热阻沥青混合料薄层罩面阻热性能研究

为了研究热阻沥青混合料薄层罩面的阻热作用,以低导热系数的陶粒替换普通石料设计SMA10热阻薄层罩面,采集混合料不同层位的温度,分析热阻薄层罩面对沥青混合料内部温度的影响,并从传热学角度对热阻薄层罩面的作用机理进行分析。研究结果表明:陶粒热阻罩面层可显著降低路面内部温度,陶粒掺量为0%、20%、40%、70%时,沥青混合料2cm层位处最大降温幅度分别为:2.7℃、7.5℃、8.4℃、21.6℃;8cm层位处最大降温幅度分别为:8.3℃、14.2℃、17.4℃、25.8℃。在密闭环境中,陶粒掺量过多在降低结构层内部温度的同时会引起表面层温度升高。因此,为了取得更好的降温效果,文中推荐热阻材料掺量为40%左右的薄层罩面。     

解瞬态热传导问题的卷积型GD半解析法

GD法(General differential method)是从泰勒展开式出发,推出的一种求解偏微分方程的数值方法,系统地介绍了GD法的基本原理,以及权系数的推导。通过卷积将原始控制方程构造成包含初始条件的新的具有完整初值问题特征的控制方程。该方程既与Gurtin变分原理一样有着合理的数学内涵,又避免了卷积型Gurtin变分原理泛函和计算的繁复。对新的控制方程在时间域取解析函数,在空间域采用离散的GD法,从而构造了卷积型GD半解析法。经对瞬态热传导问题的计算表明,该方法是一种精度好效率高的求解动力响应问题的计算方法。     

多域边界面法在稳态热传导问题中的应用分析

多域边界法,即MD-BFM,是将边界法应用于多域问题的稳态传到的计算中的一种新的实现方法。本文将结合前人的研究经验,主要对内燃机曲轴、机械密封环等存在稳定热传导问题的两个主要方面进行探讨以及对机械零件之间产生的温度场进行计算。此外,还简要地探讨了混多域边界法在混凝土大坝这样的大规模问题上的稳态温度场分析。同时,对于每一个计算都采用限元法的计算结果来进行对比研究,以确保计算结果的科学性与正确性。     

基于热传导时域积分的井下流量测量方法

针对油田低产液生产井流量测量困难的问题,根据多相流体热力学理论,利用整个测量周期内探测器周围流体冲刷引起的热传导效应,提出了一种基于热传导时域积分的井下流量测量方法。首先,采用间歇式恒功率加热的方式,给探测器提供周期性能量;然后,采用积分法计算和分析了探测器内部温度在升温和降温过程中随外界流体流量变化的规律。理论分析与试验结果表明,时域积分面积与流量呈极好的相关性,尤其在低流量条件下具有较高的分辨率,该方法解决了传统涡轮流量计在流量较低情况下因涡轮无法启动导致失去检测能力的问题。基于热传导时域积分的井下流量测量方法,促进了油水两相流检测技术的发展,为低产液井流量测量提供了一种新的技术手段。      

Effects of carbon content and solidification rate on thermal conductivity of grey cast iron

The thermal conductivity or diffusivity of pearlitic grey irons with various carbon contents is investigated by the laser flash method. The materials are cast in controlled thermal environments and produced in three dissimilar cooling rates. The cooling rate together with the carbon content largely influence the thermal conductivity of grey iron. Linear relationships exist between the thermal conductivity and the carbon content, the carbon equivalent and the fraction of former primary solidified austenite transformed into pearlite. The work shows that optimal thermal transport properties are obtained at medium cooling rates. Equations describing the thermal conductivity of pearlite,solidified as pre-eutectic austenite, and the eutectic of grey iron are derived. The thermal conductivity of pearlitic grey iron is modeled at both room temperature and elevated temperature with good accuracy.     

经溶胶－凝胶后处理之热障涂层的热传导行为特性

热障涂层已广泛用于若干工业部门。在这些系统中用作隔热体的材料是等离子喷涂在金属粘结底层上的经部分稳定化处理的氧化锆(PSZ)。陶瓷涂层通常是疏松多孔的，这样就改善了隔热性能，但孔隙也同时增加了气体的可穿透性，因此降低了涂层的抗氧化性能。应用后处理可以减少开放式孔隙从而改善抗氧化性。本研究是在采用两组粘结底层即金属涂层和金属—陶瓷涂层的低碳钢基体上应用热障涂层。金属粘结底层是NiCrAlY，而金属—陶瓷粘结底层是NiCrAlY和用8％氧化钇部分稳定化的氧化锆的混合物，用两个送粉器同时将它们输送到等离子喷抢中。溶胶—凝胶法是用氧化铝和氧化锆浸渗填满陶瓷顶涂层中的孔隙。用水银浸入孔隙率仪(MIP)和热传导性能评价了喷涂态的和后处理状态下的涂层试样。     

PDE Toolbox和最小二乘法在导热问题中的应用

设计金属加热的控制策略,首先要获得金属导热体的开环系统模型.针对一个带有矩形孔的金属薄板上的热传导问题,采用PDE Toolbox进行求解和仿真,并用最小二乘方法进行热传导系统的建模与仿真,以获得模型中的参数.将此参数与求解微分方程方法所得到的数据进行对比,结果表明,采用最小二乘法可以更清楚地了解金属板的外部特性,并获得输入输出信号的差分方程,而求解微分方程的方法则显示了金属板的内部特性,两种方法是等效的.     

水管冷却热传导计算模型能量分析

对水管冷却有限元法和水管冷却等效热传导法的相关性进行了研究,采用同一套有限元网格,仿真分析了混凝土浇筑仓的非稳定温度场和徐变应力场,对比分析了两种水管冷却计算模型计算的混凝土浇筑仓平均温度和弹性应变能及黏性应变能.水管冷却等效热传导法计算的混凝土平均温度与水管冷却有限元法计算的平均温度接近,前者是后者的等效平均,但两者的同一节点温度不一样,且差异有时还比较大.由于前者是后者温度的等效平均,所以前者和后者的弹性应变能和黏性应变能接近,但两者的同一节点的应力不一样,因此其差异有时也比较大.     

MAPLE用于轴对称热传导问题边界奇异积分计算

轴对称热传导问题是能源动力工程中基本问题之一。对这类问题应用边界元法必然会遇到奇异积分,其有效而准确的计算是关键。传统的处理方法是通过近似方法或积分变换方法将被积函数表示为简单形式的初等函数,处理手段既不统一,又不那么简洁。为此提出使用MAPLE软件处理轴对称热传导问题边界元奇异积分,它将被积函数表示为多项式和椭圆函数乘积形式,能使MAPLE直接算得对应积分的具体数值结果。这一方法程序处理统一,简单明了,便于推广应用。     

逆热传导方程的一类正则化算法

考虑了标准的一维逆热传导方程,问题是不适定的,即解不连续地依赖于数据.通过Fourier逼近的方法进行正则化处理,提出了一类新的算法并且与已有的正则化算法进行了比较,理论分析和数值实验均表明该算法是稳定的,且具有相同的精度和计算复杂性,同时也具有灵活性和广泛性.