考虑冷却流场的缸套失圆耦合分析

以ANSYS为平台,在整体冷却水系统数值计算结果的基础上,应用流固共轭耦合传热的数值方法,计算了冷却水流动对缸体与冷却水耦合模型的温度和气缸体热变形分布的影响,给出了整体冷却水系统的流场、压力场.对冷却水流动影响下的耦合模型的温度场、缸体的热变形及缸套的失圆问题进行了研究分析.     

添加剂湍流减阻流动的传热特性数值计算

采用雷诺应力模型和Cross粘度方程,对二维轴对称圆管内湍流流动的聚丙烯酰胺稀溶液（PAM）的流场和温度场进行了数值模拟.在数值计算结果的基础上,系统研究了流速对减阻流体的减阻性能和传热特性的影响.结果表明,减阻流体的减阻率和传热降低率随流速的增大逐渐增大到渐进值,而且传热降低率恒大于减阻率.减阻流体柯尔本（Colburn）因子与摩擦系数的对比结果表明柯尔本比拟,特别是在较低流动雷诺数下有较大偏差.     

山药片红外联合热风干燥热质传递收缩模拟与品质

为了准确揭示山药片红外联合热风干燥传热传质机理,在考虑山药片收缩变形特性的基础上,通过有限元软件COMSOL6.1建立了“温度场-湿度场”多场耦合的山药片红外联合热风干燥传热传质模型。模拟研究基于山药片在不同温度（50、60、70 ℃）下收缩变形的传热传质,并通过试验进行验证。分析不同温度对山药片品质（色差、复水比、多糖和尿囊素含量）的影响。结果表明：1）山药片体积比随干燥温度的升高而增加,在干燥温度分别为50、60、70 ℃时,其值分别为34.55%、37.23%、39.04%。2）在干燥温度为50、60、70 ℃时,红外联合热风干燥收缩模型可准确预测山药片干燥过程中干燥温度和含水率,其决定系数R²分别为0.973、0.976、0.981和0.983、0.984、0.974。3）山药片外部温度升高,表面水分开始蒸发,形成水分梯度。随着干燥的继续,红外热量在山药片内部不断积累,导致内部温度升高,水分向外扩散,进而减小了内外水分梯度。随着干燥温度的升高,增加了山药片温度和湿度梯度,促进了热量和质量的传递,提高了水分迁移的速率。4）在60 ℃时,干燥品质最优,其色差为7.49、复水比为2.65 kg/kg、多糖含量为24.17 mg/g、尿囊素含量为2.66 μg/g。该模型为其他物料在红外联合热风干燥技术的模拟研究提供有益借鉴。     

浸没式膜生物反应器内膜面传质特性实验

应用粒子图像测速(PIV)技术测试膜面附近的气液两相流动力学特性,在6种不同曝气强度条件下,测试得到膜面附近的液相流场数据,并计算得到膜面传质系数、浓差极化边界层厚度以及膜面切向应力等膜面传质特性参数。结果表明,曝气强度和液相速度对膜面传质特性的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得膜面传质特性加强。本文的研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。     

DMLS微换热器粗糙度对Al2O3/R141b流动沸腾传热影响

为了探究DMLS(直接金属激光烧结)微型换热器换热通道表面粗糙度对纳米流体制冷剂流动沸腾传热的影响,运用化学抛光技术改变不同DMLS微型换热器换热管道表面的粗糙度,制备0.01%低浓度Al2O3/R141b纳米流体制冷剂为实验工质,在不同的热流密度9.4~29.4 k W/m2、质量流率184.3~432.2 kg/(m2·s)下,研究不同DMLS换热管道表面下的粗糙度对Al2O3/R141b流动沸腾传热特性。研究结果表明:粗糙度对纳米流体制冷剂在DMLS微型换热器内流动沸腾传热有显著影响,纳米流体制冷剂的换热性能随粗糙度的减小而减弱,粗糙度减小80.4%,换热性能减弱22.5%;相同的工况下,相比于表面粗糙度为8.7μm DMLS微型换热器换热管道,纳米流体制冷剂在粗糙度为5.8、3.2、1.7μm DMLS微型换热器换热管道中的平均换热系数分别减小7.1%、14.1%、22.5%;DMLS微型换热器换热通道表面粗糙度越大,表面凹凸程度越大,单位长度换热通道内,纳米流体制冷剂与通道表面有更多的接触面积,促使单位面积上有更多的纳米制冷剂核气化核心密度,同时核化起点提前、壁面过热程度越低,有利于强化传热效果;实验结果与修正后的LAZAREK传热模型结果相对偏差为9.88%,验证了数学模型的有效性及实验结果的可靠性。     

沼气中CO2化学吸收传质性能分析与传质系数建模

以气相总体积传质系数为指标,在乱堆鲍尔环填料吸收塔内研究了乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)和哌嗪(PZ)4种典型吸收剂对模拟沼气中CO_2的吸收传质性能,考察了吸收剂浓度、吸收剂温度、吸收剂体积流量、CO_2负荷、气体流量与CO_2分压的影响,并建立了MEA、DEA和PZ的气相总体积传质系数的计算经验模型。结果表明,相同吸收剂浓度条件下,PZ具有最优的CO_2传质性能,MEA和DEA次之,TEA最差。随着吸收剂浓度的增加,除TEA外,其他3种吸收剂的气相总体积传质系数均大幅增加,填料塔出口CO_2体积分数大幅下降,且MEA在3.27 mol/L时可获得最高的气相总体积传质系数(1.37 kmol/(m~3·h·k Pa));提升吸收剂体积流量、吸收剂温度、气体流量及降低吸收剂初始CO_2负荷均可有效增加吸收剂的气相总体积传质系数,但CO_2分压变化对气相总体积传质系数影响不显著。最后,建立了MEA、DEA和PZ吸收剂的气相总体积传质系数的计算经验公式,且气相总体积传质系数的试验值与计算值之间的绝对平均误差均小于14%。     

球形食品真空冷却过程中参数分析

建立了描述球形食品在真空冷却中传热、传质的数学模型。通过数值求解得到真空压力、产品质量、产品温度(表面温度、中心温度、质量平均温度)随时间的变化曲线。实验装置中高精度的数据采集系统能够在线测定和记录真空室压力、产品质量、产品不同位置的温度随时间的变化。在春收甘蓝的真空冷却实验中，模拟的压力和实测的压力在10000～600 Pa的降压过程中最大相差100 Pa；模拟值和实测值间温度的最大差值小于1℃；真空冷却中，模拟的甘蓝的水分损失率是3.32%，实测的甘蓝水分损失率是2.97%，相差0.35%。研究结果对     

立桶式家用热泵热水器冷凝器性能的研究

针对华南地区的气候特点,用同样管径和长度的高导热耐腐蚀不锈钢管绕成等径螺旋盘管和非等径螺旋盘管作为家用热泵热水器的沉浸式冷凝器,并对其传热特性进行了对比分析和实验研究.结果表明,在同等环境条件下,加热90 L立桶式静态水至50℃,非等径螺旋盘管的综合效果优于等径螺旋盘管;加热3 L/min流量的立桶式动态水,采用非等径螺旋盘管的平均出水温度比等径螺旋盘管大约高1℃.     

埋地热油管道启输热力数值模拟

在综合考虑预热介质，管道，管道覆盖层以及半无穷大土壤的情况下，提出了埋地热油管道启输传热的数学模型，并在该模型中，将土壤物性参九视为随温度变化的函数，应用保角变换将半无究大土壤区域变换成有限矩形区域。由Keller盒式积分法构造出了问题的差分格式，采用广义阻尼牛顿－拉夫逊法求解非线性差分方程组，得到了问题的数值解，并由算例验证了所述方法的正确性。     

日光温室灌溉水与周围环境的热量迁移特性

为探求越冬期日光温室灌溉水在升温过程中热量迁移规律,以山西省吕梁市离石区日光温室为研究对象,对日光温室内灌溉水水温、地温、气温等数据进行了跟踪观测;利用传热学的理论和方法,研究了灌溉水与周围环境的热量交换情况。结果表明:土-水之间的热量交换方向在大部分时间内由土壤传递向灌溉水,48h内土壤向灌溉水的传热量由表层到深层分别为3.57、13.21、7.50、7.02、5.08、4.54、22.40 MJ,共计63.32 MJ;气-水之间的热量交换方向始终由空气传递向灌溉水,48h内空气向灌溉水的传热量为17.49 MJ;并根据土-水、气-水之间的热量迁移特性,提出增大升温池侧面积、早晨升温池池顶覆盖保温材料、中午增加通过换气量等科学、快速的提升灌溉水水温的措施。研究结果可丰富越冬期日光温室灌溉水管理技术。