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基于传热系数测量的连铸方坯凝固传热模型研究

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基于传热系数测量的连铸方坯凝固传热模型研究

作者：杨进康东北大学

学位级别：硕士

连铸作为整个钢铁生产流程中不可缺少的工艺环节,连铸技术的好坏直接关系着产品的产量和质量。为了提高连铸技术,对连铸生产过程中铸坯的凝固传热过程进行深入研究是必不可少的,而铸坯的凝固传热模型作为一种数值模拟方法已经成为研究... 详细信息

连铸作为整个钢铁生产流程中不可缺少的工艺环节,连铸技术的好坏直接关系着产品的产量和质量。为了提高连铸技术,对连铸生产过程中铸坯的凝固传热过程进行深入研究是必不可少的,而铸坯的凝固传热模型作为一种数值模拟方法已经成为研究铸坯凝固传热过程的重要手段。本文为获得一个准确性较高的传热模型,以南钢150mm×150mm小方坯铸机为研究对象,提出一种基于实验测量二冷区传热系数建立铸坯凝固传热模型的方法。本文的主要研究内容如下:（1）搭建二冷区喷嘴冷态、热态特性测试实验平台。使用COMSOL软件对热电偶的安装方案进行仿真分析,制定喷嘴特性测试实验方案,完成喷嘴特性测试实验。（2）针对三种不同的传热系数计算方法,以虚拟实验的方法对其进行分析,根据分析结果,确定采用基于正则化理论的传热系数计算方法,并在其上增加混沌优化算法,进一步保证计算结果的可靠性。通过计算,获得不同水压下试件表面的传热系数,再结合喷嘴的水流密度分布情况,拟合得到传热系数与水流密度关系的经验公式。（3）采用本文测量得到的南钢小方坯铸机二冷区传热系数计算公式作为凝固传热模型的边界条件,考虑铸坯表面水流密度分布的不均匀性,选取铸坯的整个横截面建立传热模型,并使用***语言编写传热模型的求解程序。（4）使用铸坯表面测温和铸坯坯壳测厚的方法对传热模型的准确性进行验证,验证结果表明模型计算铸坯表面温度与生产现场实测表面温度相差小于15℃,模型计算铸坯坯壳厚度与射钉法测量所得坯壳厚度相差小于2mm。

关键词：连铸喷嘴特性传热系数正则化凝固传热模型

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传热管异径布管方式传热系数的数值分析

核动力工程 2006年第1期27卷 14-17页

作者：董其伍李静刘敏珊刘乾郑州大学热能工程研究中心 450002

针对管壳式换热器,提出一种新的异径管布管方式。运用CFD软件分析了该结构在流量降低时对管侧传热系数的数值影响;得出随着流量的变化,大小管道内流量速度分配变化率有明显不同,且变化率并与管长有关,并在一定的流速范围内,小管抵抗传... 详细信息

针对管壳式换热器,提出一种新的异径管布管方式。运用CFD软件分析了该结构在流量降低时对管侧传热系数的数值影响;得出随着流量的变化,大小管道内流量速度分配变化率有明显不同,且变化率并与管长有关,并在一定的流速范围内,小管抵抗传热系数降低的趋势较为显著。

关键词：传热管异径布置传热系数数值模拟

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救生舱传热系数测定实验研究

煤矿安全 2013年第10期44卷 59-62页

作者：蔡周全杨坦冯玉龙姚壮夏传友西安科技大学能源学院陕西西安710054 国投昔阳能源有限责任公司山西昔阳045300

研究了瓦斯爆炸后巷道环境温度的变化特征,热量传递的基本方式,以及矿用可移动式救生舱结构特征,针对矿用可移动式救生舱隔热性能进行了实验研究。建立了高温实验房,采用实验的方法测定救生舱的传热系数。进行了真人实验,计算出舱内产... 详细信息

研究了瓦斯爆炸后巷道环境温度的变化特征,热量传递的基本方式,以及矿用可移动式救生舱结构特征,针对矿用可移动式救生舱隔热性能进行了实验研究。建立了高温实验房,采用实验的方法测定救生舱的传热系数。进行了真人实验,计算出舱内产热量。根据救生舱空载和真人实验的实测数据,定量研究和改进了救生舱内部制冷系统性能。

关键词：救生舱高温实验传热系数舱内产热量

烧结余热回收竖罐内若干工况气固传热系数的实验研究

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烧结余热回收竖罐内若干工况气固传热系数的实验研究

作者：董洪达东北大学

学位级别：硕士

烧结矿余热竖罐式回收是借鉴干法熄焦技术提出的一种烧结矿余热高效回收利用的方式,其核心问题之一是竖罐内烧结矿与冷却空气之间的传热,属于移动床内气固稳态传热问题。其中,罐体床层内气固传热系数是表征和衡量气固间传热强度的关键... 详细信息

烧结矿余热竖罐式回收是借鉴干法熄焦技术提出的一种烧结矿余热高效回收利用的方式,其核心问题之一是竖罐内烧结矿与冷却空气之间的传热,属于移动床内气固稳态传热问题。其中,罐体床层内气固传热系数是表征和衡量气固间传热强度的关键指标。本课题组以往关于气固传热系数的研究过程是:建立固定床气固传热实验装置,以固定床传热过程研究移动床过程,藉此研究单位气固传热面积的传热系数。但这种研究过程存在着一定不足:以固定床非稳态传热研究移动床稳态传热,使得实验结果存在一定偏差;气固传热面积难以精确计算和测量,使得实验结果可靠性下降。基于此,本文拟在自行建立的移动床机理性(冷却段内径250mm)实验台,开展基于移动床模型的单位床层堆积体积传热系数的研究。由于床层堆积体积可精确简便测量,且基于移动床模式,因此本实验一定程度上弥补了以前研究的不足。但由于实验条件的限制,本文仅就冷却空气流量、烧结矿下移速度、烧结矿直径等若干工况下开展相关研究。本文首先推导了基于移动床模式下平均体积传热系数的计算式;然后在移动床实验台上测量了若干工况下计算传热系数所需的数据,藉此计算了若干工况下的体积传热系数,进而分析了冷却空气流量、烧结矿下移速度、烧结矿直径对传热系数的影响;最后通过量纲分析法,建立了反映体积传热系数的经验关联式。主要研究结果如下:(1)基于冷却空气流量、烧结矿下移速度、烧结矿直径工况下,罐体料层内反映气固平均体积传热系数的Nu经验关联式为:Nu=0.235Re0.379Pr0.417(vg/vs)-0.105实验关联式的适用范围:417≤Re≤1543,0.652≤Pr≤0.679。(2)冷却空气流量、烧结矿下移速度、烧结矿直径对体积传热系数的影响规律是:在将来生产可能的调节范围内,冷却风流量增大,体积传热系数增大,实验关联式为hv=21.63dp-0.92vg0.09;烧结矿直径减小,体积传热系数增大,实验关联式为hv=0.92vs0.66dp-0.29;烧结矿下移速度增大,体积传热系数增大,实验关联式为hv=0.73Vg0.69vs0.38。

关键词：烧结余热回收竖罐传热系数 Nu关联式

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溴化锂吸收式热泵传热系数的研究

溴化锂吸收式热泵传热系数的研究

作者：杨双博太原理工大学

学位级别：硕士

在所有的节能技术中，溴化锂吸收式热泵余热回收技术以其高效节能的特点在各领域都得到了越来越广泛的应用。吸收式制冷与热泵系统具有可直接利用低温热源、噪音小、运行稳定、对环境无公害等优点，尤其是近年来有替代蒸汽压缩式热泵的... 详细信息

在所有的节能技术中，溴化锂吸收式热泵余热回收技术以其高效节能的特点在各领域都得到了越来越广泛的应用。吸收式制冷与热泵系统具有可直接利用低温热源、噪音小、运行稳定、对环境无公害等优点，尤其是近年来有替代蒸汽压缩式热泵的趋势，使得溴化锂吸收式热泵技术快速发展并受到了全世界越来越多的关注和应用。热泵设计和运行中却存在传热系数选择难、精度不高等问题。针对此，本文开展热泵传热系数研究。首先，论文在查阅大量文献的基础上，对前人的实验数据进行离散化并进行量纲分析，利用MATLAB工具拟合得到溴化锂吸收式热泵溶液热交换器管内表面换热系数的无量纲特征关联式和发生器管内传热系数关联式。其次，对于传热规律复杂、具有热质耦合作用与马拉戈尼效应影响的吸收器，建立实验系统，研究了吸收器管子外表面传热系数，根据凝结式降膜吸收理论，推导出外表面传热系数的无量纲关联式。论文研究给出的各关联式平均相对误差小于3%，满足工业设计要求。研究结果显示：本文获得的研究结果给出一套全面的、量化的、高精度的溴化锂吸收式热泵各换热器传热计算关联式，为溴化锂吸收式热泵换热器设计计算和变工况核算提供高效实用的工具。

关键词：溴化锂吸收式热泵换热器传热系数

全钢化真空玻璃传热系数和传热指标的灰关联分析

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节能技术 2021年第3期39卷 221-224,246页

作者：赵骁真胡东方江春伟河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 洛阳兰迪玻璃机械股份有限公司河南洛阳471000

为降低全钢化真空玻璃的传热系数,提高其保温节能性,分析了全钢化真空玻璃的传热机理。由于部分传热指标无法作定量分析,不能评价各部分指标对玻璃整体传热系数的影响程度,因此引入灰关联理论。通过对支撑物参数和边缘密封部分参数的灰... 详细信息

为降低全钢化真空玻璃的传热系数,提高其保温节能性,分析了全钢化真空玻璃的传热机理。由于部分传热指标无法作定量分析,不能评价各部分指标对玻璃整体传热系数的影响程度,因此引入灰关联理论。通过对支撑物参数和边缘密封部分参数的灰色关联评价,得到了各个指标对玻璃传热系数的影响程度。结果表明:在不考虑残余气体热导和辐射热导的情况下,对全钢化真空玻璃传热系数影响最大的指标是支撑物的排布方式,其次是全钢化真空玻璃的面积。该分析方法可以得到更为准确的评价结果,并为进一步优化提高全钢化真空玻璃的节能性提供可行性参考。

关键词：全钢化真空玻璃灰关联理论灰色关联度节能传热性能传热系数

夏热地区被动式居住建筑围护结构传热系数分析

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建设科技 2020年第19期 23-28页

作者：陈旭马伊硕郝生鑫陈秉学北京康居认证中心北京100835

合理的被动式居住建筑围护结构设计,有利于建筑节能及降低工程造价。本文根据夏热地区相关气候条件,研究了夏热冬冷和夏热冬暖地区被动式居住建筑屋顶、外墙、地下室采暖与非采暖隔墙及不采暖地下室顶板等围护结构传热系数适用范围。以... 详细信息

合理的被动式居住建筑围护结构设计,有利于建筑节能及降低工程造价。本文根据夏热地区相关气候条件,研究了夏热冬冷和夏热冬暖地区被动式居住建筑屋顶、外墙、地下室采暖与非采暖隔墙及不采暖地下室顶板等围护结构传热系数适用范围。以上海、重庆、广州及海口四个城市分别作为夏热冬冷及夏热冬暖地区计算对象,通过采暖需求、制冷需求及总一次能源需求的计算对比分析,结果发现由外墙传热系数引起的冷热需求影响较大,地下室采暖与非采暖隔墙及不采暖地下室顶板传热系数引起的冷热需求影响较小,并确定了外墙及屋顶传热系数适用范围趋于0.2-0.35W/(m^2·k)之间。综合各围护结构传热系数等因素,以期为夏热地区被动式居住建筑围护结构设计提供一定的参考借鉴。

关键词：被动式建筑夏热地区围护结构传热系数能源需求

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脱硬海水与海水传热系数的对比

膜科学与技术 2013年第4期33卷 78-81页

作者：杨雁鸣马敬环刘莹天津工业大学环境与化学工程学院天津300160

分别用经过脱硬预处理的海水和传统预处理的海水(以下称海水)进行水平管降膜蒸发实验.研究结果表明,在沸点低于70℃时,随着沸点的升高,两者的传热系数都逐渐增大,但脱硬后海水的传热系数略高于海水;在沸点高于70℃时,脱硬后海水的传热... 详细信息

分别用经过脱硬预处理的海水和传统预处理的海水(以下称海水)进行水平管降膜蒸发实验.研究结果表明,在沸点低于70℃时,随着沸点的升高,两者的传热系数都逐渐增大,但脱硬后海水的传热系数略高于海水;在沸点高于70℃时,脱硬后海水的传热系数远远大于海水.也就是说,脱硬后海水可以在高温时也达到很高的传热系数,从而为脱硬预处理与多效蒸发系统相结合提供实验与设计基础.

关键词：海水淡化脱硬预处理传热系数水平管降膜

海底聚氨酯弹性体保温输油管道散热损失测试与总传热系数计算

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海洋技术 2014年第6期33卷 108-112页

作者：杨加栋张晓灵吴文通杜宝银孔瑞林中海油(天津)管道工程技术有限公司天津300452

聚氨酯弹性体保温管因具有铺管速度快、施工费用低、使用水深不受铺管船限制等优点,在深水管道保温中广泛应用。管道散热损失测试和总传热系数是输油管道的关键热力参数。测量模拟运行环境下的管道热损失和总传热系数对输油管道的保温... 详细信息

聚氨酯弹性体保温管因具有铺管速度快、施工费用低、使用水深不受铺管船限制等优点,在深水管道保温中广泛应用。管道散热损失测试和总传热系数是输油管道的关键热力参数。测量模拟运行环境下的管道热损失和总传热系数对输油管道的保温层设计有着重要的意义。文章以聚氨酯弹性体保温管道作为研究对象,列出了管道散热损失与传热系数的计算公式,依据其运行环境及工况设计了可模拟深水压力、温度的管道散热损失测试装置。装置的研制有助于工程现场采用的保温管道产品保温效果的测试与评价,还可作为保温结构设计计算和材料选择的参考。文章通过具体实例给出了聚氨酯弹性保温管道散热损失的试验方法与在模拟工况环境下总传热系数的计算过程。

关键词：聚氨酯弹性体保温管传热系数散热损失