应用三次维里型状态方程确定实际气体导出参数——焓与熵值的新关联式

本文根据统计力学与热力学剩余函数原理,运用已建立的三次维里型对比状态方程,导得一则能有效确定实际气体焓与熵(h与s)值的新关联式(10)及(11)。经十一种常见气体的验算,结果表明,计算值与公认的文献值十分吻合,较之同属三次型的R-K-S与P-R方程,新关联式具有更高的精度,特别适合于石油化工机械中实际气体热过程问题的分析和运算。     

对“不良导体导热系数测量”实验中冷却速率求法之我见

张祖寿同志在1990年第2期(《物理实验》发表的《对“不良导体导热系数的测量”实验的研究》中,提出了计算自然冷却速率的一种新方法。文中根据牛顿冷却定律推导出计算冷却速率的理论公式 dT/dτ=1/τ′(T-T_0)1n(T′-T_0)/(T_c-T_0) (1) 式中T_0为环境温度,T_c为开始计时的温度,T′为任一时刻τ′时的温度。只要测得T_c和T′即可由(1)式计算出dT/dτ|_(r=r2)·笔者对此方法持有异见。     

一种基于正逆循环耦合的低温制冷系统

以能的梯级利用原理为指导原则,基于正逆循环耦合方法,本文提出了一种利用中温显热热源制取较低温度冷量的复合式制冷系统,该系统由动力子循环、吸收式制冷子循环与压缩式制冷子循环有机耦合而成。通过模拟计算,对系统热力性能进行了评估,系统制冷性能系数(COP)达到了0.277,与常规余热双级吸收式制冷系统相比,提高了50%左右。通过(火用)平衡和t-Q图分析,发现热源利用过程不可逆损失大幅降低是系统性能提升的主要原因。本文还研究了热源烟气温度T_H和冷却水温度T_(CW)对系统性能的影响,为指导系统设计提供了依据。     

对ALADIN量热曲线的新解释

基于扩展的Skyrme有效相互作用,在Hartree-Fock近似下,研究了激发能与温度、密度的关系.计算结果与ALADIN小组的实验结果十分符合.并指出ALADIN量热曲线中的温度平台是由压缩激发能所致.这说明出现液气相变并不是ALADIN量热曲线的唯一解释.从而对ALADIN量热曲线提出了一种新解释.     

基于对比态温度的制冷循环热力解析及性能分析

制冷剂、工况及循环过程决定了蒸气压缩制冷循环的热力性能,为表征循环内部变量间的耦合关系,本文基于蒸气压缩制冷循环的热力学解析方法,建立了对比态温度下制冷剂关键物性及工况与循环性能的关系式:COP=f(C′_p,w,T_(cri),T_(eva),T_(con))。并结合传统数值模拟方法(调用NIST数据库中典型制冷剂的关键物性参数,计算制冷循环的理论性能系数),发现:1)制冷循环COP的主要影响因素除温度参数外,比定压热容和偏心因子是两个关键物性;2)过冷度比过热度对循环COP的影响更为强烈,且影响规律近似为线性关系;3)在相同对比态蒸发温度和对比态冷凝温度下,不同制冷剂的循环COP近似相等。本文热力解析模型及其结论对于制冷循环中制冷剂设计以及提高实际制冷循环性能系数具有一定的参考价值。     

气冷涡轮叶片传统热分析中热边界条件的影响

以MarkII气冷涡轮叶片为研究对象,考察了换热系数分布对叶片外表面温度分布的影响。首先分别以温度和换热系数实验值作为热边界条件验证了固体导热计算方法和CFD程序的有效性,然后分析了6种典型热边界条件下的叶片外表面温度分布,并与实验值进行对比。由分析结果可知:叶片外表面温度与换热系数紧密关联,经验关联式(层流、湍流)条件下预测得到的温度偏差较大,当换热系数由能考虑边界层转捩影响的CFD计算得到时,预测得到的温度与实验值较为接近。     

测量相位算符在压缩热场态中的压缩效应

利用Bannett和Pegg提出的测量相位算符讨论了压缩热场态中测量相位算符的压缩效应。结果表明测量相位算符在压缩热场态中存在CS类压缩，压缩特性与相干态参数幅角θ、平均光子数n^-和压缩参量r有密切的关系。随着n^-和r的增大，CS类压缩效应逐渐减弱，直至完全消失。另有计算表明测量相位算符在压缩热场态中不存在CN和SN类压缩。     

基于对比态原理的常压气体黏度关联式

本文依据对比态原理.通过关联常压下气态物质的无量纲黏度ηr与对比温度Tr以及临界压缩因子Zc,分别建立了适用于单原子气体、双原子气体、碳氢化合物气体以及卤代烃类气态物质的常压下黏度关联式.选用40种物质常压黏度数据对上述关联式分别进行了验证.与文献数据相比,气体黏度计算的相对偏差绝对平均值分别为:0.47%、0.45%...     

三次维里型对比状态方程对化工机械实际混合气体的开发

本文应用统计力学方法,以简单的几何平均法则作为气体分子力参数(σ及ε)关联的特征组合规则,提出一则可供确定实际混合气体虚拟混合规则的新的简单关联式.应用新混合规则与本课题组于1983年所提出的三次维里型对比状态方程相结合,能使该状态方程对化工机械实际混合气体得以有效的开发.本文新方法计算结果与实验数据十分吻合.     

颜色温度和相关色温的不确定度评定方法

颜色温度和相关色温是光源的重要参量。从色品坐标(u,v)到颜色温度和相关色温的计算过程比较复杂,很难依据国际标准化组织推荐的不确定度评定方法进行分析。介绍了从光谱辐射功率和色品坐标(u,v)的不确定度出发,按照国际标准化组织的推荐方法,得到更为科学合理的颜色温度和相关色温的不确定度评定方法。针对新的国家颜色温度副基准,分别采用基于数学模型的精确方法、近似方法和几何方法对其不确定度进行了评价,并与传统方法进行了比较。采用传统方法得到的计算结果偏高,这是因为传统的计算方法很大程度上基于实验和经验估计,没有将颜色温度的不确定度与光谱辐射功率和色品坐标(u,v)的不确定度之间建立明确的数学关联,在分析过程中存在对某一不确定度源进行重复计算的可能。所述的数学推导方法相对传统方法更为科学合理。     

在变环境温度条件下煤粉热解通用模型的应用

本文提出了在变环境温度T_∞条件下煤粉热解通用模型的应用方法。计算结果表明,在变环境温度条件下必须用有限差分法逐一计算出每一有限区域内当地的温度T_(∞,i),据此再按通用模型计算方法算出V_i,这样便能得V=ΣV_(i～t)的曲线,计算结果与实验结果符合较好,因此可用于燃烧室内任意温度分布条件下的挥发分析出过程的预报。     

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。     

等容预压缩等离子体中的快点火热斑形成与燃烧波传播

研究热斑点火物理过程对于实现聚变点火和高增益聚变放能具有重要意义,但是,迄今为止的大部分相关研究都是针对等压构型预压缩等离子体进行的,对等容构型预压缩等离子体中的热斑点火过程研究尚不充分.本文针对双锥对撞点火方案产生的等容预压缩高密度等离子体,建立了描述热斑边界演化和核聚变燃烧的半解析模型.该模型表明,在等容预压缩高密度等离子体中的热斑边界,可以用对热斑产生的α粒子具有强烈吸收作用的激波波峰的位置来定义,且等容预压缩等离子体中的热斑点火过程也存在α粒子射程主导的自调节现象.通过考虑α粒子的空间不均匀沉积效应,可以利用该模型描述等容预压缩等离子体中热斑内部的温度和密度演化.使用该模型分析热斑在点火初期时刻的劳森参数和平均热斑温度发现,在快电子总能量相同情况下,能量较低的快电子束更有利于实现点火.辐射流体模拟程序O-SUKI-N的验证计算表明,本文提出的半解析模型的计算结果具有较强的合理性.     

以R22为冷却介质的机载闭式喷雾冷却传热性能关联式研究

以机载应用为研究背景,搭建了使用R22的闭式喷雾冷却实验系统,考察了加热表面在介质沸腾状态和临界失效状态的传热性能,为机载高热流密度武器热管理系统的设计提供参考。定义了表征液滴撞击、液膜流动、蒸发换热和沸腾换热的无量纲数,分别为雷诺数Re、韦伯数We、雅可比数Ja和无量纲温度ε,并给出了适用于沸腾换热和临界后失效状态的传热性能关联式,关联式结构简单,实验值与拟合值的相对误差均在±15%以内,满足航空工程设计计算要求。拟合过程中分析了各无量纲数对关联式精度的影响,得出在沸腾换热阶段,韦伯数We的影响不可忽略;雅可比数Ja较之无量纲温度ε更适合用来反映沸腾换热阶段流体和表面的温度变化;在过临界失效阶段主要影响传热性能的是韦伯数We。     

低温热能发电方案中选择工质和确定参数的热力学原则和计算式

本文针对提供低温热能的两种不同情况(一种是热流体的流量不变,另一种是供热量不变),指出了二者在发电方案中从热经济性的角度对工质的某些热物理性质提出了不同的甚至相反的要求,继而根据热力学基本原理结合低温热能发电的特性导出了上述两种情况下确定工质的最佳蒸发温度和最佳冷却水温升(最佳凝结温度)的四个计算式和相应的修正系数。通过对各种工质和各种方案的计算,证实了这些计算式不但是可靠的,而且很精确。这些计算式将为低温热能发电方案的热力计算提供方便,并大大节省计算工作量。     

激光向心压缩DT靶计算及激波与热波的解析解

本文在分析激光一维双温度向心压缩DT靶计算的基础上,求得了与计算结果基本相符的激波与热波的解析解。 关键词：     

热动力学问题的数值计算

 对含热传导的流体动力学方程组，用有限元方法进行数值求解。采用傅里叶热传导计算热流、用热流连续条件计算单元间接触面的温度、用三角形传热法计算体单元表面的热流，考虑各向同性弹塑性流体材料模型、三项式物态方程和导热系数与状态的相关性，给出了傅里叶热传导、接触传热、热应力应变效应、以及混合物冲击压缩特性等算例。对混合物冲击温度的数值模拟表明，小颗粒混合物在冲击压缩过程中，颗粒间的温度有差别、稍有波动，并随时间趋向于一致，以至热平衡。     

自发布里渊散射法异丙醚音速的实验测量

本文研制了一套基于自发布里渊散射法的流体音速测量实验系统,分析得到该实验系统温度、压力测量的不确定度分别为0.02 K,10 kPa,音速测量的扩展不确定度为0.5%。测量了标准物质正戊烷310 K到470 K饱和液体和350 K到470 K饱和气体的音速,与文献值比较得到,该实验测量值的测量偏差为2.5%左右,验证了本实验系统的可靠性与稳定性。在温度为303.15 K~453.15 K,压力达5.5 MPa范围内,对燃料添加剂异丙醚的饱和液体和过冷液体的音速进行了测量,并依据实验数据给出了异丙醚音速的经验关联式,关联式的计算偏差为0.51%(饱和液体)和0.54%(过冷液体)。     

在热压缩态中测量相位算符的涨落

利用热场动力学的方法计算了热压缩态中测量相位算符的涨落，引入了两种类型的基础量子涨落，一种是与测量相位的两个正交分量相联系，另一种是与一个测量相位分量和光子数相联系。由此，研究了热压缩压中测量相位涨落的两种压缩及其与温度的关系。     

气膜冷却有效温比与换热系数的瞬态综合测量

一、前言 气膜冷却的基础实验研究可分为两类:稳态实验与短周期实验.稳态实验的气膜冷却效果用绝热壁面的有效温比可η_(ad)表示,η_(ad)=(T_∞—T_(aw)/(T_∞—T_2)。式中,T_∞,T_2分别为主流与射流温度,T-(aw)为绝热壁面的恢复溫度。气膜冷却绝热壁面的换热系数h_f按下式定义:q_f=h_f(T_w—T_(aw))。式中,T_w为壁温。稳态实验结果便于设计时使用,但实验参数较低。短周期实验的气膜冷却效果用等溫壁面的有效温比η_(iso)表示,η_(iso)=