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过热蒸汽射流冷却叶片热耦合数值模拟

航空动力学报 2008年第2期23卷 237-243页

作者：董瑜郑洪涛谭智勇穆勇李智明哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

在对射流冷却平板模型和射流冷却凹板模型数值模拟的基础上,设计了射流冲击冷却式蒸汽冷却叶片,并对其进行了热耦合数值模拟.通过改变平板和凹板的进口雷诺数,射流孔与靶板间距和凹板曲率,对靶板的冷却传热进行了对比研究,得到传热量与... 详细信息

在对射流冷却平板模型和射流冷却凹板模型数值模拟的基础上,设计了射流冲击冷却式蒸汽冷却叶片,并对其进行了热耦合数值模拟.通过改变平板和凹板的进口雷诺数,射流孔与靶板间距和凹板曲率,对靶板的冷却传热进行了对比研究,得到传热量与各个参数的变化规律.然后根据上面得到的变化规律设计出射流冲击冷却式蒸汽冷却叶片,应用ANSYS CFX 10.0数值程序,对冲击冷却的流动和传热过程进行了三维热耦合数值模拟,得到叶片表面温度和对流换热系数分布.

关键词：蒸汽冷却射流冲击燃气轮机数值模拟热耦合

液氢温区热耦合斯特林/脉管小型化复合制冷机性能提升及参数优化研究

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工程热物理学报 2024年第11期45卷 3269-3277页

作者：殷旺惠贺军伍文婷褚晋简木松松刘少帅蒋珍华吴亦农上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

脉管制冷机冷端温度低至液氢温区时,往往需要采用两级结构,其中预冷级是影响整机效率的关键之一。本文针对15 K两级脉管制冷机应用需求,选用单级气动斯特林制冷机为第二级脉管制冷机提供预冷,通过模拟仿真研究了气动斯特林制冷机机械刚... 详细信息

脉管制冷机冷端温度低至液氢温区时,往往需要采用两级结构,其中预冷级是影响整机效率的关键之一。本文针对15 K两级脉管制冷机应用需求,选用单级气动斯特林制冷机为第二级脉管制冷机提供预冷,通过模拟仿真研究了气动斯特林制冷机机械刚度和推移杆直径的影响,提高80 K单级斯特林制冷机的设计比卡诺效率(计算制冷量/PV功)至37.4%。实验验证了单级斯特林制冷机的预冷能力,斯特林/脉管热耦合两级制冷机在15 K可获得制冷量1.12 W,各级总输入电功为357 W,相对于单级脉管制冷机预冷时消耗电功减少30 W,整机比卡诺效率提升至5.96%。对预冷温度开展实验研究,验证了第二级脉管所需最佳预冷温度,冷端在15 K获得0.6 W时的预冷温度实验最优值在90 K附近。

关键词：液氢温区热耦合脉管制冷机预冷温度参数匹配

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三维内外热耦合计算热气防冰系统表面温度

航空动力学报 2009年第11期24卷 2495-2500页

作者：卜雪琴林贵平郁嘉北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

提出了一种三维内外强固传热耦合计算热气防冰系统表面温度的方法并进行算例计算.外部表面传热系数计算采用附面层积分方法,内部热气流动与换热采用CFD(计算流体动力学)方法,利用FLU-ENT的用户自定义函数UDFs(user-defined functions)... 详细信息

提出了一种三维内外强固传热耦合计算热气防冰系统表面温度的方法并进行算例计算.外部表面传热系数计算采用附面层积分方法,内部热气流动与换热采用CFD(计算流体动力学)方法,利用FLU-ENT的用户自定义函数UDFs(user-defined functions)实现蒙皮外表面热载荷计算及热流边界条件的自动加载,使迭代自动推进.对表面温度及外部热载荷进行亚松弛来稳定迭代计算,用强固传热耦合迭代来加快计算速度.所研究的三维热气防冰系统表面温度计算新方法可应用于防冰系统的热性能验证及系统优化.

关键词：热气防冰系统热耦合表面温度三维

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玻璃吹制成型熔体与模具传热耦合模拟

化工学报 2013年第9期64卷 3412-3420页

作者：黄明石宪章赵振峰刘春太申长雨郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

玻璃吹制成型过程中熔体与模具接触时间短,热交换迅速、剧烈,同时玻璃的黏度对温度极其敏感,微小的温度波动将会引起黏度的剧烈改变,并最终决定制品的厚度分布,因此熔体与模具传热的耦合求解是十分必要的。鉴于此,本文在熔体与模具接触... 详细信息

玻璃吹制成型过程中熔体与模具接触时间短,热交换迅速、剧烈,同时玻璃的黏度对温度极其敏感,微小的温度波动将会引起黏度的剧烈改变,并最终决定制品的厚度分布,因此熔体与模具传热的耦合求解是十分必要的。鉴于此,本文在熔体与模具接触面上引入了界面单元来处理接触面热阻区的热传递问题,建立了熔体流动与模具温度场耦合模拟的控制方程,完成了算法编制,实现了熔体流动与模具温度场的耦合模拟。算例证明,与耦合传热算法相比迭代结果不足以满足吹制成型对温度场准确性的要求;通过模拟与实验对比,在连续生产条件下模具绝大部分的温度保持稳定,但与熔体接触的型腔壁的温度却有大幅的周期性变化;模拟的最终产品壁厚较准确地反映了产品的实际壁厚分布,准确度达到88%以上。

关键词：吹制成型玻璃成型数值模拟热耦合

电动汽车用IGBT全桥模块(6 in 1)的热耦合作用机制

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中国电机工程学报 2021年第10期41卷 3528-3535页

作者：赵雨山邓二平陈彦谢露红陈杰张一鸣黄永章新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 株洲中车时代电气股份有限公司湖南省株洲市412001

电动汽车用IGBT全桥模块具有高功率密度和结构紧凑的特点,瞬态热阻抗测试是建立IGBT全桥模块的热网络模型的必要手段。单独加热IGBT或FRD的方法测试瞬态热阻抗并未考虑实际工况中IGBT全桥模块的热耦合作用,而热耦合很大程度上会影响基... 详细信息

电动汽车用IGBT全桥模块具有高功率密度和结构紧凑的特点,瞬态热阻抗测试是建立IGBT全桥模块的热网络模型的必要手段。单独加热IGBT或FRD的方法测试瞬态热阻抗并未考虑实际工况中IGBT全桥模块的热耦合作用,而热耦合很大程度上会影响基于热网络模型的结温评估的精确性。建立电动汽车用IGBT全桥模块的有限元模型,并对芯片与芯片、芯片与桥臂以及相与相的热耦合作用进行热学分析,同时分析热耦合作用对瞬态热阻抗测试结果的影响,与实际工况的热传导特性进行比较。结果表明,实际工况中芯片与同桥臂芯片的热耦合最为强烈,芯片与桥臂、相与相的热耦合作用较弱。最后结合实际工况,提出接近实际工况的热分布。

关键词：电动汽车高功率密度热耦合全桥IGBT 瞬态热阻抗

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活塞内流道磁流变减振器热耦合阻尼特性分析

振动与冲击 2018年第16期37卷 172-176,197页

作者：朱石沙黄鹏程唐利波章岱广东科技学院广东东莞523083 湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 湖南长丰猎豹汽车有限公司湖南永州425100

模拟研究了采用横向工作间隙的活塞内流道磁流变减振器(MRD)在热平衡状态下的阻尼特性。基于AMESim分析了汽车以不同速度在不同路面行驶时缸筒内流体达到热平衡的温度;模拟活塞振动并耦合热平衡温度从流体的角度计算了MRD的示功曲线;通... 详细信息

模拟研究了采用横向工作间隙的活塞内流道磁流变减振器(MRD)在热平衡状态下的阻尼特性。基于AMESim分析了汽车以不同速度在不同路面行驶时缸筒内流体达到热平衡的温度;模拟活塞振动并耦合热平衡温度从流体的角度计算了MRD的示功曲线;通过恒温加热模拟减振器的热平衡温度在振动试验台上对MRD的阻尼特性进行了测试。结果显示,汽车的行驶速度对减振器的阻尼性能有影响,当车速为40 km/h、70 km/h、110 km/h时,MRD的阻尼性能分别下降了9.4%、16.67%、20.69%。测试结果与仿真结果基本吻合。

关键词： MRD 热耦合热平衡阻尼特性

基于随机优化的热耦合复杂精馏系统的综合(Ⅰ) 模型化方法

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化工学报 2006年第7期57卷 1591-1598页

作者：安维中袁希钢化学工程联合国家重点实验室(天津大学)

基于随机型最优化策略,针对包含简单塔、带有侧线蒸出及侧线汽提塔的复杂塔、全热耦合(或Petlyuk)塔的热耦合复杂精馏塔系统的综合问题,提出一种模型化方法.针对热耦合复杂精馏流程系统所需塔段数目以及冷凝器和再沸器数目的不确定性,... 详细信息

基于随机型最优化策略,针对包含简单塔、带有侧线蒸出及侧线汽提塔的复杂塔、全热耦合(或Petlyuk)塔的热耦合复杂精馏塔系统的综合问题,提出一种模型化方法.针对热耦合复杂精馏流程系统所需塔段数目以及冷凝器和再沸器数目的不确定性,提出了一种分解求解策略,将原问题分解成一系列具有不同塔段数的子问题分别求解;针对流程结构的优化提出一种流程结构的编码表达法,该方法将问题的分离序列结构和热耦合方式分别用两组编码表示,对分离序列的编码采用了数据结构理论中的二叉树排序方法,使流程结构的描述变得更加简便;最后以预分馏塔组分回收率及回流比为连续变量,建立了热耦合复杂精馏系统优化的混合整数非线性规划(MINLP)模型,该模型用改进的模拟退火算法求解,可同时得到优化的流程结构和操作参数.

关键词：复杂精馏流程综合热耦合模拟退火混合整数非线性规划二叉树排序

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甲烷催化燃烧与十二烷脱氢反应的间接热耦合

化工学报 2011年第11期62卷 3130-3135页

作者：卢泽湘季生福刘辉李成岳福建农林大学材料工程学院福建福州350002 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

将甲烷催化燃烧的Pd-Zr/SBA-15/Al2O3/FeCrAl金属整体式催化剂和十二烷催化脱氢的Pt-Sn-Li/Al2O3/FeCrAl金属整体式催化剂分别填充在套管式反应器的内管和环隙中,在电炉伴温条件下研究了这两个反应的热耦合。实验结果表明,炉温略低于催... 详细信息

将甲烷催化燃烧的Pd-Zr/SBA-15/Al2O3/FeCrAl金属整体式催化剂和十二烷催化脱氢的Pt-Sn-Li/Al2O3/FeCrAl金属整体式催化剂分别填充在套管式反应器的内管和环隙中,在电炉伴温条件下研究了这两个反应的热耦合。实验结果表明,炉温略低于催化剂床层温度,说明吸热反应所需的热量来源于放热反应,实现了两个反应的间接热耦合。在常压、炉温743.15K、催化燃烧侧甲烷进料浓度3.5%、气时空速(GHSV)7.5 ml.m-2.h-1、C12H26液时空速(LHSV)0.315ml.m-2.h-1、十二烷脱氢侧进料中氢/烃摩尔比为4的反应条件下,甲烷完全反应,十二烷转化率和十二烯选择性分别为6.3%和71.5%。

关键词：热耦合十二烷脱氢甲烷催化燃烧金属整体式反应器

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特殊精馏热耦合强化技术研究进展

化工学报 2020年第10期71卷 4575-4589页

作者：孙诗瑞杨傲石涛申威峰重庆大学化学化工学院化工过程强化与反应国家地方联合工程实验室重庆401331

在石油、医药、化工等行业生产和分离过程中,常伴随着共沸或沸点相近混合物的产生,其高效节能分离是工业清洁生产和可持续发展的前提。作为一种分离共沸或近沸等难分离混合物的重要手段,特殊精馏引起了广泛关注。然而,特殊精馏对能源的... 详细信息

在石油、医药、化工等行业生产和分离过程中,常伴随着共沸或沸点相近混合物的产生,其高效节能分离是工业清洁生产和可持续发展的前提。作为一种分离共沸或近沸等难分离混合物的重要手段,特殊精馏引起了广泛关注。然而,特殊精馏对能源的消耗量非常大,开发低成本、性能可靠的特殊精馏强化技术对实现经济和能源的可持续发展具有重要意义。基于对特殊精馏塔内外传质传热规律的研究,本文从强化原理和工艺改进技术两方面,重点介绍了热耦精馏、隔壁塔、侧线精馏、有机朗肯循环、热泵精馏、差压热耦合等内外热耦合强化技术在特殊精馏节能增效等方面的研究进展,并展望了其未来发展的挑战和机遇,以期为特殊精馏在热耦合强化方面的理论研究与应用提供参考。

关键词：共沸(混合)物蒸馏热耦合过程强化节能降耗分离