新型钢包的应力场及其影响因素模拟分析

以具有纳米绝热材料内衬的新型钢包为研究对象,通过建立三维有限元模型,运用ANSYS软件分析该种新型钢包与传统钢包在盛钢工况下的应力分布,并研究纳米绝热材料的导热系数、弹性模量、热膨胀系数对新型钢包应力场的影响。结果表明,盛钢工况下新型钢包的应力分布明显优于传统钢包,新型钢包包壳的最大应力比传统钢包包壳的最大应力减小22MPa;在一定范围内,新型钢包包壳的应力随纳米绝热材料导热系数和热膨胀系数的降低以及弹性模量的增大而逐渐减小。     

电磁出钢系统中感应加热线圈工况温度分析

为了将电磁出钢系统应用于实际生产,提出一种能让该系统使用的感应加热线圈在高温水口砖内正常工作的隔热方法.利用数值模拟方法考察了300t电磁出钢系统用钢包水口座砖的热流密度以及有无隔热层条件下置入在水口座砖内的感应加热线圈的工况温度.结果表明,无隔热层条件下线圈在高温水口座砖内无法使用,而在线圈的顶部及内外两侧布置一层隔热材料可以有效地降低线圈的工况温度;隔热层的厚度和导热系数均影响线圈的工况温度,当隔热层厚度为40mm,导热系数为003W/(m·℃)时,线圈的最高工况温度由原来的1187℃降至467℃,满足线圈的工况温度要求.     

电磁出钢系统中感应加热线圈工况温度分析

为了将电磁出钢系统应用于实际生产,提出一种能让该系统使用的感应加热线圈在高温水口砖内正常工作的隔热方法.利用数值模拟方法考察了300 t电磁出钢系统用钢包水口座砖的热流密度以及有无隔热层条件下置入在水口座砖内的感应加热线圈的工况温度.结果表明,无隔热层条件下线圈在高温水口座砖内无法使用,而在线圈的顶部及内外两侧布置一层隔热材料可以有效地降低线圈的工况温度;隔热层的厚度和导热系数均影响线圈的工况温度,当隔热层厚度为40 mm,导热系数为0.03 W/(m·℃)时,线圈的最高工况温度由原来的1 187℃降至467℃,满足线圈的工况温度要求.     

碳纳米复合相变材料熔化传热的理论分析

针对传统相变材料导热系数低的缺点,将高导热碳纳米材料添加到相变材料基体中可强化其相变传热.对碳纳米复合相变材料熔化传热过程进行理论分析,研究碳纳米材料导热系数、添加体积比以及材料形状对熔化传热的影响.研究表明:提高碳纳米材料的添加体积比,相变材料熔化速度随之增大;碳纳米材料的形状对复合相变材料熔化传热性能有显著影响;在高导热系数范围内,碳纳米材料导热系数变化对复合相变材料熔化传热性能的提升影响甚微.     

电池架导热系数对水下航行器电池舱段 内部发热和传热过程的影响

对锂/亚硫酰氯电池在水下航行器电池舱段中的发热和传热过程进行理论分析,在给定的工况下,对电池舱段内部发热和传热过程进行试验测量,利用FLUENT软件仿真分析了电池架导热系数对电池舱段内部温度随时间的变化规律和温度分布云图的影响.结果表明,电池舱段内部最高温度随着电池架导热系数增加而逐渐降低;采用铝基电池架能够满足该型号水下航行器在温度控制方面的工况要求(≤70 °C),且具有一定的温度裕量.     

传统摩擦材料引入导热层对接触面温度的影响

在传统摩擦材料中引入导热层,在保证制动效果的前提下,既降低了材料的摩擦热,又提高了材料的性能。采用MPX-2000型磨损试验机和有限元模拟考察双层摩擦材料不同导热层厚度(1.5、3.0、4.5、6.0和7.5 mm)与不同导热系数(2、4、6、8和10 W/(m·K))对表面最高温度的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦材料的磨损表面形貌进行分析。结果表明:引入导热层后,摩擦表面最高温度(18℃)和磨损率(29.6%)均降低。同时研究发现,增加导热层厚度摩擦材料的接触面温度降低,导热层厚度越大,导热系数影响的效果越明显。     

用矢量电位有限元法改进新型感应钢包炉包壳结构的设计

本文提出了计算感应钢包炉金属包壳中的涡流场的矢量电位有限元法．利用这一方法计算了新一代感应钢包炉的包壳中的涡流分布以及由此产生的涡流损耗．并在此基础上分析了感应钢包炉包壳结构中由径向磁场产生的涡流损耗随包壳分瓣数的变化规律，给出了合理的包壳分瓣数与包壳的几种改进方案．     

用矢量电位有限元法改进新型感应钢包炉包壳结构的…

本文提出了计算感应钢包炉金属包壳中的涡流场的矢量电位有限元法，利用这一方法计算了新一代感应钢包炉的包壳中的涡流分布以及由此产生的涡流损耗，并在此基础上分析了感应钢包炉包壳结构中由径向磁场产生的涡流损耗随包壳分瓣数的变化规律，给出了合理的包壳分瓣数与包壳的几种改进方案。     

一种光伏一热通风装置的热特性试验研究

提出一种新型的光伏/热通风装置,利用CFD仿真对比分析了底板进气和侧板进气两种不同形式下装置内温度分布情况.试验结果表明底板进气可有效降低装置内最高温度,并使装置内温度分布更加均匀.对新型光伏-热通风装置进行了室内稳态试验,通过改变加热功率、风速及底板通风孔个数,分析不同工况下装置的热特性.结果表明:出风口温度和装置内最高温度随着加热功率的增加而增加,但装置热效率随着加热功率的升高而降低,减少底板孔数后装置内温度分布更均匀;定加热功率试验表明风速越大装置效率越高.此基础上对新型光伏-热通风装置进行室外实际天气条件下性能试验.结果表明装置对空气的加热功率变化趋势与辐照度的变化趋势接近,整个装置在中午时热量利用率最高.      

用水冷管热流法测定固态电渣导热系数

提出了改进前人所提出的测定含CaF_2固态渣导热系数的方法,通过测定有渣壳和无渣壳的铜-氧化铝水冷套管中热流值,即可求出渣壳的导热系数,测定了ANF—6(70％CaF_2—30％Al_2O_3)与L_4(15％CaF_2—50％Al_2O_3—30％CaO—5％MgO)渣的导热系数,其温度范围分别为637～1273℃及760～1188℃,其导热系数均随温度升高而增大,并求出了两种渣导热系数与温度的关系式,在1000℃下L_4渣的导热系数较ANF-6渣少50％,此法简便可靠。     

绝热层对钢包热行为的影响

建立了基于有限元法的钢包二维传热模型,运用Ansys软件对钢包在不同绝热层厚度情况下的热状态及保温性能分别进行了模拟计算.有绝热层的钢包可以明显地提高自身的保温性能,且随着绝热层厚度的增加,保温效果愈加突显,但幅度越来越小.与无绝热层的钢包相比,在绝热层厚度达到20 mm时,钢包预热时间缩短约1 h,节约煤气消耗1000 m3,降低钢水温降约6℃.在热饱和阶段,钢包外壁温度平均降低了100℃,包壁散热减小,1h可以节能1255680kJ,折合标准煤43kg.最后利用现场实测数据进行了验证,结果表明模拟结果正确可信.     

电磁出钢装置中座砖内温度分布的分析

针对钢包电磁引流技术中,钢包不是固定装置,现场流动性比较强,无法对感应线圈进行连续冷却这一技术难点.提出了将座砖做成内外组合式,把感应线圈镶嵌到内部座砖里,然后在线圈的顶端和内侧添加高温隔热材料,来减少热量向线圈传递,防止没有水冷时线圈因温度过高而失去工作能力.在实验室条件下,对座砖内温度分布进行了测试,并以此为不同材质的隔热板隔热性能的高温实验做出指导,结果表明:通过添加40mm厚蛭石隔热板后,当高温面温度达到1 000℃,而低温面温度为294℃,低于铜的再结晶温度,线圈处于能够工作温度范围内.     

半透明特性对热防护系统隔热性能的影响分析与验证

为研究对流加热和辐射加热方式下半透明特性引发的热防护系统(TPS)温度响应差异,选取氧化硅体系整体式TPS为研究对象,建立了考虑半透明辐射特性的分析模型,通过辐射与传导耦合计算,得到了辐射加热与对流加热下温度和热流的分布规律,并设计试验获取了试验件内部温度特征,将分析与试验结合,证明了半透明特性对TPS隔热性能的影响,可见在辐射加热试验中应采取措施降低表面半透明特性,以降低不同加热方式下的温度响应差异。     

保温砂浆与普通砂浆基本热传导性能试验研究

为了研究保温砌筑砂浆的保温隔热性能,通过DRP-4A型导热仪测试了自行配置的M7.5保温砂浆和普通砂浆试件在不同含水率和不同温差下的导热系数;实验结果表明,含水率为相同含水率0％～13％的情况下,保温砂浆的传热系数与普通砂浆导热系数比值为0.535～0.741.当温差为14～22℃时,保温砂浆与普通砂浆的导热系数平均比值为0.522.通过试验结果分析,保温砂浆与普通砂浆相比,在相同强度等级时,具有自重轻,保温性能好的特点,可广泛用于建筑自保温墙体砌筑砂浆和粉刷砂浆.     

保温絮料的结构及其隔热性能的研究

在研究保温絮料中纤维形态及聚集方式与其隔热性能关系的基础上,讨论了“太空棉”类保温絮料的结构和性能问题,提出利用高收缩和低收缩合成纤维混配、结合热处理生产新型高膨松絮料的方法。     

附加式屋顶通风结构二维简化传热分析

降低建筑能耗对于发展低碳建筑至关重要,屋顶的热量得失对建筑能耗的影响不容忽视。基于屋顶通风隔热结构,本文提出并介绍附加式屋顶通风隔热结构的隔热原理,分析其传热过程,采用数值模拟的方式,以当量热阻的概念来研究该通风结构的热工特性变化规律。结果表明,在稳态条件下,对于确定的附加式屋顶通风结构,通风腔当量热阻与太阳辐射强度、室外空气温度存在指数关系;在同一室外空气温度下,通风腔当量热阻存在最大值;其当量热阻最大值与隔热材料表面发射率倒数、室外空气温度及材料热阻比值呈线性关系;运用得到的计算关系对附加式屋顶通风结构在不同地区的热工特性进行了分析。     

金属反射式保温块隔热性能的数值计算

金属反射式保温块是一种非均质的保温材料,它既有空气的导热,自然对流,反射箔的导热和辐射换热,又有外壳端、侧板的金属导热.这是一个复杂的三维传热问题.本文提出了简化模型,从而可按二维问题近似处理.同时介绍了用有限差分法进行数值计算的方法,编制了金属反射式保温块隔热性能的计算机程序.该程序具有一定的通用性,它不仅能迅速、方便地计算现有保温块的隔热性能,而且能计算各种物理、几何参数以及工作条件对隔热性能的影响,从而为合理设计这种新型保温块提供可靠的依据.     

裂隙岩体等效热传导系数探讨

对于裂隙岩体温度场的研究一般是按照各向同性介质进行处理,直接按照岩块热传导系数或者根据孔隙度计算的等效热传导系数进行计算.但在大量裂隙存在的情况下,由于不同走向裂隙填充物所起到的隔热作用,仍按照各向同性介质研究就存在误差.为考虑存在裂隙的影响,提出将热流量沿裂隙面方向及裂隙法向进行分解,按照热流量等效原理来推导等效热传导系数阵,并编制子程序进行验证.通过含裂隙算例的计算对比说明本方法是有效的,与常规方法差别很大,在同一位置点最大温差可达8.29℃.     

保护冻土的保温原理

在多年冻土地区修筑路堤、设置保温层是保护路堤下多年冻土上限不变甚至上升的隔热保温方法，其保温效果取决于隔热层对下部多年冻土年平均地温和温度较差的改变状况，作者阐述了保温方法的工作原理，并依据该原理探讨了最小路堤高度和最大路堤高度存在的可能性及其适用范围，北麓河试验场的观测资料较好地验证了理论探讨。