传热传质

摘要： 为了揭示立式径向流吸附器吸附层内CO_(2)和H_(2)O竞相吸附的传热传质规律,基于已有的氧化铝和分子筛的CO_(2)和H_(2)O的吸附实验数据,采用计算流体动力学(CFD)技术对吸附层的CO_(2)和H_(2)O的二元吸附过程进行研究,建立了吸附层内CO_(2)和H_(2)O竞相吸附的传热传质数学模型,分析了流动均匀性和吸附性能的关系,同时对比了4种结构吸附器的吸附性能。结果表明:吸附过程中流动均匀性是反映吸附器内流场分布的参数,与吸附性能变化规律相近,且可侧面反映立式径向流吸附器的吸附剂利用率和吸附性能;向心Z型的吸附器其CO_(2)与H_(2)O穿透区域不同,其他3种结构的CO_(2)与H_(2)O穿透区域相同;向心π型的吸附器其CO_(2)穿透区域和主要吸附区域为进气侧吸附层区域,其他3种结构为与进气侧相对的吸附层区域;吸附器性能方面,离心π型的性能最好,压降相对于向心Z型降低了12.0%,吸附时间是向心Z型的2.34倍。该研究为立式径向流吸附器的选择和设计提供了理论参考。

摘要： 对7MW的圆柱形工业炉内燃油喷雾燃烧过程进行模拟研究。模拟采用商业CFD软件Fluent对熔炉中的传热传质及反应过程进行建模。研究结果表明,通过燃烧器参数(相对空燃比,料滴直径,燃料喷雾半角)可以优化燃油喷雾燃烧状态。这些参数通过影响火焰的形状和稳定性,火焰的形状和稳定性最终将影响工业炉的性能,特别是加热功率和气体种类的排放。通过模拟发现高涡流,较宽的燃料喷射角和较小的燃料滴,可实现燃料的完全燃烧。同时窄的燃料喷雾角,小的燃料滴,可实现工业炉的高效热输出。

摘要： 对水平管外降膜蒸发气水对流过程进行了三维数值模拟.模拟了迎面风速分别为1.0、1.6、2.2 m/s以及喷淋密度从0.036 kg/(m·s)增加至0.084 kg/(m·s)工况下气水对流传热传质过程,计算了气水对流过程的平均换热系数与Sh.结果表明,研究工况范围内汽化换热量在总换热量中占比为71%~77%;同一迎面风速空气条件下,随着喷淋雷诺数的增加,Sh先增大后缓慢减小;迎面风速的增大可以显著提高传热传质效果.

摘要： 目的:提高规模化生产的哈密瓜品质,缩短干燥周期。方法:以不同漂烫时间(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 min)、浸渍液(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%柠檬酸溶液)预处理哈密瓜切片,并分别研究不同热风温度(35,45,55,65,75°C)、热风速度(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 m/s)和切片厚度(2,4,6,8,10 mm)条件下的哈密瓜切片热风干燥特性和水分扩散系数,拟合不同薄层干燥数学模型。结果:0.4%柠檬酸预处理后得到品质最优的干制产品,热风温度和切片厚度对切片干燥影响较为显著,哈密瓜切片无恒速干燥阶段,有效水分扩散系数为1.1348×10^(-7)~4.9080×10^(-7) m^(2)/s,活化能为28.15 kJ/mol。结论:哈密瓜切片的最佳热风干燥工艺为热风温度55°C、热风速度2.0 m/s、切片厚度6 mm,Page模型具有最高的R^(2)值和最小的均方根误差,更适于评估和预测哈密瓜热风干燥的水分去除规律。

摘要： 文章以热泵系统来代替露点蒸发海水淡化系统中的二级淡化系统,通过对普通淡化系统和热泵辅助淡化系统的模型建立,对2种系统在不同操作条件下淡水产量和造水比的变化规律进行仿真和对比。仿真结果显示,热泵辅助淡化系统的性能优于普通淡化系统,当海水流量增加时,热泵辅助淡化系统的淡水产量比普通淡化系统的淡水产量高6.6 kg/h,造水比高1.10~1.30;当海水进口温度增加时,热泵辅助淡化系统的淡水产量比普通淡化系统的淡水产量最多高10.4 kg/h,造水比高0.67~1.15。

摘要： 为了准确预测冷冻干燥时间,本文基于传热传质理论,利用COMSOL软件对厚度为12 mm、半径为4 cm的红心火龙果片进行建模,模拟升华干燥阶段火龙果内部水蒸气流动耦合热质传递、火龙果温度分布特性、升华界面位移以及冰升华过程,预测升华周期,并通过实验验证模型的可靠性。结果表明:模拟值与实测值相吻合且误差较小,火龙果中心点温度模拟值与实测值绝对误差为0.9°C,火龙果含水率模拟值与实测值相对误差为1.2%,脱水速率模拟值与实测值相对误差为6.63%。本模型可以准确模拟升华干燥过程热质传递动态变化。通过模拟对比不同厚度火龙果片升华周期,同时考虑到冻干制品质量和产量,12 mm为红心火龙果片冻干最佳厚度。

摘要： 结合DPM离散模型与组分输运模型,考虑液滴在换热盘管壁面形成液膜以及气-液两相传热传质,建立蒸发式冷凝器气-液两相热质耦合传递模型,分析影响蒸发式冷凝器换热性能的主要设计参数。结果表明:在侧进侧出的送风方式下,进口风速不宜大于3 m/s;喷淋角度对蒸发式冷凝器换热性能会产生一定影响,在本模型中喷淋角度宜取15°;在一定喷淋流量范围内,当流量从0.001 kg/s增加到0.005 kg/s时,出口水蒸气质量分数平均值由0.0015增加至0.0032;蒸发式冷凝器的传热性能主要受水膜与空气间传质驱动力变化影响,当进口空气相对湿度由30%增大至90%时,出口水蒸气质量分数平均值从0.00114减少至0.00096。本文的研究工作可为蒸发式冷凝器的设计提供理论参考。

摘要： 本文设计了在表面上具有凹坑的新型椭圆形球团,并将其直接还原过程与椭圆形(无凹坑)和球形球团进行比较,进一步研究了炉膛温度和非均匀热流密度对上述球团直接还原过程的影响。结果表明,在还原所得金属化率方面,椭球球团优于球形球团。在非均匀热流密度的条件下,椭球球团的最终金属化率和除锌率较低。尽管具有表面凹坑的椭圆球团的传热效果改善不明显,但其金属化率和除锌率却得到了提高,这将对转底炉中球团的直接还原过程产生累积效应。在变化的炉温条件下,球团的温度高于恒定炉温情况。在还原1200 s后,球团中的铁的浓度增加到123.6%,金属化率和除锌率分别增加到113.7%和102.2%。这些结果可为转底炉中含碳球团的还原过程设计提供参考。

摘要： 本文搭建了直接蒸发冷却实验台,对蒸发冷却空调填料的换热性能进行实验测试,研究了填料的材质、进风量、压降对填料热质传递性能的影响。实验结果表明:最优工况下植物纤维填料、泡沫陶瓷填料、PVC填料和金属填料的直接蒸发冷却效率分别为82.93%、71.29%、54.85%和55.34%,植物纤维填料的压降最高,金属填料的压降最低,最适合的进风量不一定是填料传热效率最高的状态点,需要考虑由于填料的压降带来的风机能耗问题。预测了直接蒸发冷却的空调系统在西安市通信机房全年适用小时数,采用植物纤维填料时全年运行4126 h,全年占比47.10%;采用泡沫陶瓷填料时全年运行3115 h,全年占比35.56%;采用PVC和金属填料时全年运行2582 h,全年占比29.47%。

摘要： 设计了运用在货车的卧式波纹形逆流式露点蒸发冷却器,建立传热传质数值模型并验证,误差不大于8%。根据EES仿真结果分析结构参数和运行参数影响因子并进行优化,优化后通道长度为1.2 m,换热片间距为5 mm,进气速度为1.3 m·s^(-1),工作空气比为0.3。模拟研究4个城市气候条件对冷却器冷却性能的影响,结果显示:环境空气湿度影响占主导,冷却器在西北部地区性能较好。

摘要： 为了得到包含多孔结构腔体局部热壁面下传热传质的影响因素,建立局部热壁面下腔体模型,以无量纲长度A=0.5(A=a/H)作为高温壁面长度;左右两侧分别对应高温高浓度壁面和低温低浓度壁面.采用一区域模型对局部热壁面的不同位置B的温度场、流场、浓度场进行求解,通过数值计算结果得出:局部热壁面位置B不同,传热传质的强度不同,在所研究数值范围内,传热传质强度最大出现在B=0.6时;随着B增大,Vx增大,自然对流增强.

摘要： 针对多孔介质传热传质的复杂性,本文利用非等径球颗粒模型构建了一类由颗粒胶结而形成的多孔介质,通过Fluent数值模拟对多孔介质热传导机理进行了研究,得出了多孔介质骨架颗粒的热传导规律,证明了利用局部非热平衡模型研究多孔介质传热的正确性,得到了孔隙介质颗粒体表面热流密度与内部流速、粒径尺寸有重要的内在联系.其中对非等径球体颗粒堆积模型的研究证明了在同一多孔介质体内不同粒径尺寸的颗粒流固壁面热传导系数也存在不同.在对渗流问题进行分析时,提出了等径球规则排列模型的不足,并分析了其中原因,然后利用非等径球模型再次对砂岩渗流问题进行了研究,得到了更好的结论.

摘要： 本文以多孔介质传热传质理论为基础,结合高频对流联合加热干燥过程中热质传递的机理及特性,通过质量、动量、能量守恒方程等建立了高频对流联合干燥过程中锯材热质传递数学模型并给出相应定解条件.模型中每个自变量及因变量都有独立的控制方程,利用控制容积法建立相应控制方程的差分格式,将耦合偏微分方程按步骤解耦,以便于利用Matlab编程求解时,达到每个自变量均可以独立求解的目的.

摘要： 本文利用集中参数法对微波加热除湿及电加热除湿装置内传热传质过程建立了一维的数学模型.以COMSOL Multiphysics软件为模拟工具,对两装置内再生过程进行了模拟分析,得到了120s内任一时刻微元通道中各点空气温度、含湿量,干燥剂温度、吸附率等的变化曲线,进而得到了微波加热除湿装置相对电加热除湿装置的节能率.最后通过改变装置入口再生空气的相对湿度、干燥剂的厚度以及装置的构造等,得出了其对除湿设备的影响.

摘要： 本文基于Ansys Fluent 15.0软件,采用k-ε模型,通过自定义函数UDF编写蒸汽物性参数,对多管束换热器汽相流动和换热进行数值计算和分析.针对冷凝复杂的传热传质问题,利用湿蒸汽模型分析冷凝的液相质量分数、蒸汽的过冷度、液滴成核率以及液滴半径等参数,得出其传热传质性能的规律.

摘要： 本文对绝热固体壁面上水膜蒸发过程进行了解析,视其为传热传质耦合传递过程.利用分离变量法推导出了特定边界条件下水膜内部的温度分布解析解,以此研究了水膜厚度、水膜表面对流换热系数和环境温度等因素对水膜蒸发特性的影响.

摘要： 在建筑能耗中,空调能耗占到了相当大的比例.此外,由于氟利昂对大气臭氧层的破坏使蒸汽压缩式空调面临制冷剂替代的压力.因此,有必要逐步增加其他制冷空调方式在建筑中的应用比例,以满足建筑节能和环保的需求,吸收式制冷方式就是其中一种比较理想的选择.以太阳能、废热等可再生能源驱动的吸收式制冷技术,对节能减排具有重要意义,将得到越来越广泛的应用,面临巨大的发展机遇.但吸收式空调系统存在体积庞大、能效低等缺点,阻碍了其大规模应用.吸收器是吸收式空调机组的重要部件,对机组体积、能效、制造成本和运行费用有着重要影响.因此展开对吸收器的研究有着十分重要的意义.本文针对LiBr/H2O溶液竖直降膜吸收过程的传热传质进行了数值模拟,并对结果进行了分析.沿降膜方向界面处的温度和浓度逐渐减小，溶液主体浓度降低。由于吸收热的影响，降低幅度逐渐减缓。液膜内部温度梯度沿降膜方向逐渐减小。沿降膜方向界面上的传质通量在入口段急剧增大后逐渐减小，本模拟中达到最大值7.8×10-3 kg/(m2·s)之后逐渐减小并趋于稳定。界面处的局部传质系数和壁面处的局部传热系数变化趋势相似，均在入口段最大，随后急剧降低，最后趋于稳定。

摘要： 太阳能热化学制氢由于其反应物廉价、丰富、环境友好等优点而受到了研究者大量研究.太阳能制氢过程中颗粒辐射特性在能量传递过程中起着重要的作用,本文搭建了测量颗粒辐射特性的实验系统.首先,通过一系列实验测量校核了该系统测量结果的精确性以及稳定性.其次,采用该系统研究了含有NiFe2O4金属氧化物颗粒的溴化钾压片在光谱区间300-1200nm的透过率.实验结果表明:压片的透过率随波长的增大而增大,随厚度的增大而减小;金属氧化物粒子在紫外波段具有良好的能量吸收性.上述研究为太阳能热化学制氢过程中的反应颗粒的辐射特性的反演提供了实验基础,同时也为太阳能反应器内传热、传质模型的建立提供了理论基础.

摘要： 太阳能热化学制氢由于其反应物廉价、丰富、环境友好等优点而受到了研究者大量研究.太阳能制氢过程中颗粒辐射特性在能量传递过程中起着重要的作用,本文搭建了测量颗粒辐射特性的实验系统.首先,通过一系列实验测量校核了该系统测量结果的精确性以及稳定性.其次,采用该系统研究了含有NiFe2O4金属氧化物颗粒的溴化钾压片在光谱区间300-1200nm的透过率.实验结果表明:压片的透过率随波长的增大而增大,随厚度的增大而减小;金属氧化物粒子在紫外波段具有良好的能量吸收性.上述研究为太阳能热化学制氢过程中的反应颗粒的辐射特性的反演提供了实验基础,同时也为太阳能反应器内传热、传质模型的建立提供了理论基础.

摘要： 太阳能热化学制氢由于其反应物廉价、丰富、环境友好等优点而受到了研究者大量研究.太阳能制氢过程中颗粒辐射特性在能量传递过程中起着重要的作用,本文搭建了测量颗粒辐射特性的实验系统.首先,通过一系列实验测量校核了该系统测量结果的精确性以及稳定性.其次,采用该系统研究了含有NiFe2O4金属氧化物颗粒的溴化钾压片在光谱区间300-1200nm的透过率.实验结果表明:压片的透过率随波长的增大而增大,随厚度的增大而减小;金属氧化物粒子在紫外波段具有良好的能量吸收性.上述研究为太阳能热化学制氢过程中的反应颗粒的辐射特性的反演提供了实验基础,同时也为太阳能反应器内传热、传质模型的建立提供了理论基础.

摘要： 一种热质换系统。该热质换系统可包括复数个交换组件延伸穿过一热质换管道，其中穿过该热质换管道的流动是相对于所述交换组件的交叉流。该交换组件可包括复数个第一细长中空管道以及复数个第二细长中空管道，其中无论所述第一细长中空管道或第二细长中空管道均有水蒸气可渗透外壁，并且载体气流以及液体干燥剂流流动接触对边的所述水蒸气可渗透外壁。

摘要： 本发明提供一种强化传热传质管插件及传热传质管道，所述插件为一管状体，所述管状体的管壁由多个交替设置的近壁导流部和中心导流部构成，所述近壁导流部为一沿着管状体轴向设置的外凸结构，所述中心导流部为一沿着管状体轴向设置的内凹结构；所述近壁导流部和中心导流部上均匀设置有扰流孔，所述扰流孔上均设置有伸入或者伸出所述管状体的管壁的扰流板。本发明通过在所述近壁导流部和中心导流部均设置扰流孔以及扰流板，近壁导流部将所述传热传质管近壁处的流体导向中心处，中心导流部将将所述传热传质管中心的流体导向近壁处，发生径向扰流，打破传热传质管内的层流状态，提高传热传质系数。

摘要： 本发明提供了一种传热管及包含该传热管的传热传质设备。该传热管包括：两段传热管接头(11)，分别设置在传热管两端；扭曲管体(12)，设置在两段传热管接头(11)中间，连接两段传热管接头(11)，并具有扭曲的表面管体结构。根据本发明的传热管，既可强化蒸发过程的传热与传质，又能同时提高管内和管外的自然对流和强制对流换热系数，大大降低蒸发器的制造成本。

摘要： 本发明公开了一种用于增强再生式冷凝换热器传热传质能力的传热板件，该板件由两块不同结构的传热板件构成。第一传热板件由菱形波纹流道和第一快速排水通道组成；第二传热板件由X形波纹流道、第二快速排水通道和凸起结构组成。工作时将两块传热板件进行叠加可得到两个封闭的传热传质通道。当冷凝发生时，冷凝液在菱形波纹流道和X形波纹流道的作用下快速汇集到快速排水通道上，在凸起结构的限制下沿快速排水通道笔直流出，减薄传热板件上冷凝液膜的厚度，强化传热传质，提升再生式冷凝式换热器的综合性能。

摘要： 本发明涉及一种具有强化传热传质功能的三维流场双极板，包括基板、进气口和出气口，基板上设置有一体成型的三维流场，三维流场包括外部流场和设置于外部流场下方的内部流场，内部流场包括与进气口相连通的进气通道和蛇形流场，蛇形流场包括气体流道与脊背，进气通道与气体流道相连通，外部流场对应气体流道的位置设置有多个反应气孔，反应气孔之间设置有连接沟槽，连接沟槽两端分别与相邻反应气孔相连通。该三维流场结构能实现表面的反应气体之间的强制对流，强化双极板的传热传质的性能，提高燃料的利用率。选区激光熔化是用于制备该类三维复杂精细化流场的燃料电池双极板的最有效方法，可制备任意复杂形状的流道，工艺简单可靠性高。

摘要： 一种大黄鱼流态冰预冷传热传质数值模拟评估模型及其方法，包括外侧的聚苯乙烯泡沫箱、内侧的铜制多孔金属篮，聚苯乙烯泡沫箱和铜制多孔金属篮之间通过对称的第一挡板、第二挡板连接，铜制多孔金属篮的A面、B面布设有若干通孔，铜制多孔金属篮内布设鱼一、鱼二、鱼三，聚苯乙烯泡沫箱和铜制多孔金属篮内布设流态冰浆，本发明不仅能够将流态冰对大黄鱼在预冷时传热传质过程可视化，还能大大提高数值模拟结果的准确性，给实际流态冰浆作业工况提供了优化方案。

摘要： 本发明公开了一种核反应堆事故工况下耦合传热传质的包壳氧化分析方法，步骤如下：1.建立包含β‑Zr，α‑Zr(O)和ZrO2的包壳几何结构；2.建立计算模型的控制方程，包括氧原子扩散方程、锆原子守恒方程和导热方程；3.建立相界面的迁移方程；4.设置相界面处的边界条件；5.对包壳几何划分网格，离散控制方程，通过迭代求解获得下一个时刻收敛的温度场、氧原子浓度场、锆原子浓度场和变形速度场；6.计算在此次时间步长内相界面的位移，更新包壳的几何结构；7.若计算时间大于终止时间，则结束计算，否则对更新后的包壳几何划分网格，并执行步骤5～7。本发明可分析核反应堆事故工况下包壳的复杂氧化行为，对核反应堆安全分析具有重要意义。

摘要： 本发明公开一种抗应力强、传热传质效果好的金属氢化物储氢罐，包括罐体、气体阀门、滤芯以及若干储氢模块；罐体包括管体，管体一端固接有罐体封头，管体的另一端固接有罐底；气体阀门与罐体封头固接，气体阀门位于罐体外；滤芯与罐体封头螺接，滤芯位于罐体内；若干储氢模块均填充于罐体内，且若干储氢模块内均填充有储氢材料粉末，任意相邻两储氢模块均紧密贴合，与罐体封头相邻的储氢模块与罐体封头间隙配合，滤芯贯穿若干储氢模块。本发明的金属氢化物储氢罐结构简单、易实现，并且可以实现大规模生产。

摘要： 本实用新型提供一种强化传热传质管插件及传热传质管道，所述插件为一管状体，所述管状体的管壁由多个交替设置的近壁导流部和中心导流部构成，所述近壁导流部为一沿着管状体轴向设置的外凸结构，所述中心导流部为一沿着管状体轴向设置的内凹结构；所述近壁导流部和中心导流部上均匀设置有扰流孔，所述扰流孔上均设置有伸入或者伸出所述管状体的管壁的扰流板。本实用新型通过在所述近壁导流部和中心导流部均设置扰流孔以及扰流板，近壁导流部将所述传热传质管近壁处的流体导向中心处，中心导流部将将所述传热传质管中心的流体导向近壁处，发生径向扰流，打破传热传质管内的层流状态，提高传热传质系数。

摘要： 本实用新型提供了一种传热管及包含该传热管的传热传质设备。该传热管包括：两段传热管接头(11)，分别设置在传热管两端；扭曲管体(12)，设置在两段传热管接头(11)中间，连接两段传热管接头(11)，并具有扭曲的表面管体结构。根据本实用新型的传热管，既可强化蒸发过程的传热与传质，又能同时提高管内和管外的自然对流和强制对流换热系数，大大降低蒸发器的制造成本。