高温填充床蓄热过程传热特性的实验研究

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用等的重要组成部分.本文建立了高温填充床蓄热系统实验装置,采用高温三元熔盐作为传热流体介质,分别采用陶瓷球颗粒和相变球颗粒作为填充材料对蓄热系统进行了实验研究,对蓄热系统进行了整体性能测试.分别得到了显热蓄热和相变蓄热过程中不同时刻、不同测点的温度变化和蓄热量的变化规律,可为蓄热系统的设计提供实验参考.     

核心流强化传热对温差发电器性能的影响

半导体温差发电技术在汽车尾气余热的回收与利用方面具有很大的潜能。本文搭建了一套可以模拟汽车尾气排气的试验系统,并利用核心流强化传热技术研究其对采用热电发电模块回收汽车尾气的余热并将其转换成电能时的性能影响。     

填充泡沫金属的熔盐相变蓄热过程模拟

本文以管肋式熔盐相变蓄热结构为对象,将相变材料填充入高孔隙率泡沫金属中以弥补熔盐导热系数低的缺陷。考虑周期性边界和重力方向相邻结构的影响,以三层管肋式结构代替整个系统建立多孔介质固-液相变输运三维物理数学模型。利用数值模拟方法,探讨在重力环境中,管式加热条件下相变材料蓄热过程的传热性能。揭示出相变界面随时间的演化,以及自然对流对蓄热过程的作用机制;讨论了泡沫金属、肋片参数及加热温度对蓄热能力的影响。     

焦炭填充床内非稳态传热和流动的研究

采用实验方法研究了干熄炉内焦炭的冷却过程,得到了实验条件下不同位置焦炭的冷却曲线和气体温度、压力损失的变化趋势。根据多孔介质理论建立了非稳态传热和流体流动数学模型,对模型计算值和实验测量值进行了比较分析,结果表明模型具有较好的适用性,给出了二者存在偏差的原因。     

地板采暖传热过程分析

本文利用数值方法分析了地板采暖的传热特性,以及楼板结构对埋管散热的影响和热量的分配情况,给出了计算埋管传热系数公式和热媒在流动过程中温度分布公式.计算表明,楼板结构、材料、埋管间距等因素对埋管传热有较大的影响,地板采暖不宜铺地毯或采用木地板.     

迴转蓄热式换热器的动态传热分析

本文对高温迥转蓄热式换热器的动态和周期性稳态温度分布进行了理论分析和计算。同时也进行了蓄热式换热器的动态温度实验测定,计算结果与实验结果基本吻合。本文还分析讨论了传热元件流道壁本身导热对流体温度分布的影响。文中提供的数学物理模型亦为进行迥转蓄热式换热器的最佳化设计提供了理论依据。     

温室及其蓄热层中传热与流动的研究

针对被动式太阳能温室系统,分析了玻璃顶部覆盖面倾角不同,对温室中温度及气流分布的影响。温室玻璃顶部覆盖面倾角,可以改变温室中的气流、温度分布。研究了温室蓄热层传热与流动。温室中土壤或岩床具有吸收并贮存太阳能的作用。     

水平纤维质填充床阴燃过程的数值模拟

对上方具有空气掠过的水平纤维质填充床的阴燃点燃及阴燃波的传播进行了数值模拟。模型中考虑了燃料的热解、氧化降解和炭的氧化反应,并将热解和氧化降解气体产物分成ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２、Ｈ２Ｏ和ＣＨ４,填充床表面及其上方设ＣＯ气相氧化反应。计算表明,填充床表面的辐射散热量的大小对阴燃波结构影响很大。     

气—液—固三相流载气蒸发传热研究

本文在一由垂直设置的紫铜电加热棒与一玻璃套管构成的同心环隙内,对气—液—固三相流载气蒸发传热进行了实验研究.考察了载气进口速度,固体颗粒性质,热负荷等因素对传热的影响.结果表明:引入载气与固体颗粒,对环隙内对流沸腾传热均有显著强化作用,并使物料在加热壁面上的过热度明显下降.本文还分析了其传热强化的机理,并获得了计算传热膜系数的关联式.     

循环床中气固两相局部传热传质规律的研究

本文对含湿颗粒在循环床中干燥过程的传热传质规律进行了实验研究。本文发展的一种利用双热电偶参考标定法，获得了气、固两相沿床高的局部温度。对气体表观流速，固体循环率，颗粒初始含湿量对传热传质的影响进行了分析和讨论。所获得的循环床中传热传质系数的实验关联式，可供干燥颗粒、造粒、粒面包裹等工业设计参考使用。     

多孔介质高温蓄热的热性能分析

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用中的重要组成部分。本文对基于多孔介质和熔融盐流体的高温蓄热过程进行了计算分析,对蓄热时间、流体进口温度、进口速度对斜温层温度分布的影响进行了分析。结果表明进口温度对斜温层厚度的影响较小,进口速度的增加会导致斜温层厚度的增加。同时对流体和多孔介质的温度差进行了分析,得到了应用于局部热平衡和非热平衡的雷诺数判据。     

热管式相变蓄热换热器储/放能过程中传热特性的实验研究

将热管作为换热元件应用于相变蓄热系统中,研制了一套热管式相变蓄热换热器。采用石蜡作为蓄热材料,对其储、放能过程即内部石蜡的融化与凝固过程进行了实验研究。测定了储、放能过程中不同时刻换热器内石蜡的温度分布; 改变供、取热流体参数,分析了供/取热流体的入口温度与流量对换热器储/放能过程的影响;分析了储、放能过程中能量随时间的变化情况。结果表明,热管在本换热器内极好地发挥了换热元件的作用,换热器运行状况良好,各项功能均能较好地实现。     

高温叶片流热固耦合分析及多目标多学科设计优化

采用共轭换热分析方法,实现了C3X型高温叶片的流热固耦合分析,计算结果与实验数据的比较验证了数值方法的可靠性。结合自适应多目标差分进化算法、多目标概念的约束处理方法和三维叶栅自动参数化造型方法,自主开发了适用于高温叶片的自动多目标多学科优化设计平台。以C3X型叶片为参考叶片,选择总压恢复系数最大和叶片最高温度最低为目标进行优化设计。优化后获得了21个Pareto解。详细气热分析表明优化设计得到的叶片性能明显优于参考叶片,验证了所建立的高温叶片多学科设计平台的有效性。     

双梯度结构填充相变材料传热特性分析

建立了一种孔隙率具有梯度的多孔结构,并应用到复合相变材料(PCM)中。分析Fluent软件仿真结果发现,与无梯度、垂直梯度和水平梯度相比,水平-竖直双梯度结构的有效导热系数分别提高了16.8%、7.4%和7.3%,热传导更加均匀;双梯度结构虽会降低整体蓄热密度,却能显著提高蓄热量。     

相变介质填充床斜温层蓄热罐蓄放热联合循环运行特性实验

蓄热装置的应用有利于热电联产机组获得更大的调峰裕度,在传统热水单罐中增加相变储热介质可以大幅提升蓄热罐的储能密度。以石蜡作为相变材料,制备成相变球并以填充床的形式布置在蓄热罐内。通过实验研究其循环蓄放热过程中的运行特性,以蓄放热截止温度、蓄放热流量为变量,分析不同运行工况对各循环的所需时间、罐内温度场、容量利用率等参数的影响。实验结果表明:循环蓄放热过程具有稳定的"收敛"特性,蓄放热截止温度对"收敛"速度等参数具有重要影响,而蓄放热流量的增大有利于缩短"收敛"所用时间,但较大的流量会导致蓄放热容量利用率的下降。     

电流引线迫流冷却传热分析

如何降低电流引线向低温环境的漏热,是超导电力技术领域的一项重要课题.文中概述了电流引线研究进展,建立了电流引线迫流冷却传热模型,并分析了氮气迫流冷却作用,推导了电流引线温度分布和最优长度-横截面积比(ORLA)函数式.自然蒸发迫流冷却对最优长度-横截面积比(ORLA)影响较小.     

多孔气液分离强化传热结构单相流中传热性能

本文对金属多孔气液分离强化传热结构单相流中传热性能进行了分析。分别研究了粉末颗粒形状、粉末颗粒大小对传热性能的影响。测试样品分别为采用五组不同参数粉末颗粒进行烧制,其中2组为球状粉末样品(颗粒大小为75~100μm,100~125μm),3组枝状粉末样品(颗粒大小为25μm,100~125μm,150μm)。水作为工作介质。样品雷诺数测试范围为3654~14617。研究结果表明,粉末颗粒大小对传热性能有重要影响,对于枝状粉末颗粒样品,粉末颗粒尺寸为100~125μm样品换热性能最好;粉末颗粒形状对传热也有较大影响,同枝状粉末颗粒样品相比,球形粉末颗粒样品传热系更高,但产生的流动阻力也高,综合换热性能,球形粉末不如枝状粉末。     

撞击流中颗粒碰撞传热理论模型研究

建立了考虑颗粒接触面导热的颗粒碰撞传热模型,相应完善了气固两相撞击流理论模型,并对不同条件的撞击流干燥过程进行了模拟。计算结果与实验结果非常吻合,从而验证了所建模型的正确性。本文还分析了颗粒碰撞传热、加料方式以及喷嘴间距对撞击流干燥性能的影响规律。结果表明:在本文所涉及的撞击流干燥过程中,颗粒碰撞传热对干燥性能的影响并不明显;单边加料时颗粒物料的降水幅度及撞击流装置的干燥强度都明显大于双边加料的工况;喷嘴间距较大时,物料的降水幅度及装置的干燥强度均较大。     

燃气轮机回热循环进一步新析-考虑平均传热温差与流阻的关系

本文考虑丁回热器传热温差与流动阻力损失的关系,进一步论证了燃气轮机回热循环的评价准则可采用传热温差代替传统的回热度.研究了典型的主表面式回热器传热温差与流动阻力损失的关系,探讨了考虑平均传热温差与流动阻力损失情况下,新的评价准则与燃气轮机回热循环压比、温比及效率的对应关系.并给出了回热循环效率与最佳压比的解析表达式.结果表明,燃气轮机循环效率、流动阻力损失随着平均传热温差的增大而降低.在新的准则下,燃气轮机最佳压比数值随温比变化不大,其平均值仍约为3.