高校校园碳排放评估方法及应用研究——以华中科技大学主校区为例

近年来,温室气体大规模排放对环境的影响日益突出,遏制碳排放成为全人类共识。高校校园人口密度大,能耗水平高,其碳排放总量巨大。在中国推行低碳城市和可持续发展的大背景下,建设低碳校园是其中的重要环节,而对高校校园碳排放的准确评估和动态监测是关键的技术前提。本文构建了适用于我国高校校园的碳排放评估体系,发展了具体碳排放计算模型,基于Grasshopper参数化平台构建了碳排放计算工具,实现了对高校校园碳排放的评估计算以及结果可视化,最后以华中科技大学主校区为例进行碳排放评估分析,根据评估结果提出了优化意见。     

应用流场协同理论的多纵向涡强化换热管

应用流场协同理论研发了两种多纵向涡强化换热管———不连续双斜向内肋管和交叉缩放椭圆管,分析了其强化换热的物理机制。数值模拟和实验结果表明,当Re=500-2300 时,与考虑进口段效应的圆形截面管(L D=300)相比,不连续双斜向内肋管的换热增强250%~650%,阻力增加120% 300%;交叉缩放椭圆管Nu 可提高200%~500%,沿程阻力增加100%~350%;当Re=2300~5×104 时,与圆管相比,不连续双斜向内肋管换热可增强110%~240%,阻力增加120%~240%;交叉缩放椭圆管换热可增强35%~170%,阻力增加130%~160%。两种新型强化换热管具有优良的换热性能,可广泛应用于电力、石化、建筑供热等行业。图7参10     

微气体流量计的模拟与优化

温差法测流量是一种新型气体流量计的基本原理,温度传感器的布置对流量计的性能影响很大.本文使用基于分子运动理论的直接模拟Monte Carlo法对这种微气体流量计通道内的气体流动进行了数值模拟,对比了有无传感器时速度场和温度场的分布,指出传感器的布置对温度场的影响很小,并根据温差分布规律提出了传感器布置的优化方案.     

微喷管内流动和换热的数值模拟与分析

发展了直接模拟Monte Carlo方法的压力边界条件处理方法,并使用这种方法对微型拉法尔喷管内的气体流动特性进行了数值模拟与分析.研究了两种构型的拉法尔喷管,对比了相同出口压力不同入口压力下的流场特性,以及在相同入口压力时真空压力条件和给定低压边界条件对流场的影响.     

一种新型无阀微泵的原理和模拟

提出了一种新型无阀微泵的设计概念及相应的模型 ,它利用合成喷流动的基本原理实现对流体流动方向的控制 ,结构简单 ,工作频率高。对这种泵的工作状况进行了数值模拟和整体分析 ,结果表明这种泵流量大 ,在驱动器工作频率为 1 0 0 0 Hz,喷口雷诺数为 2 5 0 0时泵送空气流量达 6L/min     

微尺度热科学及其在MEMS中的应用

主要介绍了微尺度热科学最新研究成果及其在MEMS中的应用。微电子机械系统（MEMS）的高速发展为微尺度物理现象及其内在机理的研究提供了机遇和挑战。微尺度热科学是微尺度物理学的一个重要分支，包括微尺度传热学、 微尺度动力学和微尺度热测量学等。一般来说，微尺度热现象的尺度效应可以归结为热流密度大和热惯性小这两个特点，在MEMS器件中有广泛的应用。尽管近年来微尺度热科学取得了快速的发展，但仍处于不断发展的阶段，完整的理论体系还没有建立；微尺度下成熟的实验方法还在摸索中，实验数据处在原始积累阶段；大规模计算条件的实现和分子水平的数值模拟方法的解决提供了另一条途径。     

一维换热器中温差场均匀性原则的证明

换热器的温差场均匀性原则是一个唯象原理,还没有得到理论上的证明。采用变分方法,用火积耗散极值原理对两股流和三股流一维换热器的传热过程进行了优化,表明不管是给定换热量寻求火积耗散最小,还是给定火积耗散寻求换热量最大,均应使冷热流体的温差场完全均匀,从而初步证明了换热器温差场均匀性原则的正确性。     

交叉缩放椭圆管冷压成形的数值模拟

对新型强化换热管——交叉缩放椭圆管的冷压成形过程进行了有限元数值模拟。计算了成形后交叉缩放椭圆管的残余应力分布并比较了三个典型截面上的残余应力状况。分析了模具过渡段倾斜角对成形的影响。结果表明残余应力最大值出现在换热管过渡段的内壁面;模具过渡段倾斜角较小时将使换热管表面的残余应力显著增大。分析结果有利于加工过程中控制参数的合理选择。综合考虑交叉缩放椭圆管的换热性能和加工后的残余应力状况,给出了模具过渡段倾斜角的参考值。     

Principle of uniformity of temperature difference field in heat exchanger

A principle of uniformity of temperature difference field (TDF) in heat exchangers is advanced.It states that the more uniform the temperature difference field,the higher the effectiveness of heat exchanger for a given NTU and C,.Analytical and numerical results on the uniformity of TDF and effectiveness of thirteen types of heat exchangers show the validity of the uniformity principle.Its further verification is given by the asymptotical solution of TDF in terms of a recurrence formula of heat transfer area distribution.The analyses of entropy generation caused by heat transfer indicate that the uniformity principle is based on the second law of thermodynamics.Two ways,redistributing heat transfer areas and varying the connection between tubes,are presented for the improvement of the uniformity of TDF and the consequent increase of effectiveness for crossflow heat exchangers.     

不连续双斜向内肋强化换热管性能

引言管壳式换热器在石油化工、能源动力、造纸、制药等领域应用十分广泛,换热强化对于其节能降耗具有十分重要的意义.近30年研制开发出几十种强化换热管,例如螺旋槽管、波纹管和翅片管等,并得到了比较成功的应用.但相关的研究多数仍然停留在经验的基础上,即研究者根据其经验设计出某种具体的强化技术,然后通过实验和数值计算归纳出适用于一定范围的经验关联式.因此,传热强化研究目前仍属于技术领域[1],研究人员通常所采用的经验性的研究方法不可避免存在着一定的局限性.过增元等[2]提出了一种新的强化换热理论———对流换热场协同理论,为对…