非稳态导热

摘要： 高温作业专用服设计在现实中具有重要意义,本文基于传热学相关定理建立了高温作业服各层材料温度变化的数学模型,利用该模型系统研究了各层材料厚度的优化设计问题.将专用服受热过程分解为非稳态导热和稳态导热两个阶段,分别计算出各层材料表面温度随时间的变化函数,利用循环迭代最终计算出假人体表的温度分布.

摘要： 基于传热学的分级教学理论,提出了分级教学中一维非稳态导热教学内容的分解原则,即在初级层次教学中主要讲授一维非稳态导热海斯勒图的构成及其应用,在专门层次教学中主要讲授求解一维非稳态导热的近似计算公式;同时,以典型的一维非稳态导热过程为例对此进行了详细的阐述.多年的教学实践表明,这种非稳态导热教学内容的分解方法可以满足工科类不同专业、不同层次的教学需求.

摘要： 利用Comsol模拟软件,进行网格划分后,首先建立二维模型,设置边界条件之后,模拟得到该模型的温度场和空气速度场随时间的变化.对某地板采暖房间的导热情况进行数值模拟,模型边界条件设为:左壁面和天花板均为绝热,房间宽高L均为3m,底板厚度L1为0.2m,地面有一恒定热流,右外壁面温度为0°C,空气初始温度为5°C.分析结果表明:随着时间推移,房间右壁面附近的温度明显升高,地板附近温度升高的速度也较快,绝热的天花板和左壁面部分空气温度变化缓慢,其次,相较于绝热面,外壁面附近空气流动速度明显较快.

摘要： 为减少胎圈钢丝拉拔生产中热处理参数选择的试验工作量,确保产品质量并降低生产成本,以钢丝在加热炉中传热理论为基础,建立传热数学模型,设定边界条件,采用有限元分析方法模拟计算不同直径钢丝在加热过程中表面温度、截面温度分布等参数,从而确定其满足奥氏体化工艺温度要求的热处理线速度.结果 表明,对于直径为3.5 mm和4.7 mm的胎圈钢丝,能满足奥氏体化工艺温度要求,使热处理终点温度达到940°C左右的最佳热处理线速分别为18 m/min和13.5 m/min,且与实际生产相吻合.有限元模拟分析试验可实现钢丝加热问题的可视化研究.

摘要： [目的]对日光温室后墙夜间的非稳态导热特性进行研究,为发挥后墙保温作用提供理论依据.[方法]在位于山东泰安的试验温室内,分别于温室后墙距地面0.1,1.1,2.1,3.1和4.1m处及地面距离后墙0.1m处设置测点,选取2015年越冬季某一晴天和阴天,在18:00至翌日06:00,每隔1h测定后墙各测点的温度和热流密度,计算各测点温度变化率、热流密度积分值、后墙内部热量流动量,以及后墙与地面之间的热量流动量,研究夜间温室后墙不同高度蓄热量变化与放热量之间的关系、地面温度与后墙温度之间的关系,以及后墙内部和后墙与地面之间的热量流动.[结果]晴天夜间后墙中上部蓄热量变化基本相同且大于后墙下部蓄热量变化,后墙中上部放热量逐渐降低然后趋于平稳,后墙下部放热量逐渐增多,后墙中部放热总量最多;后墙温度24:00之前高于地面温度,24:00之后低于地面温度,后墙与地面之间存在热量流动;后墙内部热量流动数量占后墙放热总量的比值为14.2％.阴天夜间后墙中上部蓄热量变化基本相同且大于后墙下部蓄热量变化,后墙放热量从上到下逐渐增多;后墙温度低于地面温度,地面流入后墙热量占后墙放热总量的比值为3％;后墙内部热量流动数量占后墙放热总量的比值为25.5％.[结论]后墙高度、后墙不同高度蓄热量影响后墙不同高度放热量;后墙高度对放热量的影响贯穿后墙放热过程的始终,后墙蓄热量对放热量的影响主要集中在后墙放热前期;后墙热量存在自上而下的整体迁移流动.

摘要： 针对日光温室土壤温度不均衡的问题,运用传热学非稳态导热理论,测定分析跨度方向上不同测点地面温度变化率和土壤放热量之间的关系,对下挖式日光温室土壤夜间的非稳态导热过程进行研究.结果表明:1)日光温室地面放热量受地面温度和跨度位置综合作用,地面温度越高、跨度位置越大,土壤放热量越多;2)不同测点地面温度变化率和土壤放热量不成比例,土壤存在水平方向上的热量流动;3)土壤边际效是受到后墙下土壤、温室外土壤缓冲作用引起的;4)本试验中,受后墙下土壤缓冲,土壤放热增加量占土壤放热量比例为6.06％～7.34％;受温室外土壤缓冲,土壤放热减少量占土壤放热量比例为31.8％～50.28％;边际效应对土壤温度环境具有不利影响.

摘要： 针对高温作业专用服装设计,本文在考虑降低研发成本和提高服装隔热效果的前提下,根据半无限大物体导热理论,建立了非稳态导热物理模型以及多目标优化模型,并以具有三层织物材料的高温作业服装为例,利用二分法、加权热传导法对模型进行求解,得到在环境温度为75°C时的人体温度分布和环境温度为80°C时专用服装材料的最优厚度.最后,以环境温度为75°C时的实测假人皮肤表面温度与模型求解人体皮肤表面温度做相对误差分析.结果表明,模型求出的温度与实测温度拟合效果较好,这也说明基于半无限大物体导热理论的非稳态导热物理模型适用于高温作业服装设计.

摘要： 四氧化二氮是一种液体火箭推进剂,在航天发射中作为氧化剂应用,但其沸点和冰点的范围较窄,在低温状态下容易凝结为固体.本文根据傅立叶定律,对圆柱管道内四氧化二氮非稳态导热进行了研究,对低温状态下四氧化二氮的贮存有一定的参考价值.

摘要： 本文基于相变墙体传热热容数学模型,通过有限差分法离散获得全隐格式下的离散方程,采用逐次超松弛迭代方法并利用MATLAB编程求解获得了给定气候条件下墙体内表面温度全年逐时值,并研究了不同松弛因子对程序收敛速度的影响,同时对比了有无自适应网格划分对内表面温度的影响.结果表明:该计算工具是可靠的,松弛因子的选取会直接影响程序的收敛速度,其建议的取值范围为0.8～2.0,并且在本研究案例中无需采用自适应网格划分即能达到较好的计算结果.

摘要： 建立了无重力、相对静止热环境中，非等温碳氢燃料单液滴的蒸发－火焰面燃烧模型，将单液滴蒸发－燃烧系统分解为液滴、火焰面内气相区、火焰面外气相区三个相对独立的计算域，分别采用液滴内非稳态导热的固定计算域法、气相非稳态对流传热传质的随动坐标系固定计算域法，结合耦合性边界条件，数值研究了液滴蒸发燃烧过程中的传热传质特性，分析了环境压力与氧气浓度的影响。

摘要： 本文以能量守恒为基础，建立了温室内气温和土壤温度的数学模型。采用有限差分法对土壤内部典型非稳态导热进行研究，推导出相应的数值模拟公式。给出了太阳辐射、室外气温、作物温度和供热量的阶跃函数表达式，使传热模型数学封闭，形成了完整的温室气温和土温传热模型及算法体系。

摘要： 本文基于Fourier导热定律，采用波函数展开法，对纤维复合材料中热波散射与温度分布问题进行了研究。分析了带涂层纤维复合材料中热波反射与透射规律。给出了确定复合材料非稳态的导热系数的分析计算方法。结果表明：在高频情况下非稳态有效导热系数与稳态有效导热系数的变化有很大不同；在低频情况下涂层的性质对复合材料的动态有效热传导系数有较大的影响。文中给出了纤维涂层对复合材料动态有效导热系数影响的数值曲线。

摘要： 本文基于Fourier导热定律，采用波函数展开法，对纤维复合材料中热波散射与温度分布问题进行了研究。分析了带涂层纤维复合材料中热波反射与透射规律。给出了确定复合材料非稳态的导热系数的分析计算方法。结果表明：在高频情况下非稳态有效导热系数与稳态有效导热系数的变化有很大不同；在低频情况下涂层的性质对复合材料的动态有效热传导系数有较大的影响。文中给出了纤维涂层对复合材料动态有效导热系数影响的数值曲线。

摘要： 本文基于Fourier导热定律，采用波函数展开法，对纤维复合材料中热波散射与温度分布问题进行了研究。分析了带涂层纤维复合材料中热波反射与透射规律。给出了确定复合材料非稳态的导热系数的分析计算方法。结果表明：在高频情况下非稳态有效导热系数与稳态有效导热系数的变化有很大不同；在低频情况下涂层的性质对复合材料的动态有效热传导系数有较大的影响。文中给出了纤维涂层对复合材料动态有效导热系数影响的数值曲线。

摘要： 本文基于Fourier导热定律，采用波函数展开法，对纤维复合材料中热波散射与温度分布问题进行了研究。分析了带涂层纤维复合材料中热波反射与透射规律。给出了确定复合材料非稳态的导热系数的分析计算方法。结果表明：在高频情况下非稳态有效导热系数与稳态有效导热系数的变化有很大不同；在低频情况下涂层的性质对复合材料的动态有效热传导系数有较大的影响。文中给出了纤维涂层对复合材料动态有效导热系数影响的数值曲线。

摘要： 本文基于Fourier导热定律，采用波函数展开法，对纤维复合材料中热波散射与温度分布问题进行了研究。分析了带涂层纤维复合材料中热波反射与透射规律。给出了确定复合材料非稳态的导热系数的分析计算方法。结果表明：在高频情况下非稳态有效导热系数与稳态有效导热系数的变化有很大不同；在低频情况下涂层的性质对复合材料的动态有效热传导系数有较大的影响。文中给出了纤维涂层对复合材料动态有效导热系数影响的数值曲线。

摘要： 本文基于Fourier导热定律，采用波函数展开法，对纤维复合材料中热波散射与温度分布问题进行了研究。分析了带涂层纤维复合材料中热波反射与透射规律。给出了确定复合材料非稳态的导热系数的分析计算方法。结果表明：在高频情况下非稳态有效导热系数与稳态有效导热系数的变化有很大不同；在低频情况下涂层的性质对复合材料的动态有效热传导系数有较大的影响。文中给出了纤维涂层对复合材料动态有效导热系数影响的数值曲线。

摘要： 本发明公开了一种非嵌入式多层复合材料导热系数稳态测量方法，方法包括以下步骤：多层复合材料包括g层复合材料层，待辨识材料层m夹持在其中，将待辨识材料层m的导热系数按照温度分成n段，每段导热系数为温度的一次函数，对多层复合材料做2n组材料隔热性能测试试验，材料隔热性能测试试验的边界条件包括多层复合材料正面的定温边界和多层复合材料背面的定热流边界，当多层复合材料热稳定后，测量并记录多层复合材料背面的温度值，基于多层复合材料生成一维模型，并以待辨识材料层为界将其分离为两个一维模型，两个一维模型分别基于其边界条件生成其温度场，基于温度场生成待辨识材料层的每段导热系数，以获得待辨识材料层导热系数的测量值。

摘要： 本发明公开了热线导热系数测试仪，包括试验炉体、试样、热线、加热引线、组合式示差热电偶、热线电压测量系统，第一块试样上表面设有热线槽和设在热线槽一侧的第一平行槽，热线设在热线槽内，第一平行槽内设有测温热电偶，设在第一块上面的第二块试样上表面设有参比热电偶，温差热电偶和参比热电偶构成示差热电偶；热线槽另一侧所设的第二平行槽内设有测温热电偶，设在第一块上面的第二块试样上表面设有与第二平行槽内的测温热电偶相对应的参比热电偶，温差热电偶和参比热电偶构成示差热电偶。所述试验方法包括a.试样及制备b、试样及热线单元的安装：c.参数录入d.运行e.结果的运算与处理。测试精度由现行的10%提高到3%。

摘要： 非稳态检测装置(100)将各时刻的大于或等于1个多值信号各自的多值信号值转换为二值信号值组。所述非稳态检测装置通过将各过去时刻的大于或等于1个二值信号各自的二值信号值与各过去时刻的所述大于或等于1个多值信号各自的二值信号值组的集合即过去信号值组设为输入而对预测模型进行运算，从而对所述对象时刻的预测信号值组进行计算。所述非稳态检测装置将所述对象时刻的所述大于或等于1个二值信号各自的二值信号值与所述对象时刻的所述大于或等于1个多值信号各自的二值信号值组的集合即对象信号值组与所述预测信号值组进行比较，对所述对象时刻的对象系统(220)的状态进行判定。

摘要： 本发明公开了一种非嵌入式多层复合材料导热系数稳态测量方法，方法包括以下步骤：多层复合材料包括g层复合材料层，待辨识材料层m夹持在其中，将待辨识材料层m的导热系数按照温度分成n段，每段导热系数为温度的一次函数，对多层复合材料做2n组材料隔热性能测试试验，材料隔热性能测试试验的边界条件包括多层复合材料正面的定温边界和多层复合材料背面的定热流边界，当多层复合材料热稳定后，测量并记录多层复合材料背面的温度值，基于多层复合材料生成一维模型，并以待辨识材料层为界将其分离为两个一维模型，两个一维模型分别基于其边界条件生成其温度场，基于温度场生成待辨识材料层的每段导热系数，以获得待辨识材料层导热系数的测量值。

摘要： 本实用新型公开了一种非稳态柱面热源法温变有效导热系数测定装置，该测定装置包括装料筒体、电加热套、保温层、绝热筒盖、测温探针、智能温控仪；装料筒体呈圆柱状；电加热套套在装料筒体的外周，保温层位于电加热套的外周；智能温控仪设于装料筒体外部；绝热筒盖设于装料筒体的两端开口处；装料筒体内设有5或9个测温点，各测温点均布设于装料筒体长度二分之一处圆周与圆心连线上或均布设于装料筒体长度二分之一处圆形截面的直径上；各测温点处分别设有测温探针；测温探针分别与智能温控仪相连；装料筒体的轴向长度与内径的大小比例为10:1~20:1。采用本实用新型进行固体颗粒物有效导热系数的测定，传热可简化为径向传热，由此简化了非稳态柱面热源法温变有效导热系数的计算方法。

摘要： 本实用新型公开了一种可控气氛非稳态热线法导热系数测试仪，成密闭状态的试验炉由炉盖、炉体、炉腔、炉底和发热体组成，炉腔内设有由耐火炉衬围成的炉膛，试验炉安装在炉架上，还包括有控制柜、与控制柜连接的电脑、升降机构和炉门平台；炉盖上设置有压力传感器、安全调压阀、控温热电偶；炉门上设有热线单元的加热引线、测压引线、示差热电偶/测阻引线通过接线插座与控制柜连接，设在炉门平台的炉门通过升降机构与炉口固定密封连接；设在炉膛内的发热体通过接线柱与控制柜连接。本实用新型实现多种气氛可控，自动化程度高、操作方便、可靠性高、安全系数高。

摘要： 本发明公开了一种高效解决堆芯燃料棒非稳态导热问题的模拟方法。该方法包括：步骤1，对实际燃料棒模型进行合理简化，建立几何模型，并对模型进行离散编号；步骤2，采用降阶的方法使原有的二阶偏微分方程变成了两个一阶偏微分方程组；步骤3，建立数学模型上任意一点的各物理量关于初始点物理量的关系式；步骤4，利用已知边界条件求解关系式中的未知量；步骤5，求解所需位置在不同时刻的温度参数。本发明无论如何变换几何模型，在计算过程中最高阶矩阵始终保持在二维，因此占用计算机资源小，可以用于快速、精确预测模型温度参数，尤其对于求解边界条件变化快速的导热问题非常有效。

摘要： 本发明涉及了一种求解简单物体非稳态导热问题的计算尺，包括主尺、辅尺、第一滑尺、第二滑尺、第三滑尺、第四滑尺和游标；第一滑尺、第二滑尺、第三滑尺、第四滑尺依次设置于主尺的上方，辅尺位于主尺、第一滑尺、第二滑尺、第三滑尺、第四滑尺的背面，游标套在主尺和辅尺的尺身外面并能够平行滑动；主尺、辅尺、第一滑尺、第二滑尺、第三滑尺、第四滑尺分别刻印有数码；简单物体为导热面积无限大的平板，轴向方向无限长的圆柱，以及球体。本发明计算尺可以同时用于平板、圆柱和球三种物体非稳态导热的计算，可求解绝大多数具有实际意义的平板、圆柱和球的非稳态导热问题，相对于现有技术中的查图法，使用本计算尺可以得到更精确的计算结果。

摘要： 本发明公开了一种一维非稳态导热反问题算法，利用内表面温度变化，反演外表面热流变化。本发明专利通过对时间域从整体到部分进行分割，结合局部目标函数和全局目标函数的迭代求解，确定新的基准热流，最终获得一维非稳态导热反问题的解。本发明中算法，降低了热流反演算法对温度测点位置的要求，降低了热流反演算法对随机噪声的敏感程度，提高了对导热较差温度响应较慢的反演结果精度。通过仿真试验研究，本发明对线性和周期性热流条件和温度变化响应较慢情况均有较好的反演结果，对于测量误差有较好的抗干扰能力。

摘要： 一种双开口多管束制冷机非稳态导热测试平台，属于压力气体膨胀制冷技术领域。该测试平台采用双开口管束静止，高压喷嘴和高温喷嘴以固定夹角随主轴周期旋转的结构，为微秒级高精度快速响应传感器的安装提供有效方案，实现制冷整机管束内流体的热力学参数的动态采集及壁面温度的测量，为压力振荡管内部流动机理对制冷影响的研究提供最直接的实验数据；综合考虑了通道之间的影响及进出口气流的连续性，运转时与现有气波制冷机工作状态相同，可以更准确的反应真实气波机生产时的状态，使实验数据能够更直观、可靠的反应气波机内部流体参数变化对整机效率的影响，对优化喷嘴结构尺寸及其配合提供更准确的实验依据。