秸秆类生物质固化成型有限元模拟

秸秆类生物质属于可压缩材料，其密度较低，致密化是提高生物质制品性能的关键．根据生物质压缩成型的主要特点，利用ANSYS的结构分析模块对挤压过程进行有限元模拟，得到载荷在材料致密化过程中的变化规律，揭示了在整个成形过程中制品内部应力应变及其历史演化过程，进而对生物质成型机理研究提供了依据。     

秸秆类生物质固化成型有限元模拟

秸秆类生物质属于可压缩材料,其密度较低,致密化是提高生物质制品性能的关键.根据生物质压缩成型的主要特点,利用ANSYS的结构分析模块对挤压过程进行有限元模拟,得到载荷在材料致密化过程中的变化规律,揭示了在整个成形过程中制品内部应力应变及其历史演化过程,进而对生物质成型机理研究提供了依据.     

生物质压缩成型技术的研究进展

生物质压缩成型技术克服了生物质密度低、可利用半径小、生产具有季节性、存储损耗大和存储费用高的缺点.生物质压缩成型技术形成了螺旋压缩成型、活塞压缩成型和模压成型3个主要的技术路线.总结了生物质压缩成型技术在理论分析和工艺研究各个方面所取得的成果,在此基础上,指出了液压活塞压缩成型与加热螺旋压缩成型相结合是生物质压缩成型技术克服功耗高、磨损严重的可能的技术措施之一.     

热压成型制备玉米芯基生态炭

以来源丰富、价格低廉的玉米芯为原料,通过炭化和活化（水蒸气为活化剂）制备生态炭。为提高生态炭的收率,炭化前采用热压成型的方法对玉米芯原料进行预处理。通过对成型温度、成型压力、成型时间等工艺参数的研究,得出较佳热压成型条件：成型温度为275~300℃,成型压力为5~15 MPa,成型时间为10 min。研究结果表明,成型工艺参数对总炭化收率的影响程度由大到小依次为：成型温度〉成型压力≈成型时间;热压成型使玉米芯的炭化收率由成型前的18.52%（质量分数）提高到成型后的25.58%;热压成型对生态炭的比表面积影响较小,所制生态炭比表面积为982 m2/g,以微孔为主,微孔率高达97.31%。     

生物质成型燃料锅炉产业化可行性研究

从环境政策、生物质成型技术的经济性、小型锅炉改造技术等方面,采用动态分析的方法,对小型燃用生物质成型燃料锅炉的产业化及可行性进行了研究和分析.结果表明燃用生物质成型燃料锅炉的各项指标均达到国家烟气排放标准,其运行具有一定的经济性和可行性.因此,燃用生物质成型燃料锅炉的产业化前景比较光明.     

基于COMSOL的热压罐成型模具温度场分析

模具作为复合材料构件成型的载体,其表面温度的分布情况直接影响构件成型的质量,因此,研究模具温度场十分重要.但目前应用于该领域的流体软件操作较为繁琐,规则冗余.本文选用功能灵活的COMSOL Multiphysics软件模拟模具型板温度分布情况,与已有实验结果对比,模拟误差小于3%.根据模拟结果得出:提高加热流体的速度、降低升降温速率均可减小模具表面的温差;模具型板背风端存在"温度滞后区",提高此处的温度变化率是解决模具型板温度分布均匀性问题的关键.     

生物质电厂燃料成型设备的技术现状

主要针对生物质电厂燃料应用压块方式和打捆方式的技术特点,介绍了为电厂配套的生物质秸秆成型设备,并分析了各种设备的特点及其在实际运行过程中存在的问题,提出了针对生物质电厂特点的成型设备技术的发展问题.     

褐煤/生物质成型机理及工艺参数优化

通过红外光谱和扫描电镜等对生物质型煤的成型机理进行了探讨,采用二次通用旋转组合设计方法对褐煤/生物质成型工艺条件进行了优化.得到了跌落强度试验指标与各组分之间的回归方程,并求出了优化成型条件:配比(稻壳与褐煤的质量百分比)为27%~31%,保压时间为20~21 min,温度为146~153℃.生物质型煤在没有外加黏结剂的条件下,通过加温使得生物质中含有的木质素部分熔解成黏结物质,将褐煤黏结固定,提高了生物质型煤的跌落强度;而加热成型过程同时实现了褐煤内水分的脱除,实现了褐煤的高效利用.     

微热压成型过程聚合物流动特性研究

为了获得更好的压印效果,研究了聚合物在热压过程中的流动行为.采用有限元方法模拟了模具的占空比、聚合物的厚度、压印温度对压印力、压印时间及聚合物流场的影响. 结果表明,随着模具占空比的减小,聚合物截面流型从单峰过渡到双峰,从陡峭过渡到平坦;随着聚合物厚度变薄,由于边界效应造成流动困难,需要施加的压印力迅速增加,并且压印力过小或压印时间不够将造成压印忠实度较低;对于非等温热压过程,当聚合物厚度较大时,由于模具压入区附近温度梯度较大,聚合物黏度降低,存在聚合物沿模具侧面爬升的现象.模拟结果与实验结果吻合.     

聚合物微流体芯片热压成型的建模研究

针对聚合物热压过程中呈现出的黏弹性效应而导致不易直接建模问题，采用理论分析结合数值模拟的方法建立了热压过程的力学模型.分析了热压过程中的应力 应变分布与热压机的压力、聚合物的流动速率与应力及位置、聚合物的厚度随热压时间的变化关系.采用有限元方法(FEM)对热压过程进行了模拟，根据模拟结果对理论模型进行修正，获得了聚合材料常数n随时间的变化规律.数值模拟结果表明，该模型可以很好地描述出热压过程聚合物的力学行为，尤其是能够较好的反映出由于聚合物的黏弹性效应而呈现出的时间效应.     

连铸板坯热送过程传热模型研究

依据武钢现场条件,建立了连铸板坯（２３０ｍｍ×１３００ｍｍ,２５０ｍｍ×１５００ｍｍ）传热数学模型,全面探讨了连铸工艺参数对铸还热状态的影响,它可以应用于连铸坯“传搁时间表”的制订,为连铸坯热送热装提供了装炉温度的查询依据。     

槽式太阳能集热器传热模型及性能分析

槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程,为改进求解的稳定性和计算精度,将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问题,建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型,应用MATLAB软件优化函数fmincon进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用fmincon函数求解集热器传热过程,计算速度快,计算过程稳定。分析表明,传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。     

双U型埋管地热换热器的传热模型

合理地分析地热换热器中的传热过程是保证地源热泵空调系统经济可靠地运行和降低其初投资的要求 ,因而确定钻孔内热阻对于设计地源热泵空调系统中的地热换热器具有重要的意义。本文采用准三维模型对于对称布置的双U型埋管地热换热器钻孔内的传热情况进行了分析研究。在考虑各支管间的“热短路”的条件下 ,导出了循环流体在各个支管内沿钻孔深度方向上温度变化的解析表达式 ,进而确定了双U型埋管地热换热器钻孔内的热阻。这一理论模型为进一步定量分析影响双U型埋管地热换热器传热性能的诸多因素奠定了基础     

处理相变传热的一个数学模型

应用直接差分方法对相变热源顶进行了处理,给出了各种不同情况下的计算式,在此基础上,给出了一个通过的计算公式,最后应用该方法计算了钢液的凝固传热,计算了结果与物理过程吻合很好。     

Simulation of heat transfer in steel billets during continuous casting

This work is focused on the development of computational algorithms to create a simulator for solving the heat transfer during the continuous casting process of steel.The temperatures and the solid shell thickness profiles were calculated and displayed on the screen for a billet through a defined continuous casting plant(CCP).The algorithms developed to calculate billet temperatures,involve the solutions of the corresponding equations for the heat removal conditions such as radiation,forced convection,an...     

退火钢卷辐射换热及对流换热的讨论

主要研究罩式炉退火钢卷在退火过程中,对流热流及辐射热流的变化情况及其影响因素,由此得到退火过程的不同阶段对流热和辐射热的大小比较,以判断在计算过程中,忽略辐射热流是否合理。计算得出,到退火加热中期,钢卷通过对流获得总热量是通过辐射获得的总热量的35倍,到保温中期,这两个量仅相差9倍,且退火保温时间越长,二者差距越小。     

套管式地下换热器传热模型及其特性分析

通过对套管式地下换热器传热过程的分析,在已有套管式地下换热器传热模型基础上,考虑管内流动和传热,提出了集管内流动与土壤导热相耦合的传热分析模型,并利用有限元数值计算方法进行了传热特性的分析。讨论了埋管管径组合和流体流速对流体出口温度及单位埋管换热量的影响。此外,还系统地研究了连续运行模式和可变负荷运行模式的地下传热特性,阐述了地下换热器高效运行的控制策略和影响。     

管壳式换热器瞬态换热性能分析

通过理论分析，分别以壳程流体、管程流体、管内外壁为研究对象，建立了管壳式换热器瞬态换热数学模型．模型中很好地解决了顺流和逆流同时存在的问题．存此基础上借助于仿真手段对管壳式换热器的瞬态换热性能进行分析，为了减小线性化方法带来的误差以及提高计算的准确度，仿真计算时所采用的数学模型未进行线性化处理，而直接采用非线性化方程进行程序编写．仿真结果与换热器实际运行数据吻合很好，说明所建立的数学模型可用于同类换热器瞬态换热性能分析．通过对换热器瞬态换热性能的分析，町清楚地了解换热器的动态换热特性，为换热器设计及控制提供理论依据．     

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)     

Simulation of rarefied gas flow and heat transfer in microchannels

Analysis and simulation of rarefied nitrogen gas flow and heat transfer were performed with the Knusden number ranging from 0. 05 to 1.0, using the direct simulation of Monte Carlo (DSMC) method. The influences of the Kn number and the aspect ratio on the gas temperature and wall heat flux in the microchannels were studied parametrically. The total and local heat fluxes of the microchannel walls varying with the channel inlet velocities were also investigated in detail. It was found that the Kn number and the aspect ratio greatly influence the heat transfer performance of microchannels, and both the channel inlet and outlet have higher heat fluxes while the heat flux in the middle part of channels is very low. It is also found that the inlet free stream flow velocity has small affect on the wall total heat flux while it changes the distribution of local heat flux.