枪管传热过程中复合换热系数的修正

以往在对枪管温度场进行分析计算时,均忽略了枪管膛线、散热槽等特殊结构及枪管对与其接触的零部件的传热对枪管温度场的影响,导致所采用的传统的枪管内、外边界条件均与实际情况有出入。针对此问题,本文引入两个修正系数,且采用非线性最小二乘法拟合了此修正系数与距枪口不同距离之间的关系式,分别对枪管内壁与火药气体之间的复合换热系数及枪管外壁与外界空气之间的复合换热系数进行修正。采用红外热像仪对枪管外壁瞬态温度场进行测试,测试结果分别与修正前后的模型所得的计算结果进行比较,修正后的模型准确可靠。采用修正后的模型对枪管温度场进行进一步的分析计算,得到了不同时刻枪管内、外壁温度沿枪管轴向分布规律。研究结果为深入研究枪管烧蚀机理、枪管结构设计和寿命预测提供了可靠的理论依据。     

典型自动步枪枪管系统三维瞬态温度场计算分析

为了研究连续射击过程中周期性高频火药气体热冲击引起的枪管传热问题,本文建立了一套枪管系统传热三维仿真模型,给出了射击过程边界条件和参数的确定方法。以某典型小口径自动步枪为研究对象,计算了带有Cr镀层的某小口径自动步枪枪管系统在连续热冲击下的瞬态温度,分析了其温度场分布规律,计算结果得到了试验结果的验证。计算结果表明:枪管同一圆截面上,随着节点距离枪管轴线距离增大,其温度波动越来越小;枪管周边零件对枪管传热有着重要影响,尤其对与周边零件接触的枪管部分,考虑与否温度计算结果相差76%左右。射击时枪管向瞄准基座传热有迟滞现象,温度明显升高主要发生在空冷时期,同一时刻瞄准基座节点温度随与枪管轴线距离增加而减小;远离枪管轴线的瞄准基座上节点初始温度升高较慢而随着时间和射弹量增长温度升高明显加快。     

不同环境风速下建筑外空调室外机热环境分析

布置在建筑物凹槽内的室外机，在环境风速作用下，其运行环境会发生变化。有时恶劣的热环境甚至会造成室外机无法正常工作。本文对不同环境风速下的高层建筑凹槽内空调室外机热环境开展研究，确定了侧面、正面风向下，室外机正常工作所能承受的临界风速。分析了不同风向条件下，凹槽内气流速度场、温度场，并给出温度沿高度方向的变化规律。研究发现，侧面风带走冷气流和楼层间热气流短路，都会造成上层进风温度升高；侧面吹风时，凹槽内上下游列室外机不同的热环境，是由凹槽内特殊旋涡流动导致的。对于正面吹风情形，临界风速应小于0.5 m/s。本研究探明了不同环境风速下高层建筑室外机热环境变化规律，可为考虑风速条件下室外机的选用安装提供参考。     

环境风影响下的空冷岛运行特性

揭示环境风作用下空冷岛冷却空气流量和热风回流率的变化规律对于空冷岛安全高效运行具有重要意义.以某6×1000 MW直接空冷电站为例,对环境风影响下的空冷岛冷却空气流动传热特性进行了CFD模拟,获得了不同风速、风向下冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷岛的迎面风速以及热风回流率.结果表明:环境风速越高,空冷岛迎面风速越小;回流率则先随环境风速增加而增加,后随风速增加而降低.当空冷岛位于锅炉房等建筑物下游时,迎面风速最小,热风回流率最高.     

LNG泄漏气体浓度和温度扩散过程计算

利用高斯烟羽模型进行LNG泄漏过程模拟,得到LNG泄漏后扩散浓度场和温度场分布。参考天然气燃烧下限0.035 8 kg/m~3与低温温度规定291 K确定了气体浓度场和温度场的危险区域范围,分析了环境风速和大气稳定度参数与泄漏扩散的关系,得出环境参数对浓度场、温度场及危险区域的影响规律:设置参数为泄漏量5 kg/s,泄漏源高度20 m,泄漏孔径50 mm,大气稳定度C级,环境风速2、3、4、5 m/s。随着环境风速的增加,泄漏源高度处下风向轴线上最大浓度分别为0.397 8、0.265 5、0.199 2、0.159 4 kg/m~3,最低温度分别为153.9、168.3、180.1、189.9 K,浓度场和温度场沿下风向和横风向扩散加剧,危险区域减小;设置环境风速2 m/s,大气稳定度A、B、D、E级,随着大气稳定度的增加,泄漏源高度处下风向轴线上最大浓度分别为0.212 4、0.254 4、0.261 5、0.391 3 kg/m~3,最低温度分别为177.4、170、169、154.3 K,浓度场和温度场沿下风向和横风向扩散减缓,危险区域增加。     

望远镜主镜温度场理论计算及主镜视宁度分析

提出了地基望远镜主镜在环境温度变化时的温度场理论模型,结合分离变量法和格林函数法求解出温度场的解析表达式。运用温度场理论解,分别以熔石英和BK7两种常用材料为例,在特定环境条件下,定量分析了传统主镜和薄主镜的主镜视宁度与主镜口径之间的关系;针对4m口径的传统主镜和薄主镜定量分析了其主镜视宁度与周围空气温度下降斜率的关系。地基望远镜主镜温度场理论计算的结果在主镜设计阶段对主镜视宁度的估量具有较大的参考价值。主镜温度场理论解还可以运用于各种口径及材料的主镜热变形及热应力计算等方面,具有普适的参考价值。     

利用实验曲线计算液体比热容的方法

电热法测液体比热容的实验中，由于量热器系统并非一个真实的绝热系统，在低于外界环境温度和高于外界环境温度时，量热器和外界环境之间存在不等的热量交换；同时由于量热器的散热系数是一未知的常数，对其散热不能进行修正，导致实验结果和标准值之间有较大的偏差．本文介绍的利用实验曲线计算液体比热容的方法，可以消除由于散热对实验的影响，得到比较准确的实验结果．一、计算原理由热力学第一定律可知，待测液体在外界环境温度T0附近在dt时间内所吸收的热量dQ应等于它从电热丝吸收的热量式中V、I分别为加热电阻丝两端的电压及其中的…     

太阳能制氢腔式吸热器混合对流的数值模拟研究

混合对流热损失是影响太阳能与生物质超临界水气化耦合制氢腔式吸热器热效率的关键因素之一。本文以动力工程多相流实验室建成的生物质超临界水与太阳能聚集供热耦合制氢腔式吸热器为研究对象,对腔式吸热器混合对流换热进行了数值模拟研究。通过使用RNGkε湍流模型,研究了制氢吸热器在外界风吹掠环境下的混合对流热损失,获得了腔式吸热器在不同风速、风向吹掠下的混合对流换热准则Nusselt数。模拟结果表明,侧向风与侧迎向风对腔内对流热损失影响最大,当风速超过某一数值(Richardson数>1),外界风诱发的强制对流会在对流热损失中占主导作用,且随着风速增加,混合对流热损失随Re提高而增大。     

600MW间接空冷散热器传热及防冻性能

以实际应用于600 MW间接空冷机组散热器中的福哥型四排翅片管为对象,进行流动和传热性能的热态风洞实验。根据实验数据,拟合得到了管束在不同迎面风速下的流动换热性能实验关联式。利用拟合出的实验关联式,以及典型600 MW间接空冷机组实际运行参数,建立低温环境下管束临界冻结长度的预测分析模型。在模型中考虑了迎面风速、平均环境空气温度以及机组负荷的影响。基于所建立的预测模型,以散热器临界冻结长度小于散热器总管长为基准,得到了间接空冷机组在不同迎面风速下,管内冷却水下降至0℃所对应的环境温度和机组负荷。研究结果可为600 MW间接空冷机组冬季低温防冻提供理论依据。     

拉曼光谱法研究不同环境温度下脉冲电场对胰岛素二级结构影响及理论模型分析

近年来,弱电磁辐射生物效应已受到人们的普遍关注.前期研究发现脉冲电场与环境温度对胰岛素分子的构象产生协同效应.因此,文章首先应用拉曼光谱法研究了不同环境温度下脉冲电场对胰岛素分子二级结构的影响,得到胰岛素分子α螺旋结构含量的变化;并运用蛋白质螺旋-线团结构转变模型对实验结果进行定量分析,得到的理论模型可以较好地刻画不同环境温度下,脉冲电场对胰岛素分子α螺旋结构含量的影响.脉冲电场的作用及热力学环境的改变,使蛋白质螺旋结构向无规线团结构发生转变,可以解释脉冲电场作用下,胰岛素分子α螺旋结构含量随环境温度升高而下降的原因.研究结果为进一步研究弱电磁辐射对生物大分子二级结构的非热效应机理提供了一定的实验依据及理论参考.     

火电厂间接空冷塔导风板数值研究

在火电厂中,环境风的速度和方向皆会对间接空冷塔的冷却性能产生重要影响,本文为了研究环境自然风对火电厂间接空冷塔冷却性能的影响,建立空冷塔入口处导风板的温度场和动力场三维数值计算模型,采用SRF模型模拟导风板旋转,对塔内空气动力场及温度场进行三维数值模拟,获得了相应的速度场和温度场。将数值模拟与实验结果进行对比,得到侧风下导风板数量及旋转速度对间接空冷塔的冷却性能影响规律。研究表明,不加导风板,在5 m/s风速下,空冷塔冷却性能严重恶化,设置8块导风板后,换热量可提高1 5.08%,并且将导风板旋转后,换热量可以进一步提高,换热量随着旋转速度的增加呈现先减小后增大的趋势。     

不同环境温度下工艺参数对扩散吸收式制冷机的性能影响

外界环境温度对扩散吸收制冷循环有重要影响,以四台相同结构的扩散吸收式制冷机为基础,用实验的手段研究了不同环境温度下,氨水溶液灌装浓度、充注压力、输入功率等工艺参数对扩散吸收式制冷机性能的影响。得出了实验样机在各工况下的最优工艺参数;研究发现随环境温度的升高,样机的最佳灌装浓度下降,而最佳输入功率和最适宜充注压力升高。可为扩散吸收式制冷机根据环境温度选择各工艺参数提供一定的依据。     

工作于非标准环境下体吸收型激光能量计的研制

研究了能直接工作于非标准环境下的体吸收型激光能量计.由能量计热传导、热对流、热辐射的单位时间热交换方程推导出单位时间内能量计升温过程中热能损失的数学模型,根据数学模型对能量计整个升温过程的热损失进行补偿,使得能量计对于不同脉冲长度入射激光的测量结果重复性由4.7%提高到了0.6%,消除了能量计热损失给测量带来的不利影响.针对环境温度从-40℃变化到70℃测温用铜-康铜热电堆对1℃温差响应电压剧增30%的问题,在环境试验箱进行不同环境温度下的激光能量测量实验,得出了能量计不同环境温度下测量结果的修正系数,并利用最小二乘法建立了修正系数同环境温度之间的函数关系,使得环境温度对测量结果的影响得到了修正.     

开放式风速控制系统的研制

在海洋工程结构动力模型模拟试验中,为了实现开放环境下风荷载的实验室模拟,研发了一套开放式风速模拟控制系统;简要介绍了系统的整体结构设计和软件开发流程;由于在开放环境下进行风速的控制容易受到外界气流、温度等环境因素的影响,控制难度大且建模较困难,采用专家-模糊自适应PID控制算法,能够较好地跟踪目标风速,实现了对风速的实时模拟控制;最后通过实验验证了所设计的开放式风速控制系统能够满足实验要求。     

超音速射流在高温气体环境中引射特性的模拟研究

本文以超音速氧气射流为研究对象,采用温度修正的k-ε湍流模型,对氧气射流在不同环境温度下的引射行为进行数值模拟研究.通过对模拟结果与文献中试验结果的比较发现温度修正的k-ε模型能够准确预测高温环境中射流行为.射流引射行为的模拟结果表明:环境温度对湍流射流的引射行为有很大的影响,在标准大气压下,随着环境温度的升高,射流引射率降低.与此同时,室温下的模拟结果符合经验公式,而在高温气体环境中,温度对湍流混合增长速率的影响不可忽略,随着环境温度的升高,环境气体密度和湍流混合增长速率均减小,从而使射流引射率降低并逐渐偏离室温下得到的经验公式.     

LD端面泵浦矩形Nd:YVO_4晶体的热效应研究

建立了矩形激光晶体的热传导模型。通过充分考虑晶体侧面与冷却液之间的对流传热,以及晶体端面与外界的热传导,建立了更为合理的边界条件。利用有限元差分法求解泊松方程,得到激光晶体内温度和温度场分布。研究结果表明,在考虑晶体的侧面对流和端面导热的情况下,得出了更符合实际的晶体温度场分布,计算的热焦距与实验测量结果更为吻合。     

风机群分区调节对空冷岛传热特性的影响

空冷系统轴流风机群分区调节,可削弱环境风的不利影响,改善空冷岛的运行特性。以典型2×300 MW空冷电站为例,对风机群分区调节前后空冷岛冷却空气流动传热特性进行了CFD模拟,获得了不同气温、风速、风向下冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷岛迎面风速、进口空气温度以及机组背压的变化规律。结果表明:通过增加整个空冷岛外围空冷单元轴流风机群的安装角,可提高不同气象条件下的空冷岛迎面风速,降低空冷岛进口空气温度,减小机组运行背压。轴流风机群分区调节方案,可为空冷岛安全高效运行提供参考。     

混合工质充注量/配比对自复叠制冷循环特性影响

混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度是自复叠制冷循环工作特性重要影响因素.本文提出新的定密度法研究变工况下自复叠制冷循环的工作特性.建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度等参数对自行复叠制冷循环的工作特性影响,并得出有指导意义结论.     

光纤陀螺温度补偿方案研究

从理论上分析了光纤陀螺敏感环的热致非互易相位噪声,建立了光纤环温度分布模型。针对四种通常的光纤敏感环绕制方法（ＺＹＬ,ＳＹＭ,ＤＩＰ,ＱＵＡ）对于由外界环境温度变动所引起的光纤陀螺零位漂移进行了数值模拟与比较,并给出了对应于外界环境温度变化过程中的光纤陀螺零位漂移补偿方案。     

大口径轻量化主镜的温度场等效模型理论计算

针对大口径望远镜主镜在环境温度变化和太阳辐照变化引起的温度场变化进行了理论分析,根据圆柱坐标下设立的非稳态热传导方程和边界条件,利用分离变量法和格林函数法求解了主镜的温度场分布。为了验证求解的有效性,利用求得的温度场解析式和有限元软件分别分析了2.8 m口径望远镜实心主镜,反射面径向温度分布具有良好的一致性。表明该理论解析式能够较好地反映主镜反射面的温度场分布。将轻量化主镜进行无筋板的薄型镜热模型等效,并分别对两种镜子的温度场进行仿真计算,以此验证等效模型的正确性。轻量化主镜温度场的等效理论计算结果在主镜的早期设计研究阶段具有良好的参考价值。