分形多孔介质传热传质过程的格子Boltzmann模拟

针对自然界中实际多孔介质具有的分形特性和随机性,利用中点替代算法和二值化处理构造统计上具有分形特性的随机多孔介质。分析了所构造的多孔介质盒维数与Hurst指数之间的关系。基于随机分形构造的原理,对二维实际多孔介质图像进行了重构。利用两点相关函数,分析了重构图像的结构相关性, 并与实际目标多孔介质的结构特征进行比较。在与解析解对比验证的基础上,将基于二元混合理论的格子Boltzmann模型（LBM）用于模拟多孔介质内流体扩散过程。通过计算不同分形特性的二维多孔介质的有效扩散系数,研究了重构多孔介质的分形维数与有效扩散系数的关系。利用热耦合LBM模型计算多孔介质内传热过程,分析了不同的分形特性对多孔介质蓄热过程的影响。     

冷弯成型形心和轧辊速比的确定

冷弯成型时上下辊在基本直径处线速度要保持一致，轧件在孔型中的形心位置及其线速度是确定上下辊速比与传动速比的基本条件。本文介绍了确定形心位置与上下辊速比的计算方法。     

闭口冷弯型钢孔型设计

本文介绍了冷弯型钢的工艺,其中重点介绍闭口冷弯型钢的孔型设计方法。闭口冷弯型钢的孔型设计包括先成型后焊接和先焊接后成型两种方法。前者成型过程与开口冷弯型钢成型过程类似,所以本文仅对后者进行讨论。     

内热再生式除湿器除湿再生性能研究

提出一种内热再生式固体除湿器,描述了其物理模型和工作中传热传质过程的数学模型,并编写了基于有限差分法的数值求解程序对其控制方程组进行求解。通过搭建实验台进行实验,测得了除湿器在除湿再生过程中的动态特性,并与模拟结果进行了对比分析。模拟和实验结果均表明,除湿器在不采用内冷措施的情况下对夏季室内的高湿气体或微环境内的低湿气体均具有较高的除湿效率,再生时间远小于有效除湿时间,吸附床床体压降小,对室内小型空间的除湿需求具有很好的适用性。     

硅藻土基调湿材料中热湿耦合传递

建立了硅藻土基调湿材料内部热湿耦合迁移一维数学模型,模拟了不同孔隙率、不同环境温度和相对湿度下硅藻土基调湿材料中的热湿耦合迁移过程,结合硅藻土基调湿材料调湿性能实验测试结果以及硅藻土基调湿材料表面的显微图像分析,研究结果表明:随着孔隙率的减小,硅藻土基调湿材料的吸、放湿量均增大;环境温度对硅藻土基调湿材料热湿耦合迁移过程影响不显著,不同的环境温度(最大相差20℃)对硅藻土基调湿材料吸、放湿量的影响均在10%左右;硅藻土基调湿材料的孔径尺寸越小、小孔径孔隙数量越多,其调湿性能越好;硅藻土基调湿材料调湿性能的实测数据、模拟结果以及图像表征吻合良好,从而验证了理论模型的合理性。     

单液滴撞击超疏水冷表面的反弹及破碎行为

对直径2.8 mm的液滴撞击冷表面的动态行为进行快速可视化观测,对比研究单液滴撞击普通冷表面以及超疏水冷表面的动力学特性,同时对初始撞击速度以及冷表面温度对液滴动态演化行为的影响进行了对比分析。实验结果表明：与液滴撞击普通冷表面（温度-25~-5℃）发生瞬时冻结沉积相比,液滴撞击超疏水冷表面时均未发生冻结,而且伴随铺展、回缩、反弹以及破碎行为;撞击速度越大,普通冷表面上液滴铺展因子越大,而且液滴越易冻结。液滴低速（We≤76）撞击超疏水冷表面会发生反弹现象,但速度对液滴最大铺展时间无影响;液滴高速（We≥115）撞击超疏水冷表面后会产生明显液指,而且破碎为多组卫星液滴。此外,冷表面温度仅影响液滴反弹高度,对液滴最大铺展因子以及液滴铺展时间影响较小。结果表明超疏水表面可显著抑制液滴撞击冷表面的瞬时冻结沉积。     

复合热沉环路热管的热点散热性能模拟研究

针对芯片功耗与集成度提高而导致的局部热点问题,设计了一种用于芯片散热的复合热沉环路热管系统。建立了环路热管蒸发段模型,通过数值模拟的方法,证明了复合热沉环路热管系统能够降低热点温度,提高散热表面的温度均匀程度,且散热效果与热点的分布位置有关。当热点的热流密度为160W/cm2,热沉横向、纵向导热率分别为1500W/(m?K)、24W/(m?K)时,热点温度为88.88°C,相比于无热沉时降低了5.96°C。研究了不同热沉导热率下的热沉厚度对热点温度的影响,结果表明：若导热率各项同性,热点温度随热沉厚度的增加而降低,之后趋向不变;若为各项异性,存在最优的热沉厚度,使热点温度最低。     

沸石基改性材料的调湿性能实验研究

提出一种通过微波辅助强化NH_4Cl溶液活化对沸石改性的新方法,制备出一种高调湿性能的沸石基调湿材料。针对沸石基调湿材料的调湿特性,设计并搭建了一套静态调湿特性测试系统,研究了调湿材料的调湿特性及其与环境条件(温度、湿度)的关系。研究结果表明:改性沸石基复合调湿材料的吸湿、放湿能力相比天然沸石基调湿材料得到显著提高;环境温度每升高10℃,调控时间至少可减少5h;在相对湿度变化±10%,调控时间变化均不超过10h。