双层壁幕墙传热特性的数值模拟

建立了双层壁中层空间的流体动力学和传热学二维稳态数学模型。将内、外层玻璃幕墙的传热模型、遮阳板的传热模型相耦合计算出双层壁的热力性能。给出了不同高度上的温度和速度分布数据。计算结果与相关文献中的实验数据较吻合。     

带金属导热膜的新型地板辐射采暖热性能研究

利用传热学原理,对带金属导热膜的新型干式采暖辐射地板建立热工数学模型,使用Matlab软件对其进行编程求解。同时进行实验研究其热工性能,将系统有无铝板进行对比,得出铝板的增设不仅可以起到均化地表温度的作用,还可增大散热能力的重要结论。最后将实验值与理论值对比论证实验模型的正确性。     

直膨式太阳能热泵系统的数学建模及验证

文章建立了直膨式太阳能热泵系统的数学模型,其中包括有盖板的平板太阳能集热蒸发器数学模型、压缩机数学模型、冷凝器数学模型以及膨胀阀数学模型,并从两种角度对该数学模型进行求解,同时建立了实验平台,以实验数据来验证模型的正确性。结果表明,实验计算所得COP为6.18、集热效率η为0.65,模型的两种求解所得COP分别为7.11和6.95、集热效率η分别为0.71和0.68,将模型求解结果与实验计算结果进行对比,同时考虑理论与实际所允许的差距,可得该文建立的模型是正确的。     

室内火灾区域模拟烟气羽流模型的适用性

结合不同的烟气羽流模型与门口溢流模型,对室内火灾过程进行建模,利用区域模拟方法计算室内热烟气层厚度及温度随时间的变化情况.利用ISO 9705全尺寸标准火灾实验系统进行实验研究,通过计算结果与实验结果的比较,分析不同羽流模型的适用性.结果表明:Thomas模型与MeCaffrey模型预测的羽流流量值偏大,导致烟气温度计算值比实验值偏低,不适用于大功率火源的情况;Zukoski模型预测的羽流卷吸量偏低,其温度计算值比实验值偏高,适合于小功率火源的情况;Heskestad模型预测的羽流流量值较为稳定,区域模拟结果与实验符合得较好,可用于大功率火灾羽流的预测.     

炉排型垃圾焚烧炉燃烧过程的数值模拟

针对城市生活垃圾焚烧发电厂运行优化的需要,采用计算流体力学的方法建立了垃圾焚烧炉燃烧过程的数值计算模型,通过联合求解质量方程、动量方程、k-ε方程、能量方程,模拟得到了炉内热解气体组分分布、炉内温度场等参数。利用该模型计算得出了炉膛温度、NO_x排放浓度随过量空气系数、生物质掺混比变化的特性曲线,并与实验结果进行了对比。结果表明：该模型能够预测炉内焚烧过程的变化趋势,且计算值与实验值吻合较好,模型误差在8%以内。     

大型永磁同步风力发电机定子温度场研究

根据传热学原理建立了金风62/1200kW型永磁同步风力发电机的二维稳态温度场数学模型,给出了求解域内的基本假设及相应的边界条件,以一对磁极为计算区域计算发电机定、转子温度场.计算出了发电机运行达到的最高温度以及所在的具体部位;并计算了由于铁心和绕组绝缘材料的导热系数提高对温度场的影响.计算结果与现场实测结果相接近,验证了计算方法的正确性.该结果为发电机设计、运行温度监控部门提供了参考数据,也可作为故障诊断的重要判据.     

丁苯橡胶深床干燥的传热传质模拟

本文通过实验,确定了丁苯橡胶的干燥常数,并建立了丁苯橡胶深床干燥的传热传质数学模型,利用有限差分法进行数值求解,计算得出不同深度处物料温度与含水率随时间的变化规律,以及在不同的干燥介质温度下物料含水率随时间的变化规律。     

生物质超临界水气化制氢反应建模及数值模拟

建立了管式反应器中生物质超临界水气化制氢反应的数学模型,同时提出了以葡萄糖做为生物质模型化合物的全局气化反应动力学模型。模型计算结果与实验值的比较表明该模型能较好的预测反应器出口温度与气体产物组份分布。利用该模型数值模拟计算得到了反应器中温度场、速度场基本情况以及化学反应速率分布的基本规律。该文通过计算还讨论了反应器入口水温、反应器壁温以及物料和预热水之比对反应器内气化反应的影响,得出一系列重要结论。该模型对生物质超临界水反应器系统的优化设计与化学反应最佳工况的选择有一定的实用价值。     

基于Simulink的SCR载体温度计算模型开发

为开发控制用SCR计算模型,采用Simulink软件建立了SCR载体温度的求解模型,其中包括气体温度求解、载体温度求解,对温度上升过程、温度下降过程的Simulink计算值与试验值对比结果表明,该模型在温度上升过程中,载体温度计算值与试验值吻合较好,误差约10℃;在温度下降过程中,载体温度计算值与试验值误差稍大,但仍能满足计算要求。     

直接加热式生物质回转干燥过程模拟

通过分析回转干燥器内传热传质规律,建立生物质回转干燥过程的一维数学模型。利用基于随机颗粒轨道模型的物料体积流率公式计算干燥器内各传热面积大小,从而实现模型的求解。采用此模型预测物料温度、含水率及空气温度、湿度等在干燥器内部的轴向分布,计算结果与文献实验数据的对比结果表明该模型可用于实际生物质回转干燥过程的分析。干燥计算结果表明:物料在干燥器入口段干燥速率最大,直至物料含水率达到临界含水率后逐渐减小,物料中水分的蒸发主要发生在干燥器的前端。因此,要提高生物质物料的干燥程度,最直接有效的方法是提高物料入口段的干燥速率,可通过提高干燥空气入口温度等手段实现。     

Heat transfer effectiveness of three-fluid separated heat pipe exchanger

A heat transfer model for three-fluid separated heat pipe exchanger was analyzed,and the temperature transfer matrix for general three-fluid separated heat exchanger working in parallel-flow or counter-flow mode was obtained.It was found that the forms of temperature transfer matrix are similar for heat pipe rows with equal or different heat transfer surface area.Furthermore,by using the temperature transfer matrix of the heat pipe exchanger,the relationship between heat transfer effectiveness θ 1,θ 2 and M,NTU,U,Δt i were derived for the exchanger operating in parallel-flow or counter-flow mode,and a simple special example was adopted to demonstrate the correctness of these relationships.     

用于电子元件散热的集成热管换热特性研究

本文对应用于电子元件散热的热管换热器在不同的加热功率、不同风量情况下的传热特性进行了实验研究，从而得出换热量、总热阻、翅片表面阻力系数、换热系数、总热阻与加热功率及风道内空气肫数的关系，并与市场上的SP-94型热管散热器及传统纯铜散热器进行了比较，发现该热管换热器无论是散热量、平均换热系数还是总热阻都有明显的优势。因此，这种散热器在实际工程应用中必将有着广泛的潜力。     

Heat Transfer and Entropy Generation in Concentric/Eccentric Double-Pipe Helical Heat Exchangers

Abstract

Double-pipe helical heat exchangers are integral to contemporary mechanical refrigeration equipment. Modification of flow geometry has been widely adopted to enhance heat transfer performance of a heat exchanger. The objective of this study is to numerically investigate heat transfer and entropy generation in a double pipe helical heat exchanger with various cross-sections. A computational model for laminar convective heat transfer was developed and validated against the results from previously published literature. To capture entropy generation, the entropy balance equation for open system is adopted. Effect of inner pipe Dean number, inner pipe and annulus inlet mass flow rate ratio, eccentricity, and flow configuration (co-flow and counter-flow) were examined and discussed in light of computational results. To ensure fair comparison, the considered geometries have same inner pipe cross-section area, same annulus cross-section area, and same outer surface area of inner pipe. The results suggest that square cross-section offers best performance in term of heat transfer, pressure drop and entropy generation. In addition, concentric configuration is more appropriate for low flow rate application while eccentric outer configuration is more suitable for high flow rate application.     

Computational and statistical analysis on the U-tube heat exchanger with different passes configuration: Taguchi method

In the present study, the passive technique of heat transfer in which single pass and double passes are included in a simple U-tube heat exchanger is analyzed. The computational fluid dynamics (CFD)-based parametric analysis is carried out to optimize the parameters affecting the temperature drop and heat transfer achieved from the U-tube heat exchanger. ANSYS Fluentv20 is used for the CFD analysis, and the RNG k-ɛ model and energy equation were considered to define the turbulence and heat transfer phenomena. The Taguchi method is used to formulate the experimental work and analyze the working parameters of the U-tube heat exchanger, such as hot and cold mass flow rate and hoRenew Energyt inlet temperature and cold inlet temperature. For the U-tube heat exchanger, four operating parameters are considered at four different levels in the Taguchi method. The best combination of parameters for achieving a maximum temperature drop is A₄B₁C₂D₃, and it is A₃B₄C₁D₂ in case of heat transfer. A U-tube single-pass heat exchanger is more effective as compared with other U-tube heat exchangers (zero- and double-pass). Experimental results are provided to validate the suitability of the purpose of the approach.     

多管型套管式换热器传热与流阻性能试验研究

多管型套管式换热器是在大尺寸外管的内部布置多根内管所构成的换热设备 ,与单根内管的套管式换热器相比 ,流量大幅增加 ,选用螺纹内管和管间折流板可以强化传热。对于多管型套管式换热器的传热性能试验 ,采用修正威尔逊法进行试验计算 ,得出了两种多管型套管式换热器的传热与流动阻力性能试验结果。     

椭圆热管传热与阻力性能分析

为解决圆形热管换热器换热效率低、积灰和腐蚀严重的问题,应用椭圆管束进行了改造。通过实例分析计算,效果显著：在相同折合速度下,椭圆热管换热器的传热系数明显高于圆形热管换热器;在相同总压降下,椭圆热管换热器的传热系数也比圆形热管换热器高得多;无论在烟气侧,还是在空气侧,同一速度下椭圆热管换热器的流阻损失明显下降．下降幅度达80％左右。提出了进一步改善积灰和腐蚀的措施。     

间歇式热处理炉传热计算与分析

建立了台车式热处理炉炉膛传热数学模型和辐射换热器工作模型,分析了换热器的传热特性（空气预热温度、壁温、传热系数）随炉况的变化。结果表明,辐射换热器的传热特性随炉子的升温及保温过程变化而波动很大,因而对炉子的热工性能产生了影响。     

利用地下水填充钻孔的埋管换热器性能分析

地下水填充的井下换热器（GFBHE）是一种不需要灌浆,利用地下水填充钻孔进行换热的地热换热器。针对GFBHE建立了瞬态三维数值模型进行模拟,并与利用普通灌浆材料进行回填的埋管换热器进行对比。数值模型通过将孔隙型岩层等效为饱和多孔介质的方法将钻孔外部的自然对流现象考虑在内。研究了包括渗透系数、地温、钻孔孔径在内的关键因素对GFBHE性能的影响。结果表明,当含水层渗透系数大于1×10^-4 m/s时,GFBHE性能明显优于利用灌浆填充钻孔的地热换热器,在富水区域利用GFBHE取代后者是可行的。GFBHE的换热性能随着钻孔孔径、含水层渗透性的增大以及地温的升高而提升。     

使用净现值法优化余热回收换热器

引入最优化方法,提出以净现值(NPV)为优化目标,以余热回收换热器换热面积为设计变量的优化设计模型。引入传热单元数(NTU)作为换热面积的度量,分析NTU变化对NPV的影响,从而确定优化方案,并且获得最优化条件下空气预热出口温度(t_2)。通过对燃烧二甲醚年产4万t玻璃炉窑烟气余热回收换热器的分析,结果显示在NTU=1.51时,换热器得到最大净现值NPV=7.53万元,空气预热出口温度t_2=100℃。同时,每年可节约燃料194.1 t和减少CO_2的排放量33.82。因此,采用余热回收换热器优化设计模型,通过对投资后整个运行期内的经济效果分析,可以对回收方案的合理性进行更为全面的评价。     

土壤源热泵竖直埋管换热器钻孔外传热模型综述

介绍了土壤源热泵竖直埋管换热器钻孔外的传统的无限长线热源模型,无限长圆柱模型,有限长线热源模型以及改进后的热湿传递的线热源模型,变热流的线热源模型,土壤分层的线热源模型。分析了各种模型之间的联系、区别以及优缺点。提出了完善土壤源热泵竖直埋管换热器钻孔外传热模型需进一步研究的内容。