关于紧凑式换热面放热性能测定方法的讨论

通常用来测试换热面放热性能的常规方法是先在稳定态下测量其换热面和流体的平均温度以及换热率,然后按照牛顿冷却定律将换热率除以流体和换热面的平均温度差来计算其平均放热系数h。显然,用这种方法求得的放热系数h的准确度主要取决于换热面和流体的温度测量误差;而对高效,紧凑换热面来说,温度测量误差的影响尤为严重。可是恰恰对高效,紧凑换热面来说,平均壁温的测量是十分困难的,即使勉力而为,也难以获得准确结果。这是因为为了测量换热面各处温度而装在翅片面(很薄而且相邻两翅片间的距离又只有1.5mm左右)上的测温元件本身将显著影响试件芯子内的温度分布和速度分布。这就是目前紧凑式换热面的放热性能的资料大多是用各种不需测定壁温的方法来求得的原因。这种不需测定壁温来确定换热面性能的方法巳发展有很多种,它们可区分为两大类:稳定态法和瞬变态法;而每一类又包含很多种。它们的理论根据,特点和适用范围都互不相同。因此,要获得准确结果,就必须根据试件的特点和测量范围,来选用合适的方法并仔细地保证规定的试验条件。本文将对各种不需测定壁温来确定放热性能的方法作一综合评价,给出它们的优缺点和适用范围,以便正确使用这些方法来确定各种紧凑式换热面的放热性能和合理评价用各种不同方法所求得的实验结果。     

紧凑式换热器性能瞬变测试的非线性参数估计

提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ 和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的数值仿真实验表明,参数估计值具有良好的精度.     

板翅式换热器封条质量对瞬变法配比的影响及其修正

当换热面试件中带有封条或其他必须考虑横向导热效应的材料时,这部分材料的质量是否要计入换热面介质的质量,计入多少,将对现有的瞬变传热试验配比结果产生较显著的影响。本文求得了封条质量修正系数的近似分析解,并给出了修正系数图,可以准确、方便地得到参与换热、需要计入换热面质量的那部分封条质量的份额。对封条质量影响进行实验研究的结果表明,这一封条质量修正的计算方法是可靠的。     

基于响应面法的高寒矿山充填配比优化

采用中心复合试验研究采场温度、灰砂质量比和固相质量分数对高寒矿山充填料浆的强度特性和流动特性影响规律.利用多项式近似隐式极限状态方程,建立充填体强度、充填料浆坍落度和充填材料成本响应面回归模型.以回归模型响应值的满意度为输入,使用加权几何平均算法求得料浆充填性能整体满意度,采用基于整体满意度准则的非线性多目标优化技术对充填配比参数进行优化,得到高寒矿山不同采场温度范围下最佳灰砂质量比及充填料浆输送浓度.结果表明:采场温度低于5℃时,固相质量分数70％、灰砂质量比1:6的料浆整体满意度可达0.4～0.5,满足低温充填要求,且整体满意度随温度变化较小;当采场温度增至5℃之上时,温度提高充填性能整体满意度迅速增大,固相质量分数65％、灰砂质量比1:6的料浆满意度增大最快.     

紧凑管束蒸发换热器内水的沸腾强化换热特性

设计了一种新式满液型蒸发换热器,利用水平传热管管束间狭窄受限空间内早期沸腾强化换热机理和同一管束中两管缝隙强化沸腾换热机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为充分发展核态沸腾换热,其换热性能大大优于传统的满液型蒸发换热器.对水平传热管管束在受限空间内沸腾强化换热的实验研究表明,这种水平管蒸发换热器具有良好的换热性能;管束距离和传热管在管束中的位置对各个传热管换热特性都有很大影响,且存在着一个最佳管束距离;随着压力增加,受限空间内沸腾强化换热的强化效果显著增强.     

紧凑传热管束的池内核沸腾换热强化特性

对紧凑式排列管束在水平和竖直两种排列方式下的池内沸腾换热特性进行了实验研究．确认了在低热负荷条件下能够实现沸腾换热,并具有很好的换热强化效果,同时对紧凑式排列管束沸腾、套管内有限空间沸腾和降膜式强制对流进行比较．发现在相同的热负荷条件下,紧凑式排列管束沸腾换热性能超过降膜式换热,其换热特性与一般的沸腾特性有很大差异．从实验结果看满液型蒸发器比降膜型蒸发器更具优点     

瞬变电磁法三分量测量方法研究

在不考虑本征电流之间互感的情况下,研究用本征电流代替涡流计算地表瞬变电磁场的模拟计算方法,计算均匀半空间中定源装置下薄板导体在不同倾角时的X,Y和Z3个分量的响应特征,并与1条已知地质剖面的实测结果进行对比分析。研究结果表明:除板状体直立外,薄板导体X分量的过零点基本上是板状体的中心在地面的投影位置;当板状体水平或直立时,Y分量曲线是对称的,Z分量曲线是反对称的;当板状体倾斜时,Z分量和Y分量曲线都不对称,在倾斜方向曲线平缓,响应范围大,在反方向曲线陡立,响应范围小,因此,用X分量可以确定异常的中心,用Z和Y分量可以定性判断板状体的倾向;实测结果与计算结果一致,说明综合分析X,Y和Z方向3个分量的方法比单分量分析的方法更有助于对异常体的解释。     

矿井瞬变电磁法干扰源测试研究

矿井巷道掘进过程中,为了最大限度地剔除各种干扰源的瞬变电磁场的干扰,得到准确的探测结果,针对井下的主要干扰源如大型铁器、电力系统、锚网等进行了瞬变电磁法现场测试,并对不同干扰源的干扰特征进行了详细的分析研究。测试结果表明:顺层探测,大型铁器需退后10m,而顶底板测量6m后已基本没有影响;电力系统干扰只对10μV/A以下探测数据有影响;锚网探测,测试线框要放在距锚网1m左右的距离,锚网主要影响10ms之前的测量结果。本结果可为井巷掘进超前探水提供详细的技术资料。     

瞬变应答法研究丁烯氧化脱氢的反应机理

在铁系催化剂上研究了文题的反应机理。通过瞬变应答实验和对响应曲线的分析,证实丁烯、丁二烯和氮在催化剂上发生竞争吸附,其反应机理是吸附氧和吸附丁烯间进行的Langmuir-Hinshelwood型机理,反应的控制步骤是氧吸附控制。瞬变应答实验也揭示出催化剂表面状态存在滞后特性,反应速率和选择性与预处理条件有关。     

配比法利用硫酸渣烧结矿的研究

硫酸渣为化工厂排放的废物,包头市第一化工厂年排放量为3—4万吨,硫酸渣中平均含Fe45％左右、充分利用此资源,可年产1.6～1.8万吨生铁,从废料中回收450万元～700万元财富。 研究结果: 硫酸渣配入量在25～50％范围内,均能生产出满足高炉生产需要、性能良好的硫酸     

瞬变电磁法弱信号检测技术研究

在简要介绍瞬变电磁法原理的基础上，总结了电磁噪声特性；重点研究TEM(Transient Electromagnetic Method)信号同步采集与实时处理算法，将双极性同步叠加平均算法等效为梳状滤波器，经过N个周期的2N次迭加平均，对等精度测量的重复信号不奇变，对加性白噪声，信噪比提高(2N)^1/2倍；适当选择发射周期T和周期数N就可以随意设置梳状滤波器的零传输点，有利于消除某些频率的干扰；依据拉依达准则，剔除测量误差大于3倍标准差的奇异数据并以算术平均值代替，简便易行。     

探究瞬变电磁法的应用

瞬变电磁法是一种非接触式地球物理探测技术,属时间域电磁法。TEM系统测量精度和灵敏度的不断提高,其应用范围从初始的找矿扩展到构造地质填图以及水文地质等领域。     

油气生产井中瞬变电磁法接收技术研究

目的研究瞬变电磁法应用于油气生产井测井领域时,接收线圈的瞬变电磁响应特征,为生产井瞬变电磁法接收线圈的参数设计提供理论依据。方法通过对井中接收线圈等效电路的理论分析,详细讨论了斜阶跃波激励下,接收线圈上一次场与二次场的变化规律,深入研究了井中全程瞬变电磁响应的过渡过程及其影响因素。结果接收线圈过渡过程的存在,使一次场响应在感应段和衰减段均发生了畸变,而二次响应则在发射电流关断后出现幅值变小、达到极大值的时间延迟等现象。为缩短线圈的固有过渡过程,应采用接入匹配电阻的方法使接收线圈工作于临界阻尼状态,同时尽量增大线圈的阻尼系数。结论该方法为井中瞬变电磁响应信号的正确判断与识别奠定了良好基础。     

多道瞬变电磁法发射机供电关键技术研究

提出了一种适用于多道瞬变电磁法(MTEM)发射机的新型有源软开关变换器,介绍了其拓扑结构与工作原理,解决了传统移相全桥变换器在轻载情况下不能实现软开关的问题,实现了功率拓展与效率提高.该变换器可根据输出功率的变化在无源软开关、单路有源软开关和双路有源软开关之间进行转换,实现了全负载范围内的零电压开关.该系统输出功率大、效率高、稳定性强,为其他有源电法勘探发射机的研制提供了有效思路.目前已研制出50 kW工程样机,野外已实现1 000 V/50 A的输出.     

瞬变电磁法超前预报全空间解释技术研究

瞬变电磁法超前预报技术是预测井下突水构造的有效方法之一,其资料解释方法为地下瞬变电磁法理论体系的重要组成部分.从应用的角度出发对全空间资料解释的理论基础及传统解释方法的精确性进行分析,进而将全空间解释方法应用于井下超前预报实测资料的处理.结果表明,全空间视电阻率和视深度为半空间的某一倍数.半空间晚期视电阻率值在各个采样时刻与真值的相对误差均大于40％,当以精确视电阻率公式和全空间深度公式为标准时,采用半空间深度公式计算误差范围为45.50％ ～50.88％.全空间晚期视电阻率与真值的误差小于8.74％,进而由此计算的深度与标准值的最大相对误差仅为3.97％.将全空间全区视电阻率公式和深度计算公式应用于矿井突水构造的超前探测,取得了令人满意的效果.     

瞬变电磁法小线框技术研究及其应用

瞬变电磁法在我国的应用一直是100～200 m线框的装置,在山区和地形复杂的地区勘探或在城镇地区的地面高层建筑和地下工程的基础勘察时,此装置线圈敷设困难,施工难度大,效率低。TEM小线框的出现使得施工快速轻便,与此同时还发现了新的探测隐伏断层的技术方法,断层点定位准确。本文着重分析TEM小线框的特性及利用其探测隐伏断层的原理,并通过工程勘察实例说明TEM小线框的横向分辨率高和效率高的优点。     

新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路研究

提出一种新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路,利用Buck电路与H桥电路相结合的方式,将H桥路作为Buck电路的负载,H桥路来控制发射电流的方向,Buck ZCS-PWM(降压式零电流开关脉宽调制)电路控制发射线圈两端电压,提升开关器件工作频率,降低开关损耗,解决传统瞬变电磁法发射电路脉冲电流上升沿与平顶段噪声强、纹波大问题,采用馈能恒压钳位电路提高钳位电压、减小脉冲电流下降沿时间,在H桥路中加入阻断二极管来消除下降沿电流过冲。讨论Buck ZCS-PWM控制技术对脉冲电流上升沿与平顶段波形质量的影响,钳位电压与下降沿时间的关系,给出具体设计方案及电路参数,采用仿真和实验的方法将其与传统发射电路所得电流波形进行对比分析。研究结果表明:新型航空瞬变电磁法脉冲电流发射电路输出电流波形具有上升沿与平顶段噪声与纹波小,开关损耗小,下降沿时间短,线性度高,电流无过冲等优点。     

用选点法确定圆管流的截面平均流速

本文从三种已知的圆管紊流流速分布的近似模型出发,研究了为了计算平均流速(流量)沿直径选取测点位置的分布规律及计算方法。也提出了在用平均差压来计算平均流速时对测点位置的修正。附有在M_R=2和3时选点位置和具体验算结果。     

紧凑型回热器型面换热及阻力特性研究

采用瞬变测试方法,对5种用于微型燃气轮机中具有高紧凑度的板翅式及一次表面回热器型面的换热特性和阻力特性进行了实验研究,获得了换热表面传热因子j和摩擦因子f的关联式,并对所得到的结果进行了分析和比较。     

天线阵面沸腾换热的数值分析及优化

为研究雷达天线阵面的冷却降温效果,建立了两相流蒸发冷却模型,并着重分析了沸腾换热在局部高热流密度条件下的换热能力,局部热流高达800kW/m2。采用VOF模型结合用户自定义控制方程,数值计算三维流道内的沸腾传热现象,从气液流动趋势上寻找阻碍换热的因素。结果表明:VOF模型能较好地用于分析气液两相流动中的层状流、泡状流以及气液流动趋势;通过减小弯道处过流面积提高局部流速的方法可以缓解气相在弯道处的汇聚,消除了0.9K的局部过热;对于单侧高热流蒸发的数值分析,蒸发控制方程的调节系数在500左右为宜。温度计算结果与实验结果趋势一致,总体偏差5K左右,数值分析可以用于研究冷板的沸腾换热。