非稳态传热

摘要： 水下采油树过流通道的稳态及非稳态传热特性对其流动保障设计和后期开井、修井非常重要,目前仍存在模型不完善、温降规律认识不清等问题。以南海某气田水下采油树为例,建立过流通道传热温度场的分析模型和径向温度分布函数,揭示过流通道在油气生产和关井8 h内的温变规律,形成水下采油树过流通道的温降效应计算分析方法。为降低水下采油树因低温高压生成水合物的风险,探讨深度1500 m工况下不同热导率及厚度的保温材料的保温性能。结果表明稳态工况下过流通道内流体的平均温度和内部油气温度基本一致;非稳态关井后8 h内过流通道内部油气温度与海水温度基本接近,但0~0.3 h为温度骤降区,热量交换最为剧烈,0.3~4 h为缓降区,4~8 h逐渐趋于稳定;基于南海某1500 m气田的环境参数,5 mm的保温层可满足保温要求。

摘要： 为了探索复合墙体外表面材料对墙体隔热效果的影响,以夏热冬冷地区(赣州)建筑复合墙体为研究对象,建立其在周期性室外气象参数条件下的一维非稳态导热微分控制方程,应用有限元法对复合墙体的传热过程进行数值求解;搭建了复合墙体隔热性能测试平台,通过实测数据验证了数值计算结果的可靠性;采用单因素分析法,研究了复合墙体外表面材料的密度、导热系数、比热对其内表面瞬时温度的影响。结果表明:复合墙体外表面材料的密度对其内表面温度的影响较小;峰值温度的升高速率随材料导热系数增大而减小,峰值温度出现时刻的提前速率随材料导热系数的增大而减小,均呈指数函数规律变化;峰值温度的降低速率随材料比热增大而减小,峰值温度出现时刻的延后速率随材料比热的增大而减小,均呈指数函数规律变化。为老旧小区建筑墙体改造以及新建建筑墙体外表面的选材、制备等提供理论指导。

摘要： 针对具有广泛应用前景的人工设计的非互易性热传递超构材料,本文利用参数失配准则,开展了瞬态条件下热超构材料的非互易性热传递研究,推导出了时间相关非互易性热传递超材料存在的充分必要条件,并进行了模拟验证。研究表明:热导率恒定、密度比热容梯度分布的系统存在非互易热传递现象,这将为宏观热二极管、热管理及热计算等领域的发展提供动力。

摘要： 产量和蒸汽腔位置对稠油油藏SAGD开发至关重要,现有的预测模型仅考虑了蒸汽腔的横向扩展,无法预测与相邻井蒸汽腔接触后的产量。针对蒸汽腔横向扩展阶段和向下扩展阶段的不同特征,引入了热穿透深度,修正了流动势函数,建立了抛物线产量预测模型。结果表明,蒸汽腔横向扩展初期产量逐渐增加,而后因蒸汽腔界面倾角减小,产量降低;在蒸汽腔向下扩展阶段,产量进一步下降。对模型分析表明,SAGD更适用于开发油层厚度大的油藏,需要结合油田情况确定最佳井距。抛物线产量预测模型考虑了蒸汽腔向下扩展阶段特征,通过与前人实验数据进行比较,验证了该模型的准确性。

摘要： 在实际中,真空绝热板(VIP)经常与其它材料组成多层保温结构.但受到环境以及材料热物性差异的影响,对于不同布置顺序的多层保温结构,其隔热效果会有所区别.基于此,利用VIP以及其它材料搭建了不同保温结构的实验箱,结合Fluent软件进行仿真,并通过热传递矩阵分析了各箱体的热惰性.结果表明,当VIP布置于最外侧时,保温效果最好.

摘要： 以高压模拟井筒传热过程为研究对象,应用传热学理论建立了高压模拟井筒传热物理模型与数学模型.使用等效导热法对釜内工作介质对流传热过程进行计算,应用有限差分法对数学模型进行数值求解.分析了射孔器材中心温度和模拟井筒导热能力随加热温度和加热时间的变化规律.对分段式调温加热法的不同加热参数进行优化分析,求解得出约束条件下的可行方案,根据优化目标得出满足生产需求的最佳加热参数设定值.

摘要： 深部矿井热害问题日益突出,尤其是采用充填采矿法的深部矿井.为了解决深井充填体的传热计算问题,建立了深井充填体有内热源的一维非稳态的传热模型,内热源为充填体中水泥的水化热.运用格林函数法,对传热方程进行了求解,推导出深井充填体温度场的解析表达式,解析表达式是初始条件、边界条件及充填体水泥水化热对温度场的影响的叠加.该理论解析表达式反映出充填体的温度分布是位置毕渥数(Bi)和傅里叶数(FO)的函数.推导出深井充填体的工程简化计算式,提供了计算充填体温度场分布和传热量的快速、准确且有效的方法.以某矿的充填体为例,应用本研究提出的深井充填体传热的工程简化式进行了充填体温度场的计算分析,分析结果表明:随着充填体位移的增加,温度逐渐降低,充填体顶部温度接近工作面风流温度.

摘要： 由于真空玻璃的导热系数测量复杂,本文提出一种基于非稳态传热过程的软测量表征真空玻璃导热系数的模型.首先,在连续介质与半无限大物体的前提下,采用能量守恒定律与拉普拉斯变换法,对数学物理模型进行求解,建立非加热面的中心温度计算公式.然后,利用数值仿真软件FLUENT对物理模型进行温度场仿真.仿真结果表明:检测时间少于5min,达到节约时间的目的;为保证温度测量准确,取多个测量点的测量值;为减小测量误差,采用圆形加热片时,加热片的半径与真空玻璃厚度之比要大于3.这些为后续研究真空玻璃导热系数与温度变化之间的关系奠定一定的理论和应用基础,对实验有指导意义,为真空玻璃导热系数的在线检测和其过程的优化控制提供指导.

摘要： 本文采用反应系数法求解了复合墙体的非稳态传热过程，进而分析了墙体能耗特征及隔热性能，得出了不同保温方式的墙体非稳态传热特性的异同，比较了不同保温方式的墙体的热工性能优劣。

摘要： 采用实验方法研究了干熄炉内焦炭的冷却过程,得到了实验条件下不同位置焦炭的冷却曲线和气体温度、压力损失的变化规律.根据多孔介质理论建立了非稳态传热和流体流动数学模型,对模型计算值和实验测量值进行了比较分析,结果表明模型具有良好的适用性,给出了二者存在偏差的原因.

摘要： 采用数值模拟的方法对热沉式超燃冲压发动机非稳态传热和结构强度进行了计算评估.通过发动机热考核试验与计算数据的对比研究,验证了喷水冷却计算方法、热环境和发动机非稳态热分析计算方法.进行了沿假定时序发动机本体有无喷水传热与结构强度的计算评估,对发动机本体温度、应力进行了详细对比研究,计算结果表明沿假定时序发动机燃烧15s后,发动机能够维形.计算确认了一种发动机地面热结构考核试验方案的时序和试验条件,结果表明该地面热考核试验能够模拟发动机沿假定时序燃烧15s的总加热量和应力水平.研究结果可为发动机试验方案制定提供参考.

摘要： 龙岗气田礁滩气藏气井为高温、高压、超深气井,由于完井管串复杂及井筒堵塞等原因,试井测试时电子压力计往往不能接近产层中部,甚至距产层有上千米的距离.气井在压力恢复测试过程中,因井筒流体温度高于近井地带地层温度,井筒与地层间将发生非稳态传热,井筒温度随时间降低,而温度影响井筒流体密度,从而影响气井回压,实测数据变化趋势不能反映真实的井底压力变化情况,部分气井监测到的压力恢复数据不仅不升高反而降低.对这类于高温超深井,已不能通过常规方法来利用压力计测试数据折算井底压力,本文通过建立考虑气井关井非稳态传热的井筒温度压力模型,模拟井筒的温度、压力剖面与实测结果接近,可靠性较高.通过不稳定测试模拟,井深4000m以上的压力计实测数据受温度影响较小,能真实反映井底压力变化,提出压力计下深超过4000m测试要求.

摘要： 本文应用计算流体软件FLUENT，针对瑞利数在1014~1016数量级之间时，储油罐内原油温降过程中存在涡流的情形下，采用Segregated 隐式解法并应用标准k-ε双方程模型计算湍流粘度，对大型浮顶储油罐内原油的温降过程进行了数值模拟，得到了在自然冷却条件下，原油在浮顶储油罐内温降过程中温度场和速度场的分布图。通过数据对比，得到计算流体软件计算数值与实际测试数值吻合较好，相对误差在3%以内。

摘要： 采用数值计算方法，计算分析了带外保温层结构的空心砖墙体在周期性非稳态边界条件下，墙体内部的温度分布及传热量，分析研究了不同孔型空心砖传热性能的差异及原因，得出保温层厚度对空心砖墙体的非稳态传热性能的影响。

摘要： 为保证炼油加工产品的品质,不同种类的原油应分储分输,故进口原油与国产原油宜实行顺序输送.但国产原油采用加热输送工艺,进口原油一般流动性很好,常温输送即可,故进口原油与国产原油的顺序输送为冷热油交替输送过程.本研究建立了描述冷热油交替输送过程中非稳态水力、热力问题的数学模型,开发了计算软件,并对铁秦管道交替输送俄罗斯原油与大庆原油过程中的热力状况进行了模拟计算.结果表明,在冷热油交替输送过程中,当循环达到一定次数后,进站油温将呈现周期性的变化.原油的热物性参数与管道及周围环境参数对计算结果有显著影响,需准确选取.当冷油(进口原油)前行、热油(国产原油)后行时,热油油头的温降幅度最大,控制各循环中热油油头的进站温度,是确保冷热原油顺序输送安全性的关键.

摘要： 本文简要回顾了建筑围护结构传热系数的测定方法,指出了现有测试方法存在的局限性.提出采用非稳态测试法进行围护结构检测的思路,设计了测试系统,并针对测试系统编制了三维、复合建筑材料、非稳态导热围护结构的传热程序.运用神经网络方法辨识出了围护结构的传热系数,为建筑围护结构传热系数的检测提供了新的思路。

摘要： 本文简要回顾了建筑围护结构传热系数的测定方法,指出了现有测试方法存在的局限性.提出采用非稳态测试法进行围护结构检测的思路,设计了测试系统,并针对测试系统编制了三维、复合建筑材料、非稳态导热围护结构的传热程序.运用神经网络方法辨识出了围护结构的传热系数,为建筑围护结构传热系数的检测提供了新的思路。

摘要： 一种非稳态法测量传热元件外贴表面换热系数的装置及方法，用于热真空环境下，包括加热器、结构板一、传热元件、结构板二、多层隔热组件，热电偶，加热器粘贴在结构板一上，粘贴位置为结构板一与传热元件连接位置对应的另一侧区域，结构板二与传热元件非连接的一侧喷涂黑漆，用于真空环境下辐射散热，结构板一、传热元件和结构板二的非喷漆部位包覆多层隔热组件，结构板一和结构板二、传热元件和多层隔热组件的外表面都布置相应的热电偶，加热器施加一定量的热量到结构板一，通过传热元件传递到结构板二，最后以热辐射的方式散掉。本发明在未建立热平衡的前提下，计算出真空环境下结构板与热管之间的换热系数，可大大节约试验时间和成本。

摘要： 本发明公开了一种非稳态墙体传热特性测试装置，包括热箱和冷箱，以及安装在热箱和冷箱之间的试件框架，试件框架包括U形固定架和活动承载架，其中，U形固定架两侧分别与热箱和冷箱密封连接，墙体组装在活动承载架上，且由U形固定架开口插入或脱离U形固定架，即可推动墙板进入热箱和冷箱内进行传热特性测试操作，或脱离热箱和冷箱，且，在驱动件、从动件和联动件的作用下，当墙板进入热箱和冷箱内时，可带动监测板朝墙板方向移动，并自动贴合在墙板上进行温度监测，在墙板脱离热箱和冷箱移动时，两个监测板能自动远离墙板复位，提高热箱和冷箱的密封性，无需预留窗口供人工入热箱和冷箱进行贴合操作，使用更加便捷可靠。

摘要： 本申请公开了一种非匀质围护结构二维稳态传热热工计算方法及系统，该方法包括：将非匀质围护结构的模型进行简化处理；非匀质围护结构简化后的模型的材料设置；非匀质围护结构简化后的模型的边界条件设置；基于简化后的模型、材料设置以及边界条件设置，获取简化后的模型的传热系数；基于简化后的模型的传热系数，计算非匀质围护结构的整体平均传热系数。该系统包括：简化模块、材料设置模块、边界条件设置模块、获取模块以及计算模块。本申请针对非匀质围护结构的特点，提出将现有模型进行简化处理并配合相关计算以获得非匀质围护结构的整体平均传热系数，适合于实际工程应用。

摘要： 本发明创造提供了一种基于非稳态传热技术的现场快速鉴别普通与low‑e中空玻璃及现场快速检测中空玻璃的现场传热系数检测的装置及方法，通过自主设计研发的控制装置及防护箱在中空玻璃一侧施加固定的加热功率，进而测量中空玻璃另一侧表面的温度变化及响应时间，分析温度与时间变化的曲线，找出不同组合形式的中空玻璃表面温度变化的规律，确定相关参数之间的关系及数学模型，寻找判定依据及判定指数(K

摘要： 本发明涉及一种大型原油浮顶储罐非稳态传热过程数值模拟方法，解决了现有数值模拟研究无法全面反映相关因素对大型浮顶油罐温度场的影响规律的问题。具体采用网格生成技术建立的大型浮顶原油储罐内油品传热过程的数学模型，能够最大限度地保证数值模拟过程与实际工况相吻合；并运用迭代的方法对该模型进行求解，其具有简单、灵活以及通用性强的特点，容易在计算机上实现，既能保证计算效率，又能节约时间。

摘要： 本发明创造提供了一种基于非稳态传热技术的现场快速鉴别普通与low‑e中空玻璃及现场快速检测中空玻璃的现场传热系数检测的装置及方法，通过自主设计研发的控制装置及防护箱在中空玻璃一侧施加固定的加热功率，进而测量中空玻璃另一侧表面的温度变化及响应时间，分析温度与时间变化的曲线，找出不同组合形式的中空玻璃表面温度变化的规律，确定相关参数之间的关系及数学模型，寻找判定依据及判定指数(K

摘要： 本发明创造提供了一种基于非稳态传热技术的现场快速鉴别普通与low‑e中空玻璃及现场快速检测中空玻璃的现场传热系数检测方法，通过在中空玻璃一侧施加固定的加热功率，进而测量中空玻璃另一侧表面的温度变化及响应时间，分析温度与时间变化的曲线，找出不同组合形式的中空玻璃表面温度变化的规律，确定相关参数之间的关系及数学模型，寻找判定依据及判定指数(K

摘要： 本发明公开了一种在非稳态传热下隔热性能优良的装配式墙体及建筑，所述装配式墙体包括若干层非隔热层、至少两层隔热层、以及若干连接件，墙体的外侧为所述非隔热层，所述非隔热层与所述隔热层间隔设置；所述连接件用于穿过所述隔热层连接相邻的所述非隔热层，位于相邻层的所述连接件错位设置。本发明的装配式墙体构建非连续的隔热层对非隔热层进行空间分割，减缓非稳态传热下墙体中的热扩散，在不改变隔热层总厚度甚至显著减小隔热层厚度的情况下，实现建筑物高效隔热；同时，错位设置各相邻的非隔热层间的连接件，以消除贯通式热桥，提升墙体的隔热效率。

摘要： 本发明属于工业解冻智能分析领域，公开了一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，包括：第一温度检测装置：设置在解冻库门口，用于监测运载车出入时的车厢和物料温度；第二温度检测装置：设置解冻库内，用于测量解冻时车厢的关键点温度信息；第三温度检测装置：设置解冻库内，用于测量解冻室内库温和烟气温度；工控机：用于接收并存储第一温度检测装置、第二温度检测装置和第三温度检测装置监测得到的温度信息，以及利用三维非稳态导热的乘积算法计算得到解冻时间；用户端显示器：用于人机界面展示。本发明通过建立三维非稳态传热模型分析物料解冻状态，可以准确预测解冻时间，可以广泛应用于工业解冻领域。

摘要： 本实用新型创造提供了一种基于非稳态传热技术玻璃传热系数的快速检测装置，通过自主设计研发的控制装置及防护箱在中空玻璃一侧施加固定的加热功率，进而测量中空玻璃另一侧表面的温度变化及响应时间，分析温度与时间变化的曲线，找出不同组合形式的中空玻璃表面温度变化的规律，确定相关参数之间的关系及数学模型，寻找判定依据及判定指数(KP值)，进而鉴别被测试件是否为具有节能效果的中空玻璃。该装置适用于各种施工环境，可以快速准确地计算出门窗、幕墙用中空玻璃的传热系数，且检测数据精确，弥补了我国在现场检测建筑门窗、幕墙用中空玻璃传热系数的空白。