板式换热器运行参数影响结垢的权重及机理分析

对比实验研究了不同工况(冷却水入口温度、流速)下板式换热器松花江冷却水污垢特性,将污垢热阻与这两种运行参数进行了灰色关联分析,并就运行参数对其结垢的影响逐一作了机理分析。结果表明:板内污垢为析晶、生物等污垢共同组成的混合污垢,呈渐近型增长且无诱导期;冷水入口温度比流速更影响结垢;结垢机理为:冷水入口温度的提升,强化了污垢的附着、削弱了污垢层的脱除,结垢由对流传质和表面反应共同控制,低流速以对流传质为主,高流速以表面反应为主;流速对污垢剥蚀的影响强于沉积,故流速增加,净结垢量减少,污垢增长率减小。     

多孔材料固定床内温度场的数值模拟研究

针对多孔介质固定床内三维温度场测量困难的问题,本文以微小反应器固定床为背景,采用Fluent数值模拟软件,研究了孔隙率、流动速度、长径比和内热源对阳离子交换树脂固定床内部温度分布的影响,分析了固定床内树脂颗粒的传热特性。研究结果表明,在恒壁温条件下,流速一定时,轴线温度随床高呈对数分布,且多孔材料孔隙率越小,各床层轴线温度越低;在相同孔隙率下,流速越低,床层轴线温度达到壁温越快;由径向温度分布得知存在"入口效应",这是因为入口段流动不稳定,温度分布不均匀;长径比变化对固定床温度变化影响较小。固定床内置热源,恒热流对固定床温度的影响明显弱于恒壁温,模拟结果与现有文献实验结果基本吻合。该研究为测量三维温度分布实验提供了参数依据。     

蒸汽相变促进烟气中细颗粒生长的数值模拟

利用气相与颗粒相耦合模拟计算烟气中细颗粒的生长情况,其中气相采用的是湍流模型中的k-ε模型,颗粒相采用的是颗粒群平衡模型(Population Balance Model, PBM),在流动过程中通过固液两相间的相互作用将两相耦合。分析了相同初始过饱和度下不同温度的含尘烟气对异质成核过程中管内过饱和度及粒径分布的影响;并研究不同初始饱和度、颗粒在生长管内的停留时间以及生长管壁温对管内细颗粒异质成核的影响。结果表明:温度升高会导致管内过饱和度降低,异质成核的速率下降;初始饱和度越大,管内过饱和环境充分,有利于细颗粒生长;细颗粒在生长管内停留的时间越长,异质成核作用越充分,有利于细颗粒的生长;生长管内的壁温低于烟气温度时,管内过饱和度越大,促进细颗粒的生长。     

硫酸钾晶体生长速率的研究(Ⅰ)

采用流化床对硫酸钾晶体生长速率进行研究。实验表明：硫酸钾晶体生长线速率随溶液过饱和度、粒径增大而加快，与流速关系不大。硫酸钾结晶过程在实验研究范围内，属于表面反应控制。添加剂的加入不但影响晶体的生长速率，还影响其晶习。     

小方坯高速连铸时结晶器应力场有限元模拟

利用六面体八节点单元，建立结晶器的三维应力模型，利用小方坯结晶器温度场的计算结果，模拟了不同结晶器铜板厚度和不同冷却水流速下结晶器的应力．结果表明，结晶器壁越薄，变形越严重。应力越大；冷却水流速对结晶器应力的影响不大．同时表明。合适的结晶器厚度为10mm，合适的冷却水流速为9—12m／s．     

有渗流时埋管换热器传热模型

为研究地下水渗流对埋管换热器传热的影响,以移动热源的格林函数为基础,通过引入虚拟热汇,由叠加原理建立热渗耦合作用下的有限长线热源模型.将此模型与有渗流无限长线热源模型和无渗流有限长线热源模型作了对比,比较结果表明该模型计算有渗流时埋管换热器的传热更加合理.针对地下水渗流流速和土壤热物性等对传热影响的分析,表明地下水渗流导致土壤温度场发生变形,渗流速度越大,钻孔壁中点温度越快达到稳态,且稳态过余温度越低;土壤密度和比热越大,土壤导热系数越小,则土壤温度场变形越大.     

黏土冻胀性的影响因素分析

通过试验研究了温度、饱和度和干密度对黏土冻胀性的影响。试验采取自由冻胀的方式,通过温度探针监测试块内部温度变化,同时利用三维应变花测试黏土试块的应变和冻胀性随温度变化的发展过程和规律。通过数据处理分析,得到了温度、饱和度和干密度对黏土冻胀性的影响。研究表明：在冻结阶段,应变急剧增大;冻结完成后,在温度保持不变的情况下应变有小幅减小。在温度、饱和度相同的条件下,对于饱和状态土,干密度越大冻胀性越小,而对于非饱和状态土,干密度越大冻胀性越大。在温度、干密度相同的条件下,饱和度越大,则冻胀性越大。     

考虑固液界面作用的聚合物驱动态网络模型

针对岩石的孔隙喉道尺寸微小,流体在孔喉内的流动规律极其复杂,在现有微尺度研究基础上,建立聚合物驱动态网络模型.该模型不同于准静态网络模型,不仅考虑黏滞力与毛管力的作用,同时还考虑岩石骨架与流体之间界面作用对流动规律的影响.模型通过模拟固液界面作用、孔喉特征参数对聚合物驱后剩余油分布的影响.结果表明:考虑固液界面作用时,含剩余油的孔隙所占比例越大,剩余油饱和度越大;孔喉比越大,含剩余油的孔隙所占比例越大,剩余油饱和度越大;配位数越大,含剩余油的孔隙所占比例越小,剩余油饱和度越小.     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

任丘油田电潜泵结垢的微观形态与形成机理

利用X-衍射、能谱分析、包裹体测试及水化学模拟，研究了任丘油田电潜泵结垢的物质组成、微观结构及形成机理，结果表明，结垢主要由方解石、文石和白云石组成，取决于油田水的化学成分，其常量化学组分主要为CaO，SiO2，MgO组成，含少量FeO和Al2O3；结垢中微量元素以Sr，Zn，Ba为主，其最高含量分别为6．87，1．808和o．899mg／g，是储层中含量的几十倍至几百倍，说明结垢过程也是微量元素高度富集的过程；结垢中有机质含量也较高，含量19％～23％．扫描电镜揭示，结垢晶体总体上是层状堆积，许多部位有晶簇聚生现象，晶形不好，由于快速堆积结垢中含有大量的气孔和包裹体．结垢包裹体的均一温度为102～120℃，反映了结垢的形成温度．PHREEQC模拟结果则说明，结垢的形成受温度和CO2分压共同控制，CO2分压越低、温度越高则越容易结垢。     

Continuous Extruding Extending Forming of Semi-solid A2017 Alloy

1 IntroductionSince the pioneering work of Flemings[1-3]and hisco-workers ,semi-solid metals and their processing tech-niques ,as a near-net shape technology,have drawn con-siderable attention,especiallyinthe automobile and elec-tronic products industries[3-5].Semi-solid process can di-videintothixoformingandrheoforming.At present ,thixo-forming process has been applied successfully, such assemi-solid die casting,semi-solid extrusion and semi-sol-id dieforging.Thethixoforming processinvolves …     

池核沸腾传热强化及阻垢研究

通过池沸腾实验,利用自动数据采集系统考察了CaCO3的生成对饱和池核沸腾传热的影响,并考察添加剂和超疏水表面对池核沸腾传热的影响。选用W/O型聚丙烯酰胺(简称PAM)为添加剂,研究了添加剂水溶液的性质、添加剂浓度、热通量等因素对池核沸腾传热的影响,并对CaCO3的形成影响池核沸腾传热过程进行了机理分析,并以表面核化中心与污垢沉积及生长相互影响的观点对实验结果进行了解释。本实验通过动态模拟研究结果表明,W/O型聚丙烯酰胺具有强化池核沸腾传热的性能,PAM可降低气泡的脱离直径,增加气泡的脱离频率,提高传热系数,而且有最佳浓度范围;同时还表明经过超疏水处理后的加热器表面具有良好的抗垢性能,在稳定阶段,处理后的表面的传热系数高于未处理表面上的传热系数。     

纤维素热裂解过程动力学的试验分析研究

尽管针对纤维素热裂解动力学方面的研究已开展得比较广泛 ,但其表观动力学的确定仍是一具有争论性的问题 ,从而对纤维素热裂解机理的描述也就各不相同 .本文试图通过纤维素的热裂解动力学研究 ,对此种现象作出合理的解释 ,并给出相应的机理描述 .纤维素热裂解随温度的升高经历了五个不同的阶段 ,其中第三阶段是整个过程的主要部分 ,期间大量挥发分析出并造成明显失重 .试验发现随着升温速率的增加 ,热滞后现象的加重致使纤维素热裂解各个阶段向高温侧移动 ;同时高升温速率对炭的生成具有抑制作用 ,但有利于挥发分的生成 .通过对热裂解主反应区的热重分析 ,采用微商法求得对应的反应动力学参数 ,以 6 0 0 K作为分界点 ,低温段的活化能约在2 6 7k J/ m ol,较高温度段则体现为 174 k J/ mol左右的低活化能 .纤维素热裂解是一传热传质现象 ,与化学动力学机制相互影响、控制的过程 ,试验条件、传热传质过程的影响是造成结论存在差异的内在原因     

光催化去除室内污染物HCHO的实验研究

为了模拟光催化净化器去除室内污染物的最佳条件,搭建了光催化污染物HCHO去除循环实验台,利用浸渍涂膜法分别以活性炭颗粒及活性炭网为载体制备纳米TiO_2催化剂膜,通过实验对其光催化性能进行分析.实验结果表明,在HCHO浓度较高时,2种催化剂膜对HCHO的光催化去除随流速的增加表现为从传质控制过程向光催化控制过程过渡,且以活性炭网为载体的催化剂膜对HCHO的去除效率大于以活性炭颗粒为载体的催化剂膜;而在HCHO浓度较低时,由于HCHO驻留时间的影响,2种催化剂膜对HCHO的去除随流速增加而降低.     

金属氢化物储氢反应器放氢特性的数值模拟

为了研究金属氢化物储氢反应器放氢过程的热质传递特性,本文建立了金属氢化物反应器的二维轴对称数学模型。此反应器内装填了Ti0.95Zr0.05Mn1.55V0.45Fe0.09储氢合金和膨胀石墨组成的复合压块。通过与文献中实验数据的对比验证了所建立模型的有效性。论文考察了换热流体温度、流体平均流速和氢气排出压力变化对金属氢化物反应器放氢过程的影响,比较了优化操作参数和基准操作参数下的放氢性能。并对优化操作参数下放氢反应过程特征进行了分析。模拟结果表明：换热管附近床层区域的换热效果更好,放氢反应进行得更快。当换热流体温度从313.15K升高到353.15K时,放氢时间从17100s降低到了6700s。虽然提高换热流体平均流速可以缩短反应器的放氢反应时间,但其强化效果是很有限的。当换热流体流速超过3m/s时,氢化物床与换热管壁之间的接触热阻成为整个传热过程的主要热阻,增加流速的强化效果已不明显。优化后的操作参数为：氢气排出压力为0.3MPa、换热流体温度为353.15K、换热流体平均流速为3m/s。与基准操作参数相比,放氢反应时间缩短了约56%,对操作参数的优化能够显著地提高反应器的放氢速率。Ti0.95Zr0.05Mn1.55V0.45Fe0.09合金的放氢反应过程仅仅在前4s内主要受氢气压力的控制,而随后的反应过程主要是受传热过程控制。     

煤气化辐射废锅内高温气固两相流动传热传质数值研究

基于欧拉-拉格朗日方法对煤气化辐射废锅内高温气固两相流动传热传质特性进行了三维数值计算,水冷壁上的灰渣沉积过程采用熔渣沉积反弹模型描述。结果表明:灰渣沉积主要发生在辐射废锅的中下部,射流区流速和温度在距离底部5.5 m处迅速衰减,灰渣厚度和导热热阻在此处迅速增加,对流辐射复合换热系数和传热系数在此处迅速下降;随着入口温度的升高,壁面沉积厚度和导热热阻逐渐升高,对流辐射复合换热系数和传热系数由于温差的影响也逐渐升高;随着操作压力的升高,壁面沉积厚度和导热热阻逐渐下降,对流辐射复合换热系数和传热系数逐渐升高。     

水滴撞击水平壁面的实验研究及数值分析

针对水滴撞击飞机表面时互相干扰，形成水滴铺展、回弹等动力学行为，使飞机结冰机理更加复杂的问题，对不同条件下水滴撞击壁面的影响特性展开研究。通过实验与数值模拟相结合的方法研究了水滴直径、壁面温度、壁面材料以及初始速度等条件与水滴的铺展和回弹过程之间的关系，并得到铺展系数与各影响参数之间的关联式。研究结果显示：增大水滴直径对最大铺展具有促进作用；壁面温度越大对水滴铺展越有利，但壁面温度过低时，会导致水滴底部冻结，铺展和回弹受限制；壁面材料为有机玻璃，对铺展最有利；水滴初始速度越大越有利于水滴铺展。     

柴油机燃烧室壁面上油膜蒸发的试验研究

研制出一套用于研究柴油机燃烧室壁上油膜蒸发过程的模拟试验装置，利用该试验装置，测量出了热壁面上油膜蒸发过程，研究了壁面温度、气流运动和气流温度对油膜蒸发过程的影响，根据由试验结果得出的经验模型，给出了油膜蒸发速率的壁面热流密度的一般表达。     

大容量超重力离心机温控缩比模型试验

为了解决超重力离心机在加速度大于1000g时由于风阻功率引起的主机室温升超高的问题,通过对超重力离心机产热机理及散热机理的研究,提出对应的温度控制策略. 对超重力加速度为1500g的大容量土工离心机进行1∶20缩比,基于以相同空气流速流过侧壁引起的摩擦产热相同的原理进行模拟试验,即在高速转子最外端线速度同为290 m/s下进行风阻功率测试及温度调控试验研究. 总结缩比离心试验机机室内的真空度、侧壁冷却器温度、侧壁冷却器内冷却液体积流量等对主机室温度的影响规律,得到最佳温控调节方案,提出超重力离心模拟与试验装置（CHIEF）离心机室温控方案. 缩比模拟试验结果可为原型机的设计提供设计参考.