被动式太阳房内部热质体非线性理想比热研究

来源 :中国工程热物理学会传热传质学2009年学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tinnagirl
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建筑内部热质体性能对室内热环境起着十分重要的作用。本文通过建立被动式太阳房“双板”简化模型,以提高室内热舒适度为目标,运用反问题的思路研究建筑内部热质体非线性理想比热。运用多尺度十段法近似描述热质体的非线性比热特性,计算了北京一月典型日工况下,不同内热质体导热系数下的非线性理想比热特性。结果表明:该方法可有效求解建筑内热质体的非线性理想比热特性,随着温度范围的缩小,室内舒适度优化效果变好;导热系数越大,室内舒适度越容易满足要求。
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本文通过实验研究了以水为工质的振荡流热管传热基本规律。实验结果表明,以水为工质的热管具有优良的传热性能。加热温度为69℃时,冷却水能被加热到66.8℃,加热温度为79℃时,最高温度为75.6℃,加热温度为88℃时,冷却水最高温度为84.9℃。振荡流热管运行性能稳定,充液率在40%~60%之间热管传热性能相差不大。水工质振荡流热管受倾斜角度影响较小,且随着加热温度的提高,热管性能显著改善。
利用Fluent软件对不同工况下的脉冲管制冷机进行了数值模拟,得出了不同工况下脉冲管制冷机内压力波和质量流量之间相位差变化关系,同时将两种湍流模型应用于数值计算中,进行了对比研究。
本文假设土骨架为弹性体,给出了考虑其体积变化的分凝冻胀模型,并应用Duhamel相似法求解冻胀过程中土体内的应力,对于简单的不考虑横向应变和切向力的一维弹性饱和土的冻结过程进行了数值模拟,并且比较了冷端为弹性约束和无约束时的计算结果,结果显示在冷端约束条件下冻胀导致土体内压应力增加,而土骨架的压缩则使得冻胀量有所下降。
本文发展一种用于预测复杂纳米流体有效热导率的新型数值计算方法。通过引入序参数使空间不连续的热导率连续化,其物理意义在于刻画纳米颗粒和基体接触区域的热导率。本文采用对称半隐式有限差分法求解三维纳米流体稳态温度场,继而计算出纳米流体的有效热导率。与传统的理论预测模型方法比较,数值模拟预测方法具有不受限于纳米颗粒的体积份额配比大小,容易考察纳米颗粒之间相互作用,且能够处理复杂形状的纳米颗粒等优点。本文工
通过分析混合室结构对喷射器性能的影响,提出混合室结构存在两种形式,一种为满足喷射系数最大化的结构形式,另一种为满足临界压缩比最大化的结构形式。文中指出,除喷射系数外,临界压缩比是喷射器所固有的另一个重要性能参数,进行蒸汽喷射器性能分析和设计时,必须给出正确的临界压缩比,才能保证喷射器在一定的工况范围内稳定运行。
针对回路型振荡流热管,结合目前理论分析及实验研究结果,通过对其内部流动及传热过程进行合理的简化建立物理模型;通过划分适宜的单元体,结合工质的流动及传热特性,进行单元体管内汽-液塞的受力情况分析,构建单元体乃至整个振荡流热管的数学模型,并通过计算分析热管加热段内流动及传热特性以及结构和运行因素对其的影响。
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针对窄缝通道内的沸腾强化换热特性,以液氮为冷却工质,开展了单面加热的矩形窄缝内流动沸腾换热特性实验研究。着重探讨了窄缝间距、热流密度以及液氮质量流量对加热壁面换热特性的影响规律。结果显示,窄缝间距为3mm时,获得最大壁面平均换热系数。
基于分形几何的基本理论,采用结冰风洞实验与金相显微实验相结合的方法,对飞机结冰冰型的微结构分形特征进行了研究,采用计盒维数法对不同结冰条件下冰型微结构的分维数进行了计算,获得了不同条件下前缘及溢流结冰冰型的分维数,建立了冰型分维数与结冰条件之间的关系。
许多工程领域都涉及到半透明材料的高温相变传热问题,这类问题的实质是辐射-导热-相变瞬态耦合传热问题。本文采用焓方程考虑导热、辐射及相变传热的耦合作用,将相变潜热项视为方程的内热源项,采用有限元法求解导热、辐射及相变耦合传热的焓方程,并将不考虑辐射的相变传热结果和文献提供的精确解进行比较,验证本文采用有限元法建立的导热-相变耦合模型的正确性。最后分析了热辐射对半透明介质相变传热的影响。