基于地源热泵的高速道岔融雪系统设计研究

道岔融雪系统对于铁路列车运行安全和效率具有重要意义。针对目前我国铁路线路普遍安装使用的电加热道岔融雪设备存在的缺陷和不足,提出一种新型的基于地源热泵技术的高速铁路道岔融雪系统。该系统是将地源热泵和铁路道岔融雪相结合的一种更节能、环保、有效的用能方式。通过对道岔融雪耗能和热流体传热基本性能的分析研究,提出系统设计的常规方法,为铁路道岔融雪新技术的研究与应用提供新思路。     

寒区隧道离壁式衬砌结构的保温隔热原理研究

随着我国在青藏高原铁路、公路建设的兴起,高海拔寒区隧道的抗防冻问题日益受到工程界的关注和重视。本文在介绍离壁式衬砌结构构造与防冻原理基础上,重点分析其支护特点和传热过程特征,并采用一维传热理论解析研究保温层厚度、离壁距离、隧道内通风温度等因素对离壁式衬砌结构温度分布的影响。     

柴油机缸盖水腔沸腾传热的修正计算

基于单相流沸腾传热模型,提出一种用于沸腾传热计算的修正算法,通过在CFD软件外部修正热流密度和换热系数来反映沸腾传热的影响。采用修正算法分别对某试验水道和柴油机缸盖水腔内的沸腾传热过程进行了数值模拟计算,与试验测量值相比,试验水道的最大计算误差为7.2%,缸盖水腔的最大计算误差为8%,表明修正算法不仅容易在CFD软件中实现,而且具有足够的精度。     

太阳辐射下客车车厢内热环境的分析研究

在对车厢内热环境进行理论分析的基础上,建立了经常处于太阳辐射的工作状态的现代某客车车厢的数值模型。综合考虑传导、对流及辐射传热,采用标准k-ε两方程湍流模型及各种辐射模型,对典型太阳辐射下客车车厢内温度场进行了稳态数值计算,为客车车厢内气流组织和热环境优化的研究提供依据。     

汽车复合材料板弹簧模压工艺热学分析

基于商用软件平台,利用共轭传热分析方法,针对汽车用复合材料板弹簧的模压热成型工艺进行了研究。建立了复合材料板弹簧模压热成型共轭传热分析模型,利用该模型以整体加热效率和受热均匀性为评价指标比较分析了加热系统不同进出油口组合方案的优劣,并就串联和并联两种导热油路设计的差异进行了对比。最后,通过在模具内部布置热电偶和在分析模型中设置温度监测点,对采用该分析方法模拟复合材料板弹簧模压热成型工艺的可行性进行了验证。所述计算模型和结果为复合材料板弹簧模压热成型工艺设计提供了数据参考。     

多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律

针对高温多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律开展深入的理论分析、数值模拟和现场监测研究。首先,基于热传导理论,建立隧道衬砌和围岩径向传热模型,利用叠加原理和拉普拉斯变换法求得寒区隧道衬砌和围岩的温度场理论解;其次,建立洞内空气的传热微分方程,根据能量守恒原理,建立隧道纵向洞内空气与洞壁的气-固耦合传热模型,结合径向温度场理论解,提出多年冻土区隧道衬砌、围岩及洞内空气的三维温度场计算方法,该计算方法可考虑围岩、衬砌、保温层等多层传热介质及隧道沿洞轴线的不同埋深;最后,根据依托工程现场实测数据,反演围岩的热物性参数,并运用推导的隧道纵向传热模型和横向传热模型,分析姜路岭隧道不同冻土区内衬砌和围岩中的温度场分布规律。研究结果表明：在隧道径向,多年冻土和非冻土围岩温度都会随洞内气温的变化而产生波动,距离围岩表面越近,温度振幅越大,且热量在围岩径向传递过程中有一定的滞后性;在隧道纵向,在一年中最冷时刻,隧道衬砌及围岩温度呈“两端低,中间高”,此时姜路岭隧道围岩、二衬表面最高温度分别为-2.72℃,-7.80℃;在一年中最热时刻,衬砌温度呈“两端高,中间低”,此时姜路岭隧道二衬表面最低温度为1.92℃,但由于受围岩初始地温的影响,围岩表面的温度呈倒V形,最低温度为-1.22℃。     

一种用于动力电池热管理的均温液冷板

动力电池热管理的目标不仅是保证电池模组在合适的温度范围内工作,而且要尽量保证模组内部温度均匀。液冷板是电池模组主动液体冷却系统的一个重要组成部分,此前对电池热管理的研究大多集中在液冷板流道结构及冷板排布方式对电池模组温度分布的影响,而忽略了冷却液的沿程温升对模组温度均匀性的影响。根据间壁式传热原理,提出采用液冷侧非线性强化传热的方式,以实现热源侧壁面温度均匀分布的均温液冷板结构。以某一动力电池模组液冷散热要求为例,构建了非线性传热强化液冷均温板模型,并进行了相应的数值模拟。结果表明,提出的均温液冷板能有效实现动力电池模组均温性要求。     

管道启输过程传热计算

建立了架空管道和埋地管道启输时的物理模型和数学模型;对架空管道和埋地管道启输过程进行了传热分析与数值模拟;通过实验结果验证数值模拟结果的准确性,得出启输过程传热规律.     

汽车发动机舱散热特性研究

根据汽车产品研发的需要,应用商用CFD软件Fluent和KULI,采用基于Navier-Stokes方程的汽车外流场与发动机舱内流场耦合计算方法,对某汽车发动机分别处于额定功率点和最大扭矩点下发动机舱的散热特性和温度场特性进行研究。快速而准确地指导发动机舱内冷却系统的参数选择与判定。研究发动机舱内的温度分布特性及最高温度值,控制发动机舱内空气最高温度低于设计目标值,从而判别发动机舱内的温度特性是否满足设计要求。