摘要：内燃机在起动、停车、加载等运行工况发生急剧变化 (过渡工况 )过程中 ,其燃烧室部件处于强烈地被加热或被冷却状态。这种热冲击增加了部件的动态疲劳热应力 ,给内燃机的可靠性带来严重恶果 ,是导致燃烧室部件破裂的主要原因之一。燃烧室部件的传热研究是热负荷计算和评定的基础 ,对内燃机的可靠性设计具有重要意义。作者对燃烧室部件活塞组 -气缸套耦合系统在过渡工况下的耦合传热关系进行了较深入的研究 ,建立了描述这一传热过程的数学模型 ;并利用该模型 ,模拟了 12 5风冷柴油机在各种过渡工况下的传热情况。

摘要：针对传统吹胀式集热器传热效率低下的问题,本文对“Y”型流道单元内的流动和传热特性进行数值模拟研究,选取集热器传热子单元的宽度、长度、流道分型角度与流道宽度4个参数作为调控变量,合理优化了流道单元的传热结构。以“Y”型流道单元为研究对象,利用Fluent软件建立了共轭传热有限元模型。通过数值模拟分析得出,在定义的长宽区间内,热效率随着传热单元长度的增加呈现先增大后减小的趋势,压降系数与单元长、宽值均呈负相关关系;而流道宽度与热效率呈正相关关系,与压降系数呈负相关关系。之后基于Box-Behnken原则设计了传热优化的响应面试验,对热效率和压降系数进行双目标优化,确定了最佳单元设计方案。优化结果表明,当传热流道的子单元长度为40 mm,宽度为35 mm,分型角度为60°,流道宽度为11 mm时,“Y”型流道的热效率为0.782,压降系数为0.121。最后,搭建了直膨式太阳能辅热系统对该方案进行了实验测试,实验结果表明,使用该“Y”型流道的集热器体现出更优的太阳能利用率,使系统的COP提高了15.2%。本研究为提高吹胀式集热器的传热效率,并对其他类型流道的设计和优化提供了参考。

摘要：为了保证地铁系统安全运营,需要温度敏感性低、测量灵敏度高的杂散电流传感器。因此,文中研究了一种无热化高灵敏度的杂散电流光纤传感器关键技术。采用传感光纤环匝数与多层螺线管匝数兼顾的"双取值法",设计一种"光电互绕"式的传感探头结构;以毕奥-萨伐尔定律为基础,运用COMSOL Multiphysics仿真多层螺线管产生的磁场分布特征和光纤支架上温度变化规律,优化结构设计和无热化设计,使传感器具有较高灵敏度和温度稳定性。

摘要：通过优化罐式炉的炉墙结构可以改善炉体通过炉墙对外的散热损失情况,本文通过改变炉墙厚度及材料选取,对罐式炉不同的炉墙结构进行了传热仿真计算及分析,为罐式炉墙体结构的优化设计与炉墙材料选取提供理论依据。炉墙传热计算是变物性非定常的稳态计算,因此本文采用CFD手段进行了多个算例计算,计算结果表明增加炉墙厚度,可以降低炉墙外壁面理论最高温度,尤其是增加低导热系数的轻质保温层,降温效果更加明显;此外,还分析了保温层位置对炉墙散热的影响规律,在控制炉墙总厚度一定时,随着保温层向高温区方向移动,炉墙外壁面温度会不断降低,炉墙散热损失减小。

摘要：以LaNi5型稀土储氢合金为储氢介质,首先通过强化导热与传质的方法构建了三类传热结构,并测试了各传热结构的导热特性及其在固态储氢罐中的装填特性,重点开展固态储氢罐充/放氢研究,对比评价了三类传热结构对所装填固态储氢罐充/放氢性能的影响,并借助仿真手段对固态储氢罐充/放氢过程中的热传导行为进行了深入分析。研究结果表明,铝与石墨两类高热导材料的加入与独特的传热结构设计极大提高了装填结构的热导率,提升了固态储氢罐的充/放氢热力学与动力学水平。在三类传热结构中,RE09合金颗粒/铝屑/铝翅片复合结构(结构-Ⅱ)由于稳定的结构、高效的传热与传质效率表现出最佳的充/放氢性能。仿真结果表明,三类传热结构在充氢过程中温度沿径向向外逐渐降低,芯部为高温区,RE09合金颗粒/铝屑/铝翅片结构(结构-Ⅱ)与RE09合金粉/膨胀石墨粉复合压环结构(结构-Ⅲ)的最高温较RE09颗粒结构(结构-Ⅰ)低近400℃;热流分布与传热结构形式紧密相关,良好的传热结构设计使得热流不再聚集于合金中,而是流向高导热介质中,进而提升了固态储氢罐充/放氢动力学水平。

摘要：控制自然对流环境下的烘道温度,关系到烘道式热收缩包装机的包装效果和使用成本。采用仿真与传热试验的手段,研究圆筒形电热烘道内置翅片和辅助通道对烘腔传热影响,得到了在自然对流环境下较为合适的温度控制方案。对比发现纵向肋板型翅片在自然对流环境中温差最小,翅片表面平均温度最高,其散热量相对横向肋板型翅片和针叶型翅片更高,传热效率也最大。在对辅助通道不同位置进行温升试验中发现,当辅助通道长度≥150 mm时,能够满足加热热收缩套管的收缩包装机保温与预热需求。该研究同时对涂料、包装、食品加工、制药、造纸、纺织印染等领域的加热、烘烤、热收缩等生产工艺具有的实践指导价值。

摘要：热导气体传感器在煤矿井下检测高浓甲烷方面有着重要应用。为了解决传统热导气体传感器在功耗以及灵敏度等方面的不足,开发了一种新型MEMS热导甲烷传感器。利用MEMS工艺在硅基底上沉积Pt电阻薄膜作为敏感元件,同时深刻蚀出微型热导池。建立MEMS热导元件热平衡模型,利用COMSOL软件进行热传导和热辐射仿真,分析热传递情况。基于恒温检测方法,对MEMS热导元件进行应用电路开发,设计恒温电路、测温电路、采样电路等。分析环境温度对传感器造成的信号漂移影响,建立温度补偿算法模型。在温湿度箱中标定新设计的热导甲烷传感器,通过拟合曲线得到浓度计算系数和温度补偿系数。经过试验测试表明,该热导甲烷传感器在4%~100%量程范围内测量误差可以达到真值的±10%。