基于ANSYS对单体电池温度场仿真分析

文章主要通过ANSYS对单体电池在不同对流换系数下的温度场仿真分析。正常情况下,5～25W/(㎡×K)为自然对流,20～100W/(m^2×K)为强迫对流。本文仿真电池在环境温度是298.15K,电池放电电流设置成26A,对流换热系数设置成5、15、35和45W/(m^2×K)下,工作结束后电池的温度场分布状况。     

基于NTC微珠状热敏电阻的瞬态热测量技术

实时原位监测相变材料热物性可以为优化新能源汽车电池热管理提供可靠数据支撑。提出了一种瞬态热测量技术,并建立对应的物理模型和方法,用于同步测量相变材料的导热系数和热扩散系数。采用该方法对相变材料石蜡进行测量分析,并通过仿真和试错法进行误差修正,测量得到石蜡的导热系数为0.245 W/(m·K),热扩散系数为1.07×10~(-7) m~2/s。测量值与参考值吻合良好。该方法具有热源小、测量快、原位测量等优点,在新能源汽车相变冷却热管理中有实际应用前景。     

机床环境温度热特性有限元分析及仿真

环境温度改变会导致机床产生热误差,因此在机床设计初期应着重考虑机床的热态特性。以某立式钻攻中心为研究对象,通过有限元法,对机床整体和各个部件分别进行了热模态分析,并基于响应曲面法对机床与环境温度之间的对流换热系数进行了修正。结果表明,当床身、立柱的对流换热系数为9.48 W/m~2·K,工作台和主轴箱等零部件的对流换热系数为时7.75 W/m~2·K,有限元仿真结果与实验测得的误差为13.5%,具有较高的预测精度。     

卧式柴油机冷却水套结构优化与流动特性分析

针对卧式柴油机结构特点,设计了强制冷却闭式循环系统水套结构,在不同工况下对水套入口流量及关键点的温度和压力进行了测试与分析.利用计算流体动力学软件对冷却水套的流场、压力场和换热系数分布进行了分析,并对原水套结构进行了优化.结果表明:原水套平均流速为1.00 m/s,平均换热系数为7 767 W/( m2· K),压力损失为0.027 MPa,基本符合工程设计要求;但各缸冷却水流速和传热系数不均匀,在公共水腔中部、二缸缸体水套上部出现大的漩涡,二缸鼻梁区、两个排气道下方局部区域存在流动死区.结构优化后,水套平均流速达到1.35 m/s,平均换热系数达到9 826 W/(m2·K),较原方案分别提高了35％和26.5％.在热负荷最大的缸盖鼻梁区,冷却水平均流速达到1.33 m/s,提高了41.5％,换热系数都在5000 W/( m2· K)以上,没有出现原方案中的局部流动死区和大的漩涡.     

冷藏车开门状态升温影响因素分析

基于动态热平衡理论,建立了冷藏车开门状态厢内温度数学模型,并进行相应的试验验证,分析相关参数对车厢内温度的影响。研究结果表明:当制冷机组开启或关闭并打开车门6 min,车厢内初始温度为0℃时,前者比后者升温仅低0.3℃,车厢内初始温度为-15℃时,前者比后者升温仅低0.7℃。当车厢内初始温度为0℃,蒸发器出风口风速分别为4 m/s与2 m/s、或者当隔热材料导热系数分别为0.05 W/(m·K)与0.033 W/(m·K)时,冷藏车开门6 min后前者比后者温度升高均要低约0.2℃。此外,车厢内外的温差越大、车门开启越大、车厢体积越小,车厢内的温度升高也相应的越大;车厢外有、无风,或者风向不同,开门状态车厢内的升温快慢也不同。     

冷藏车隔热厢体多目标设计优化

针对冷藏车厢设计中的多目标问题,考虑到车厢体传热、车厢密封性、货物呼吸热、以及车厢主要设计变量的实际约束条件,以车厢体传热系数最小与车厢内空间体积最大为目标函数,建立了冷藏车厢优化设计模型,利用Matlab软件对冷藏车厢进行参数优化,分析了不同参数条件下车厢体传热系数与最佳车厢体隔热材料厚度。结果表明:该优化方法可适用于冷藏车隔热厢体的优化设计,不同条件下对应的车厢体隔热材料最佳厚度与传热系数各不相同,当车速为零、车厢体隔热材料导热系数分别为0.007、0.023、0.030、0.042、0.045 W/(m·K),同时满足最佳车厢体传热系数与车厢内体积最大条件,对应的车厢体隔热材料最佳厚度分别为0.07、0.14、0.16、0.19、0.20 m;传热系数分别为0.098 5、0.160 3、0.182 3、0.213 9、0.217 6 W/(m2·K),车速越高,车厢体最佳隔热材料厚度越小、传热系数越大,车厢体隔热材料最佳厚度与车厢体传热系数呈正相关性。     

扰流板数量对集热器集热效率的模拟研究

以不同数量扰流板的平板型太阳能空气集热器为研究对象,通过数值模拟和试验验证的方法,研究扰流板数量对集热器集热效率的影响因素。研究结果表明,集热器扰流板对集热器的温升和腔体内气流流速存在影响,其数量决定集热器集热效率,以此提出优化方案,为平板型太阳能空气集热器的优化改进提供参考依据。     

木屑热解挥发物冷凝特性研究

在自行设计的生物质热解挥发物两级冷凝特性参数测试系统上,进行了木屑在450、550、650℃下热解挥发物冷凝特性研究,其中,一级冷凝采用空气作为冷凝介质,二级冷凝采用水作为冷凝介质,计算了表面局部冷凝换热系数,以及冷凝液膜热阻和厚度。结果表明:一级冷凝换热系数随着温度的升高而减小,在热解温度为450℃时达到最大值671.02 W/(m2·K);二级换热系数随着温度的升高先增大后减小,在热解温度为550℃时达到最大值1.484×105W/(m2·K)。基于冷凝器内壁一维稳态冷凝换热特性,分析了冷凝液膜形成过程,存在3个阶段:液膜形成、液膜积累、液膜流动。在液膜形成和积累阶段,液膜厚度逐渐增大,热阻变大;液膜厚度达到一定程度后,冷凝液产生流动,在液膜流动初期,液膜厚度逐渐减小,热阻变小;在稳定流动期,热阻基本保持稳定。     

不同再生水水质和追肥量对滴灌辣椒光合和产量的影响

为探究滴灌辣椒不同再生水比例和不同追肥量的最优组合.采用两因素三水平随机区组试验方法,研究不同灌溉水质(W3为再生水,W2为再生水:自来水=1:1,W1为自来水)和不同追肥定额(F1为60 kg/(hm2·次),F2为90 kg/(hm2·次),F3为120 kg/(hm2·次))对辣椒生长、光合作用和产量的影响.结果...     

日光温室带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体体系

基于已有日光温室专用多曲面槽式空气集热器,提出一种带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体构筑体系,通过主动与被动相结合的蓄热方式,提高日光温室后墙体的太阳能热利用率。为了验证构筑体系的科学性和可行性,分别搭建了日光温室专用多曲面槽式空气集热器试验系统和带竖向空气通道的相变蓄热墙体试验系统,分析了太阳辐射强度、集热器内空气流速、日光温室中间显热蓄热墙体层内空气流动参数(空气流速、空气通道间距、空气流动方向)等对空气集热器太阳能热利用率以及墙体主动蓄热能力的影响规律。研究结果表明:当集热器内空气速度为1.4~1.8 m/s时,集热器的综合集热性能最佳,集热量随着太阳辐射强度的增加而升高;当墙体内竖向空气通道间距为400 mm、空气通道内空气速度为0.26 m/s、空气流动方向为上进下出时,相变蓄热墙体换热效率为66.2%,主动蓄热量约为9.43 MJ/m3,其中中间砌块层的蓄热量约占82.3%,墙体日蓄放热效率为98.4%。     

基于太阳能牧草干燥的相变蓄热材料热物理特性研究

太阳能低温干燥技术能够最大限度地减少苜蓿草营养成分的损失.目前,相变蓄热技术在工、农业领域的应用前景广阔,而太阳能相变蓄热技术在牧草干燥领域的研究很少.牧草干燥的中温太阳能蓄热技术研究不多的主要原因是对牧草干燥领域应用的相变材料的基础研究不足,文献获得的物性数据可信度不高,对相变材料的热物理特性参数获取的不准确直接影响...     

太阳能饲草干燥真空集热管热损失性能试验

真空集热管是槽式太阳能光热系统聚光集热器的关键部件,其热损失的大小直接影响系统的光-热效率。利用稳态平衡的方法测出了抛物槽式太阳能金属管内径、金属管外径以及玻璃管外径对热损的影响,为金属管性能试验提供了重要参数。试验结果表明,金属管内径越大,热损失越小,并且热损失减小的速率越快;金属管外径越大,热损失越大,但是热损失增大的速率减慢;玻璃管外径改变,热损失基本保持不变。根据试验结果,选取一组较优参数:金属管内径为62 mm,金属管外径为72 mm,玻璃管外径为120 mm时,此时热损失为12.95 W/m。试验参数可为真空集热管的设计使用提供理论依据。      

基于Comsol和BBD的折流板太阳能空气集热器结构优化

太阳能空气集热器是太阳能干燥系统的重要部件,集热器结构设计对集热性能具有重要影响。设计一款基础折流板集热器,通过太阳能模拟器测试集热器在一定边界和材料参数条件下的出口温度。基于Solidworks和Comsol构建集热器三维实体模型,采用reliable k ε湍流模型数值研究集热器的集热性能。结果表明,出口温度试验值和模拟值相对误差小于0.70%,数值模拟有效,可靠性高。基于BBD（Box Behnken Design）试验和响应面法,研究折流板不同倾斜角度组合对集热性能的影响,分析试验结果得到最佳参数组合：折流板1倾斜角度为-10°,折流板2倾斜角度为10°,折流板3倾斜角度为-10°,折流板4倾斜角度为10°,并以此优化集热器折流板布置,得到一款倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,倾斜折流板集热器出口温度升高1.63 K,集热效率提升4.01%,入口、出口压力损失降低44.80%。基于流体旁通效应,对折流板进行开孔,进一步优化吸热板的积热和流场分布,得到一款开孔型倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,开孔型倾斜折流板集热器出口温度升高2.03 K,集热效率提升4.99%,入口、出口压力损失降低43.13%。对开孔型倾斜折流板集热器入口风速条件进行单因素试验,得到较优的入口风速条件,即0.5~1.0 m/s,可以满足农产品太阳能干燥需求。     

太阳能平板集热器件纵横比与板间距优化

为减小平板集热器件边框对吸热板的遮光损失，该文应用几何光学基本原理建立了平板型集热器件平均有效吸热面积系数的数学模型。利用此模型对年均有效面积系数随集热器件纵横比、板间距、倾角、纬度的变化进行了详细分析。结果表明，年均有效面积系数随板间距的增大而减小，纵横比越大越明显；倾角小于15°或大于75°对集热器件平均有效面积系数都是不利的。为便于应用，文中给出了年均有效面积系数不小于0.90的临界板间距。鉴于对流热损失较小的合理板间距为4～6 cm，该文拟推荐合理纵横比≤2/1，北纬20°、30°、40°、50°     

太阳能集热器集热的研究现状及展望

收集了大量国内外相关文献,回顾与总结了国内外太阳能集热器集热方法及效率的研究现状,为新疆太阳能集热器对日光温室进行加温的研究提供理论基础和科学依据。根据国内外文献总结得出,提高集热器的集热效率是目前提高集热器性能的主要攻关方向,提高集热效率,可以大量节省对化石燃料的使用,减少有害气体对环境的污染。使用太阳能集热器代替热风炉对日光温室进行加温是未来日光温室加热使用清洁能源的发展方向。      

多间日光温室温湿度环境模拟与分析

为了观察中国北方地区多间日光温室每个屋子的温湿度分布和夜间散热过程,利用Penmane-Monteith法土壤水分蒸发理论和计算流体动力学(CFD)方法进行环境温湿度模拟分析。试验时,在温室内布置了温湿度传感器、热通量传感器和土壤温度(水分)传感器,并进行了多点测试。测试分析得出:多间日光温室的室内最高温度为37℃,夜间温度为5℃,凌晨最低温度为2℃左右。利用Penmane-Monteith蒸发公式算出温室土壤的蒸发速率得出白天和夜间的蒸发率分别为6.07×10-5kg/m2·s和2.28×10-6kg/m2·s。通过模拟发现:室外平均风速0.5m/s时,室内最大流速能达0.33m/s(出现在屋子Ⅱ)。最终研究得出:该类型温室需要加强保温措施才能满足中国北方地区温室生产要求。     

太阳能—地源热泵沼气池加热系统集热面积优化

针对集中供气型沼气工程加温需求和地源热泵式系统存在地下侧土壤温度回补问题,提出了太阳能-地源热泵复合式沼气池加热系统(ISGSHPS),并从经济和环保两方面将该系统与地源热泵和电热膜加热系统进行分析比较得出系统的最优太阳能集热面积。结果表明:最优集热面积主要与每年总加热时间、电价有关。系统最经济加热时间段为每年10月至次年5月;在电价低于0.5元/(kW.h)时,ISGSHPS不如单独的地源热泵系统经济;在电价0.5~1.0元/(kW.h)和高于1.0元/(kW.h)时,ISGSHPS的最优集热面积分别为24 m2和32 m2。目前,最合理的太阳能投资面积为24 m2,生命周期为20年的ISGSHPS相对地源热泵和电热膜系统总节约费用分别为10 830元和59 244元,CO2减排量约为74 t和266 t,有较大的投资潜力。     

牧草干燥太阳能聚焦吸收器机理分析与优化

目前太阳能干燥设备是以非聚焦板式空气集热器为关键工作部件,其干燥效率和生产率均较低。为此,研究了太阳能聚焦吸收器的黑腔功能,利用该功能减少聚焦光线对外二次辐射和能量损失。设计4种结构类型的太阳能聚焦吸收器,进行了性能机理研究和对比分析,其中三角形聚焦吸收器呈现出良好的黑腔效果。进一步对三角形聚焦吸收装置进行优化,得出吸收器内腔深度在4 cm左右时性能最佳。对4种吸收器进行了试验测试,结果表明,三角形优于圆弧形,圆弧形优于方形,性能最差的是半圆形。吸收器开口宽度为5 cm时的黑腔效果低于开口宽度为3 cm时的效果。盖板形状对吸收器性能产生影响,平板优于圆形,V形最差。