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热桩与空气间的对流换热规律研究

冰川冻土 1996年第1期18卷 37-42页

作者：吴青柏梁素云高兴旺中国科学院兰州冰川冻土研究所

通过低温室内试验研究热桩与空气间的对流换热规律结果表明，热桩的热流量和放热系数随气温、风速的变化而变化，但因冷凝器特定外形热阻及热桩内凝结换热的影响，气温大于－１２℃和风速大于２ｍ／ｓ时，热桩与空气间的对流换热效率降低。

关键词：地基热桩对流换热规律空气间

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水蒸汽在复杂流道中的凝结换热规律

工程热物理学报 1995年第1期16卷 70-74页

作者：王中铮郭新川王艳谷操赵镇南李汝俊天津大学热能工程系

作者对水蒸汽在三种结构的网状波纹形变截面流道中的流动凝结问题进行了研究。文中具体阐述了凝结换热理论模型的建立、流道结构、实验研究的系统和工况，提出了表微饱和水蒸汽在该类复杂结构流道中流动时所服从的凝结换热规律，分析了... 详细信息

作者对水蒸汽在三种结构的网状波纹形变截面流道中的流动凝结问题进行了研究。文中具体阐述了凝结换热理论模型的建立、流道结构、实验研究的系统和工况，提出了表微饱和水蒸汽在该类复杂结构流道中流动时所服从的凝结换热规律，分析了质量流率、蒸汽压力、液膜、流动方向等因素对流动凝结换热的影响。

关键词：凝结换热复杂流道换热规律水蒸汽

液态钢渣风淬过程飞行动力学与凝固换热规律研究

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液态钢渣风淬过程飞行动力学与凝固换热规律研究

作者：谷文凤重庆大学

学位级别：硕士

钢渣的资源化利用可以有效缓解原生资源消耗、固废占地和碳排放等问题,对我国钢铁行业的可持续发展具有重要意义。基于产品附加值高、可回收余热等特点,风淬粒化是一种具有显著经济效益和良好应用前景的钢渣处理方式。本文针对液态钢渣... 详细信息

钢渣的资源化利用可以有效缓解原生资源消耗、固废占地和碳排放等问题,对我国钢铁行业的可持续发展具有重要意义。基于产品附加值高、可回收余热等特点,风淬粒化是一种具有显著经济效益和良好应用前景的钢渣处理方式。本文针对液态钢渣风淬粒化过程中凝固换热及飞行动力学开展研究,揭示风淬钢渣冷却过程中的温度变化和微观结构变化规律,明确液态钢渣在风淬粒化过程中流动换热的影响因素及机理、凝固过程中液固相的演变规律以及控制参数对钢渣熔滴飞行轨迹的影响,为高附加值钢渣产品制备和钢渣余热高效回收提供理论参考。采用Fact Sage结合TG-DSC研究了钢渣比热容随温度的变化规律与相变潜热,建立了液态渣滴飞行冷却过程的数学模型。研究结果表明:风淬钢渣冷却后的主要物相为CaSi O和CaFeO。冷却过程中,物相变化是导致比热容变化的主要原因,其中CaFeO的析出对比热容影响尤为突出。不同冷却方式下,冷却速率均受钢渣比热容变化影响。以60 K/s冷却速率降温时,钢渣出现明显的形核与再辉现象。采用模拟仿真研究了钢渣熔滴在风淬粒化过程中的凝固换热规律。研究结果表明:风淬冷却过程中,气流速度为1 m/s时,冷却4.45 s后达到粒径为2 mm的钢渣颗粒的径向和纵向最高温差164 K和117 K。气流速度为300 m/s时,冷却0.53s后达到钢渣颗粒的径向和纵向最高温差,分别为828.9 K和805.4 K。凝固开始至结束分别耗时0.55 s和3.10 s。通过模拟仿真研究了液态钢渣风淬粒化过程中的飞行动力学。研究结果表明:风淬过程中,气体射流喷射距离与钢渣颗粒的分散程度随着喷吹空气初速度v的增大逐渐增加。v由350 m/s增加到650 m/s时,气流径向射程由为2.5 m左右增加至5 m左右,但渣粒最终落地集中区域的径向距离趋于先增加后减小。v由350m/s增加至400 m/s时,钢渣颗粒落地的集中区域分布由6-9 m增加至7-10 m。v增加至650 m/s时,钢渣颗粒落地的集中区域分布在5-8 m。喷射气流初速度的增加导致高温阶段的钢渣分布越集中。v由350 m/s增加到650 m/s时,高温段的钢渣径向分布距离由5 m以内降低至1 m以内。

关键词：液态钢渣风淬粒化冷却凝固换热规律飞行轨迹

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旋转状态下R22冷凝换热规律特性的研究

旋转状态下R22冷凝换热规律特性的研究

作者：田智昀南京航空航天大学

学位级别：硕士

航空航天器中的蒸发循环制冷系统存在一些动态的运行环境，本文主要针对航空航天器的旋转状态会影响制冷剂的冷凝换热特性的问题，运用理想制冷循环的基本原理，设计了以R22为工质的蒸发循环制冷系统，通过Catia对实验台进行三维可视化... 详细信息

航空航天器中的蒸发循环制冷系统存在一些动态的运行环境，本文主要针对航空航天器的旋转状态会影响制冷剂的冷凝换热特性的问题，运用理想制冷循环的基本原理，设计了以R22为工质的蒸发循环制冷系统，通过Catia对实验台进行三维可视化布局，合理搭建R22的冷凝换热实验台，利用板式换热器的旋转来模拟航空航天器的旋转状态。实验中通过调节电机转速、R22进口温度、R22进口流量等主要参数，得到了旋转状态下R22的部分冷凝换热特性，这对机载蒸发循环制冷系统的理论设计提供一定的指导作用，实验研究的主要结论如下： (1)板式换热器垂直放置的静止条件下，冷却水流量从75m3/h增大时，冷却水侧与R22侧的冷凝传热系数都增大，对数平均温差呈下降趋势;冷却水侧吸热量增大幅度较大，总热损失随冷却水流量增大而减小。 (2)旋转状态下，冷却水流量对R22冷凝的影响与静止条件下类似，但影响程度不同。冷却水流量从7m3/h，转速从128rpm变化时，随着冷却水流量与转速的增大，总传热系数与R22侧冷凝传热系数都增大，冷却水侧受旋转的影响较大，换热系数较静止状态增大了20.3%;R22蒸汽流动与传热受旋转影响相对较小，R22冷凝传热系数最多增大4.1%。 (3)旋转状态下，R22侧冷凝传热系数受转速的影响较大，对于相同的R22进口过热度，R22侧冷凝传热系数随转速的增大而增大，在48rpm时增大最多为4.3%;对于相同的转速，R22侧冷凝传热系数随R22进口过热度的增大而上下波动，且转速越大波动幅度越大，但波动幅度不超过1%。 (4)旋转状态下，R22进口流量的增加使得总换热量随之增大，转速从128rpm增大时，冷却水侧传热系数分别增大了6%、9.1%、10.8%、11.9%，R22侧受流量以及旋转的影响较大，48rpm转速条件下比静止条件增大了37.9%。 (5)旋转对R22进口压力无影响，低转速下，R22出口压力保持不变，高转速下，R22出口压力增大，其进出口压差减小，R22出口压力随时间变化保持不变;冷却水进口流量随转速的增大而减小，随时间变化上下波动，但总体保持不变。 (6)对板式换热器垂直放置的静止条件与旋转状态下的R22冷凝传热进行了实验关联式的拟合，得到了冷凝努赛尔数与出口冷凝液的雷诺数、普朗特数以及旋转数的关系式，并将关联式回归值与实验测量值对比，发现具有较好的拟合精度，静止条件下误差在±15%以内，旋状态下误差在±20%以内。

关键词：旋转 R22冷凝换热规律板式换热器实验研究

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淹没射流冲击高温钢板换热规律研究

淹没射流冲击高温钢板换热规律研究

作者：王帅东北大学

学位级别：硕士

超快速冷却技术在热轧后钢材的冷却过程中占据重要位置。热轧后钢铁材料的冷却能力和冷却均匀性直接影响了热轧产品的性能,为实现轧件的高强度均匀化冷却,热轧后高温钢材的冷却系统通常采用射流冲击的换热方式。本文以淹没射流冲击热轧... 详细信息

超快速冷却技术在热轧后钢材的冷却过程中占据重要位置。热轧后钢铁材料的冷却能力和冷却均匀性直接影响了热轧产品的性能,为实现轧件的高强度均匀化冷却,热轧后高温钢材的冷却系统通常采用射流冲击的换热方式。本文以淹没射流冲击热轧后钢材的换热过程为主要研究对象,分析了影响淹没射流换热能力的主要因素,并对淹没射流冲击时高温钢铁材料的换热规律、冲击壁面的流动特性进行分析,阐明了淹没射流时喷嘴入口压力及喷嘴间距变化对不同厚度位置的冷却能力和冷却均匀性的影响,对比了淹没射流与自由射流的换热性能差异。主要研究内容和结果如下:(1)单喷嘴淹没射流冲击高温钢板时冲击壁面的流动特性和钢板内部的换热规律模拟。应用正交试验法确定了影响淹没射流冲击换热性能的主要因素。研究了喷嘴入口压力和喷嘴锥角对钢板表面流动特性和钢板厚度方向上换热过程的影响规律。研究结果表明,喷嘴入口压力是影响射流冲击换热的最主要因素,提高喷嘴入口压力有利于提高射流冲击换热能力。(2)四喷嘴淹没射流时射流交汇点处的壁面流动特性和钢板内部换热规律模拟。研究了喷嘴入口压力和喷嘴间距对射流交汇点在钢板厚度方向不同位置处的冷却速度和温度梯度的影响规律。分析了冷却速度、温度梯度和温度之间的关系。研究结果表明,提高喷嘴入口压力和减小喷嘴间距对提高射流冲击换热能力有利。(3)淹没射流和自由射流冲击高温钢板时的换热过程对比模拟。分别对比了单喷嘴、四喷嘴射流冲击时钢板表面的冲击压力、湍流强度、剪切力和流动速度的大小,获得了板厚方向不同位置的温降曲线和冷却速度曲线,对比了两种射流的冷却效果。研究结果表明,淹没射流比自由射流具有更好的冷却性能和冷却均匀性。(4)对数值模拟所得结论进行实验验证。获得了自由射流和淹没射流冲击高温钢板期间钢板不同厚度位置的温降曲线、冷却速度曲线。实验结果表明,数值模拟结果与实验结果相对误差在10%以内;数值模拟所得结论与实验所得结论一致。

关键词：超快速冷却淹没射流冲击换热规律冷却速度冷却均匀性

基于LBM的篦冷机内熟料堆积体换热规律研究

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基于LBM的篦冷机内熟料堆积体换热规律研究

作者：李明飞燕山大学

学位级别：硕士

篦冷机在水泥生产过程中起到输送和冷却水泥熟料颗粒的作用,对其内水泥熟料堆积体换热规律的研究是提高冷却效果和提高热回收率的基础。目前水泥熟料堆积体换热规律的研究主要分两种方法:一种基于气固换热理论,另一种方法基于多孔介质... 详细信息

篦冷机在水泥生产过程中起到输送和冷却水泥熟料颗粒的作用,对其内水泥熟料堆积体换热规律的研究是提高冷却效果和提高热回收率的基础。目前水泥熟料堆积体换热规律的研究主要分两种方法:一种基于气固换热理论,另一种方法基于多孔介质渗流换热理论。这两种方法都忽略了水泥熟料堆积体中多孔介质孔隙边界对换热的影响,而且求解精度与求解简便性不可兼得。为此本文首次将LBM应用于水泥熟料堆积体内换热规律的研究,提出一种新的研究方法,在此基础上给出篦冷机合理的供风方案以增强冷却效果和提高热回收率,达到节能降耗的目的。首先,建立单元体模型。根据特征单元体尺寸、孔隙度、水泥熟料颗粒横断面的平均直径,并且考虑到单元体的各向同性的特点,建立了二维的单元体物理模型;采用Li Q等提出的一种用于可压缩流动的耦合的双分布函数格子Boltzmann模型建立了单元体数学模型。其次,采用MATLAB编程获得单元体的换热规律。为方便将单元体的换热规律扩展到水泥熟料堆积体,大大减小计算量,以单元体入口处空气速度、温度为自变量,单元体出口处空气温度为因变量,求解出在26个熟料颗粒温度系列下的规律曲线,共得到26条气固渗流换热规律曲线。再次,研究熟料料层的换热规律。将单元体的换热规律通过双循环嵌套算法扩展到整体,得到了整个料层熟料的温度分布和料层出口处的空气温度。然后,进行实验验证。利用自行设计的验证设备,测量料层入口处熟料温度,料层出口处空气与熟料温度,并与数值计算结果对比,其最大误差控制在8%以内,实验结果与数值计算结果基本吻合,从而验证了该方法的正确性。最后,优化篦冷机冷却供风的多风速配风方案。给出了某工况下篦冷机风机的多风速供风最优配风方案,包括各供风风速的大小、各供风区域大小,使篦冷机的热回收率提高到85%,达到节能降耗的目的。

关键词：篦冷机熟料堆积体换热规律 LBM 配风方案

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航空发动机涡轮机匣表面换热规律研究

航空发动机涡轮机匣表面换热规律研究

第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会

作者：李云单柴军生沈毅中航工业沈阳发动机设计研究所

由于涡轮机匣结构复杂且工作环境比较恶劣,直接利用发动机部件开展机匣表面换热规律研究难度极大,本文提出了采用简化模型的基础研究结合某发动机部件试验验证的方式完成整个研究工作。基础研究采用了周期性扇段并对机匣结构进行了相应... 详细信息

由于涡轮机匣结构复杂且工作环境比较恶劣,直接利用发动机部件开展机匣表面换热规律研究难度极大,本文提出了采用简化模型的基础研究结合某发动机部件试验验证的方式完成整个研究工作。基础研究采用了周期性扇段并对机匣结构进行了相应的简化,获得了机匣表面换热经验关系式,验证试验采用某发动机部件,在接近发动机工况下对涡轮机匣表面经验关系式进行了验证。研究结果表明,基础研究获得的换热经验关系式在发动机部件中同样适用。本文采用的研究方法可以在其他类似的研究中借鉴使用。

关键词：航空发动机涡轮机匣换热规律基础研究试验验证

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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高水分烟气辐射换热实验研究

清华大学学报（自然科学版） 2002年第12期42卷 1667-1669,1673页

作者：张坤竹张衍国吴占松清华大学热能工程系北京100084

为克服垃圾中水分含量偏高,燃烧时传热特性与常规燃料存在较大差异的问题,根据热平衡原理,对高水分烟气的辐射换热特性进行了实验研究。进行了对管内径105,150,208mm,烟气温度300～800℃,水蒸汽份额20%～50%的126个工况的实验。结果表明... 详细信息

为克服垃圾中水分含量偏高,燃烧时传热特性与常规燃料存在较大差异的问题,根据热平衡原理,对高水分烟气的辐射换热特性进行了实验研究。进行了对管内径105,150,208mm,烟气温度300～800℃,水蒸汽份额20%～50%的126个工况的实验。结果表明,在高水分条件下,烟气的辐射换热性能显著增强,原有锅炉计算的标准方法已不再适用。考虑到水蒸汽含量的影响,对原有计算公式中的烟气辐射减弱系数进行了修正,得到一种工程上简便实用的计算方法,可满足垃圾焚烧锅炉设计的需要。

关键词：实验研究垃圾焚烧锅炉高水分烟气辐射换热辐射减弱系数黑度换热规律

有射流冲击的短扰流柱排内柱面的传热实验研究

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西北工业大学学报 2002年第4期20卷 586-589页

作者：向安定张丽许都纯刘松龄西北工业大学航空动力与热力工程系陕西西安710072

对前缘上游有单排孔板射流冲击的涡轮叶片内扰流柱通道柱面进行了详细的传热实验研究 ,获得了不同实验条件下扰流柱表面的局部换热系数分布 ,结合流场测量结果分析了柱面换热规律。结果表明换热系数分布很大程度上受射流冲击的影响 ,在... 详细信息

对前缘上游有单排孔板射流冲击的涡轮叶片内扰流柱通道柱面进行了详细的传热实验研究 ,获得了不同实验条件下扰流柱表面的局部换热系数分布 ,结合流场测量结果分析了柱面换热规律。结果表明换热系数分布很大程度上受射流冲击的影响 ,在扰流柱前缘附近存在高强度换热区域 ,沿柱面随角度的增加努谢尔特数逐渐减小 ,角度 θ为 90°附近存在一片低强度换热区域 ,尾缘区换热强度最低。结果还表明尽管平均努谢尔特数随雷诺数的增大而显著增大 ,平均换热强化系数却随雷诺数的增加先增大而后逐渐减小。有射流冲击的柱面换热效果明显优于无射流冲击情况。

关键词：柱面实验研究涡轮叶片扰流柱射流冲击传热换热强化系数换热规律