工业过程中的稳态传热模拟研究开题报告

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1. 研究目的与意义

石油及化工、冶金、建筑一向是工业领域中的耗能大户，其主要工艺过程都涉及到加热或者冷却。

我国在这些行业里单位产量或单位产值的能耗是发达国家的数倍。

设备陈旧，工艺落后和管理水平低是造成这种状况的基本原因，共中很多问题都与传热有直接关系。

2. 国内外研究现状分析

国内外对工业过程的稳态模拟进行了深入的研究,取得了显著的研究成果

一方面在化学和石油化学工业领域内，对三角形肋片进行了二维非稳态导热数值模拟, 结果表明此种方法来求解可以得到肋片内的二维温度分布, 较常用的一维方法精确。低温阀门冷态试验的稳态传热模拟与分析增加的绝热层有效解决了拉杆跟阀盖冻结的问题。方管内空气混合对流的流固耦合问题将壁面导热作为边界条件处理的方法推导出计算公式结果数值模拟得到的 Num与实验结果吻合良好，误差较小。沥青路面上面层较中、下面层导热系数变化对路面温度分布影响更为关键。

另一方面在建筑和建材工业领域内，对U型管桩埋换热器的传热规律进行了研究知道影响桩埋换热器热输出的主要因素有：循环流量、进口温度、土壤热物性及初始温度、回填物热物性等。加气混凝土外墙可以实现墙体节能 50%的目标。由模拟计算出 26d墙体内的温度和热流变化情况可以确定墙体存在有效蓄热层，从理论上验证墙体中间存在温度变化小、 热流相对稳定的热稳定层。为日光温室墙体保温蓄热和优化设计提供有意义的理论支撑。冻土导热系数热流计法模拟试验及成果分析总结出大兴安岭多年冻土区 5种典型土料的 λ ～ w ～ γ d 线性回归方程式

3. 研究的基本内容与计划

稳态传热初步模拟：

a：分析传热的基本形式，各种传热的基本特点，工业过程中的常见传热设备及其稳态传热的特征等

b：以单一传热方式的稳态传热为例，选取两到三种典型传热部件。

4. 研究创新点

通过稳态传热模拟，分析工业部件在工业过程中的影响传热的主要因素。

并且通过软件模拟可以克服实际实验所遇到的困难，替代反复大量的实验，可一缩短时间，节省人力物力