片角度进行了优化设置,得到了活动百叶遮阳角度的调节方案.     

Cu-水纳米流体对流换热特性研究

建立了测量纳米流体流动与对流换热性能的实验系统,探讨了不同pH值、分散剂浓度和纳米粒子质量分数对Cu-水纳米流体对流换热性能的影响。结果表明:pH值对Cu-水纳米流体对流换热系数的影响较小,这个现象启发了我们将纳米流体应用到未来工业中,可以不考虑pH值对纳米流体对流换热性能的影响。分散剂加入量是影响Cu-水纳米流体对流换热系数的重要因素,从分散稳定、导热系数和对流换热系数提高三个方面来考虑,在0.1%Cu-H2O纳米流体中,0.07%十二烷基苯磺酸钠被选为最优化浓度。另外,Cu-水纳米流体的对流换热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,但其对流换热系数的增加明显低于导热系数的增加。     

多壁碳纳米管水基纳米流体的对流换热特性

实验研究了纳米粉体浓度、雷诺数Re和热流密度对多壁碳纳米管水基纳米流体(MWNTs/H2O)对流换热性能的影响。纳米粉体浓度分别为0.05 g/L、0.1 g/L、0.2 g/L和0.4 g/L,雷诺数Re为500~900,热流密度为10~20 k W/m2。结果表明:1)纳米流体对流换热系数随着纳米粉体浓度、Re、热流密度的增加而增加。如在Re为631且纳米粉体浓度为0.4 g/L时,纳米流体对流换热系数比基液增大了17.6%;2)纳米流体对流换热系数的提高率明显大于对应的导热系数提高率,当纳米粉体浓度为0.05g/L时,其对流换热系数和导热系数的提高率分别为7.4%和0.15%;3)在Eubank-Proctor方程的基础上,建立了适合于低Re条件下的混和对流换热的实验关联式。     

相变微胶囊悬浮液的对流换热特性研究进展

相变微胶囊悬浮液是既具有流动性又兼具蓄热能力的功能性流体。相变微胶囊悬浮液在工作过程中涉及复杂的流体流动与传热以及储热过程,近年来成为国内外学者研究的热点。对相变微胶囊悬浮液在圆管、小(微)通道内的对流换热特性进行了综述,重点阐述了国内外学者对于相变微胶囊悬浮液是否能强化对流换热存在的分歧,并提出了自己的分析与看法。分析了圆管与小(微)通道对流换热机理的区别,最后概述了强化相变微胶囊悬浮液对流换热的方法。     

橡胶混凝土道床动力特性的足尺试验分析

随着大量地铁线路的开通运营,轨道振动问题日益受到关注。该研究针对橡胶混凝土道床,构建足尺试验平台。通过动力试验,对2%橡胶混凝土道床和普通混凝土道床进行频谱、振动加速度级、传递损失、插入损失、分频振级均方根差值等评价指标分析,得出以下结论：(1)橡胶混凝土道床的减振频段主要为1～63 Hz低频段;(2)1～200 Hz频段,采用橡胶混凝土道床的传递损失普遍大于普通混凝土道床;(3)1～100 Hz频段,采用橡胶混凝土道床的隧道壁插入损失普遍为正值;(4)对比橡胶混凝土道床和普通混凝土道床,隧道壁测点的分频振级均方根差值约1.9 dB。该研究为橡胶混凝土道床在地铁中应用提供了试验数据支撑。     

大连市体育馆圆钢管相贯节点足尺实验研究

大连体育馆主体屋盖钢结构中的关键相贯节点的性能对结构的工作性能影响至关重要,因此分别进行了两组节点实验,每组实验均采用两根试件,区别仅在于节点是否采取内置加强板这一节点加强措施。实验结果表明:未采取加强措施的节点在设计荷载作用下由于产生过大的塑性变形而破坏,而采取节点加强措施后,明显的改变了节点的工作性能,显著的提高了节点的极限承载力,采用有限元软件ANSYS对该节点进行的数值模拟结果也验证了实验结果的正确性。在此基础上,建议该工程施工时,在这些受力比较关键的节点处采取内置加强板的构造形式。     

翅片管冷凝器低压环境下空气侧换热特性研究

本文通过搭建压力可调的封闭环境仓,实验研究了在40~101 kPa低压环境下,不同的管排数和循环热水温度对翅片管冷凝器空气侧对流换热特性的影响。结果表明:在相同的空气侧雷诺数下,环境压力的降低导致空气侧对流换热减小。当空气侧雷诺数为400时,环境压力从101 kPa降至40 kPa,对流换热表面传热系数随之降低44.1%;随着环境压力的降低,管排数对空气侧对流换热的影响变弱;在低压环境下,改变循环热水温度不会对对流换热表面传热系数产生明显影响。随着环境压力的降低,空气侧的对流换热表面传热系数与常压模型的计算结果偏差增大,当环境压力从101 kPa降至40 kPa时,平均偏差从17.3%增至77.5%。在实验的基础上,本文根据环境压力、管排数对空气侧对流换热的影响,对常压下的翅片管空气侧换热模型进行修正,修正后的平均偏差为9.5%。     

金属多孔介质泡沫自然对流换热实验研究

本文对饱和水-泡沫铜多孔介质在方腔内的自然对流换热进行了实验研究。讨论了孔隙率、孔隙密度及倾斜角度对多孔介质自然对流换热的影响。结果表明:自然对流换热随着孔隙率增大而减小。当孔隙率一定时,随着孔隙密度的增大,自然对流换热减小。Nu数随着加热功率的增大而增大,随着腔体倾斜角度的增大而减小。根据相似理论建立了以孔隙率、孔隙密度、倾斜角度为影响变量的换热准则关联式,且误差小于±7.5%。     

纳米流体强化对流换热的实验研究

建立了纳米流体对流换热系数的实验测试系统,利用实验系统测量YCu-H2O纳米流体的对流换热系数,探讨了纳米颗粒质最分数、Re数和轴向比对Cu-水纳米流体对流换热性能的影响.结果表明:Cu-水纳米流体的对流换热系数随纳米粒子质量分数的增人而增人,但其对流换热系数的增加明显低于导热系数的增加.随着雷诺数的增人,纳米流体的对流换热系数基本呈线性提高.纳米流体在实验管进口段的对流换热系数提岛值明显高于流体在充分发展段的提高值.纳米流体的导热系数、粘度和纳米颗粒迁移是影响纳米流体对流换热系数的主要因素.     

马岭河大桥索塔锚固区足尺模型试验研究

斜拉桥塔柱索塔锚固区是斜拉桥的关键部位,其受力十分复杂,且影响因素众多：同时索塔锚固区也是斜拉桥设计和施工中的难点和关键,本文针对马岭河特大桥塔柱设计和施工过程中的一些关键技术问题,进行塔柱足尺模型试验研究。     

Cryotop模型冷冻过程中对流换热系数的研究

Cryotop冷冻技术是目前卵母细胞玻璃化保存较为有效的方法,它以操作简单、获得的冷冻速率较高而得到广泛应用。近年来研究者们采用数值计算的方式对其传热性能进行研究,但计算中涉及的模型冷冻过程中的对流换热系数却没有有依据的取值范围。文章以三种载板厚度的Cryotop模型为研究对象,采用超快速测温装置对水滴冷冻过程进行温度测量,同时用模拟计算的方法得到不同对流换热系数下水滴冷冻过程的冷却速率,将两者进行比较,找出与实际测温所得结果相吻合的模拟实验中所需要的对流换热系数取值范围。结果表明:三种不同载板厚度的Cryotop模型在模拟计算中对流换热系数的取定范围为6000~8000 W/(m2.K)。     

封闭三角形通道内热管的自然对流换热研究

论述和分析了封闭腔内自然对流换热的研究进展,运用Fluent软件对封闭三角形通道内的热管与壁面的二维散热问题进行了数值模拟,模拟了封闭腔内空气自然对流换热的温度场和速度场。     

公路风屏障流场特性及自身风荷载的足尺模型风洞试验研究

为探究公路风屏障后方流场分布特性及自身风荷载,针对6种不同板形,通过足尺节段模型风洞试验测试了各风屏障后方不同车道处的流场分布及距离地面不同高度处障条的风荷载,在此基础上对比分析屏障孔隙尺寸和开孔形式对其后方流场分布的影响,求得了不同风屏障整体的阻力系数、力矩系数以及风速折减系数。研究结果表明,孔隙尺寸对风屏障后方流场影响较为有限,开孔形式对屏障前方流场影响较为有限,但是对其后方的流场分布影响较为明显。由于受到盖梁的影响,位于最顶部的障条阻力系数较其他位置处障条阻力系数偏低。屏障整体风荷载系数可为日后该类风屏障设计提供一定的参考。     

对流换热边界下梯度功能材料板瞬态热传导有限元分析

用有限元法与有限差分法相结合的方法 ,对处在对流换热边界条件下的梯度功能材料板的瞬态热传导问题进行了分析 ,并且通过由ZrO2 和Ti 6A1 4V组成的梯度功能材料板对本方法的正确性进行了检验 ,最后给出了对流换热边界下的瞬态温度场分布。数值计算结果表明 :材料组分的分布形状系数M、环境介质温度和对流换热系数的变化对梯度功能材料板的瞬态温度场分布均有明显的影响。本文结果为梯度功能材料的优化设计和进一步的热应力分析提供了理论计算依据。     

垂直矩形窄通道换热特性实验研究

本文以去离子水为工质进行实验,研究垂直矩形窄通道换热特性。采用单侧壁面加热,改变工质流动参数,分析沿流动方向的壁面温度分布特性和测温点处的局部换热系数。实验表明:以对流沸腾为主的阶段,换热系数随着质量流速的增加而增加,入口温度对于换热系数基本没有影响;当干度χ0.1时,换热系数随着干度的增加而降低,当干度χ0.1时,换热系数随着干度的增加而基本保持不变。以核态沸腾为主的阶段,换热系数随干度的增加而略微上升,随入口温度的升高而增加。     

加热炉带壁板足尺钢结构抗震性能试验研究

进行足尺的石化加热炉带壁板钢结构试件在水平反复荷载作用下的试验研究,分析了此类结构的抗震性能。记录试验现象并作数据处理,系统分析了结构的破坏过程、破坏模式和耗能机理,研究了其滞回性能,得到了骨架曲线、刚度退化、延性和耗能能力等指标。试验结果表明,加热炉带壁板钢结构具有良好的延性和耗能性能;滞回曲线饱满呈梭形;钢框架和壁板协同工作良好;加劲肋的设置改善了壁板的受力性能,延缓了壁板的屈曲,提高了壁板的承载力及刚度;结构破坏模式为柱的局部屈曲、柱脚翼缘开裂,壁板发生加劲区格内的局部屈曲;底层梁柱连接部位形成塑性铰。该试验为此类结构的进一步研究及工程应用提供了依据。     

重载铁路路基足尺模型试验研究

以朔黄重载铁路为工程背景,通过构建重载列车模拟加载系统和路基足尺模型,开展路基动力响应试验,分析了在循环加载条件下路基的动力响应特性。试验结果表明,路基中不同深度动应力峰值均随着轴重的增加而增加,轴重越大,动应力的影响深度越大,路基中动应力随深度的增加呈负指数衰减趋势。路肩处动位移峰值随轴重的增加而线性增加。当轴重增加到30 t后,路基达到临界破坏状态,可见按照原朔黄铁路路基建造标准,其最大运行列车轴重约为27 t,如再增加列车轴重,路基需预先采取强化措施。试验结果对建造运行列车模拟加载系统及足尺路基模型具有借鉴参考意义,同时有助于深刻理解列车轴重对路基动力响应特性的影响。     

体内-体外混合配束节段预制拼装箱梁足尺模型试验研究

以南京长江第四大桥引桥为背景,开展了一孔48 m跨径体内-体外混合配束节段预制拼装箱梁的足尺模型试验,以研究该类箱梁在正常使用阶段和施工状态下的结构行为。根据试验箱梁的尺寸参数以及实际约束条件确定了拼装与加载方案。本文重点研究正常使用荷载和梁上运梁两种工况下梁体应力状况与位移变化等结构静力性能,并与试验梁实体有限元模型进行对比分析。研究结果表明:在正常使用阶段,加、卸载后拼装梁体残余变形较小,基本处于弹性工作状态,整体性较好;键齿接缝两侧基本无相对滑移,接缝截面纵向应变沿梁高大致呈线性变化,力学行为基本符合平截面假定;体外预应力束在转向处基本无滑移,体内外预应力增量随跨中弯矩基本呈线性变化;在梁上运梁工况下,实测梁体下缘压应力储备充足,满足运梁安全性要求。     

对流换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析

用有限元法和有限差分法相结合的方法,分析了由 ZrO₂和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板在对流换热边界条件下的非线性瞬态热传导问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下的瞬态温度场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较。结果表明:在精确计算瞬态温度场分布时,变物性是影响梯度功能材料板瞬态温度场的最重要因素之一。此外,材料组分的分布形状系数、环境介质温度和对流换热系数的变化对变物性梯度功能材料板的瞬态温度场分布均有明显的影响。此结果为材料设计和进一步的热应力分析提供了准确的计算依据。