冷藏陈列柜相变蓄冷搁架的强化传热特性研究

为了降低冷藏陈列柜在融霜过程中食品温度的上升和改善柜内温度场分布,设计了带有相变蓄冷材料的热管型搁架,研究其传热性能。结果发现:热管改善了蓄冷搁架前后方向的传热性能,但左右两侧温度分布不均匀。针对此问题提出了在蓄冷搁架内添加肋片进行强化传热,研究结果表明:在蓄冷搁架中添加肋片可以使搁架温度场均匀性得到改善,显著提高蓄冷搁架的蓄冷速率。     

翅片中带有热管的散热器数值模拟和实验研究

CPU温度的持续增高导致了能量分布不均匀,所以高热流密度热控制或大型服务器的冷却处理方式成为研究的热点。文中研究了翅片中带有热管的散热器,对其温度分布进行了数值模拟和实验研究分析,并与物理模型相同散热较好的平板型热管散热器进行了比较。结果表明:翅片中带有热管的散热器不仅可以提高散热器的传热温差,加强了散热底板的均温效果,而且使得翅片散热得到强化,更有效地降低了CPU的中心温度。     

冷压缩机温度场仿真及其冷却参数优化分析

为明确冷压缩机整机温度场分布,寻求最优冷却设计参数,本文以理化所自主研制的冷压缩机为背景,对冷压缩机进行传热与温度场分布分析。基于流体力学与传热学基本理论建立了涵盖整个冷压缩机的物理模型进行仿真计算。在此基础上,通过CCD(中心组合设计)采样,结合最小二乘法构建系统温度场等各变量的二阶响应面近似模型。随后以向叶轮传热最小与转子焊缝处平均温度最高为优化目标,采用多目标遗传算法对整机冷却参数进行优化,探求最优Pareto解组合方案。研究结果表明:冷压缩机内部负压氦气流场复杂,转子散热能力较差,冷却参数对冷压机温度场分布影响较大。优化得到冷压缩机最优冷却参数,并发现铜热锚结构有较大优化空间,为以后冷压缩机设计加工提供必要依据。     

大功率LED热管散热的分析

提出了利用热管技术对大功率LED(Light Emitting Diode)进行散热的构想,设计了LED热管散热器的原理结构,并对其传热机理、传热路线和各传热阶段的热阻进行了定性分析和定量分析,建立了传热模型,导出了总传热系数的计算式,并给出了该热管散热器的设计计算实例。     

基于平板热管的大功率LED照明散热研究

针对大功率LED照明散热问题,本研究将新型平板热管传热与大功率LED照明灯散热相结合,试验研究了利用平板热管散热器散热的LED阵列光源的工作状况。试验结果表明:与无热管的肋片散热器相比,加热管的LED光源芯片中心温度在结温允许范围内比只加普通肋片的LED低约5℃,设置平板热管的LED照明装置的散热器各部分温度分布更均匀。散热器表面温度达到稳定所需时间较快,这种结构的热管散热器可以有效提高肋片散热器的工作效率、结构紧凑、重量轻、成本低,可以满足未来大功率LED散热的要求。     

微型热管在CPU散热中的应用

随着CPU功率的不断增大,传统的散热方式已经不再满足其需要,特别是大型计算机的运转,因此导热性能优良的热管可以应用于CPU的散热。文中在分析热管的传热机理的基础上,对散热情况进行传热理论分析,分析结果表明:热管可以很好的满足散热的要求。     

印刷电路板通道的高温传热和阻力特性研究

印刷电路板换热器是超高温气冷堆等高温能量利用与回收领域中极具潜力的备选强化传热技术之一,本文通过数值模拟方法对典型Z字形印刷电路板(PCHE)传热通道的传热和阻力特性开展了相关研究。计算结果表明:层流模型可以较好地获得Z字形PCHE通道的阻力和传热性能,Z字形PCHE通道的阻力系数大于半圆管直通道的阻力系数;当热侧和冷侧通道流体入口温度均不发生改变时,增加两侧流体的质量流量,通道内的阻力系数随之减小,传热效率也稍微减小;当两侧流量及冷侧入口温度均不发生改变时,提高热侧通道入口温度,通道内阻力系数成线性增大,传热效率也随之提高。     

基于有限元算法和人工神经网络结合的多芯片LED光源多物理场分析

多芯片LED光源的可靠性分析涉及到光、电、热多个物理场,高精度的多场分析结果会导致计算资源过多、计算时间过长、计算难度大等问题。为解决上述问题,本文分别利用传统的有限元算法(FEM)和高效的人工神经网络方法(ANN)进行LED光源温度分析,并讨论两种方法的优劣性。最后,通过将FEM分析单一传热物理场的优势与ANN计算时间短、计算资源需求低的优势相结合,归纳出一种更为高效的方法来进行多芯片LED光源的散热分析。利用该方法,ANN的预测数据与训练数据之间的相关系数达到了0.997 79,预测结果与实际热分布图有良好的匹配,计算资源相比传统的FEM方法节约了59%。该方法的应用能够在满足精度的前提下耗费更少的计算资源和时间,同时提高了分析的灵活性。除此之外,该方法对求解大功率LED光源寿命等可靠性问题也具有一定的参考价值。     

微型热管传热极限的研究

热管技术已在电子设备散热领域得到广泛应用。热管的传热能力虽然很大,但不能无限加大热负荷。文中讨论了热管的主要极限如沸腾极限、毛细极限、粘性极限、声速极限、携带极限等的理论表达式,就一种实验用微槽平板热管进行了理论计算,得出了毛细极限是实验热管主要传热极限的结论。     

基于热阻网络的大功率LED热管散热研究

LED结温高一直是大功率LED发展的技术瓶颈,随着单位热流密度的不断攀升,在自然冷却条件下,单纯的直肋热沉散热方式已不能满足散热要求。应用热管技术设计了热管散热系统,对该系统的传热机理和传热路线进行分析,建立该系统对应的热网络模型,对各部分热阻进行分析与计算,求得总的理论总热阻,计算得出理论结温;同时应用有限元方法对该系统进行仿真分析,对LED模块（0.025 m0.025 m0.005 m）输入30 W 电功率,得出其仿真结温稳定在58.19℃,满足结温小于65℃的要求,说明应用热管的散热系统满足设计要求。由热阻网络模型计算得出的理论结温为57.43℃,与仿真结果相差0.76℃,其误差仅为1.31％,验证了理论分析计算的正确性,对实际工程中热设计具有指导意义。     

Circular radiation heat shields with temperature dependent emissivities: transient and steady-state analyses

Radiation heat loss is an important type of heat loss in thermal systems. In this work, a numerical study of the transient response of two circular radiation heat shields inserted between two parallel and circular surfaces of emissivities ε₁ and ε₂ is presented. The same dimensions have been assumed for the two main radiating surfaces and the two radiation shields. The radiation shields are assumed to have different emissivities on their top (ε₃ and ε₅) and bottom ( ε₄ and ε₆) surfaces, and both are assumed to be different but linear functions of temperature. A specific configuration is investigated in detail to highlight the transient temperature and heat transfer characteristics of the system. Some new results for the transient temperature and heat transfer characteristics of the system such as the effect of shield location, shield emissivities, the temperature dependence of shield emissivities, system dimensions, temperatures of the hot and cold surfaces and emissivities of the hot and cold surfaces are presented for future references. It has been observed that increasing the temperature of the first radiation shield by changing a parameter such as surface emissivity or distance between the radiation shield or the temperature of the hot surface, will not necessarily decrease the temperature of the second radiation shield.     

接触式内窥镜

本文提出一种不需配置冷光源，且其光学端都与被观察物体相接触的内窥镜。详述了其工作原理、光学系统、集光系统及适用范围。     

Hybrid nanofluid flow over two different geometries with Cattaneo–Christov heat flux model and heat generation: A model with correlation coefficient and probable error

The authors scrutinize the steady, MHD flow of SiO₂−MoS₂/water hybrid nanofluid towards two different geometries i.e. a wedge and a cone. The Tiwari and Das model is implemented with a generalized–Fourier's model, popularized as Cattaneo-Christov heat flux model. Analysis of heat transfer also incorporates the effects of suction, heat generation and thermal radiation. To showcase the relationship between engineering quantities and pertinent parameters involved in the study, the correlation coefficient for heat transfer coefficient and the skin friction coefficient is computed followed by the computation of probable error and statistical declaration. Similarity transformations are utilized to remodel the constitutive laws of flow in non-dimensional form. Numerical computation of non-linear, coupled O.D.E.’s is performed with the support of the Runge-Kutta-Fehlberg scheme and shooting method. Graphical and tabular illustrations of computed results are provided to report the variation in flow properties with the fluctuation in physical parameters. In both cases, i.e. flow close to a wedge and a cone, the temperature of hybrid nanofluid enhances on intensifying the thermal radiation and experiences a decrement with thermal relaxation parameter and magnetic field. Rising values of the suction parameter, thermal relaxation parameter, and thermal radiation cause increment in heat transfer coefficient. Interestingly, it was spotted that the heat generation parameter has contrary effects on temperature distribution over the two geometries.     

夜视技术的进展

作为开拓人眼视觉的夜视技术,在夜间观察、瞄准、驾驶、导航等军事应用中发挥着巨大的作用。自本世纪60年代以来夜视技术在利用夜天自然微光的反射和利用场景中目标本身的热辐射两个方向上取得异常迅速的进展。本文将综述直视激光像增强技术、微光摄像技术与红外热成像技术的当代进展,各种技术的特点、技术途径、发展水平与前景以及未来的展望。     

含相变材料玻璃类围护结构传热系数分析

建立太阳辐射加热下含半透明相变材料类玻璃围护结构的一维相变导热和辐射耦合稳态传热模型,采用控制容积法结合布格尔定律,数值求解含相变材料玻璃围护结构内部的能量传递,分析相变材料的辐射物性参数和室内外环境因素对其传热系数的影响.结果表明,计算相变材料类玻璃围护结构传热系数需要考虑其半透明性;传热系数不仅受物性参数和环境因素的影响,还与材料的液相率与透光率等因素有关.     

Rumford and the Reflection of Radiant Cold: Historical Reflections and Metaphysical Reflexes

In this paper I examine the debate regarding the positive reality of cold: whether it is merely an absence of heat, or a quality or entity in its own right. Marc-Auguste Pictet stimulated this debate by showing that radiation from a cold object apparently could be focused by concave mirrors to cool another object some distance away from it. Pictet and other believers in material theories of heat, most notably Pierre Prevost, sought to understand this phenomenon as a result of the radiation of caloric in a peculiar arrangement. By contrast, Count Rumford saw in Pictet's experiment a genuine action of “frigorific rays,” and performed striking new experiments to support his view. For Rumford heat and cold radiation consisted in sound-like undulations in the ether, a mechanism compatible with his own vibration theory of heat, and discordant with the caloric theory. Rumford's strong arguments were overruled only because of the general dominance of the caloric theory of heat. However, Rumford did push the caloric theory to develop in a direction that eventually led to its downfall. I revisit this debate without preconceived notions of the metaphysical nature of cold and heat.     

一种新型选通象增强高速电影系统

为了实现对“弱、小、多、快”目标的跟踪测量,我们研制了一种选通象增强高速电影摄影系统。它是集激光象增强技术、激光照明技术、电子选通技术及高速电影摄影技术于一体的新型系统,它具有光增益高,成象质量好,可探测距离远等特点。 该系统采用了带选通的二代象增强器;采用了电子快门,其曝光时间在1μs—300μs可调,频率在1—100帧/秒可调;采用了非透镜耦合的方式,解决了胶片与耦合面板之间的静电放电问题,以及高速运转时它们之间的磨擦问题,采用了小数值孔径耦合面板,改善了耦合分辨率,采用了高性能的间歇输片机构,实现了胶片的高速间歇运动。 本文还介绍了该系统的静态和动态测试结果,以及在激光照明下的测试结果。     

X射线增感屏的图象信息传输特性分析

本文采用Monte Carlo方法详细模拟了不同能量光子与增感屏的作用过程,对于一种稀土(Gd₂O₂S:Tb)增感屏,计算了出射可见光子数的概率分布、平均出射光子数、统计因子、X射线检测效率以及DQE等.增感屏出射可见光子数的概率分布曲线均有三个峰,随着入射X射线能量的增加,各峰之间距离增大,相对强弱对比增大;其余各曲线在Gd原子K壳层结合能(50.24keV)附近,均有突变.这些结果提供了增感屏图象信息传输性能的基本参数,为深入研究增感屏及成象系统的量子噪音传输特性提供指导.     

线扫描缺陷检测系统中的LED光源设计

光源是影响机器视觉输入系统的重要因素,直接影响输入数据的质量和至少30％的应用效果。在线扫描缺陷检测系统中,对光源的亮度、均匀性、直线性、寿命、光谱范围都提出了较高的要求。鉴于LED光源在机器视觉中具有许多优点,以LED线形光源为例,探讨了线形阵列LED光源照明光场分布的影响因素,结合柱面镜对光源单方向约束的特性,介绍了LED阵列和柱面镜组合的聚焦条形照明光源的设计方法。通过仿真,证明了该设计可满足线扫描系统对光源的要求。     

基于板式换热器的天然气冷却模拟与实验研究

结合实际工程项目,针对某新型天然气冷箱液化流程中的三台钎焊板式换热器,采用双通道耦合换热模型,以分段线性插值法计算天然气物性,基于FLUENT软件进行了天然气冷却换热过程的CFD数值模拟仿真,并开展了该新型冷箱的实验测试研究。将数值模拟计算结果与HSYSY工艺流程设计值以及实验测试结果进行对比。结果表明,数值模拟计算结果与HSYSY设计值平均误差为4.94%,证明了采用CFD数值模拟方法对HYSYS工艺流程设计与设备选型进行校核具有一定的参考价值。数值模拟计算结果与实验测试结果平均误差为7.78%,证明了数值模拟仿真所采用的简化假设、换热模型以及求解方法对于板式换热器天然气冷却换热过程是合理的。