局部微型加热下液滴表面温度分布特性

液滴表面温度分布直接影响液滴内部微流状况,而目前文献对液滴表面温度研究主要基于平板全局加热模式。采用MEMS集成工艺和红外热像分析手段,对基于中心局部微型加热下的液滴表面温度分布特性进行了实验研究。研究发现：局部加热液滴表面温度分布与平板全局加热液滴表面温度分布不同,呈现顶端温度高、边缘温度低的凸形温度分布规律;随着加热功率增加,液滴表面温度和温度梯度都会随之增加,而当加热功率增加到一定值后,液滴表面温度增幅趋于一致,表面温度梯度趋于稳定分布状态。同时对液滴局部沸腾时气泡破裂前后液滴表面温度分布进行了研究。研究结果有助于理解和控制液滴微流分布。     

基于红外测温的文物冷冻干燥监测技术

为了给大型、大批量文物的冷冻干燥保驾护航,以饱水木质文物为样品,结合红外温度传感器和红外热像仪,对文物的冷冻过程进行温度监控。结果表明,红外温度传感器对样品表面温度变化十分灵敏,能有效跟踪温度的动态变化过程,但测量准确性会受样品发射率、环境波动等因素的影响。红外热像仪经发射率标定后可达到较高的测量精度,利用热成像得到的图像,可直观地筛查样品表面的最高/最低温度区。经过分析,样品在靠近仓内换热器端的位置,表面温度较低,靠近仓门的位置,表面温度较高,且样品上表面温度略低于侧面温度。根据红外测温结果,预期能给出冷冻干燥设备控制的建议,降低文物冻干失败的风险,减轻文保工作者的工作负担。     

一种新型电容式车用LNG气瓶液位计的研发

提出了一种基于子母电容的三电车用LNG气瓶容液位计,该液位计由一测试电容及两个基准电容构成,两基准电容均置于液体中,选取1/2及1/5储罐的内径尺寸作为其设计高度。将三电容液位计应用于容积为330 L的LNG储罐,对于不同液位同时采用称重法、单电容及三电容进行液位测试。单电容液位计的位综合平均测量误差位5.68%,三电容液位计综合平均测量误差为2.83%,三电容液位计的测量精度较单电容液位计有显著的提高。     

花土沟站浮顶罐储油温降时间规律计算机编程分析

在原油储备时浮顶油罐温度降低是不可避免的,成功的计算原油的温降为原油的储备外输提供安全保证。针对花土沟站立式浮顶储罐,根据温度分布规律建立了其传热模型,利用传热学原理对储油罐原油温降规律进行理论分析计算,通过计算机语言编程得出储油罐在不同季节温度、不同液位下温降变化情况,得出曲线图确定储油罐中的原油最低极限液位至最高极限罐位的温降时间规律。     

污泥干燥过程传热传质模拟

本文详细阐述了污泥颗粒在转筒干燥机内传热传质模型的建立过程,通过模拟得到了污泥颗粒表面温度、含湿量以及空气温度沿转筒轴向的分布结果,并将模拟结果与实际情况进行对比。结果表明,该模型与实际情况相符。     

一种原油储罐界面参数的快速检测方法及其实现

针对原油储罐多液位界面参数测量中数据处理存在的问题,提出了基于递归累积和序列数据拐点检测原理的界面参数分析方法。该方法利用多液位界面参数测量仪采集的序列数据,递归地调用基于累积和的序列拐点检测算法,利用拐点数据的特性作为储罐内部多种介质的分界点,从而判定多液位界面参数的具体信息。     

电场对竖直矩形微槽群润湿及表面温度的影响

微槽群在热流密度较大时会达到其毛细极限,可通过主动换热方式之一——电水动力学效应对其进行强化。本文为了研究电场对微槽群表面润湿特性和温度分布的影响,采用平板电极提供电场,蒸馏水作为工质,使用高速相机拍摄微槽内液体润湿长度,测量误差为2.97%～7.46%;使用红外热像仪拍摄电场作用下微槽群表面温度分布,测量误差为2.1%～2.39%。热流密度测量误差范围是9.66%～11.11%。结果表明：电场通过驱动微槽内流体向加热区域流动而提升其润湿性能,且较低热流密度下提升更好。因润湿性能的提升,微槽表面温度得以下降。随着电场增强,微槽横向温度分布的“波峰”、“波谷”差别加大,微槽纵向温度明显降低。当热流密度加大时,温降更为显著,1.4W/cm²热流密度、6kV电压下温降可达到30℃以上。温降的增加反映了电场对微槽的强化润湿进一步提升了微槽换热性能,且电场对较高热流情形下的微槽换热有着更为显著的强化效果。     

基于热辐射成像建模求解的管式炉炉管温度检测

准确在线检测管壁表面分布式温度是优化管式炉加热工艺的关键所在。以一台工业管式裂解炉为试验对象,结合辐射图像处理方法,开展了管式炉炉管表面温度可视化检测研究。采用基于Monte Carlo的DRESOR法求解具有复杂边界条件的管式炉辐射成像模型,实现了炉管辐射与火焰辐射、炉壁辐射的解耦计算,对炉管表面温度与热通量分布进行了在线监测,并研究了二者随工质流动方向的变化趋势。经过验证,温度测量误差小于2%,测量误差主要出现在最高和最低温区域。该项研究将有助于指导管式炉燃烧调整,改进加热工艺,提高炉管表面受热均匀性,延长炉管工作寿命。     

储罐区液位自动检测系统

综述了储罐区液位自动检测技术中的智能检测、数据采集、信号传输及计算机管理系统的构成,分析了几种液位自动计量技术新产品和设计方案,为大中型石油化工企业提升储罐管理功能和检测精度提供了参考依据。     

凸面恒温基底上固着液滴蒸发特性研究

针对凸面恒温基底上的固着液滴蒸发过程开展了实验和理论研究。实验研究方面,搭建了凸面恒温基底上蒸馏水液滴蒸发的可视化实验系统,捕获了液滴蒸发过程形态变化,使用红外热像仪获得了液滴表面温度分布。理论研究方面,基于环形坐标系建立了凸面恒温基底上固着液滴蒸发的传热传质模型,推导出液滴内部温度分布及其周围蒸气浓度分布的解析解。将模型结果与实验数据进行对比,验证了计算模型的可靠性。研究结果表明：模型计算需考虑蒸发冷却效应,提高基底温度和减小基底曲率直径均可提高液滴蒸发速率;相较于平面基底,凸面基底上液滴的铺展半径更大,钉扎时间延长,总蒸发时间减小,液滴蒸发主要遵循恒定接触半径蒸发模式。此外,液滴/空气界面处的过余温度沿液滴表面从中心到接触线方向单调递增,随着蒸发过程的进行,液滴整体温度分布趋于均匀。研究结果有助于深入掌握凸面基底上固着液滴蒸发的传热传质机理。     

间接加热式列管回转干燥机传热系数的测试方法

在对列管回转干燥机内传热过程进行深入分析的基础上,设计了简便、可靠的实验系统,并运用非稳态传热理论导出列管壁面与物料颗粒间的传热系数与被测量参数的关系式,从而建立了一套用于间接加热式列管回转干燥机的加热管壁面与物料颗粒间传热系数的测试方法。实验装置的传热系数测量结果显示,列管壁面与颗粒间的瞬时传热系数随筒体转动呈现周期性的变化规律,随着列管位置的升高,传热系数呈逐渐降低的趋势。通过对测试结果的误差分析表明,对传热系数测量精度影响最大的因素是紫铜管表面积,其余依次为壁面升温速率、加热电流、列管壁面温度和物料温度的测量。对常见的6种运行工况的传热系数测试结果进行了可靠性分析,结果表明,所产生的最大相对误差小于3.5%,壁面升温速率的测量误差是总误差的主要构成部分。     

2×10~4m~3浮顶罐内原油温度变化规律研究

建立浮顶罐静止储存状态下的物理及数学模型,采用有限容积法,对不同工况下罐内原油的流动及传热过程进行数值模拟,分析储油液位、环境温度及初始油温对罐内原油温度分布的影响规律。结果表明:罐顶最先形成凝油层,罐壁次之,罐底最慢且随温降进行凝油层生成速率降低;当环境温度及初始油温较高时,可以适当延长储罐安全储存时间。     

周期性边界条件对浮顶储罐原油传热过程的影响规律

随着石油储备需求的增加,油罐规模正向大型化以及能适应极限工况的方向发展。准确掌握罐内油品温度场的变化规律,对于保障油库安全经济运行具有重要意义。针对太阳辐射、大气温度等储罐环境的周期性变化条件,运用传热学相关理论,建立了大型双盘浮顶储罐非稳态传热过程的理论模型,通过对模型区域进行离散化得到边界节点的向前差分方程,在确定罐内原油物性参数、储罐传热系数以及边界热通量的基础上,研究得出储罐原油温度场的数值模拟方法。对大庆某10×10⁴ m³浮顶储罐的应用分析表明,罐顶温降速率随着太阳辐射强度以及大气温度的降低而增大;罐壁温降速率受太阳辐射影响较小,随大气温度的降低而增大;罐底近似于绝热,温降速率受外界环境影响较小,研究结果可为优化大型浮顶罐的储存工艺设计及生产管理提供一定的理论支持。     

深冷设备储罐罐壁温度场计算分析

深冷设备储罐内外壁温差较大,绝热结构复杂。当维持操作条件一定,控制储罐热流量不变时,减薄保冷层结构,选择合适的保冷材料,可以节约存储空间。根据传热理论运用传热控制方程,对某厂深冷设备储罐进行分析。建立了储罐罐壁的二维稳态温度场数值有限元计算模型,计算得到罐壁温度场分布图。根据公式,绘制出保冷层厚度与保冷材料导热系数之间的关系。研究结果对储罐的结构设计优化具有一定的指导意义。     

基于流量校准的吸附测量方法及误差分析

多孔吸附材料广泛应用于分离提纯、气体储存和工业催化等领域,吸附等温线的测定对研究吸附性质具有重要意义。针对传统容积法易受管路温度均匀性影响的问题,介绍了一种基于流量校准的吸附测量方法。分析了两种方法的误差传递,并对比了结构参数、物性参数和仪表精度对测量结果的影响。分析结果显示,增大校准球体积和样品室容积可提升传统容积法测量精度,提升样品量、比过剩吸附量、密度和仪表精度,可提升两种方法的测量精度。相比传统容积法,基于流量校准的吸附测量方法误差因子数量更少,可实现更低的测量误差。研究成果对提升容积法吸附测量精度具有指导意义。     

低熔点熔盐蓄热罐内温度分布与散热损失实验

为了研究熔盐蓄热罐内的温度分布变化与散热规律,采用课题组搭建的槽式聚光熔盐集热、传热与蓄热实验台中的熔盐罐作为实验装置,通过加热、内循环及冷却等实验,得到了罐体在各运行状态下的温度分布数据,并分析拟合得到了自然冷却降温阶段熔盐罐散热功率随时间和温度的变化曲线。实验结果表明：加热时,加热器下部熔融盐出现明显的温度分层现象。混合均匀后的冷却降温过程,熔融盐基本不出现温度分层现象。     

Heat transfer characteristics of high temperature molten salt for storage of thermal energy

The heat transfer characteristics of molten salt for the storage of thermal energy were investigated. The temperature profiles and heat transfer coefficients during the storage and discharge stages were obtained with steam as the heat transfer fluid. Two kinds of inorganic salt were employed as the storage medium and two types of heat exchanger were tested in order to find the effect of heat exchanger configuration on the heat storage. The effects of the steam flow rates, the flow direction of steam in the storage tank, the temperature of the heat transfer fluid and the initial temperature of the discharge tank on the heat transfer were obtained and analyzed.     

内加热搅拌釜中改进型INTER-MIG桨的传热性能

通过实验与数值模拟,以水为工作介质,在直径D=0.5 m的内盘管加热搅拌釜中对双层正交排列的改进型INTER-MIG浆搅拌器不同转速下的温度场、盘管外侧的温度边界层及传热系数进行研究. 结果表明,实验与数值模拟的温度误差在2 K以内;搅拌釜内温度从上到下、从内到外呈升高趋势,最大温差基本保持在1 K之内;根据实验数据拟合得盘管外侧传热系数的关联式为Nu=0.0337Re0.925Pr1/3(d/D)0.1(dco/D)0.5,计算与实测值的平均偏差为7.64%;盘管外侧温度边界层平均厚度为3.66 mm,在合理范围内.     

大型全容式LNG储罐绝热系统分析

本文以16×104m3LNG储罐为例,针对大型全容式LNG储罐绝热系统进行研究,将传热理论计算与温度场数值模拟分析计算结果进行对比,针对大型LNG储罐形成一套适合工程应用的传热计算方法及设计结构。     

基于有限元离散的不规则管道几何边界红外瞬态检测识别

建立了带有不规则腐蚀内边界的管道二维瞬态传热模型,基于有限元法和共轭梯度法的导热反问题求解方法对管道内边界识别问题进行了研究,比较分析了管道外表面稳瞬态温度对内边界变化敏感程度的差异性,指出内边界瞬态检测识别比稳态检测识别更具优越性并利用数值试验进行了验证。同时,考察了测温误差、初始假设等因素对管道内边界瞬态检测识别结果的影响。在较大测温误差的情况下,采用瞬态检测条件从不同初始假设值出发都能准确地反演识别出管道内边界腐蚀后的几何形状,从而证明了算法的有效性和稳定性,表明了红外瞬态检测定量识别管道内边界的可行性。