管板和传热管胀接应力应变的数值模拟及分析

蒸汽发生器是核电厂一回路与二回路的枢纽,传热管和管板的连接处为事故多发区,而机械加工过程残留的应力是引起裂纹的主要原因.应用有限元软件对某型蒸汽发生器中的传热管和管板的胀接过程进行瞬态模拟,得到不同胀接压力下的管板和传热管的残余应力和残余应变值,为传热管和管板最佳胀接参数的确定以及工作过程中应力腐蚀的预防提供理论依据.研究结果标明,管板孔表面的残余径向应力和残余径向应变值都是随胀接压力的增加而增加,且沿着轴向的变化规律相似.     

基于涡流管能量分离效应的数值模拟

获得涡流管内的温度场分布是揭示涡流管内气体能量分离机制的首要问题和关键问题。考虑到管内气体运动的强旋流特性，采用计算流体力学(CFD)中的Realizable 湍流模型对涡流管内三维可压缩强旋流气体所产生的能量分离效应进行了数值模拟，获得了相应的总温、静温与动温沿轴向、径向的分布。由于涡流管中的零轴速包络面是内外旋气流的分界面，依据数值模拟结果，分别得到了涡流管中内外旋气流的混合平均动能和混合平均滞止焓沿其出口方向的变化曲线。为了验证数值模拟结果的准确性，将冷端气流温降随冷气流率的变化关系与实验值相比较，二者吻合较好。同时采用无量纲的分析方法将数值结果与前人的实测结果加以比较，进一步验证了模拟结果的准确性。     

二氧化碳蒸汽压方程的比较与改进

对二氧化碳几种常用的饱和蒸汽压方程的精度进行了比较,认为文献中作为对比态方程的热力学参数对比变换的变量不具有足够的完备性,而导致在远离临界点的近三相点处精度不足.文中采用完备的参量对比变换形式,并具体给出了二氧化碳蒸汽压的完备对比态变量的拟合方程.经检验,该方程的计算值与实验数据之间的误差在±0.5%以内,标准偏差为9.40852×10-4,具有足够的工程计算精度.     

瞬态计时法快速测定材料导热系数

利用一维非稳态导热积分方程.提出了测定材料导热系数的瞬态计时法.与稳态及准稳态法相比,显著提高了测试速度与测试精度.并以有机玻璃和电木为例进行了实际测定.结果表明该方法可有效地用来测定大多数材料的导热系数     

冲击加热半无限物体温度波效应

利用拉普拉斯变换和差分方法分别对双曲线型导热方程进行了理论求解和数值分析计算,并对热量传播速度为有限值的温度场做了物理方面的分析和讨论.结果表明,在快速瞬态导热情况下,热量传播速度对温度场的建立将产生本质的影响.     

空气在不同高度波纹流道内的流阻与传热的数值分析

空气-水波纹板式加热器采用不同于传统的肋片管式加热器的设计方法,传热面为一次表面,与传热介质接触的表面直接参与传热过程,具有结构紧凑、高效的特点,可将其用于空调机组加热器、热风幕等场合.利用流体力学软件FLUENT对空气侧的不同高度波纹流道内的流阻与传热过程进行模拟计算,通过比较表面摩擦系数f与传热因子j,表明波纹高度是影响空气在波纹流道内的流阻与传热过程的重要因素,结果可为进一步优化设计空气-水波纹板式加热器提供重要参考.     

涡流板能量分离特性实验研究

涡流板由多个涡流管集合而成，可以克服单个涡流管制冷量小的缺点．用实验方法研究了人口参数和冷流比对涡流板能量分离特性的影响．实验中以空气为介质分别研究了人口温度、压力及冷流比对涡流板的制冷效应、制热效应、绝热效率的影响规律．研究结果表明，人口温度升高有利于涡流板能量分离；人口压力升高，涡流管制冷、制热效应增加而绝热效率下降；冷流比增加，涡流板制热效应和绝热效率增加，而制冷效应下降．因此，涡流板与单管涡流管具有相同的能量分离特性，为进一步研究涡流板奠定了基础．     

声空化对渗透脱水影响的实验研究

将声空化应用于苹果和梨的渗透脱水，研究了物料脱水率和干物质增加率随溶液浓度、空化强度、物料厚度及作用时间段的变化趋势。研究发现，声空化对物料渗透脱水过程中的脱水率影响显著；干物质虽有所增加，但增幅不大。同时简要阐述了声空化强化渗透脱水过程中质量传递的物理机制。     

活塞热冲击问题理论分析

摘要本文依据活塞受热特点,以R M Morse和H Feshbach提出的双曲线型导热方程为基础,建立了一种分析活塞热冲击问题的数学模型,并利用拉普拉斯变换对其进行求解.文中以PA6-280柴油机活塞为例,对热冲击期间活塞表面一层内的温度及热应力的变化规律做了较详细的分析.计算结果表明:活塞在热冲击期间表现的温度及热应力的动力学效应是必须加以考虑的.     

淬火过程流动与传递现象数值模拟

根据淬火过程中多相流动与传热的特点，提出了简化模型。基于两相流体动力学及流固耦合传热建立了流动与传热方程。推导出了计算模型并结合大型软件Fluent进行了用户子程序（UDF）设计，利用此方法对影响流动与沸腾传热的几个因素进行了数值研究，数值计算结果与理论分析吻合。最后对金属铝块的淬火过程进行了计算，计算得到的金属表面测点温度随时间变化历程与文献中实验数据误差在15%以下，表明计算方法可行并且把握了物理过程的本质。