一种控温热管理器的实验研究

本文针对余热利用中既需控制热源温度又需要对热量输入/输出进行管理的场合,提出了热管理器的概念.在运行过程中,热管理器可以实现对热源温度的控制,并根据各个用热对象的级别及工况,通过不凝性气体体积的变化,自动实现对热量输出的分配.为了验证热管理器的可行性,本文建立了实验样机及系统.实验结果表明,加热功率从6.0kW上升至14.0 kW,工质蒸汽温度的变化幅度仅为0.7℃.工质蒸汽/不凝性气体的交界面起到了良好的"热开关"作用.从热源回收的热量,按照优先级顺序依次分配给各个热用户.     

热管理器的优化分析与设计

本文建立了热管理器设计计算模型,分析了换热系数,气流通道截面积、换热面积密度、管束排列形式等结构参数对热管理器控温性能的影响,并由此指出了优化热管理器体积的途径.运用上述设计计算模型并根据优化途径的指导,设计了应用于16 kW发电量的微型CCHP系统的热管理器,优化设计后的热管理器体积不到原有样机的一半.本文提出的设计计算模型和热管理器体积优化途径可作为今后热管理器研究和设计的有效工具.     

过热蒸汽相变换热转变点温度求解方法的研究

研究过热蒸汽相变换热转变点温度,对于过热蒸汽换热器的设计是非常必要的.过热蒸汽的相变换热转变点温度可以根据换热的具体条件,通过分析计算确定.据此可以判定过热蒸汽在换热器内具体的换热形式及过程.结合过热蒸汽不同换热过程及形式的具体特点,才能正确地进行换热器换热面的热工设计.本文给出了一种可利用计算机程序求解过热蒸汽相变换热转变点温度的新方法.     

远程热输运管路对发热体表面温度影响的实验研究

本文对被动式相变冷却系统中远程蒸汽热输运管路对发热体表面温度的影响进行了实验研究。通过研究发现发热体的发热功率、蒸汽管路的几何尺寸、倾斜角度等参数对发热体表面的温度有很大的影响。在本文的实验范围内,为了降低发热体表面的温度,应尽量减小蒸汽的流动阻力,即减小蒸汽管路的长度和管径,增加其倾斜角度。在实际的冷却系统设计过程中,应系统地考虑这些因素的影响,从而更好地优化冷却系统的设计。     

垂直环形通道中低质量流速下弥散流传热实验研究

本文对低压、低质量流速下垂直环形通道中弥散流沸腾传热进行了理论分析和实验研究。本实验使用热块技术建立了稳定的于涸后传热工况,利用分离式抽汽热偶测量蒸汽的过热度,并在相同的流动、传热及入口参数条件下移动热块得到汽相温度沿轴向变化曲线,获得了七十余组的壁温及汽温实验数据。本文还推导出了一维的垂直环形通道的弥散流沸腾传热的计算模型,它同本实验数据吻合良好。     

金属线膨胀系数测定实验的改进及进一步研究

为了更好地研究金属线膨胀系数在一定温度区间的变化情况,并进一步研究在加热过程中,待测金属热应力、热应变的变化规律,本文在传统的蒸汽喷射加热仪的基础上,组合运用了粘滞系数实验、表面张力实验以及温度传感器实验中的部分实验仪器,测量并计算了相关的物理量,得到了相关性较理想的拟合直线,并通过对比实验进一步论述了该方法的可行性。     

低成本改进一种简易测定水的汽化热实验装置

针对大学物理实验手动测定水的汽化热装置存在蒸汽冷凝严重、冷凝水混入量热器、蒸汽温度测量不准确从而导致较大系统误差、影响实验教学效果的问题,本文对实验装置结构进行了适当改进,通过自制四口瓶蒸汽过滤器代替传统简易蒸汽过滤器,对实际蒸汽温度进行了测定,从而降低了系统误差;通过在蒸汽输气管上加装可调温电热加热套,减少了水蒸气冷凝对实验结果的影响.实验结果表明,该改进装置稳定可靠、成本低且测定精度高,可以使测量结果与公认值的相对偏差从未改进前的10.4%降低到3%以内.     

注蒸汽井筒热损模拟实验及改进设计研究

稠油开采主要以注蒸汽热采为主,蒸汽沿井筒流动过程中,井筒散热损失和蒸汽温度、干度等均沿流程变化,对其进行精确计算和分析,对油田提高采收效果具有重要意义。本文对井筒结构和传热过程进行了分析,通过地面模拟实验,实测了隔热管的热损分布,并提出了热损合理分布概念。研究发现,接箍和隔热管外壁存在热桥,受影响的隔热管长度在0.5 m左右.同时,接箍处热流密度是正常隔热管的3倍以上,是需要研究的重点。按热损合理分布概念提出了三套改进设计方案,并对其进行了对比分析.     

圆柱热尾流中温度的概率密度函数

本文通过实验研究圆柱热尾流中温度的概率密度函数在不同雷诺数下沿中心线的演变以及其与湍流混合程度的关系.实验中雷诺数的取值范围是1200-8600,温度是由直径为0.63 μm的冷线探针测量的.实验结果表明,温度概率密度函数在尾流中场区随空间位置变化显著.雷诺数的增加加快了这个变化过程,特别加速了尾流中心线温度的概率密度函数从非高斯向近似高斯分布的演变.     

过膨胀超音速蒸汽浸没射流凝结的实验研究

针对入口压力为 0.20～0.60 MPa 的饱和蒸汽在 20～70℃过冷水中形成的过膨胀超音速蒸汽浸没射流凝结进行了实验研究.观察到了渐缩形、收缩-膨胀-收缩形、收缩-膨胀-发散形和发散形汽羽,汽羽形状主要由入口蒸汽压力和过冷水温度决定,给出了汽羽凝结形态分布图.同时,给出了汽羽的轴向和径向温度分布规律,在靠近喷嘴附近,温度变化幅度比较大,在远离喷嘴处,温度变化趋于平缓;汽羽的轴向温度分布与汽羽的形状密切相关.     

热辐射演示实验的再改进

分析了热辐射实验的原理,提出了使用玻璃密封系统和用电热炉作热源的改进方案.     

判断热力过程吸热与放热的一种简便方法

本文给出判断热力过程吸热与放热的一种简便方法，并作些有意义的讨论。     

微方肋冷却系统的换热特性

采用去离子水为冷却介质,对自行设计的不同结构微方肋散热器内的换热特性进行实验研究,结果表明:在进口温度为20 ℃、进口流量为57.225 L/h、底面平均温度为73.4 ℃时,散热器散热量可达2.83106 W/cm2,可以满足当前高热流密度散热需求;当散热面温度一定时,散热量随着散热器进口流量的增加而增加,但增速随散热器底面温度的增加变缓;努谢尔特数随雷诺数的增加而成幂次方增加,常规针肋结构和微针肋结构换热关系式不满足微方肋散热器特性。为了更好地表达微方肋散热器内的换热特性,拟合了微方肋散热器内对流换热关系式。     

地源热泵地下换热系统的实验研究

地源热泵地下换热系统对于地源热泵系统的稳定运行和地源热泵系统的投入成本起着关键的作用.为了对地下换热系统换热效果和周围土壤的温度场进行实验研究,我们在北京工业大学高科技能源楼建立了一套包含60套不同结构地下换热系统的实验台.利用温度及流量测试装置获得运行过程中温度变化并计算换热量,探求不同结构地下换热系统的换热情况.本实验台还可以收集系统运行过程中地下换热系统的传热温度扩散半径,实验系统不仅为地源热泵的设计提供了数据,而且为地源热泵的深入研究提供了平台.本文给出的部分实验结果证明,根据当地地质情况、负荷需求及系统运行模式配置能源井是至关重要的.     

高炉冲渣水余热回收的可行性研究

根据高炉冲渣水的余热特点,提出了一个采用分离式热管换热器的余热回收的方案。文中对余热回收方案中换热设备的结构特点进行了描述。     

从能斯特定理导不出绝对零度下热容量的零极限

证明一些文献从能斯特定理终结式导出等容热容量和等压热容量在绝对零度下的零极限limT→0CV=0和lTi→0mCp=0的有关推导不成立,并证明不可能从能斯特定理或其终结式导出这些结论.但如果把普朗克的绝对熵原理作为热力学第三定律的基本表述形式,则由此可以导出等容热容量和等压热容量的零极限.     

非均匀弦的驻波实验

用自制的线密度为ρ（ｘ）＝ａｘ形式的非均匀弦进行驻波实验，取得较好效果，它可以作为对原有的均匀弦驻波实验的改进或开放性实验安排到普物实验中去。     

地热换热器的传热分析

本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究:提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型,考虑流体工质在深度方向上的温度分布,给出钻孔内热阻的解析表达式;求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应解析解;导得了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。以上工作改进和深化了国际上现有的地热换热器传热模型,并已应用于工程设计和模拟。     

混合法测量比热容的两个不可忽视的问题

文章论述了温度计浸在水中的体积和热交换时初始时温度是测量中不可忽视的问题     

气冷涡轮叶片传统热分析中热边界条件的影响

以MarkII气冷涡轮叶片为研究对象,考察了换热系数分布对叶片外表面温度分布的影响。首先分别以温度和换热系数实验值作为热边界条件验证了固体导热计算方法和CFD程序的有效性,然后分析了6种典型热边界条件下的叶片外表面温度分布,并与实验值进行对比。由分析结果可知:叶片外表面温度与换热系数紧密关联,经验关联式(层流、湍流)条件下预测得到的温度偏差较大,当换热系数由能考虑边界层转捩影响的CFD计算得到时,预测得到的温度与实验值较为接近。