壁面轴向导热对微细管内对流换热的影响

本文通过数值解析的方法研究了考虑壁面轴向导热时微细管内的对流换热。结果表明,当管外为对流换热边界条件时,管内充分发展对流换热的Nu依然在3.66～4.36之间。但若忽略壁面轴向导热,采用一维热阻模型整理微细管内对流换热的实验数据将会导致错误的结论。     

蒸汽浸没射流引起的紊流区轴向温度分布研究

本文采用紊态扩散模型分析了蒸汽浸没射流凝结过程,通过假设紊流区为单相水轴对称流动,利用自由紊动射流理论得到了紊流区轴向温度的计算公式。根据先前给出的温度特性半宽的实验关联式,得到蒸汽浸没射流引起的紊流区单相水射流的虚源,从而给出了计算紊流区轴向温度的半经验公式。本文中利用无量纲穿透长度确定了紊流区的起点位置,在此紊流区范围内,轴向温度的计算值和实验值吻合得较好,相对误差基本在±5%以内。     

温度依变性对纳米颗粒悬浮液导热系数测量影响

本文报告了50 nm氧化铜(体积百分比φ≤0.6%)与去离子水的悬浮液有效导热系数测量结果,讨论了温度依变性对导热系数的影响,运用适用于低浓度悬浮液的能量和质量方程进行分析表明,颗粒空间分布和温度场间相互影响,进而影响导热系数测量结果.考虑低浓度悬浮液中颗粒布朗扩散和热泳作用,讨论了运用准稳态方法测量纳米颗粒悬浮液导热系数的有效性,即需同时保证合适的加热热流密度和液体试样两侧的温差.     

径向馈入和轴向馈入对感应加速腔性能的影响

感应加速腔有径向馈入和轴向馈入两种常用的脉冲功率馈入方式。在理论上分析了不同功率馈入方式对感应加速腔输出电压平顶的影响,并对分析结果进行实验论证。实验采用1B2C结构,用相同的脉冲功率源馈入径向腔和轴向腔,测量此两种加速腔的电压波形。测得轴向腔±1％电压平顶时间为61 ns,径向腔±1％电压平顶时间为62 ns,两种腔都可满足±1%电压平顶大于60 ns的要求。此外对不同功率馈入方式导致的横向阻抗的变化进行了数值模拟,分别计算了采用这两种馈入方式的加速腔模型的横向阻抗,发现轴向加速腔的横向阻抗较小。     

径向馈入和轴向馈入对感应加速腔性能的影响

 感应加速腔有径向馈入和轴向馈入两种常用的脉冲功率馈入方式。在理论上分析了不同功率馈入方式对感应加速腔输出电压平顶的影响,并对分析结果进行实验论证。实验采用1B2C结构,用相同的脉冲功率源馈入径向腔和轴向腔,测量此两种加速腔的电压波形。测得轴向腔±1％电压平顶时间为61 ns,径向腔±1％电压平顶时间为62 ns,两种腔都可满足±1%电压平顶大于60 ns的要求。此外对不同功率馈入方式导致的横向阻抗的变化进行了数值模拟,分别计算了采用这两种馈入方式的加速腔模型的横向阻抗,发现轴向加速腔的横向阻抗较小。     

35kV/1.0kA冷绝缘高温超导电缆温度分布

针对35 kV/1.0 kA单相冷绝缘高温超导电缆及以液氮为低温冷却介质的单通道循环冷却系统,研究超导电缆轴向和径向温度分布。根据冷绝缘高温超导电缆的结构特点,计算了超导电缆的热负荷,建立了超导电缆热分析数学模型和热平衡方程。通过求解热平衡方程,得到了稳态运行时超导电缆的轴向和径向温度分布,为超导电缆低温系统的设计与优化提供了重要的参考价值。     

良导体导热系数实验中稳态时间、稳态温度与水流量的相关性

通过改变参数进行实验测定,分析了稳态法测量良导体导热系数实验中系统达到稳态的时间、水流量、稳定温度及测得导热系数结果的准确性等相关问题,提供了可供参考的经验数据,对学生实验过程有指导作用.     

热源温度对导热系数测量的影响

基于稳态平板法研究了不同热源温度对橡胶样品的导热系数测量值的影响。利用多项式拟合法对实验数据进行处理和分析,并将实验值与公认值相对照。结果表明,热源温度为60℃是最合适的,在此温度下实验的实际总耗时相对较短,并且导热系数测量值最准确,其相对不确定度最小。     

边界条件对径向湍流射流的影响的计算研究

本文对径向湍流自由射流作了计算，研究了边界条件的不同取法对计算结果的影响，与文献发表的计算结果和实验结果作了比较，再次证明上游湍流结构的边界条件对射流的渐近扩张速率及雷诺应力等流场参数有明显的影响．     

新型径轴向混合填充式回热器轴向导热特性研究

针对所开发的新型径轴向混合填充式回热器进行了轴向导热特性的研究和分析.使用低热导率的非金属材料制作回热器管壁对回热器性能有积极影响.通过回热器轴向填料的轴向导热损失占填料总轴向导热损失90%以上.在通过回热器的三项轴向导热损失中,通过回热器填料轴向导热损失占主导地位,其与通过回热器管壁是两项可比拟的损失项,通过回热器中...     

基于比例积分控制原理预测钻井全过程原始地层温度的新方法研究

应用比例积分控制原理将瞬态传热模型预测结果与出口 温度实测数据逐步进行反馈可准确预测原始静态地层温度. 为此, 本文基于井下各控制组件质量、动量及能量守恒原理, 建立了实际井身结构与钻具组合条件下循环和停止循环期间井筒-地层温度分布全瞬态传热模型, 应用全隐式有限差分法进行求解, 并引入比例积分控制原理对比分析实测温度与预测温度的误差范围进而精确、 快速获取原始地层温度. 结合一口深井基础数据计算表明, 套管下入深度改变了井筒-地层间热交换效率, 进而影响了近井壁地层温度分布状况; 同时, 钻井过程中循环和停止循环作业过程改变了井下各控制组件的初始条件与边界条件, 致使近井壁原始地层温度分布距离产生变化. 建立的数学模型和研究方法可为石油钻井、地热井开采及地球深部原始地层温度信息准确、 经济、快速获取提供理论基础. 关键词： 原始地层温度 循环与停止循环 瞬态传热模型 比例积分控制原理     

高功率梯度掺杂增益光纤温度特性理论研究

在高功率光纤激光器中, 增益光纤的热效应是限制激光功率进一步提高的重要因素之一. 为了降低增益光纤的最高温度, 提出了一种通过改变增益光纤的掺杂浓度分布, 分散光纤激光的热效应, 从而提高激光输出功率的方法. 基于速率方程模型和热传导模型, 在光纤激光放大器输出功率大致相当的情况下, 对几种不同掺杂方式下增益光纤中的热分布和放大器的输出功率进行了数值模拟. 研究结果表明: 增益光纤的梯度掺杂可以优化光纤中的温度分布并提高光纤熔接点的稳定性; 同时兼具提高输出光束的光束质量、抑制光纤中非线性效应和模式不稳定的效果, 是提高光纤激光放大器输出功率切实可行的办法. 研究结果可以为高功率光纤激光器中增益光纤的设计提供一定的参考.     

基于温度梯度分布的宽频带声聚焦效应

研究基于温度梯度分布的宽频带声聚焦效应. 利用两个恒温热源产生的温度梯度分布, 控制声波传播路径, 实现声波聚焦效应. 该机理源于温度场连续变化引起声折射率连续变化, 无反射能量损失, 具有宽频带及高聚焦性能等优点. 在此基础上, 分析入射声源频率、热源温度、分界面空间分布、热源位置、介质的衰减系数、热源温度不对称分布等因素对声聚焦性能的影响, 利用气凝胶材料验证单一介质中基于温度梯度分布的声聚焦系统的可行性.     

Effects of temperature gradient induced nanoparticle motion on conduction and convection of fluid

The continuous synthesis of nickel nanoparticles (NiNPs) in a static microchannel T-mixer by the reduction of NiCl₂·6H₂O in the presence of ethylene glycol without a stabilizing/capping agent was investigated. The nanoparticles were formed in accordance with the modified polyol process with hydrazine used as a reducing agent and NaOH as a catalyst for nanoparticle formation. The reaction mechanism for NiNP formation was investigated in batch with the help of Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) techniques. Parameters were found for reducing reaction times from 60 to 1?min. The effects of temperature (60?C120?°C) and NaOH concentration (0.1 and 0.5?M) on batch-processed particle characteristics were also studied using XRD, transmission electron microscope and electron microprobe analysis. Average particle size was reduced from 9.2?±?2.9 to 5.4?±?0.9?nm at higher temperature and NaOH concentration. Adaptation of this chemistry to a static microchannel T-mixer for continuous synthesis resulted in smooth, spherical particles. Increases in the reaction temperature from 120 to 130?°C resulted in a narrow size distribution of 5.3?±?1?nm and also resulted in magnetic properties of 5.1?emu/g (saturation magnetization), 1.1?emu/g (remanent magnetization), and 62?Oe (coercivity).     

温度对有机物传热影响的分子动力学模拟及微观机理研究

热导率是表征物质导热性能的一个重要物性参数.通过分子模拟从微观角度揭示有机物分子液体导热机理并计算热导率具有重要的理论意义和应用价值.通过非平衡态分子动力学模拟方法,分别模拟了庚烷、己醛、2-己酮和己醇在263～363 K的热传导过程并得到了热导率.4种有机物在263～363 K下热导率的计算值与实验值的相对平均偏差分别小于5.40%,5.46%,4.29%和7.80%,表明模拟结果与实验结果基本一致.热流分解和原子热路径的结果表明,对总热流有显著贡献的库仑相互作用项、范德华相互作用项和扭转角项都随着温度的升高而减小,这使得4种有机物的热导率随着温度的升高而降低.同时研究表明温度的升高增大了分子的原子振动,加速了分子运动,降低了模拟体系的质量密度.本文为温度对液体热传导影响提供了微观解释和理论依据.     

Investigating the thermal conductivity of materials by analyzing the temperature distribution in diamond anvils cell under high pressure

Investigating the thermal transport properties of materials is of great importance in the field of earth science and for the development of materials under extremely high temperatures and pressures. However, it is an enormous challenge to characterize the thermal and physical properties of materials using the diamond anvil cell (DAC) platform. In the present study, a steady-state method is used with a DAC and a combination of thermocouple temperature measurement and numerical analysis is performed to calculate the thermal conductivity of the material. To this end, temperature distributions in the DAC under high pressure are analyzed. We propose a three-dimensional radiative-conductive coupled heat transfer model to simulate the temperature field in the main components of the DAC and calculate in situ thermal conductivity under high-temperature and high-pressure conditions. The proposed model is based on the finite volume method. The obtained results show that heat radiation has a great impact on the temperature field of the DAC, so that ignoring the radiation effect leads to large errors in calculating the heat transport properties of materials. Furthermore, the feasibility of studying the thermal conductivity of different materials is discussed through a numerical model combined with locally measured temperature in the DAC. This article is expected to become a reference for accurate measurement of in situ thermal conductivity in DACs at high-temperature and high-pressure conditions.     

Propagating characters of Gaussian laser beam in plasmas with non-homogeneous radial temperature distribution

We investigate the propagation regimes of laser beam in plasmas with radial distribution of electron temperature, characterized by ratio parameter of radial Gaussian distribution. By following the WKB method and paraxial approximation, the propagation equations of laser beam are derived and discussed for two nonlinearity mechanisms respectively. Both the critical curves for different ratio parameters are plotted, and it is proved that the self-focusing or self-trapping mode could be realized only when the ratio parameter excesses 1. The variations of laser beam-width are calculated, which indicates the feasibly effective modification of propagation characters by radial distribution of electron temperature.     

基流对热对流涡旋结构影响的实验结果初步分析

用实验室模拟方法研究了径向温度梯度对热对流涡旋的影响,结果表明,径向温度梯度所引起的基流使热对流涡旋的对称性结构被破坏,使涡旋变成非对称结构,并使涡旋向基流下游偏移,其强度随基流的加强而减弱,直至消失.热对流涡旋越强其对称性结构越稳定,基流对它的影响越小 关键词： 转盘实验 基流 热对流涡旋     

Oscillation of the radial distribution function

We prove that the radial distribution function oscillates at low density in a system with a short-range nonnegative potential and investigate the branching of the solutions of an approximate equation of state.