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防护工程密闭空间火灾热分配试验研究

中国安全科学学报 2014年第5期24卷 44-50页

作者：茅靳丰邢哲理黄玉良周进毛维翁杰解放军理工大学国防工程学院教授江苏南京210007 总参工程兵第四设计研究院工程师北京100850 南京军区工程环境质量监督站工程师江苏南京210012

为探讨防护工程密闭空间火灾时火源房间内热分配以及对流热和辐射热的特性,根据相似原理搭建与实体比例为1∶4的模型试验台,开展缩尺度模型试验。基于火源热平衡理论和试验温度分布规律,对火源热分配的4个方面分别进行分析计算。结果表... 详细信息

为探讨防护工程密闭空间火灾时火源房间内热分配以及对流热和辐射热的特性,根据相似原理搭建与实体比例为1∶4的模型试验台,开展缩尺度模型试验。基于火源热平衡理论和试验温度分布规律,对火源热分配的4个方面分别进行分析计算。结果表明,蒸发燃料的热量可忽略不计,被房间围护结构吸收、用于加热空气以及通过房门散失到走廊的热量占火源释放总热量的比例分别为46.79%,3.54%和42.07%,由此可知,火源释放的热量一方面主要被围护结构所吸收,同时对围护结构造成热损伤;另一方面通过房门以热烟气形式散失到走廊,直接对人员的安全逃生造成威胁。

关键词：火灾防护工程热分配模型试验密闭空间

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流温法热分配系统在供热工程中的应用

黑龙江科技信息 2011年第31期 298-298页

作者：徐利生唐山市建筑市场稽查办公室河北唐山063000

介绍了一种新型的热分配系统-流温法,它是将温度和流量引入到热分配计量技术中,有效的实现了使热用户按需取热,真正的实现对用户用热进行公平、科学的热计量,彻底改变过去福利供热的旧观念,推动供热事业的发展。

关键词：流温法温度流量热分配计量

关于钛合金铣削过程刀具切削热分配比例的研究

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关于钛合金铣削过程刀具切削热分配比例的研究

作者：杨新鹏天津大学

学位级别：硕士

钛合金是普遍使用于航空航天工业中的一种难于加工的材料,在铣削的过程中刀具会因为热力耦合场、铣削温度等影响因素而发生磨损。作为金属材料加工过程中的主要指标,铣削温度是影响铣削刀具破损和磨损的主要因素,而且刀具的温度会对机... 详细信息

钛合金是普遍使用于航空航天工业中的一种难于加工的材料,在铣削的过程中刀具会因为热力耦合场、铣削温度等影响因素而发生磨损。作为金属材料加工过程中的主要指标,铣削温度是影响铣削刀具破损和磨损的主要因素,而且刀具的温度会对机床主轴的温度场产生影响,这些都将影响机床的加工精度及工件的表面完整性。因此,本文以TC4钛合金材料铣削过程为研究对象,针对整体硬质合金立铣刀铣削过程的刀具温度场以及传入刀具的切削热分配比例进行了全面的研究。研究切削热问题需要对切削热产生的数量进行计算,本文通过斜角切削理论模型以及对流换热理论公式应用解析法获得了不同工况下钛合金铣削过程中刀具前刀面的热流密度载荷以及刀具在不同转速下与自然空气的对流换热系数,以此为基础对铣削过程中铣刀的温度场进行有限元传热仿真分析。由于有限元仿真软件ABAQUS对复杂三维模型的建立能力有所欠缺,所以本文通过3D制图软件Solidworks建立出三维模型。铣刀的参数由刀具供应商山特维克公司提供,基于此结构特征参数完成对铣刀三维模型整体的建立。在立铣刀的刀-屑接触面上按照与切削时间一一对应的关系,按比例逐步施加通过理论模型得到的表面热流密度载荷。随着铣削时间的不断变化,切削热传入立铣刀后慢慢传导至整个刀具整体,温度场也随着时间的变化而改变。通过对立铣刀铣削过程中刀具的温度场进行有限元仿真求解获得立铣刀温度场分布情况随时间变化的分布情况,为研究切削热传入铣刀的分配比例提供了基础。为了对有限元模型的正确性进行验证以及对模型中施加载荷的数值提供依据,本研究对TC4钛合金材料铣削过程当中刀具尾部进行了测温实验。本研究设计了一种便携式温度采集存储模块与铣刀刀柄组合的测量铣刀刀杆温度的实验方法,此方法可以对高速旋转的立铣刀刀杆处任意点的温度进行采集。测得的温度对仿真结果进行对照,并调整仿真过程中按比例施加的热流密度数值直至实验结果与仿真结果吻合,最终以有限元模型中施加的载荷除以总的热流密度载荷即可得到准确的刀具切削热分配比例系数。对不同加工材料、不同工况下的热分配比例系数进行收集,可以发现切削温度以及刀具、刀柄温度场随时间变化的规律,这可以对由铣刀和刀柄温度场的变化而引起的加工误差起到指导性的作用。

关键词： TC4钛合金切削热铣削有限元仿真热分配

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工程陶瓷磨削温度研究的进展

中国机械工程 2007年第19期18卷 2388-2393页

作者：郭力李波盛晓敏黄含湖南大学长沙410082

介绍了工程陶瓷磨削温度的研究现状,阐述了磨削温度对陶瓷材料的去除机理的重要影响和几种磨削温度的理论计算方法,分析了两种工程陶瓷磨削中工件热分配系数模型,讨论了两种温度测量技术。总结了磨削参数与表面磨削温度的关系,讨论了用... 详细信息

介绍了工程陶瓷磨削温度的研究现状,阐述了磨削温度对陶瓷材料的去除机理的重要影响和几种磨削温度的理论计算方法,分析了两种工程陶瓷磨削中工件热分配系数模型,讨论了两种温度测量技术。总结了磨削参数与表面磨削温度的关系,讨论了用磨削液等方法来抑制磨削热。最后展望了工程陶瓷高速高效磨削温度研究的发展趋势。

关键词：工程陶瓷高速高效磨削磨削温度热分配

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涂层刀具切削热传导及切削性能研究

涂层刀具切削热传导及切削性能研究

作者：王立国齐鲁工业大学

学位级别：硕士

硬质合金刀具基体上涂覆涂层可有效提高刀具各种性能参数,有效减少刀具切削过程中的刀具磨损,从而延长刀具寿命。涂层技术已经成为现在机械加工行业领域中被广泛采用的刀具技术。关于刀具涂层对切削过程中热传导的影响一直是切削加工领... 详细信息

硬质合金刀具基体上涂覆涂层可有效提高刀具各种性能参数,有效减少刀具切削过程中的刀具磨损,从而延长刀具寿命。涂层技术已经成为现在机械加工行业领域中被广泛采用的刀具技术。关于刀具涂层对切削过程中热传导的影响一直是切削加工领域的研究重点。本文以TiAlN涂层和TiCN+AlO+TiN涂层刀具为研究对象,进行了涂层刀具切削H13钢切削热和接触热阻的研究,分别建立切削变形区热源模型、切屑温升模型、刀具前刀面温升模型和切削热分配系数模型,对刀具温度和切削热分配系数随切削速度的变化进行讨论。采用Fluent软件对不同接触面积情况下接触热阻进行了仿真研究,讨论接触热阻随实际接触面积的变化,搭建模拟试验利用模拟试验研究了热源温度、接触面积对接触热阻的影响。进行TiAlN涂层和TiCN+AlO+TiN涂层刀具切削H13钢试验,获取两种涂层刀具与H13钢的摩擦系数,对比了两种涂层材料和切削参数变化时的切削力和切削温度的变化,分析了涂层刀具寿命及磨损破损机理,同时也对刀具前刀面热分配模型和温升模型进行了验证,具体研究内容如下:(1)采用数学解析法计算前刀面刀-屑接触面热分配系数R和刀具切削时前刀面的最高温度,研究TiAlN涂层和TiCN+AlO+TiN涂层刀具在不同切削速度下第二变形区热分配系数和前刀面最高温度,分析了切削速度对热分配系数的影响规律。结果显示热分配系数随着切削速度的提高呈现上升趋势,即切削速度越高传入切屑的热量越多。刀具前刀面最高温度与热分配系数变化趋势一致,也随切削速度增大而不断増大。(2)通过数学解析法及有限元仿真探讨了刀-屑接触面的接触热阻与接触面的实际接触面积的关系,研究得出随着刀-屑实际接触面积的减小,接触热阻增大,说明随着刀-屑实际接触面积的减小流入到刀具中的热量比例减少。通过模拟试验研究了外部加热电源,试样间接触面积,固体表面介质等几个方面对接触热阻的影响,得出加热电源电压对接触热阻影响较小,而补偿温度更是对接触热阻影响微乎其微,接触面积对接触热阻的影响较大。(3)在干摩擦条件下测量TiAlN和TiCN+AlO+TiN涂层刀具与淬硬H13钢的摩擦系数,趋于平稳后两种摩擦副的摩擦系数分别为0.41和0.72。通过两种涂层刀具切削的试验,分析得出三个方向切削力随切削参数增大而增大,切向力和径向力增大趋势相近,轴向力增大趋势最小。切削温度随切削参数增大升高明显。对比了两种涂层刀具的切削温度对刀具前刀面温升模型和热分配模型进行了验证。(4)观察切削不同距离时刀具前后刀面的磨损形貌,在切削淬硬H13钢时TiAlN涂层刀具是TiCN+AlO+TiN涂层刀具寿命的1.33倍。通过SEM和EDS分析得出TiAlN涂层刀具前刀面出现明显的月牙洼磨损,涂层出现剥落现象,刀尖处有微崩刃,而且前后刀面都出现粘结磨损和氧化磨损,后刀面还出现较为严重的磨粒磨损。TiCN+AlO+TiN涂层刀具前后刀面处也发生粘结磨损,后刀面也存在着较为明显的磨粒磨损。

关键词：涂层刀具切削热热分配切削性能刀具磨损

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高速滑滚接触摩擦副失效的热影响研究

高速滑滚接触摩擦副失效的热影响研究

作者：应寅琼哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

航空航天领域中,高速轴承和齿轮等运动部件的工作环境极为苛刻,其摩擦副的热失效导致的轴承失效,严重影响整个系统的可靠性。如先进航空发动机主轴采用的三点接触球轴承,其dn值和工作温度非常高,经常造成摩擦副发生热失效。因此迫切需... 详细信息

航空航天领域中,高速轴承和齿轮等运动部件的工作环境极为苛刻,其摩擦副的热失效导致的轴承失效,严重影响整个系统的可靠性。如先进航空发动机主轴采用的三点接触球轴承,其dn值和工作温度非常高,经常造成摩擦副发生热失效。因此迫切需要分析摩擦热对轴承内部高速滑滚接触摩擦副失效的影响,以采取有效措施预防可能的热失效,实现摩擦副延寿和可靠性的提高。本文主要针对高速滑滚接触摩擦副失效的热影响展开研究,采用双滚子高速滑滚接触摩擦副,模拟航空发动机主轴轴承内部摩擦副,建立了双滚子高速滑滚接触摩擦副热分析的理论计算方法、有限元分析模型和试验研究方法。通过接触理论和传热学理论,建立了摩擦副的热特性计算方法。利用接触理论计算摩擦副接触区域面积和接触应力等接触特性,然后利用传热理论计算摩擦副的热流密度及传热量等,为有限元分析中的边界条件提供了基础数据。利用有限元法分析了高速滑滚接触摩擦副的热特性,确定了摩擦副间的热量分配机制,并讨论了摩擦副材料和工况参数的影响,结果表明大滚子的热量分配系数为0.56-0.6。在各影响因素中,材料特性对热分配的影响较小,滚子的转速的影响较大。根据摩擦副间的热分配系数,将摩擦热量按比例分配给两滚子,分别计算两滚子的温度场,得出了两滚子接触区表面和次表层的温度分布,并讨论了摩擦副材料和工况参数对温度分布特性的影响。结果表明最大温度值位于接触区中心,小滚子的接触区表面和次表层温度相对较高,且载荷和转速越大,表面及次表层的温度越高。利用试验研究两滚子的温度特性,在现有高速控温滑滚接触基础试验机上增加小滚子的测温装置,同时测量了两滚子的表面温度,研究了两滚子间的热分配及表面温升,试验结果较好的验证了高速滑滚接触摩擦副的热分析模型。

关键词：高速滑滚接触摩擦生热热分配温度分布

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关联系统中元件冗余与系统冗余比较问题

关联系统中元件冗余与系统冗余比较问题

作者：李龙兰州大学

学位级别：硕士

本文基于指数分布,利用随机序这一有效工具分别研究了冷分配和热分配中的元件冗余与系统冗余的比较问题。具体地,对于冷分配问题,我们得到了一些分别关于串联系统与并联系统的元件冗余与系统冗余的比较结果;对于热分配问题,我们得到了... 详细信息

本文基于指数分布,利用随机序这一有效工具分别研究了冷分配和热分配中的元件冗余与系统冗余的比较问题。具体地,对于冷分配问题,我们得到了一些分别关于串联系统与并联系统的元件冗余与系统冗余的比较结果;对于热分配问题,我们得到了一个关于串联系统的元件冗余与系统冗余的比较结果,并且对每个结果给出了示例以以展示所得结果的有效性.

关键词：一般的随机序似然比序热分配冷分配元件冗余系统冗余

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冷凝式燃气热水器的冷凝器性能研究

冷凝式燃气热水器的冷凝器性能研究

作者：蒋星池重庆大学

学位级别：硕士

近年来，随着国家“节能减排”基本国策的推行，居民节能环保的意识也得到空前提高，燃气热水器行业亦向着“高效、智能”新方向转型、升级。冷凝式燃气热水器充分利用传统热水器的排烟余热，大幅提升了其热效率，具有巨大进步意义。目... 详细信息

近年来，随着国家“节能减排”基本国策的推行，居民节能环保的意识也得到空前提高，燃气热水器行业亦向着“高效、智能”新方向转型、升级。冷凝式燃气热水器充分利用传统热水器的排烟余热，大幅提升了其热效率，具有巨大进步意义。目前，国内外研究大多偏重于对冷凝式燃气热水器的整体能效评估和分析，少有对冷凝器的性能进行单独的测试、探究。此外，国内市场上的产品技术尚不成熟，节能效果也参差不齐，大多品牌产品实际热效率尚维持在90%00%之间。究其原因是：为传统燃气热水器增设冷凝器时，没有全面整合和优化匹配两级换热工况;并且对于冷凝器设计也没有适用性较强的计算模型，或具有指导意义的换热优化方案。本文以实验为基础，参照《家用燃气快速热水器》GB6932-2001标准要求，设计并搭建了热水器测试平台。选定市售JSQ21-QL12LJW型冷凝式燃气热水器作为实验样本，对其冷凝器进行测量、绘制、计算、性能测试;再根据传热学、工程热力学、流体力学等基础理论，以对流换热、凝结换热两大理论为核心，对该冷凝器进行理论计算、分析，得出该冷凝器的理论换热参数及换热性能分析解;最后对比理论分析和实际测试的结果，构建出对同类型冷凝器换热性能有适用性、指导性的换热模型。根据以上实验研究，主要结论如下： ①样本热水器的冷凝段水温升为2，燃气燃烧热量利用率提高了约8%4%(以燃气低热值为基准)。 ②冷凝换热所占比例客观影响着热水器总热效率的高低。在额定水流量范围内冷凝换热所占比例在10.5%2.5%区间，是最优化热分配方案。 ③热负荷、水流量、烟气冷凝温差是影响冷凝水量的重要因素，冷凝水量随着、、的增大而呈单调增加。 ④烟气的水蒸气冷凝率随冷凝段热负荷增大而呈持续上升状态;相同条件下，水流量越大，冷凝率也会越高。冷凝器的凝结工况上限是60%5%。 ⑤冷凝器效率与总热效率客观存在规律性。在全负荷范围内，处于65%5%区间，总热效率最高，即是冷凝器的最优化工况。 ⑥本文采用努谢尔特膜状凝结换热分析解结合对流换热雷诺类比律，构建出了混合换热模型，进一步推出实验关联式。经实验结果对比验证并加入修正因子之后，该计算模型在一定程度上对同类型热水器冷凝器的复合换热性能设计、计算具有适用性。

关键词：冷凝式燃气热水器热分配冷凝器凝结换热

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可靠性系统中备用元件的最优分配策略

可靠性系统中备用元件的最优分配策略

作者：陈建斌兰州大学

学位级别：硕士

本文利用随机序的方法,研究了热分配和冷分配中备用元件的最优分配策略问题.首先,在指数分布的框架下,讨论了将一个备用元件分配给一个n(n≥2)元件系统的最优分配策略问题.在热分配和冷分配情形下,分别得到了反失效率序和似然比序的充... 详细信息

本文利用随机序的方法,研究了热分配和冷分配中备用元件的最优分配策略问题.首先,在指数分布的框架下,讨论了将一个备用元件分配给一个n(n≥2)元件系统的最优分配策略问题.在热分配和冷分配情形下,分别得到了反失效率序和似然比序的充要条件.研究结果表明,无论是热分配还是冷分配,当备用元件分配给系统中性能相对较差的元件时,系统的可靠性会比其它分配方案的系统可靠性高.其次,研究了分配两备用元件最优分配策略问题.在热分配的情形下,根据不同的条件,分别得到了关于反失效率序和似然比序的一些结果;在冷分配的情形下,我们得到一个似然比序结论.最后,本文也研究了在一般分布下,将两个备用元件分配到一个两元件系统的最优分配问题.一个反失效率序和通常随机序的结论分别在热分配和冷分配的情形下得到证明.此外,本文提供的一些数值例子也为我们的理论结果提供了支撑.

关键词：随机序最优分配热分配冷分配反失效率序似然比序通常随机序