舰用蒸汽锅炉对流传热计算中的烟气通道利用系数

在进行锅炉对流传热计算时首先应确定总传热系数K(千卡/米~2时℃)。过去总传热系数K是用下式计算的式中-对流受热面的有效利用系数,它是考虑到烟气冲刷受热面时的完全程度,由于锅护组成线图以及对流管束中且有挡烟板等影响,在对流管束中造成局部烟气冲刷不到的所谓"死空间"。     

坦克热烟气红外辐射特征数值分析

为了研究坦克热烟气红外辐射特征,针对某型坦克柴油机,利用GT-SUITE建立了仿真计算模型,通过后处理模块模拟得到了排烟管排出的主要辐射气体的摩尔分数。建立了一种能够快速计算热烟气流场和温度场分布的数值计算模型,得到了热烟气温度场和压力场分布结果。提出了一种基于Malkmus模型的非均匀气体光谱透过率的计算方法,得到了热烟气的光谱透过率。在此基础上建立了一种基于红外探测方向离散的热烟气红外辐射计算模型,模拟了某高空飞行器热烟气在2～5μm波带的相对红外辐射强度分布,并与试验数据进行了对比,验证了模型的可靠性。最后模拟计算了坦克热烟气在不同红外探测角度下的红外辐射特征,分析了在红外探测方向上造成红外辐射特征衰减的影响因素。     

对某型增压锅炉过热器热特性计算方法的修正

结合高增压锅炉蒸汽过热器管束中传热的计算方法和某高增压锅炉蒸汽过热器的结构特点,建立了该蒸汽过热器管束传热的数学模型,并对该过热器热特性的计算方法进行了修正,最终通过计算得到了该过热器后的烟气温度分布.     

国外舰用锅炉概况

蒸汽动力装置由于单机功率大,可靠性好,制造工艺成熟,同时在运行方面积累了丰富的经验。因此,直至目前世界各国海军驱击舰以上的大型军舰甚至有些护卫舰仍然不少采用非核蒸汽动力装置。在战后设计和制造的舰用主蒸汽锅炉已全部采用单烟道锅炉。由于它具有高的水冷程度及提高了受热面间的烟气流速,因而使锅炉尺寸和重量都有较明显地降低。如英国“州”(County)级大型导弹驱击舰的主锅炉就是采用“D”(B、W)型单烟道锅炉,苏联“斯柯里”型驱击舰主锅炉采用的园筒形炉膛锅炉也是单烟道的。提高炉膛热负和对流受热面的吸热率是减小锅炉尺寸和重量的重要手段。相对于一定的燃油耗量提高炉膛容积负荷使炉膛尺寸缩小了。但是,必须设法提高     

基于集总参数法的坦克稳态热分析模型

为了掌握坦克的热状况,发展了一个坦克稳态热分析模型,基于集总参数法将整车划分为若干热单元,考虑了坦克自身产热、传热和外界环境的影响,建立了热平衡方程,构建了由热单元、产热源、导热热阻、对流传热热桥、辐射换热源等组成的热网络。模型计算的温度值与实车测试值对比,误差小于7%。对某型坦克高速度行驶稳态工况进行热分析,得到了坦克整体表面温度分布、高温部位温度及其热量分配状况。     

大气压力对火灾烟气影响的数值模拟

对环境大气压力不同的室内火灾分别进行了数值模拟,得到了两种环境条件下的火源热释放速率、温度、烟粒子浓度、CO浓度的变化数据,并对模拟结果进行了详细的分析与比较。研究结果表明：大气压力较低的地区,发生火灾时,燃烧不充分,热释放速率的两个峰值相距较近,稳定燃烧阶段短;烟气温度比常压地区低;烟粒子浓度变化不明显;CO浓度明显大于常压地区,因此烟气的毒性是低压地区威胁室内人员生命安全的重要因素。     

扑灭森林火灾的基本原理

扑灭森林火灾的原理就是破坏它的燃烧条件,不让燃烧“三要素”——可燃物、氧气和热源(火源)结合在一起。只有消除“三要素”中的任何一个,燃烧就会停止。扑灭森林火灾有3个途径: 一是散热降温,使燃烧可燃物的温度降到燃点以下而熄灭。主要采取冷水喷洒燃烧物质,吸收热量,降低温度,冷却降温到燃     

铜排不同端面对流换热系数提取试验方法

为了获得准确的温升模型,开展了在铜排不同端面对流换热系数提取试验。首先,依据传热学相关理论,通过铜排温升试验获得了铜排不同端面的热功率、热传导热量,并运用牛顿冷却公式求解了铜排不同端面的对流换热系数;然后,利用ANSYS有限元软件建立了铜排温升模型,并将计算求解的对流换热系数代入ANSYS仿真模型中,进行了稳态温升计算;最后,将仿真与试验所得的温度分布进行了对比,结果验证了ANSYS仿真模型的准确性和可行性。     

工作环境对发动机本体热负荷的影响

为了研究发动机工作环境对发动机本体热负荷的影响,以某型发动机为对象,采用缸内燃烧与冷却系统传热耦合计算方法,建立了温度和大气压力对发动机本体部件热负荷数值仿真模型。通过发动机热平衡台架试验验证了模型最大误差为9.1%,实车试验验证模型最大误差为6.2%。计算表明:发动机出口冷却水温度随环境温度和海拔升高而升高;环境温度46℃时的缸内活塞最高温度比-43℃时升高了15.4%,汽缸套最高温度升高15.5%;海拔高度每升高1 km,活塞最高温度升高1.04%,汽缸套温度升高0.95%。     

粉末燃料冲压发动机内镁粉尘云层流燃烧模型

对粉末燃料冲压发动机预燃室内镁粉尘云燃烧过程进行了研究,建立了镁粉尘云的一维层流预混燃烧模型。研究表明,镁粉尘云层流火焰传播很稳定,燃烧过程中火焰结构基本不变,燃烧区很薄,而预热区厚度约是燃烧区的2-3倍。粉尘云中镁颗粒的蒸发和气相镁与氧气的均相反应是产生火焰的直接原因,也是火焰得以传播的关键。预热区气相温度升高主要靠燃烧区气体的导热和扩散过来的气相镁与氧气反应释放热量,而预热区颗粒相温度升高主要靠气相对其对流传热。分析了各参数对粉尘云燃烧的影响,颗粒相对浓度对粉尘云燃烧的影响比较复杂,在浓度较低的情况下,增大颗粒相对浓度有利于粉尘云快速燃烧;而在浓度较高的情况下,增大颗粒相对浓度则不利于粉尘云快速燃烧。随颗粒粒径的增加,火焰传播速度减小,火焰温度升高,预热区厚度增大。火焰传播速度和火焰温度随粉尘云初温增加线性增长,预热区厚度随粉尘云初温增加抛物线增长。数值模拟与文献中试验结果的变化趋势相一致。     

基于冷却液温度的柴油机不同海拔热平衡试验研究

针对柴油机在高原运行时存在的热负荷增大、冷却系统散热能力降低等热平衡问题,设计了电控共轨柴油机热平衡性能高海拔模拟试验装置,进行了基于冷却液温度的柴油机不同海拔热平衡试验,分析了在不同海拔下冷却液温度对柴油机热流量分配的影响。结果表明:海拔不变时,随冷却液温度的升高,有效功热量、排气散热量以及余项损失均增加,而冷却液散热量却在下降,且各部分热量变化幅度随海拔升高而增大。海拔为0km、3km以及5km时,冷却液温度每升高10℃,有效功热量分别增加了2.65%、2.99%以及3.88%,排气散热量分别增加了1.91%、2.19%以及3.08%,余项损失分别增加了21.1%、29.3%以及43.4%,冷却液散热量分别下降了9.8%、10.6%以及11.8%。冷却液温度不变时,随海拔的升高,有效功热量和排气散热量均下降,而冷却液散热量和余项损失均增加。     

说说液体海底

液体海底就是海水密度跃层,它是大洋中密度不同的海水层的界面。液体海底可以有效地防止上下水层海水的对流。在密度跃层以下,海水的盐度和温度往往变化很小。当潜艇潜航到这一液面上时,由于下部海水比上部海     

基于瞬态球状热斗篷的地下浅层目标红外隐身技术研究

由于浅层地下目标与背景土壤的热物性不同,影响了整个区域表面的温度场分布,容易被敌方探测系统发现并击毁。针对这一问题,考虑太阳辐射、天空辐射以及风速的影响,本文建立了埋藏地下目标的区域温度分布传热模型,揭示了不同时段埋藏地下目标对区域表面温度场的影响。在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出球状瞬态热斗篷的导热系数的通解表达式;根据等效介质理论,对设计的热物性参数进行均质化,并通过数值实验方法验证了基于热斗篷地下目标红外隐身技术的可行性。     

采用瞬态球状热斗篷方法的浅层地下目标红外隐身技术

由于浅层地下目标与背景土壤的热物性不同,影响了整个区域表面的温度场分布,容易被敌方探测系统发现并击毁。针对这一问题,考虑太阳辐射、天空辐射以及风速的影响,建立了埋藏地下目标的区域温度分布传热模型,揭示了不同时段埋藏地下目标对区域表面温度场的影响。在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出球状瞬态热斗篷的导热系数的通解表达式。根据等效介质理论,对设计的热物性参数进行均质化,并通过数值实验方法验证了基于热斗篷地下目标红外隐身技术的可行性。     

充气式返回舱化学非平衡仿真分析

采用空气五组分模型对充气式返回舱的气动特性进行了化学非平衡数值模拟研究,考察了返回舱外形变化对流场温度和压力的分布以及壁面热流密度和压强的影响,分析了流场中组分分布情况。研究结果表明,外形变化在总体上对返回舱流场特性影响较小,会使舱体壁面处的热流密度有所增加;对流场组分分布的研究发现,由于N₂比O₂更难解离,在整个流场中N的摩尔分数远低于O的摩尔分数;在目前的计算条件下,沿轴线和壁面的氮氧比与来流基本保持一致。仿真结果在总体上与实验结果符合较好,验证了仿真模型的可靠性。     

房门突然打开对腔室火灾影响的数值模拟

影响腔室火灾发展的因素很多。采用大涡模拟的方法对带门缝的腔室火灾特性进行数值计算研究。计算分析腔室内门缝火发生过程中的热释放速率、压强和温度等物理参数的变化,并进一步模拟分析房门突然打开对腔室火灾发展产生的影响。结果表明,由于门缝的存在使腔室火灾燃烧状况发生一定的变化,影响到火灾的发展;房门的突然开启致使大量的可燃烟气发生强烈的回燃,给消防人员入室灭火带来极大威胁。     

英国研制一种新的隐形技术

英国国防部研究局的工作人员生产出一种“负发光”的物质,用这种物质研制的遮挡装置,将使敌方看不见己方的坦克、大炮和装甲车。在一般情况下,所有的物质都会发出带有少量热的红外辐射,使物体能被红外摄影机和热成像装置“看见”。即使在黑夜也是如此。但是带有“负发光”的物体却不释放红外线,相反吸收红外线。这种遮挡装置通过电子手段在任何温度下都可以产生“负发光”现象。有关研究人员指出,使用这种新装置,就可以控制一个物体释放的红外辐射,使之与周围背景的光相匹配,这样就分辨不出来了,而且与四周背景下的高低地区分别不…     

果蔬堆码方式对机械式冷藏集装箱内温度场的影响

以布置了上送风管的机械式冷藏集装箱为研究对象,采用番茄为试验物料,建立了三维k-ε紊流计算模型,并结合多孔介质模型,采用非稳态求解方法,计算了4种不同货物间隔堆码方式下箱内动态温度场。经对比分析发现,货物中间留有间隔能有效避免货物内部呼吸热的积聚。间距越大,间隙内空气流通量越大,能够更快地吸收和转移货物内部产生的呼吸热,温度场分布越均匀合理;当增大到一定程度,会形成局部低温漩涡区,不利于冷空气的循环流通,同时由于货物与壁面间距缩小,受外界传入热量的影响,造成靠近壁面处货物温度偏高。因此,在实际运输过程中,应综合考虑货物与壁面间距及货物装载的稳定性,合理选择堆码方式。     

坦克柴油机缸内热状况分析

为研究坦克柴油机缸内主要受热部件及冷却液温度的分布状况,根据柴油机冷却系统及机体水道的结构特点,构建柴油机缸内工作过程及冷却系统仿真模型,通过台架试验对仿真模型进行验证,计算误差小于5％.基于仿真模型,计算柴油机各缸的缸盖、活塞、缸套表面以及缸盖、缸套外侧冷却液的温度,结果表明:柴油机缸内主要受热部件及冷却液温度分布不均匀,活塞表面温度第5缸最高,各缸最大温差为40.7℃;缸盖、缸套表面温度第1缸最高,各缸最大温差分别为169.6℃和129.6℃;缸盖、缸套外侧冷却液温度第5缸最高,在外特性1 400 r/min下为108.6℃和105.3℃,高于柴油机出水温度(93.3℃)15.3℃和12℃.     

液氧与气氧对空气加热器燃烧流场的影响分析

针对一种基于液体火箭发动机燃烧室结构的空气加热器,采用数值仿真技术研究了加热器内部喷雾燃烧、燃气掺混以及出口流场分布等参数.分析对比了采用酒精/液氧/空气与酒精/气氧/空气两种不同氧化剂物态三组元同轴直流式喷嘴所得到的燃烧流场的区别,并通过改变燃烧室特征长度,分析了两种计算工况的加热器的性能差异.结果表明,喷入氧化剂的物态对燃烧流场影响较大,采用液氧喷嘴的火焰较长,气氧喷嘴的火焰分布较宽,且相对于液氧喷嘴,气氧喷嘴的燃烧室前端回流区由于掺混较多的燃气,导致喷注面板附近燃气温度较高,面板承热压力较大.设计的加热器均可保证两种喷嘴的出口流场品质较高,在保证流场出口品质的原则上,气氧喷嘴的燃烧室特征长度可至少小于液氧喷嘴的1/4.