一、2050层流冷却温度计算模型的研究及改造（论文文献综述）
孙贯永[1]（2021）在《外热式气基直接还原炼铁工艺的基础与应用研究》文中研究指明在我国政府明确提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标的背景下,实现炼铁工序CO2排放的绝对减排,以及高端特钢对优质纯净海绵铁原材料的需求,促使企业及研究院所加快开发适应我国国情的气基直接还原炼铁工艺。论文是与山西某企业合作开发新型外热式加热炉在低阶煤热解及碳与水蒸气反应生成CO+H2的成功中试经验的基础上,进一步延展合作开发新型外热式气基直接还原炼铁工艺,历时十年时间,全面进行了外热式气基直接还原工艺的基础理论及实验研究,并依据基础研究结果设计了年产3000吨、8万吨、30万吨规模的工艺和装备。外热式气基直接还原炼铁设置两个各自独立的内、外系统,之间由高导热的材料（火墙）隔离,其特点是还原所需的热能由外热系统以燃气燃烧后通过火墙向炉内传热的方式提供,还原气和球团在还原炉内被外热系统加热到所需的还原温度,而不是还原气在炉外被加热到还原温度后进入还原炉,具备球团和还原气常温入炉,还原铁低温出炉,还原气压强损失小,吨铁能源消耗低等特点。外热燃烧系统具有独立的蓄热室火道加热功能,可以实现炉内还原系统温度的精准控制,提高了还原气的利用率,有效避免了还原初期高温段球团的粘结和末期得到海绵铁后的低温析碳。外热式气基竖炉所构造的高温反应容器中,还原气与铁氧化物组成多元多相体系在炉内完成平衡反应,还原铁的生产效率与CO+H2为主的还原气的成分、还原温度、外加热能源的消耗有关,而CO+H2为主的还原气在900℃的气体利用率极限只有31.098%～37.181%,还原气体还原、升温、降温、换热等过程中将引起热焓的大幅度的波动,从而影响吨铁综合能耗。有必要结合外热式气基直接还原的特点,研究提高不同还原气的利用率和降低能源消耗的机理,这是本研究的主要目的。首先根据最小自由能原理的需要,以等压比热容和热力学方程,推导了体系中物质在不同温度区间的吉布斯自由能与温度的关系式,用于编制相应温度区间的最小自由能计算程序。设定初始还原气量、各组元的浓度组成、压强、温度等条件,得到相应的平衡态组成,延伸得到还原气体的利用率、平衡态浓度、还原气参与度、反应热焓、产气比等参数。根据构建的外热式气基直接还原炼铁的能耗模型,获得不同条件下吨铁气体的升温热焓、反应热焓、固体升温热焓、总热焓需求及体系热焓输入、可回收热焓及热焓回收率等参数。通过对各种不同组成的还原气的研究发现,当还原分别处于Fe2O3→Fe3O4、Fe3O4→Fe0.947O、Fe0.947O→Fe 阶段,即发生铁氧化物逐级还原的阶段,还原气体利用率及平衡态浓度、气体的还原参与度、还原气体中CH4的转化率、产气比等参数保持不变,利用这一特点,可以反推氧化铁中的Fe完全还原时的还原气的需求量、还原后气体的组成和各组元物质的量及反应热焓。对%CO+%H2=100还原气还原Fe2O3的多元多相热力学平衡体系进行了研究:1)分析了不同组成的还原气体的初始成分与其利用率等随着还原气组成不同的演变规律,发现对于%CO=%H2=50的还原气体,研究了还原产物不含Fe3C+C+CH4体系与包含Fe3C+C+CH4体系在Fe0.947O→Fe阶段的各种反应参数的区别,发现后者的反应热焓更低,因为该阶段为吸热反应,而CH4的生成是放热反应,两者叠加,反应吸热减少;当CO初始浓度大于50%,随着温度增加,CO+H2气体利用率呈降低趋势;当CO初始浓度小于50%,随着温度增加,CO+H2气体利用率呈增加趋势。CO初始浓度越大,CO+H2气体总的利用率越小。900℃时,压强对CO+H2气体利用率有着明显的影响;当温度1000℃以上时,压强对CO+H2气体利用率的影响可以忽略。2)理论模型计算了用CO+H2气体还原Fe2O3过程的理论能源消耗,发现当CO初始浓度小于10%,体系综合热焓（即热收入与热消耗的差）随着温度的升高而减小;当CO初始浓度为20%,体系综合热焓随着温度变化的幅度很小,但总的趋势是体系综合热焓随CO初始浓度的增大而减小;当CO初始浓度大于30%,体系综合热焓随着温度的升高而增大。当CO初始浓度在65%～71%时,体系综合反应热焓为零。在热焓输入项的构成占比中,从大到小依次是气体升温吸热、固体升温吸热、反应热焓。体系的压强对吨铁能源消耗的影响较小。不同组成的CO+H2还原气还原吨铁体系的热焓输入在108.062～122.051 kgce区间,热焓回收率在65%～95%区间变化。对于还原气成分组成多样化的特点,利用多元多相的最小自由能模型研究了%CO+%H2=90,%CH4+%N2=10初始还原气还原Fe2O3的反应特征和理论能源消耗的规律。研究发现:900℃条件下,还原气中每增加1 Nm3 CH4减少吨铁还原气需求量约6.100～7.337 Nm3,减少吨铁的化学反应热焓1.940～9.666 MJ,减少吨铁还原气升温热焓6.058～7.598 MJ,减少吨铁热焓能输入4.118～17.264 MJ。利用这一特点,理论研究了使用CH4+H2构成还原气所必须的条件,减少纯H2还原体系的吸热量,整体降低局部的加热需求的热量和工艺条件;或使用CH4+CO构成还原气,减小纯CO还原体系的放热量,降低局部过热可能性所对应的工艺条件。焦炉煤气是典型的富含H2和CH4的工业气体,对焦炉煤气还原Fe2O3的热力学平衡和能源消耗模型的研究发现:焦炉煤气在热力学上具有不重整直接用于还原炼铁的可行性,但需要对焦炉煤气量、氧化铁的量、还原温度及还原的动力学条件进行精确的控制,加入过多的焦炉煤气有析出C的可能,且增加了吨铁能源消耗。Fe2O3恰好完全被还原时的焦炉煤气的利用率随温度的升高而增加,在900℃时为81.900%,吨铁热焓需求为165.416 kgce,但这两项会由焦炉气体组成的变化而改变。进一步对%CO+%H2+%CH4=100还原气在900℃下还原Fe2O3的多元多相热力学平衡和能源消耗模型的研究发现:1)随初始CH4浓度的增大,反应焓变和总热焓需求量增大,气体升温热减小,反应焓变的能耗占比持续增加,气体升温热和固体升温热的能耗占比持续减小。2)在%CH4=50时,总热焓需求量为 275.412～276.433 kgce/tFe,与不含 CH4 的%CO+%H2=100还原气相比,总热焓需求量增加量为76.668～98.420 kgce/tFe,相当于%CH4/（%CO+%H2）=0 总热焓需求量的 38.379%～55.629%。在理论模型计算的基础上,对%CO=%H2=50还原气还原Fe3O4过程的析碳情况进行了实验验证,研究发现:在400℃～750℃范围内,%CO=%H2=50还原气出现最大析碳现象,而400℃之下反而没有明显碳黑析出。这与理论计算的%CO≥30时,CO+H2还原Fe2O3在750℃以下有大量的析C生成相吻合,但在400℃以下实验发现不会析碳且与热力学理论计算结果不同,尚需进一步研究。因此,在外热式还原炉的炉型温度节点控制时,如果还原气中CO含量大于30%,在400～750℃区间要控制还原气与海绵铁接触的时间要尽可能的短;对气基还原得到的海绵铁进行了熔分精炼合一的冶炼研究,用气基还原海绵铁熔分20 min后一步得到了纯度99.9%的纯铁,为未来气基海绵铁进行纯净化冶炼提供了依据。最后在以上各种可能组成的还原气还原氧化铁进行的多元多相最小自由能理论计算的基础上,设计了由外加热方式精确控制独立的内还原体系的气基直接还原炼铁竖炉,并从理论上对其进行了物料平衡、化学平衡、热平衡、压强损失等方面的应用研究,研究发现:1)外热式竖炉气基直接还原炼铁工艺中,在还原气组成和炉型结构确定的情况下,可以通过外加热的手段调控内部体系的温度,可以预先通过热平衡法和传热法精确计算一定产量下燃气需求量,通过反复校正,可使理论计算与实际需求相等,以此提高还原气利用率、降低吨铁能耗、降低炉顶气温度、降低压降损失。2)外热式气基直接还原竖炉还原铁工艺可以满足不同CO+H2浓度组合的还原气的应用,其中H2浓度越大,则吨铁能耗越高,炉顶气温度越低,气体压强损失越少。
孙玉学[2]（2021）在《基于流场劈分的EGS产能和寿命的预测方法与优化研究》文中研究指明随着社会高速发展对能源的要求不断提高,常规化石能源的也会造成碳排放量加剧,同时常规化石能源的紧缺带来了能源结构的转变,能源利用的清洁化、可持续化是未来能源发展的必由之路。地热能作为高效、清洁的能源决定了其在未来能源结构的重要比重,其中干热岩资源作为可用于社会生产的重要能源,温度高、储量大,决定了其必然会成为未来重要能源之一。在地热能利用方面我国紧跟时代步伐,干热岩资源的高效利用方法也在不断探索中,大力发展干热岩资源是实现我国“碳中和”目标的重要途径。作为开发中深层高温干热岩资源用于发电的有效手段,增强型地热系统（Enhanced Geothermal System,EGS）受到了越来越多的关注。面对巨大的干热岩资源储量和环保方面的优势,EGS开采技术也需要随之加强。但现阶段EGS处于起步阶段,鲜有适用于商业推广的理想EGS实际工程。除热储改造技术方面限制外,EGS产热量和运行寿命预测不准确是制约EGS实际工程难以快速普及的重要原因。而对影响EGS热开采的影响因素不明确不准确、热储内流场流动规律不明确是导致EGS产能和运行寿命预测不准确的根本原因。本文为解决EGS产能和寿命的预测问题,以Dupuit公式和吸放热公式为基础建立EGS产能和寿命控制方程,分析EGS热储内的渗流场和换热规律,建立EGS产能和寿命预测公式,并对其进行应用研究和优化,主要研究内容如下:（1）根据EGS热储的特点将热储简化为均质多孔介质模型,分析EGS换热过程,以渗透率为媒介提出将EGS复杂的多场耦合过程简化为流—热（TH）耦合过程,推导EGS产能和寿命控制方程,提出进行EGS产能和寿命计算的重要参数;基于复势函数与压力叠加原理推导分别获得平面多种布井方式的势函数与流函数,计算不同布井方式的压力势和流场的分布规律,提出“以流场分布规律划分单注入井控制面积的流场劈分方法,将多井EGS简化为多个双井EGS分别计算产能和寿命”的思路。（2）基于EGS产能和寿命控制方程和EGS流—热耦合数学模型分析控制方程中重要参数影响因素,设计并搭建了微型渗流换热模型实验系统,开展微型渗流换热实验研究,获得水温和岩体的温度响应规律,验证流—热耦合数值模拟的准确性,并开展实际工况下的双井EGS渗流换热数值模拟实验,分析各影响因素对重要参数的影响,修正重要参数影响因素,获得双井EGS产能和寿命预测公式。（3）研究不同布井方式的压力势和流场的分布规律,计算两注入井连线间最小压力坐标,提出平面多井EGS流场劈分方法:沿相邻注入井与生产井连线所组成夹角的角平分线劈分获得单注入井控制面积;改进水电比拟仪,开展多井水电比拟实验,分析流场中压力势分布规律,定性验证了 EGS流场劈分方法;基于Darcy定律开展平面多井流场有限元数值模拟,分析流场中压力势和流速分布规律,定量验证了 EGS流场劈分方法。（4）基于复势函数和压力势叠加原理分析多井平面流场在压力势叠加后的流量折减机理,研发流速折减实验系统,开展了多井压力叠加实验,验证平面流量折减机理的正确性;开展了多井整体EGS有限元数值模拟和劈分后双井EGS有限元数值模型组的数值模拟,分析井的数量和流量折减对EGS产能和寿命的影响规律,以双井EGS产能和寿命预测公式为基础,修正EGS产能和寿命控制方程中的关键参数,提出了多井EGS产能和寿命预测公式。（5）将EGS产能和寿命预测公式与已有文献案例比较,验证了双井与多井EGS产能和寿命控制方程的正确性;依托云南腾冲县热海地热田,基于EGS产能和寿命预测公式,开展不同布井方式的EGS产能和寿命预测,分析不同布井方式的EGS产能和寿命,提出了 EGS产能和寿命预测公式的应用于优化方法。
黄奕斌[3]（2021）在《寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究》文中进行了进一步梳理能源始终是人类赖以生存的动力源泉和社会发展的关键因素,随着科技发展和工艺提升,以煤炭和石油为主导的传统能源结构开始向非化石能源转型,其中可再生能源的利用率逐年上升,将在改善生态环境、缓解能源危机、促进能源安全使用等方面发挥重要作用。作为分布广、储量大和环境友好的地热能,近年来在勘查-开发-利用-评价-保护等方面取得了长足发展,并且相比于其他可再生能源,地热能在稳定性、因地制宜性、梯级利用方面具有较大的优势。浅层地温能容易开发利用,但热品质较低;深部地热资源热品质较高,但开发困难且成本高;同时水热型地热资源面临回灌难及水质污染等问题;而中深层岩土体热量兼顾高、低品质热资源优势,通过同轴换热器以“取热不取水”的模式开采,可以有效实现资源-环境可持续化发展。基于上述需求,本文围绕寒区冬季清洁供暖问题,以中深层同轴换热器热开采、射孔和局部刺激热储强化为研究内容,主要从理论分析、现场监测、室内试验和数值模拟相结合等方法深入展开。首先,从“源、储、盖、通”四个层面对中深层同轴换热开展可行性分析,表明研究区中深层地热资源禀赋优良。采用分布式光纤温度传感器、热电阻和超声波流量计,对同轴换热器全深度实时监测,开展地温特征和流体温度时空演化研究。同时考虑非供暖期和间歇运行模式,分析岩土体温度动态响应过程。结果表明,研究区平均地温梯度为0.0507℃/m,大地热流值可以估算为126.75m W/m2,首个非供暖期热恢复率可达96.96%。同轴换热器初始阶段运行的系统性能系数可达8.04,间歇期的性能系数可达6.14。环空流体温度在运行期间呈非线性演化,而在停歇期呈与地温特征类似的线性增加。其次,根据同轴换热器现场监测数据,建立同轴换热有限元数值模型,基于传热理论和热阻分析,开展采热强度、换热器组成属性、热储特征和循环流速对流体温度演化和岩土体温度动态响应机理研究。结果表明,管内流体处于湍流状态,较大的热负荷不利于系统长期运行和热恢复。增加外管及降低内管的热导率可以提高系统热性能,降低内管及增加外管的半径可以提高热产出。增大内管半径可以降低压力降和雷诺数,进而减少泵功耗。高导热水泥可以降低热阻,提高热产出。在热开采过程中,岩土体与流体之间的传热在钻孔附近被强化。高热导率、致密、较深的地层对于提高系统热性能更加有利。间歇运行模式中运行时间越长,停歇时间越短,对系统热性能及岩土体热恢复越不利。浅层岩土体与流体的热传导是反向的,深部岩土体中热影响范围随深度增加而扩大,运行20a后井底周围受影响区域可达近50m。然后,采用射孔技术对封闭式同轴换热器进行热储强化,开展流体在岩石通道内部的流动和传热试验研究,并对多通道岩样开展弹性波速和单轴抗压强度试验,分析通道效应对传热过程和力学损伤的影响机理。结果表明,流体在1～5孔时主要表现为非线性流动,在7～13孔时主要以达西流动为主,通道的孔径和数量增加可以使压力降减小,提高平均对流换热系数,雷诺数和岩石温度的增加可以强化传热。岩样纵波波速介于2.1～2.8km/s之间,横波波速介于1.2～1.5km/s之间,多通道岩样动弹性模量介于6.8～10.5GPa之间,动泊松比介于0.26～0.31之间,且平均波速、弹性模量和泊松比均随着通道数量的增加而降低。岩样的应力-应变曲线呈现压密、线弹性、塑性屈服和应变软化四个阶段,遵循稳定型破坏展布规律。通道数量的增加会显着降低单轴抗压强度。岩样主要以张拉裂纹为主,呈现典型的柱状劈裂破坏。最后,在射孔形成通道的基础上采用局部刺激法进一步热储强化,针对热储等效为多孔介质,开展对流传热试验研究。结果表明,流体在多孔介质中以非线性流动,渗流阻力主要由惯性力提供,压力降随着雷诺数、温度和围压的升高分别增加、降低和增加。升高雷诺数、颗粒温度和围压可以强化传热性能。针对热储为离散裂隙介质,根据JRC节理粗糙度系数和3D打印技术制备粗糙裂隙岩样,考虑支撑剂对渗流和传热的影响,开展渗流传热试验和模型研究,分析粗糙特征对渗流和传热的影响机制。结果表明,增加围压将显着降低流体流速和水力开度,渗流试验中的开度处于毫米级别,支撑剂可以使等效水力开度提升1倍。增加轴向粗糙度将阻碍流体流动,径向粗糙度形成的凸起更容易发生渗流优势路径。升高温度使裂隙导流能力降低,支撑剂使粗糙裂隙面受力不均并容易产生破损。高流速使岩石温度迅速降低,温度和流速的增加可以提高采热率。粗糙度及其方向性对换热性能有较大影响,轴向粗糙度的凸起使流体发生湍流作用而强化传热。径向粗糙度形成的渗流优势路径会降低换热性能。裂隙壁面温度沿着轴向距离逐渐升高,壁面上的冷锋形状为锯齿状。粗糙度形成的表面特征会影响流速分布,对局部换热性能产生影响。本文研究成果可为推广利用中深层同轴换热及热储强化取热提供理论指导和技术支撑。
胡学文[4]（2021）在《CSP流程铁素体轧制关键技术及材料软化机理研究》文中进行了进一步梳理薄板坯连铸连轧技术（CSP,Compact Strip Production）以短流程、自动化水平高、节能减排、产量高以及生产稳定等特点在国内外钢铁企业得到广泛应用。低碳钢SPHC产品通过热轧、冷轧以及后续的退火工艺生产,可以用作冲压件的材料。而目前该钢种的热轧板在CSP生产线上的生产主要采用奥氏体轧制,用作冷轧基料具有相对高的屈服强度,限制了其应用的范围。本文基于CSP流程生产低碳钢SPHC,研究铁素体轧制工艺在热轧中的应用,针对材料在铁素体轧制条件下的基本特性规律以及铁素体轧制和奥氏体轧制热轧、冷轧、罩式炉退火（罩退）和连续炉退火（连退）工艺条件下的组织性能对比开展研究,揭示铁素体轧制的关键技术以及其软化机理,实现低碳钢SPHC铁素体轧制在CSP流程上的应用。材料的基本特性参数是指导热轧过程中工艺参数制定的主要依据。本文通过SPHC低碳钢热模拟实验模拟奥氏体区粗轧后的冷却过程以及变形过程,得到SPHC钢的Ar3和Ar1分别为873℃和796℃,变形抗力达到最低点温度为820℃。SPHC钢在850℃～775℃的温度区间内,即两相区的低温区和铁素体单相区的高温区,铁素体难以发生动态再结晶,晶粒明显粗化。通过对比分析SPHC钢铁素体轧制和奥氏体轧制的热轧、冷轧和退火产品组织性能特点得出,采用铁素体轧制工艺,终轧温度为780℃左右时,相比于奥氏体轧制,热轧板的屈服强度降低了 72MPa,伸长率和n值略有增加。铁素体轧制罩退板的屈服强度均值和抗拉强度均值比奥氏体轧制的罩退板分别降低了 44MPa和28MPa,伸长率和n值差异不大,强度的差异主要来源于晶粒尺寸大小的不同。相对于奥氏体轧制连退板,铁素体轧制连退板屈服强度均值和抗拉强度均值分别低了 15MPa和4MPa;伸长率和n值两者均差异不大,强度差异的减小主要来源于晶粒尺寸大小差异的减小。铁素体轧制后SPHC热轧板中形成了较强的{001}<110>织构,相对于奥氏体轧制,r值从0.96降低至0.67。冷轧后有利织构{112}<110>和不利织构{001}<110>的取向分布密度比热轧时均明显提高,热轧的不利织构在冷轧后得到遗传。经冷轧罩退后两种热轧工艺下获得罩退板的取向均以{111}<110>为主,奥氏体轧制罩退板的织构比铁素体轧制的更强,因此r值高于铁素体轧制罩退板,热轧不利织构在罩退后遗传较少。相对于罩退板,连退板中存在较弱的{111}织构,铁素体轧制连退板中依然存在{001}不利织构,使其r值低于奥氏体轧制连退板。通过对铁素体轧制工艺条件下热轧和冷轧退火产品的研究,阐明了铁素体轧制对材料的软化作用机理:通过理论计算可知,铁素体轧制热轧板屈服强度降低的主要贡献为晶粒尺寸的粗化,达到86%,其次是位错密度的降低,占14%。铁素体轧制时,应控制精轧处于两相区低温区及铁素体单相的较高温度区。在此温度下,晶粒难以通过动态再结晶细化,铁素体晶粒尺寸明显变粗,在该温度下变形时的变形抗力也显着降低。经过高温卷取,轧后形成的形变铁素体晶粒发生回复或静态再结晶和晶粒长大,使晶粒尺寸进一步增大,同时位错密度降低。阐明了铁素体轧制对成形性降低的作用机理:SPHC钢要900℃和870℃变形织构主要为{111}有利织构和奥氏体动态再结晶产生的{001}不利织构;在850～800℃区间变形为较强的{001}不利织构;在750℃变形时,存在少量的{001}不利织构,由于铁素体发生了部分动态再结晶,形成了较多{111}有利织构。热轧不利织构的存在导致产品r值的降低,并且会遗传到后续冷轧、退火过程。提出了铁素体轧制工艺参数的优化工艺关键参数为铁素体轧制工艺的终轧温度,应保证精轧过程处于两相区和铁素体单相区的高温段。SPHC钢铁素体轧制工艺实践效果表明,SPHC钢铁素体轧制热轧板相对于奥氏体轧制热轧板,强度下降明显,平均Rp0.2=29MPa,降低24%;平均Rm=331MPa,降低15%;平均伸长率为33%,提高20%;平均n值为0.22,提高20%;平均r值为0.72,降低32%,同时,氧化铁皮厚度降低31～35%。铁素体轧制热轧板屈服强度的降低,使冷轧过程的轧制力明显减小,冷轧极限压下率高于奥氏体轧制热轧板,可轧厚度由0.44mm降低至0.33mm以下。
王式兴[5]（2020）在《压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究》文中认为在化石燃料的气化利用过程中,由于原料的不同及气化方式的差异,气体燃料的组成存在着很宽的变化范围,如煤和生物质气化气的主要成分为氢气和一氧化碳,甲烷还包含氮气和二氧化碳等稀释气体。燃气组成的不确定性对燃烧室设备稳定运行和高效清洁燃烧提出了更高的要求。同时,发展多种高效燃烧方式如富氧燃烧结合CO2捕集与排放技术,燃气轮机贫预混稀薄燃烧技术对降低碳排放,控制污染物生成具有重要意义。化石燃料气化气还可以进一步合成为各种清洁替代能源,这其中,发展醇醚类含氧燃料和氨气无碳燃料对海陆空运输及电力生产具有重要意义。实际的工业燃烧设备包括燃气轮机,内燃机和增压锅炉等多为高温高压的燃烧环境。涉及到燃烧稳定性的燃料组分的变化,回火,熄火,自点火现象和高压下的可燃极限与预混火焰的固有参数层流火焰速度密切相关。为了进一步增加对不同燃料燃烧特性的了解,开展高压下实验室尺度的基础层流燃烧特性研究可以为机理发展和燃烧器设计提供实验基础。同时测量污染物的排放特性有利于选择合适的操作区间,对新型替代燃料在工业燃烧设备中的应用提供理论指导。本文搭建了高压层流燃烧试验台,结合光学测量方法,烟气测量方法和数值模拟手段对不同燃料和燃烧方式在压力条件下的层流燃烧特性进行了系统性的研究。首先,搭建了基于热流量炉的高温高压层流燃烧试验台,用于获得高压下一维绝热无拉伸平面火焰。首先研究了甲烷在高压下的富氧燃烧特性,测量了0.5MPa下的CH4/O2/N2和CH4/O2/CO2的层流火焰速度,系统研究了压力当量比,氧含量和二氧化碳稀释对层流火焰速度的影响。当前实验测量结果与文献值以及模拟结果具有良好的一致性,验证了高压试验台的可靠性。接着用一维火焰模型分析了CO2稀释的热扩散和化学反应作用。在常压和高压情况下,由CO2稀释导致的层流火焰速度降低,热扩散效应在起主要作用。然后用实验获得的火焰速度拟合了压力幂指数β,可以预测更高压力下的火焰速度,结果表明β随着氧摩尔分数的增加而增加。并且观察到压力幂指数在富燃区的先增加后减小行为和超绝热火焰温度现象,表示了富燃区反应路径发生变化。其次,研究了合成气贫燃高压层流燃烧特性及荧光测量。为了抑制细胞火焰,在O2/He氧化剂中测量了1.1 MPa下的稀薄预混H2-CO和H2-N2合成气的各种燃料掺混比的层流火焰速度,根据获得的实验结果,测试了五种合成气高温高压反应机理,并对其不同的准确性做出评价。不同机理的反应路径相同而选取速率常数不同是造成不同敏感性及不同预测结果的原因尤其是HO2链增长反应。随着压力的升高,层流燃烧速度降低,对于燃料中氢含量较高或氧化剂中稀释剂含量较高的合成气,质量燃烧率先增大后减小。这表明绝热火焰温度降低是导致质量燃烧速率的负压依赖性的原因,并降低了整体反应级数,总体反应级数对于火焰温度较低的合成气又会随着压力继续增加。另外研究了CO2稀释和甲烷添加对生物质合成气H2/CO/CH4/O2/稀释气的层流燃烧特性的影响。OH*化学发光的测量结果表明,随着压力的增加,火焰前锋高度先减小然后增大,这与质量燃烧速率的非单调变化相对应,并且可以用作机理验证的目标之一。最后,研究了氨气,二甲醚层流燃烧及污染物排放特性。首先进行了常压下甲烷/二甲醚/氢气/空气不同当量比的层流火焰速度测量,对比了氢气添加对二甲醚的氧化路径的影响。反应路径分析表明CH3是在C2路径和DME分解路径中重要的自由基。并由此推出层流火焰速度与自由基峰值摩尔分数呈线性相关。对于新型无碳燃料氨气,通过热流量炉法和烟气分析仪,获得了不同当量比,不同氨含量下压力0.5 MPa下的氨气/甲烷,氨气/氢气,氨气/一氧化碳和氨气/合成气的层流火焰速度和详细NOx排放数据。提高的氨质量燃烧率引入了较大的预测不确定度。然后用实验获得的火焰速度拟合了压力幂指数β,并且在中等氨含量的条件下β存在最小值导致了火焰速度在该范围内对压力变化十分敏感。压力指数可以作为是验证和发展氨化学的独立指标。敏感性和反应路径分析表明氨化学在富燃工况下比在贫燃工况下的重要性更强,尤其是通过再结合反应形成N2Hi的路径影响火焰速度。N2Hi反应路径和H2NO,N2O反应路径是决定贫燃和富燃侧火焰速度预测差别的原因,指出了后期机理优化调整的方向。氨气和不同成分的合成气掺混具有相似的NOx排放特性尽管它们的火焰速度相差很大。对于氨/氢气和氨/甲烷在高压下的详细NOx排放测量结果表明,NH3,HCN和NOx的生成分别在富燃和贫燃,高氨含量和低氨含量得到促进,提高压力降低了NOx排放水平,并给出了实际应用氨燃料推荐的掺混比和当量比。
马文鑫[6]（2020）在《压延胶片在冷却鼓上冷却过程的数值模拟及参数敏感度分析》文中研究表明冷却鼓装置是胶片生产线上的一个重要组成部分,作用是对压延成型的胶片充分降温并均匀冷却,以避免胶片成型过程中因长时间高温造成的性能下降,例如胶片在长时间高温下分子链容易断裂。因此,压延成型的胶片在冷却鼓上的冷却对胶片质量起着至关重要的作用。本课题结合流体力学和传热学理论,采用FLUENT软件对胶片在冷却鼓上的稳态换热过程进行数值模拟,并分析在胶片冷却过程中各参数对胶片冷却效率的影响。主要内容如下:（1）基于流体力学、传热学和数值模拟理论,对胶片在冷却过程中涉及到流动和传热的协同问题进行了研究,分析了影响传热的参数并建立了相关数学模型。（2）针对固体动边界传热模拟技术的限制,提出了热-流-固耦合换热下胶片冷却的模拟方法,将固体胶片模拟为流体胶片,建立了胶片-冷却鼓三维耦合换热模型。（3）对6种不同工况下胶片在10个冷却鼓上的冷却过程进行了模拟,得到了胶片和冷却鼓的温度分布。与实测数据对比发现,模拟结果和实测结果吻合,验证了所提出的传热有限元数值分析模拟方法的合理性。（4）建立了单冷却鼓有限元分析模型,系统分析了胶片冷却过程的工艺参数和冷却鼓结构参数对胶片冷却效率的影响,其中工艺参数包括胶片厚度、胶片宽度、胶片进鼓速度、胶片进鼓温度、冷却水进水温度、冷却水流量、环境温度、胶片包角,冷却鼓结构参数包括鼓的壁厚、鼓的材质以及流道结构等,得到了各参数对胶片冷却效率的影响趋势。（5）采用参数敏感度分析方法比较了各参数对胶片冷却效率的影响大小。将影响标准分为影响小、影响较小、影响较大和影响大四个等级。发现胶片入口温度对胶片冷却影响最大,胶片厚度和生产线速度的影响次之,环境温度的影响最小。这些结果对胶片冷却工艺的合理设计具有较大的参考价值。
靖赫然[7]（2020）在《数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究》文中指出随着5G通讯、物联网、人工智能技术的飞速发展,我国数据机房服务器设备的数据处理量高速增长,伴随着较大的发热量和较高的温度,严重影响设备稳定运行。要求机房内制冷设备全年8760h不间断运行并保证一定冗余,能耗问题日益严峻,制冷系统耗电量占机房总能耗的40%以上。降低数据机房空调系统能耗,已成为业界关注的焦点。当室外环境温度较低时,可充分利用室外自然冷能,减少和降低空调系统运行时间及能耗,实现数据机房绿色发展。本文根据数据机房规定的温湿度和洁净度的要求,研发了一种新型基于微热阵列的分体式自然冷能换热器与换热系统,并开展相应研究。将高效传热元件微热管阵列与锯齿形翅片及多孔通道平行流管有效结合,设计了紧凑式的室内侧及室外侧气-水式换热器,并采用闭式水冷循环系统将室内侧与室外侧微热管式换热器串联,建立了基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统。该系统实现了室内外环境之间间接式的高效换热,避免了空气的直接掺混,克服了室外空气受到洁净度及湿度等因素的限制,与现有热管形式的换热系统相比,系统匹配及布置形式更灵活,换热性能及稳定性能更优且更节省空间,同时闭式循环的系统形式相较于室外冷却塔等装置,解决了易冻及补水量较大的问题。本课题针对数据机房室内整体环境和热通道封闭的两种散热情形,对基于微热阵列的分体式自然冷能换热器传热特性、流动特性及换热系统的节能特性开展了如下研究:首先,对不同工质以及小蒸发段面积占比下的微热管阵列在加热温度为5～20oC,冷却温度为-15～10oC时的性能进行了研究及最优化选型。在自然对流及强制对流工况下,蒸发段长度为120 mm,充装工质为R141b时的微热管阵列的传热性能及均温性能最佳,通过对本文以及课题组前期对微热管阵列性能的研究的归纳汇总,为数据机房不同应用场景的微热管阵列选型提供参考。其次,设计并制作了微热管气-水式换热器及其实验台,对微热管换热器的换热性能与流动阻力特性进行了研究。微热管换热器热损失率较小,且逆流式的换热性能优于顺流式的。室内侧换热器的最大换热效率为81.4%,室外侧换热器的最大换热量为7.5 k W,相较于室内侧的9.3 k W减小了18.6%,室内侧换热器的最大?效率为38.5%,相较于室外侧增加了5.7%。二者空气侧最大阻力为339.8Pa,水侧最大阻力为8.86 k Pa。综合评价指标j/f 1/2相对于百叶窗翅片的板翅换热器提升了10.8%。并得到ε-NTU和压降随流量变化的拟合曲线,为后期换热器的理论设计与设备选型提供理论依据。再次,根据换热器性能的差异,建立了三种不同的室内侧与室外侧换热器组合形式（N=0.6,0.75,1）的分体式自然冷能换热系统,在两种散热情形下,对分体式系统的性能进行了实验研究与理论分析。整体环境散热情形下,N=1时的室内侧换热器的传热热阻相较于室外侧换热器减小了39.1%,系统不平衡性较明显。N=0.75时系统的传热及流动性能最优,系统最大换热量为8.7 k W,最大制冷能效系数EER为14.01。热通道封闭的散热情形条件下,N=0.75时系统具有最大换热量为12.4 k W,最大制冷能效系数EER为17.15,相较于整体散热情形分别提高了42.5%和22.4%。并得到系统EER在两种散热情形下的拟合曲线,为其在不同地区的实际应用提供参考。然后,对基于微热管阵列的换热器的传热单元与换热器进行了数值模拟与优化研究。将锯齿形翅片作为研究对象,建立了翅片单元模型,通过数值模拟计算得到表征翅片特性的传热因子j及摩擦因子f,并将其与实验值和理论经验值进行验证。将验证后的j和f、孔隙率以及物性参数作为已知条件赋予简化后的室内外换热器空气侧的多孔介质模型当中,对换热器进行模拟验证及性能优化。得到满足使用要求下的结构紧凑、换热高效的换热器结构形式。最后,对该数据机房自然冷能换热系统进行了不同地域及不同运行工况下的节能特性分析,得出此类系统的使用条件与节能设计方法。在最优化的换热器结构形式的基础上,针对不同气候区的六个典型城市,对数据机房在两种散热情形下的费效比、年节电量、投资回收期、能效指标进行了全年逐时分析。整体环境散热情形下,采用1500 m3/h小风量运行,增加模块数量的措施取得最低费效比,应用分体式自然冷能系统的数据机房的PUE值相较于采用常规空调系统的数据机房降低了11.9%～16.5%,最低PUE为1.75;热通道封闭的散热情形下,应采用2500 m3/h大风量运行,减小分体式系统模块的数量的措施取得最低费效比在0.15元/k Wh以内,投资回收期在1.7年以内,最低PUE为1.57,相较于采用常规空调系统制冷的数据机房降低了15.1%～25%。得到了分体式系统适用于不同气候区的最佳运行工况及系统模块数量,并针对不同气候区对应不同的环境温度条件,给出了数据机房空调系统和分体式自然冷能系统之间切换运行的温度节点及最佳运行策略,为后期分体式换热系统的模块化应用提供理论依据及指导。
张士亨[8]（2020）在《高压缩比点燃式天然气发动机性能优化策略研究及数值模拟》文中进行了进一步梳理随着汽车工业的发展和人口的大量增长,汽车保有量越来越大,能源危机和环境污染都引起了人们的重点关注,能源短缺危机和环境问题的日益加重迫使人们投入大量人力财力来寻找一个可替代的清洁能源来作为内燃机的替代燃料,摆脱对原油的依赖。天然气便是一种很有发展潜力的内燃机替代能源,它与汽油、柴油这些传统统内燃机燃料相比具有氢碳比高,燃烧热值高等优点,但由于其火焰传播慢,热效率低等缺点,导致其多年来并未受到市场的青睐。人们对天然气发动机的研究还大多停留在柴油机或汽油机的改造与调参,并未从其物理化学性质,内燃机设计参数和运行参数综合考虑其各个变量的规律,为天然气发动机的节能减排工作留下很多的挖掘空间。为弥补上述对天然气发动机研究的不足,本研究采用试验结合CFD多维模型仿真的方法从三种不同的策略改进缸内天然气的燃烧速度,并对天然气发动机燃烧、排放性能进行了综合性研究,提升热效率,增加节能减排的潜力。首先对一台稀燃天然气发动机进行了改造,在原有的天然气供给系统的基础上增加一套供气系统,用于除天然气外的其他气体的掺混,并按照试验规范对发动机开展了不同转速,不同负荷和两种不同燃料和掺混的稳态试验,测量并计算了各个工况的燃烧特征参数和排放性能,得到了不同纯度天然气、不同掺氢分数,不同二氧化碳分数的发动机燃烧和排放性能的变化规律,分析其差异的原因和影响。然后,对不同组分天然气混合气一维层流火焰进行了模拟,通过层流火焰结构的分析,层流火焰速度的计算,影响层流火焰速度的化学反应动力学基元反应的敏感性提取,探究了CO2稀释、H2掺混以及天然气中甲烷和乙烷、丙烷、正丁烷比例不同对层流火焰速度的影响。此外,建立了包括详细的进气口和排气口的三维（3D）全尺寸燃烧室,并使用三维建模技术对原始燃烧室进行了设计和调整,对不同的燃烧室,双火花塞点火模式进行了仿真模拟。最后对本文所用的三种提高燃烧速度策略对发动机燃烧和排放性能的影响进行了对比分析,选择了双火花塞点火的燃烧方式,并针对其Nox排放,分别模拟了4种不同EGR比的工况,以EGR限制燃烧放热率,平衡NOx排放和燃油经济性。论文的研究结果表明:（1）与经过提纯的液态甲烷气（LMG）相比,液化天然气（LNG）的燃烧速度较快,但差异都出现在小负荷工况,随转速和负荷提升,燃烧速度间的差异越来越小。由于LNG纯度问题在大负荷下发动机会由于爆震推迟点火提前角,降低热效率。在排放方面,由于LNG燃烧速度较快,燃烧温度较高,NOx排放水平略高于LMG,并且随着负荷的增加而加大。HC方面LNG和LMG没有明显差异,LNG在某些工况下HC排放稍大于LMG。（2）掺氢可以大大增加天然气发动机的混合气的燃烧速度,随着氢气体积分数的增加,50%燃烧曲轴角提前,10%-90%燃烧持续期缩短,有效热效率上升,NOx排放提升迅速,而HC排放量随氢气体积分数的增加而下降。燃烧混合气中二氧化碳的体积分数的增加减缓了燃烧速度,也使得发动机NOx排放大大降低。（3）在甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷四种烷烃中,相同外部条件下,乙烷的层流火焰速度最高,甲烷的层流火焰速度最低,丙烷和正丁烷的层流火焰速度相差很小。当甲烷分别和乙烷、丙烷和正丁烷掺混时,随着甲烷摩尔分数的降低,乙烷对混合气的层流火焰速度提升最为明显。并且在甲烷-乙烷混合气中,在乙烷摩尔分数小于40%时,层流火焰速度提升最为显着,并且其斜率随乙烷摩尔分数的增加而降低,在大于40%时,层流火焰速度随乙烷摩尔分数接近线性增长。（4）甲烷中掺混氢气可以增加反应中的自由基,增加反应温度从而提高层流火焰速度,甲烷中掺混二氧化碳降低了反应的速度,抑制了R31反应的进行,降低了反应中自由基的浓度,从而降低了层流火焰的速度。（5）加氢、改造燃烧室和双火花塞模式都能有效的提高气缸内天然气混合气的燃烧速率,提高热效率,其中加氢方式提高了点火到10%的持续期、50%燃烧曲轴角位置,而改造燃烧室增加缸内湍流强度对中期火焰传播速度有更大影响,加氢方式具有最高的指示热效率,但也有最高的NOx排放量。总的来说双火花塞点火模式参数调节方便,易于控制。使用双火花塞配合EGR的优化燃烧策略可以在提高燃烧速度的情况下有效降低NOx排放。通过本文的研究,对比了解决天然气提高燃烧速度的多种方式,深入研究了天然气中不同组分对其燃烧速度的影响机理,并对比了三种方式,提出了双火花塞配合EGR的改进策略。为深入理解发动机热功转换提供了很好的研究方式,为天然气发动机提出了一条高效、清洁的升级优化路线以及应对日益严格的排放法规提供了指导方向,并为天然气快速燃烧系统的设计开发提供了技术指导与数据支撑。
陈德敏[9]（2020）在《热轧区域钢坯（板）周期传热边界特征与温度场的协同机制》文中研究表明钢铁企业是高能耗、高污染行业,且产能过剩。企业为了生存发展,必须进行转型升级、开发高附加值、高性能产品。钢坯组织性能控制对产品质量有着重要影响,它与钢坯的温度分布、水平和梯度密切相关,而钢坯（板）传热边界又直接决定着温度的分布规律。因此,研究热轧区域钢坯（板）传热边界特征与温度场协同规律具有重要的意义。热轧区域包括加热炉、轧制和层流冷却三个单元。钢坯（板）从加热炉到层流冷却历经加热和多点冷却,是周期性的复杂传热过程,目前对这种复杂传热过程的规律尚不清楚。基于此,提出了采用实验测试、理论分析计算以及最小二乘有机结合得到表征边界函数的方法,发现了传热边界具有周期特征,并从正、反两方面研究了周期特征参数与温度场的协同性,获得了特征参数对传热效果的影响程度,分析了特征参数协同运行规律,为优化热工操作、合理安排加热（冷却）生产过程提供依据。具体结论如下:（1）各单元传热边界周期性显着,周期函数各不相同影响传热边界的因素为炉温和换热系数,它们都具有明显周期特征。研究发现加热炉炉温可以由三角函数和线性函数叠加而成,轧制单元换热系数主要为梯形波或者矩形波,层流冷却单元换热系数为以喷头为中心的半波正弦构成的分段函数。（2）传热边界特征参数振幅和周期对钢坯传热影响规律明显单一特征参数对钢坯（板）温度场虽有影响,但方式和效果并不相同。振幅反映了同一区域温度的涨、落,案例计算表明:加热炉炉温曲线振幅每增加1℃,钢坯表面温度最大增幅为1.22℃;层流冷却单元换热系数振幅每增加1W/（m2·K）,钢坯表面温度最大降幅为0.36℃。周期反映了沿钢坯（板）运行方向的温度分布或者冷却区域面积大小,案例计算表明:加热炉内周期越大,钢坯表面温度变化越平缓;层流冷却单元,周期越小,钢板冷却效果越差。（3）传热边界周期与振幅协同变化对温度目标的控制起着决定性的作用,对热轧区域的生产节奏调控有着重要影响正常生产条件下,加热炉内炉温曲线的振幅随着周期（加热时间）的增加而降低,二者呈指数函数关系。应用这一规律讨论加热炉燃耗发现,随着加热时间的逐渐延长,燃耗强度逐渐降低,但这种效果只是在某一个时间区间内有效,如案例加热炉在150min～206min效果明显。同时应用这一规律分析了加热时间分别为170min、190min和210min三种条件下的区域热效率,结果表明,加热时间越短,区域热效率越高,特别是在一加热段内的各区域热效率增加最明显。层流冷却换热系数的振幅随着周期（冷却时间）的增加而降低,二者呈线性关系。热轧区域生产节奏调控主要是各单元传热边界周期（加热时间、轧制时间、冷却时间）的协同,案例生产线可调控加热时间为4080s,与其相对应的能耗调控量为0.58GJ/t,可调控的冷却时间为10.76s。
孙逸峰[10]（2020）在《新型快冷装置设计研制与性能测试研究》文中研究说明钢铁行业作为我国国民经济的重要组成部分,经过数十年的发展,已经成为我国经济实力和工业文明的重要标志之一,热轧带钢生产占据钢材生产产量的30%,是钢材生产的重要来源。热轧带钢发展主要依靠控制轧制和控制冷却技术（thermomechanical control process,缩写为TMCP）,控轧控冷技术可以提高产品的质量、产量和组织性能,被誉为“近百年热轧钢材生产革命性技术”。其中控制冷却技术是钢种在达到奥氏体相变温度区间时控制冷却工艺制度,使得相变组织细化、合理相变,得到强度、韧性等组织性能更好的产品。控制冷却技术发展正由传统的层流冷却至新型快速冷却过渡,近年来,控制冷却技术关于加密冷却装置的研究已经取得了一定的成效,开发研究了很多新型装置。本文在调研现有装置的基础上,依据中小型企业的需求,设计了一种启停响应时间短、冷却速率可调范围大和冷却能力较高的加密新型快冷装置,对其进行结构参数的模拟研究,并搭建冷却条件测试平台,对其换热性能和冷却能力进行测试和评估。本课题主要从新型快冷装置结构设计、新型快冷装置流场仿真及结构优化、新型快冷装置冷却条件测试平台搭建及测试和新型快冷装置冷却能力分析四个方面进行。首先,根据新型快冷装置冷却形式、响应特点和均匀性要求,由出口至入口初步设计了新型快冷装置具体结构形式,并通过流场分析和启停响应计算,对装置初步设想进行预期分析。然后,利用有限元软件FLUENT对新型快冷装置进行重要参数的有限元仿真分析,分别对出口排布方式、内集管、阻尼孔面积、侧边距离、入口变径和入口长度等进行了影响规律分析,并根据分析结论对结构参数进行了优化。其次,自主搭建冷却条件测试平台,用以对新型快冷装置冷却换热温降进行测试,由测试得出的换热温降曲线反求对流换热系数,选取并分析了钢板材料、水流压力、钢板厚度和钢板初始温度对换热系数的影响,并构建了综合各种因素的对流换热系数模型。最后,利用冷却条件测试平台对层流装置和层流加密装置进行换热性能测试,并对比新型快冷装置的冷却温降和冷却换热量进行冷速分析,模拟仿真了不同装置的设备冷却单元冷却温降并进行对比,分析新型快冷装置的冷却能力。
二、2050层流冷却温度计算模型的研究及改造（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、2050层流冷却温度计算模型的研究及改造（论文提纲范文）
（1）外热式气基直接还原炼铁工艺的基础与应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 国内外气基直接还原炼铁工艺的发展 |
| 2.1.1 竖炉工艺基本特点 |
| 2.1.2 Midrex工艺流程 |
| 2.1.3 HYL-Ⅲ/Energiron工艺 |
| 2.1.4 CSDRI工艺 |
| 2.1.5 煤制气-气基竖炉直接还原工艺 |
| 2.1.6 使用焦炉煤气生产还原铁工艺 |
| 2.1.7 外热式竖炉工艺 |
| 2.1.8 氢冶金研究进展 |
| 2.2 气体还原铁氧化物的研究现状 |
| 2.3 课题研究的目的和意义 |
| 3 研究内容和研究方法 |
| 3.1 外热式气基直接还原炼铁工艺的设想 |
| 3.2 多元多相平衡的研究 |
| 3.2.1 多元气体还原铁氧化的反应特点 |
| 3.2.2 热力学平衡的研究方法 |
| 3.2.3 最小自由能法 |
| 3.3 多元多相气基直接还原炼铁的热力学平衡模型 |
| 3.3.1 气基直接还原铁氧化物的最小自由能模型 |
| 3.3.2 吉布斯自由能函数的推导 |
| 3.3.3 初始反应条件的设置 |
| 3.3.4 多元多相平衡状态的解析 |
| 3.4 金属铁完全还原时平衡态组成和反应热焓的计算方法 |
| 3.5 还原过程能量消耗模型 |
| 3.6 小结 |
| 4 CO+H_2还原气对Fe_2O_3还原的热力学研究 |
| 4.1 还原气量对平衡状态的影响 |
| 4.1.1 还原气量对平衡态产物的影响 |
| 4.1.2 还原气量对气体利用率的影响 |
| 4.1.3 还原气量对气体平衡态浓度的影响 |
| 4.1.4 还原气量对气体平衡浓度的影响 |
| 4.1.5 还原气量对还原参与度的影响 |
| 4.1.6 还原气量对体系反应热焓的影响 |
| 4.1.7 体系设定对平衡态产物的影响 |
| 4.1.8 体系设定对平衡状态的影响 |
| 4.2 还原温度对平衡产物的影响 |
| 4.2.1 体系设定中不含Fe_3C+C+CH_4对平衡状态的影响 |
| 4.2.2 体系设定中包含Fe_3C+C+CH_4对平衡状态的影响 |
| 4.3 对平衡状态影响因素的分析 |
| 4.3.1 温度和压强对还原参与度的影响 |
| 4.3.2 温度和压强对平衡浓度的影响 |
| 4.3.3 温度和压强对平衡态浓度的影响 |
| 4.3.4 温度和压强对气体利用率的影响 |
| 4.4 气基还原过程能源消耗影响因素的分析 |
| 4.4.1 还原温度对能源消耗的影响 |
| 4.4.2 体系压强对能源消耗的影响 |
| 4.4.3 初始浓度对能源消耗的影响 |
| 4.4.4 还原温度900℃时的气基直接还原炼铁的能耗分析 |
| 4.4.5 热回收率的影响因素分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 含CH_4还原气对Fe_2O_3还原的热力学研究 |
| 5.1 还原气量对平衡状态的影响 |
| 5.1.1 还原气量对平衡态下产物的影响 |
| 5.1.2 还原气量对气体利用率的影响 |
| 5.1.3 还原气量对气体平衡态浓度的影响 |
| 5.1.4 还原气量对气体平衡浓度的影响 |
| 5.1.5 还原气量对还原参与度的影响 |
| 5.1.6 还原气量对体系反应热焓的影响 |
| 5.1.7 还原气量对CH_4转化率的影响 |
| 5.1.8 还原气量对产气比的影响 |
| 5.2 平衡态的影响因素分析 |
| 5.2.1 温度对平衡态的影响 |
| 5.2.2 压强对平衡态的影响 |
| 5.2.3 CO初始浓度对平衡态的影响 |
| 5.2.4 CH_4初始浓度对平衡态的影响 |
| 5.3 CH_4初始浓度对能源消耗的影响 |
| 5.3.1 CH_4初始浓度对还原气需求量的影响 |
| 5.3.2 CH_4初始浓度对体系反应热焓的影响 |
| 5.3.3 CH_4初始浓度对还原气升温显热的影响 |
| 5.3.4 CH_4初始浓度对体系热效应的影响 |
| 5.4 焦炉煤气还原Fe_2O_3的研究 |
| 5.4.1 焦炉煤气量对还原Fe_2O_3的影响 |
| 5.4.2 压强对焦炉煤气还原Fe_2O_3的影响 |
| 5.4.3 温度对焦炉煤气还原Fe_2O_3的影响 |
| 5.5 CO+H_2+CH_4还原Fe_2O_3的能源消耗研究 |
| 5.6 小结 |
| 6 多元多相气基直接还原平衡的实验验证 |
| 6.1 还原-熔分实验 |
| 6.1.1 实验原料 |
| 6.1.2 实验方法 |
| 6.1.3 实验结果与讨论 |
| 6.2 气基直接还原过程析碳现象实验 |
| 6.2.1 实验方法与过程 |
| 6.2.2 实验结果与讨论 |
| 6.3 小结 |
| 7 外热式气基直接还原炼铁工艺的应用研究 |
| 7.1 外热式还原竖炉的构成 |
| 7.2 外加热下气基还原体系的物料平衡的研究 |
| 7.2.1 碳酸钙球团在还原过程的分解研究 |
| 7.2.2 原料铁品位对还原铁的铁含量的影响 |
| 7.2.3 气体利用率对还原气量的影响 |
| 7.2.4 气体利用率对炉顶气成分的影响 |
| 7.3 外热式气基还原体系的热平衡的研究 |
| 7.3.1 炉顶段热平衡研究 |
| 7.3.2 还原段热平衡研究 |
| 7.3.3 炉下段热平衡研究 |
| 7.3.4 炉底段热平衡研究 |
| 7.3.5 还原体系所需的能量补充和燃气需求量的分析 |
| 7.4 外热式气基还原体系中还原气体压强变化的研究 |
| 7.4.1 外热式还原竖炉的温度分布和气体分布 |
| 7.4.2 气体压降模型的基本原理 |
| 7.4.3 气体压降模型的应用 |
| 7.4.4 气基还原炉体系内部压降分析 |
| 7.4.5 气体利用率对炉内压降的影响 |
| 7.5 外热式气基还原体系中各系统间传热的研究 |
| 7.5.1 火道燃烧室的供热研究 |
| 7.5.2 外加热火道燃烧室与炉壳间散热损失的研究 |
| 7.5.3 火道蓄热室的换热损失研究 |
| 7.5.4 火道导热壁的传热研究 |
| 7.5.5 气体与球团的换热研究 |
| 7.6 讨论 |
| 7.6.1 球团尺寸对气体压降的影响 |
| 7.6.2 还原气浓度组成对外热式竖炉工艺参数的影响 |
| 7.6.3 Fe产量对外热式竖炉工艺参数的影响 |
| 7.7 小结 |
| 8 结论和展望及创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 8.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录A 以Lingo求解最小自由能问题的程序和结果 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于流场劈分的EGS产能和寿命的预测方法与优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 EGS热开采影响因素研究 |
| 1.2.2 EGS开采潜力估算研究 |
| 1.2.3 井网取热与井网劈分方法研究 |
| 1.2.4 热储层寿命研究 |
| 1.3 主要研究内容、技术路线及创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于流场劈分的EGS产能和寿命预测机制 |
| 2.1 EGS换热系统及换热机制 |
| 2.1.1 EGS换热系统 |
| 2.1.2 基本假设 |
| 2.1.3 EGS换热机制 |
| 2.2 EGS产能与寿命预测方法 |
| 2.2.1 体积法地热资源产能预测原理 |
| 2.2.2 EGS产能和寿命预测方法 |
| 2.3 流场分布规律及EGS应用 |
| 2.3.1 平面多井流场分布规律 |
| 2.3.2 流场劈分方法在多井EGS应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双井EGS产能和寿命预测方法研究 |
| 3.1 双井EGS产能和寿命预测原理 |
| 3.2 渗流换热模拟实验与数值验证 |
| 3.2.1 渗流换热模型实验研究 |
| 3.2.2 渗流换热实验数值模拟验证 |
| 3.3 双井EGS换热数值模拟 |
| 3.3.1 双井EGS取热模型概述 |
| 3.3.2 双井EGS模型热物性参数取值 |
| 3.3.3 网格独立性验证 |
| 3.3.4 模拟结果分析与关键参数主要因素修正 |
| 3.4 双井EGS产能和寿命预测 |
| 3.4.1 热储终温T_(ml)变化规律 |
| 3.4.2 大地热补偿热量Q_t变化规律 |
| 3.4.3 平均产出温度T_(out)变化规律 |
| 3.4.4 系数α的变化规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多井EGS流场劈分方法研究 |
| 4.1 流场分布规律和劈分方法 |
| 4.1.1 多井平面稳态渗流的流场劈分原则 |
| 4.1.2 多井平面稳态渗流的流场劈分结果 |
| 4.2 多井平面水电比拟实验验证 |
| 4.2.1 实验原理 |
| 4.2.2 实验系统改装与实验设计 |
| 4.2.3 仪器校准与实验步骤 |
| 4.2.4 实验结果分析 |
| 4.3 多井平面渗流场数值模拟验证 |
| 4.3.1 多井平面渗流模型建立 |
| 4.3.2 多井平面渗流工况及参数取值 |
| 4.3.3 模拟结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于流场劈分的多井EGS产能和寿命预测方法研究 |
| 5.1 多井EGS产能和寿命预测原理 |
| 5.1.1 多井平面流场流速折减机理 |
| 5.1.2 多井EGS产能和寿命预测关键参数及其定性公式 |
| 5.2 多井流速折减实验 |
| 5.2.1 多井流速折减实验原理 |
| 5.2.2 实验系统概述及搭建 |
| 5.2.3 实验设计与实验步骤 |
| 5.2.4 实验结果及分析 |
| 5.3 多井整体数值模拟与劈分后数值模拟对比 |
| 5.3.1 多井EGS整体数值模型的建立 |
| 5.3.2 多井EGS劈分后对应的双井EGS模型建立 |
| 5.3.3 多井EGS模型热物性参数取值 |
| 5.3.4 网格独立性验证 |
| 5.3.5 模拟结果分析 |
| 5.4 多井EGS产能和寿命预测 |
| 5.4.1 多井EGS产能预测 |
| 5.4.2 平均产出温度和形状系数的预测 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 EGS产能和寿命预测公式验证与优化 |
| 6.1 双井EGS产能和寿命预测公式验证 |
| 6.2 多井EGS产能和寿命预测公式验证 |
| 6.2.1 热海地热田地质赋存条件 |
| 6.2.2 热海地热田数值模型 |
| 6.2.3 公式预测结果与数值结果对比 |
| 6.3 EGS产能和寿命预测公式的应用与优化 |
| 6.3.1 三井EGS产能和寿命预测公式的应用 |
| 6.3.2 六井EGS产能和寿命预测公式的应用 |
| 6.3.3 EGS的建设与运行过程的优化 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与的项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 选题依据 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 研究现状 |
| 1.4.1 地热开发利用现状 |
| 1.4.2 中深层同轴换热器研究现状 |
| 1.4.3 多通道及多孔介质对流换热研究现状 |
| 1.4.4 裂隙介质渗流传热研究现状 |
| 1.5 已有研究中的不足 |
| 1.6 研究内容和技术路线 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 1.7 论文主要创新点 |
| 第二章 同轴换热器现场监测试验研究 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 研究区中深层地理地热地质条件分析 |
| 2.2.1 研究区供热必要性 |
| 2.2.2 研究区供热优越性 |
| 2.2.3 研究区供热适宜性 |
| 2.3 研究区同轴换热的优势性 |
| 2.4 换热器井孔概况 |
| 2.4.1 井位 |
| 2.4.2 井身结构 |
| 2.4.3 嵌入地层 |
| 2.5 现场监测试验 |
| 2.5.1 井下监测装置 |
| 2.5.2 地面监测装置 |
| 2.5.3 现场试验过程 |
| 2.5.4 试验不确定性分析 |
| 2.6 现场试验结果 |
| 2.6.1 地温特征 |
| 2.6.2 流体温度随时间演化 |
| 2.6.3 系统间歇运行演化特征 |
| 2.6.4 流体温度随深度分布 |
| 2.7 系统性能分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 同轴换热器数值模拟研究 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 模型建立 |
| 3.3 初始和边界条件 |
| 3.4 传热分析 |
| 3.5 热阻分析 |
| 3.6 模型验证 |
| 3.7 结果分析与讨论 |
| 3.7.1 开采强度的影响 |
| 3.7.2 换热器组成属性的影响 |
| 3.7.3 热储特征的影响 |
| 3.7.4 流体注入速率的影响 |
| 3.7.5 间歇运行的影响 |
| 3.7.6 热储影响范围分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 多通道及多孔介质热储强化试验研究 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 射孔强化方法 |
| 4.3 多通道对流传热试验 |
| 4.3.1 多通道样品 |
| 4.3.2 对流换热试验装置 |
| 4.3.3 试验过程及方案 |
| 4.3.4 多通道传热数据处理 |
| 4.3.5 多通道对流传热结果 |
| 4.4 多通道岩样力学损伤特征 |
| 4.4.1 试验装置概述 |
| 4.4.2 试验过程及方案 |
| 4.4.3 弹性波速试验结果 |
| 4.4.4 力学损伤结果 |
| 4.5 热储局部刺激——等效多孔介质 |
| 4.6 多孔介质对流传热试验 |
| 4.6.1 多孔介质样品 |
| 4.6.2 对流换热试验装置 |
| 4.6.3 试验过程及方案 |
| 4.6.4 多孔介质传热数据处理 |
| 4.6.5 多孔介质对流传热结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 粗糙裂隙介质热储强化试验及模型研究 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 热储局部刺激——离散裂隙介质 |
| 5.3 试验装置概述 |
| 5.4 岩样制备 |
| 5.4.1 3D打印及数字模型化 |
| 5.4.2 样品浇筑 |
| 5.5 粗糙裂隙渗流试验 |
| 5.5.1 试验过程及方案 |
| 5.5.2 粗糙渗流试验结果 |
| 5.5.3 粗糙度方向性对渗流作用 |
| 5.5.4 支撑剂和温度对渗流影响 |
| 5.6 粗糙裂隙传热试验 |
| 5.6.1 试验过程及方案 |
| 5.6.2 传热试验数据处理 |
| 5.6.3 传热试验不确定度分析 |
| 5.6.4 粗糙裂隙传热试验结果 |
| 5.6.5 粗糙度方向性对传热的影响 |
| 5.6.6 典型粗糙裂隙传热分析 |
| 5.7 粗糙裂隙渗流传热数值模型研究 |
| 5.7.1 数值模型建立 |
| 5.7.2 初始和边界条件 |
| 5.7.3 数据处理 |
| 5.7.4 网格划分及验证 |
| 5.7.5 数值模拟结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间科研成果 |
| 致谢 |
（4）CSP流程铁素体轧制关键技术及材料软化机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 CSP流程工艺概述 |
| 2.1.1 CSP流程的特点 |
| 2.1.2 CSP流程核心技术的应用 |
| 2.1.3 CSP生产低碳热轧板的组织性能特点 |
| 2.2 铁素体轧制技术概述 |
| 2.2.1 铁素体轧制的定义 |
| 2.2.2 产品组织和性能特点 |
| 2.2.3 铁素体轧制工艺的优势与局限 |
| 2.2.4 铁素体轧制的适用条件 |
| 2.2.5 铁素体轧制工艺的制定 |
| 2.3 铁素体轧制国内外发展现状 |
| 2.3.1 国外的发展现状 |
| 2.3.2 国内的发展现状 |
| 2.4 薄板坯连铸连轧铁素体轧制工艺开发的关键问题 |
| 2.4.1 铁素体轧制过程的流变应力 |
| 2.4.2 铁素体轧制过程中的再结晶与软化机理 |
| 2.4.3 铁素体轧制组织演变和对热轧板织构及对成形性能的影响 |
| 2.4.4 铁素体轧制第二相析出物和位错密度特征 |
| 2.4.5 铁素体轧制工艺对冷轧退火产品组织、织构影响 |
| 3 研究内容、技术路线与创新性 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.2 技术路线 |
| 3.3 研究的难点和创新点 |
| 3.3.1 研究难点 |
| 3.3.2 研究创新点 |
| 4 热变形过程的材料基础特性研究 |
| 4.1 相变规律研究 |
| 4.1.1 实验材料与方法 |
| 4.1.2 动态相变点的测定 |
| 4.1.3 工艺参数对动态相变点的影响 |
| 4.2 SPHC奥氏体动态再结晶规律研究 |
| 4.2.1 实验材料与方法 |
| 4.2.2 应力应变曲线分析 |
| 4.2.3 金相组织分析 |
| 4.2.4 动态再结晶临界变形条件的确定 |
| 4.3 SPHC铁素体动态再结晶规律研究 |
| 4.3.1 实验材料与方法 |
| 4.3.2 工艺参数对铁素体动态再结晶的影响 |
| 4.3.3 铁素体轧制的变形抗力变化规律研究 |
| 4.3.4 铁素体轧制变形抗力的本构模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 铁素体轧制工艺对热轧板组织性能影响研究 |
| 5.1 实验材料与方法 |
| 5.2 热轧板的组织性能对比研究 |
| 5.2.1 显微组织分析 |
| 5.2.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 5.2.3 织构结果分析 |
| 5.2.4 位错密度分析计算 |
| 5.2.5 力学性能结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 铁素体轧制工艺对退火成品板组织性能影响研究 |
| 6.1 实验材料与方法 |
| 6.2 SPHC冷轧板对比分析 |
| 6.2.1 显微组织分析 |
| 6.2.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 6.2.3 织构结果分析 |
| 6.3 SPHC罩退板对比分析 |
| 6.3.1 显微组织分析 |
| 6.3.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 6.3.3 织构结果分析 |
| 6.3.4 力学性能结果分析 |
| 6.4 SPHC连退板对比分析 |
| 6.4.1 显微组织分析 |
| 6.4.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 6.4.3 织构结果分析 |
| 6.4.4 力学性能结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 铁素体轧制软化机理研究及工艺参数优化 |
| 7.1 铁素体轧制软化机理研究 |
| 7.1.1 屈服强度降低理论计算 |
| 7.1.2 晶粒粗化及软化机理分析 |
| 7.2 铁素体轧制成形性影响机理研究 |
| 7.3 铁素体轧制试生产工艺优化及实践效果 |
| 7.3.1 铁素体轧制热轧生产工艺优化 |
| 7.3.2 铁素体轧制热轧实践效果 |
| 7.3.3 冷轧轧制力及极限压下率对比分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 压力条件下火焰燃烧及应用 |
| 1.2.1 整体煤气化联合循环关键技术 |
| 1.2.2 富氧燃烧技术 |
| 1.2.3 新型替代燃料 |
| 1.3 层流预混火焰特性 |
| 1.3.1 层流预混火焰结构 |
| 1.3.2 火焰速度定义 |
| 1.3.3 压力条件下火焰速度测量方法 |
| 1.3.3.1 球形爆炸法 |
| 1.3.3.2 对冲火焰法和停滞流火焰法 |
| 1.3.3.3 锥形火焰/本生灯法 |
| 1.3.3.4 热流量法 |
| 1.4 压力条件下层流火焰燃烧特性研究现状 |
| 1.4.1 含氧燃料及富氢燃料层流燃烧特性 |
| 1.4.2 甲烷富氧层流燃烧特性 |
| 1.4.3 合成气高压层流燃烧特性 |
| 1.4.4 氨气高压层流燃烧特性 |
| 1.5 压力条件下多组分测量研究现状 |
| 1.5.1 烟气测量方法 |
| 1.5.2 光学测量方法 |
| 1.6 本文研究内容及结构 |
| 2 试验仪器及系统 |
| 2.1 热流量炉燃烧器 |
| 2.2 高压燃烧试验台 |
| 2.2.1 高压腔腔体 |
| 2.2.2 压力及排气控制 |
| 2.2.3 数据采集及软件 |
| 2.3 实验不确定度分析 |
| 2.4 像增强型CCD相机(ICCD) |
| 2.5 烟气分析仪 |
| 3 常压下氢气掺混甲烷/二甲醚的层流火焰速度测量及机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法和模拟手段 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 动力学模拟 |
| 3.3 实验结果和机理验证 |
| 3.4 甲烷/二甲醚掺混比和氢气含量的影响 |
| 3.5 敏感性和动力学分析 |
| 3.6 H,OH和CH_3的自由基行为 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 加压条件下甲烷富氧燃烧层流火焰速度及机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法和模拟手段 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 模拟手段 |
| 4.3 当量比和压力对CH_4/O_2/N2层流火焰速度的影响 |
| 4.4 当量比和压力对CH_4/O_2/CO_2层流火焰速度的影响 |
| 4.5 CO_2稀释的热扩散作用和化学反应作用 |
| 4.6 敏感性和动力学分析 |
| 4.7 富燃区非单调行为 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 高压下合成气层流火焰燃烧特性及化学荧光分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法和模拟手段 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 模拟手段 |
| 5.3 当量比对合成气层流火焰速度的影响 |
| 5.4 压力对合成气层流火焰速度的影响 |
| 5.5 H_2-CO比例对合成气层流火焰速度的影响 |
| 5.6 CO_2稀释对合成气层流火焰速度的影响 |
| 5.7 甲烷添加对合成气层流火焰速度的影响 |
| 5.8 质量燃烧率 |
| 5.9 敏感性和动力学分析 |
| 5.9.1 不同压力下的敏感性和自由基生成速率 |
| 5.9.2 不同CO_2稀释的敏感性和反应速率 |
| 5.9.3 不同CH_4添加的组分场 |
| 5.10 火焰前锋高度变化 |
| 5.11 本章小结 |
| 6 高压下氨气层流火焰燃烧特性及NO_x排放测量 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 火焰不稳定分析及模拟手段 |
| 6.2.1 火焰不稳定性对SL测量的影响 |
| 6.2.2 辐射对SL测量的影响 |
| 6.2.3 金属盘片的催化对SL测量的影响 |
| 6.2.4 烟气测量方法 |
| 6.2.5 模拟手段及机理发展 |
| 6.3 氨/合成气层流火焰速度 |
| 6.3.1 氨气含量对层流火焰速度的影响 |
| 6.3.2 当量比对层流火焰速度的影响 |
| 6.4 氨/甲烷层流火焰速度及机理发展 |
| 6.4.1 氨/甲烷机理发展 |
| 6.4.2 氨/甲烷及氨/氢气火焰速度 |
| 6.5 压力对氨气层流火焰速度的影响 |
| 6.6 火焰速度动力学及敏感性分析 |
| 6.6.1 NH_3/合成气/空气火焰 |
| 6.6.2 NH_3/氢气/空气火焰 |
| 6.7 NO_x排放特性 |
| 6.7.1 合成气掺混对氨火焰NO生成的影响 |
| 6.7.2 烟气NO_x测量结果分析 |
| 6.7.3 NO_x生成的动力学分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 全文总结 |
| 7.1 主要内容及结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
（6）压延胶片在冷却鼓上冷却过程的数值模拟及参数敏感度分析（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 胶片冷却装置 |
| 1.2.1 风冷式胶片冷却装置 |
| 1.2.2 水冷式胶片冷却装置 |
| 1.3 冷却鼓的研究进展 |
| 1.3.1 冷却鼓的制造技术 |
| 1.3.2 冷却鼓的应用现状 |
| 1.3.3 冷却鼓的数值模拟 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 压延胶片与冷却鼓传热分析基本理论与假设 |
| 2.1 研究方法简介 |
| 2.2 计算流体力学理论在冷却鼓中的应用 |
| 2.2.1 流体力学理论 |
| 2.2.2 流体力学基本控制方程 |
| 2.2.3 湍流模型基本理论 |
| 2.3 胶片与冷却鼓在传热过程中的数学模型 |
| 2.3.1 传热学基本方程 |
| 2.3.2 胶片与冷却鼓传热过程分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 压延胶片与冷却鼓传热过程的数值模拟 |
| 3.1 数值模拟模型的建立 |
| 3.1.1 胶片冷却装置结构 |
| 3.1.2 胶片和冷却鼓的有限元几何模型 |
| 3.1.3 胶片冷却过程中的技术参数 |
| 3.2 计算域的网格设置 |
| 3.2.1 网格类型和膨胀层层数的无关性验证 |
| 3.2.2 网格尺寸无关性验证 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.3 胶片换热过程仿真分析 |
| 3.3.1 湍流模型的选择 |
| 3.3.2 材料属性设置 |
| 3.3.3 旋转区域设置 |
| 3.3.4 边界条件的设置 |
| 3.3.5 求解控制 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 温度场分析 |
| 3.4.2 模拟结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 影响压延胶片冷却效率的参数敏感度分析 |
| 4.1 有限元分析模型 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 边界条件设置 |
| 4.2 各参数的影响分析 |
| 4.2.1 胶片宽度 |
| 4.2.2 胶片厚度 |
| 4.2.3 生产线速度 |
| 4.2.4 胶片包角 |
| 4.2.5 冷却水流量 |
| 4.2.6 冷却水入鼓温度 |
| 4.2.7 胶片入鼓温度 |
| 4.2.8 环境温度 |
| 4.2.9 螺旋流道高度 |
| 4.2.10 冷却鼓材料 |
| 4.2.11 冷却鼓壁厚 |
| 4.3 参数敏感度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（7）数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 能源现状 |
| 1.1.2 数据机房能耗现状 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外数据机房冷却系统研究现状 |
| 1.2.1 芯片级冷却系统研究现状 |
| 1.2.2 机柜级冷却系统研究现状 |
| 1.2.3 行间级冷却系统 |
| 1.2.4 房间级冷却系统 |
| 1.3 数据机房利用自然冷能节能的研究现状 |
| 1.3.1 自然冷却-风系统研究现状 |
| 1.3.2 自然冷却-水系统系统研究现状 |
| 1.3.3 自然冷却-热管系统研究现状 |
| 1.4 本课题研究内容及技术框架 |
| 1.4.1 研究思路及框架 |
| 1.4.2 本研究的主要内容 |
| 第2章 基于微热管阵列的气-水式换热器性能研究 |
| 2.1 微热管阵列及其传热特性 |
| 2.1.1 微热管阵列简介 |
| 2.1.2 微热管阵列实验测试平台 |
| 2.1.3 微热管阵列传热性能试验研究 |
| 2.2 基于微热管阵列的室内侧换热器性能研究 |
| 2.2.1 基于微热管阵列的室内侧换热器实验测试系统 |
| 2.2.2 实验测试方案及数据处理 |
| 2.2.3 基于微热管阵列的换热器的换热特性研究 |
| 2.2.4 基于微热管阵列的换热器的阻力特性研究 |
| 2.2.5 基于微热管阵列的换热器的综合性能评价 |
| 2.3 基于微热管阵列的室外侧换热器性能研究 |
| 2.3.1 室外侧微热管换热器及实验测试系统 |
| 2.3.2 实验测试方案及误差分析 |
| 2.3.3 室外侧换热器传热与流动特性 |
| 2.3.4 室外侧与室内侧微热管换热器的?效率对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 分体式自然冷能换热系统性能研究 |
| 3.1 分体式自然冷能换热系统构造及运行原理 |
| 3.2 分体式自然冷能换热系统实验平台 |
| 3.3 实验方法及数据处理 |
| 3.3.1 实验测试方案 |
| 3.3.2 分体式自然冷能换热系统的性能评价指标 |
| 3.3.3 实验数据误差分析 |
| 3.4 分体式换热系统在整体环境散热情形下的性能研究 |
| 3.4.1 分体式换热系统热损失性能分析 |
| 3.4.2 分体式换热系统换热性能分析 |
| 3.4.3 整体环境散热情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
| 3.5 整体环境散热情形不同组合形式的系统性能研究及优化分析 |
| 3.5.1 不同组合形式下的系统换热性能对比分析 |
| 3.5.2 不同组合形式下的系统流动特性分析 |
| 3.5.3 不同组合形式下的性能系数 EER 对比分析 |
| 3.6 分体式换热系统在热通道封闭情形下的性能研究 |
| 3.6.1 热通道封闭情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
| 3.6.2 热通道封闭散热情形的系统换热性能对比分析 |
| 3.6.3 热通道散热情形下的EER对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于微热管阵列的换热器数值模拟研究与优化 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 锯齿形翅片单元的数值模拟研究 |
| 4.2.1 锯齿形翅片单元物理模型 |
| 4.2.2 翅片单元的数学模型 |
| 4.2.3 传热因子j和摩擦因子f的验证 |
| 4.2.4 锯齿形翅片的温度、速度及压力分布 |
| 4.3 基于微热管阵列的换热器的数值模拟研究 |
| 4.3.1 室内侧换热组件的换热性能验证及结果分析 |
| 4.3.2 微热管换热器的优化研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 分体式自然冷能系统节能特性分析 |
| 5.1 数据机房节能概况 |
| 5.2 数据机房负荷特性模拟研究 |
| 5.2.1 数据机房模型及负荷特性 |
| 5.2.2 不同气候分区典型城市设定 |
| 5.2.3 不同典型城市的负荷计算 |
| 5.3 数据机房节能评价体系 |
| 5.3.1 数据机房能耗评价指标 |
| 5.3.2 数据机房节能改造设计及参数设定 |
| 5.3.3 改造后空调系统的节能评价指标 |
| 5.4 数据机房经济性能分析 |
| 5.4.1 北京地区整体环境散热情形下最佳运行模式 |
| 5.4.2 北京地区热通道封闭情形下最佳运行模式 |
| 5.4.3 不同典型城市的最佳运行模式分析 |
| 5.5 最佳模式下数据机房节能特性分析 |
| 5.5.1 整体环境散热情形下的节能特性分析 |
| 5.5.2 热通道封闭散热情形下的节能特性分析 |
| 5.5.3 不同典型城市下的节能特性对比分析 |
| 5.6 数据机房综合评价 |
| 5.6.1 电能利用效率PUE评价 |
| 5.6.2 碳使用率CUE评价 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）高压缩比点燃式天然气发动机性能优化策略研究及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 能源及能源危机 |
| 1.1.2 环境危机与大气污染 |
| 1.1.3 天然气作为内燃机的替代燃料 |
| 1.1.4 天然气内燃机与天然气汽车的发展情况 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 火花塞引燃式天然气发动机缸内燃烧的研究现状 |
| 1.2.2 火花塞引燃式天然气发动机缸内燃烧数值模拟的研究现状 |
| 1.2.3 点燃式天然气发动机研究的难点 |
| 1.3 本文研究内容和意义 |
| 1.4 课题来源 |
| 第2章 天然气发动机试验及性能分析 |
| 2.1 本文试验样机介绍 |
| 2.1.1 本文试验样机 |
| 2.1.2 试验所用燃料 |
| 2.2 天然气发动机台架性能测试 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 试验方案 |
| 2.2.3 试验台架布置 |
| 2.2.4 试验数据的处理 |
| 2.3 天然气纯度对稀燃天然气发动机性能的影响 |
| 2.3.1 天然气纯度对燃烧过程的影响 |
| 2.3.2 天然气纯度对排放性能的影响 |
| 2.4 氢气体积分数对稀燃天然气发动机性能的影响 |
| 2.4.1 氢气体积分数对天然气发动机燃烧特性参数的影响 |
| 2.4.2 氢气体积分数对天然气发动机排放性能的影响 |
| 2.5 二氧化碳体积分数对稀燃天然气发动机性能的影响 |
| 2.5.1 二氧化碳体积分数对天然气发动机燃烧参数的影响 |
| 2.5.2 二氧化碳体积分数对天然气发动机排放性能的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 天然气发动机燃料组分对层流火焰速度影响因素分析 |
| 3.1 研究层流火焰的意义 |
| 3.2 层流火焰的试验测量方法 |
| 3.3 一维层流火焰结构及火焰模型假设 |
| 3.4 化学反应动力学及机理的选择 |
| 3.5 天然气组分的层流火焰速度影响因素研究 |
| 3.5.1 当量比对天然气各组分的影响 |
| 3.5.2 天然气主要组分的火焰结构 |
| 3.5.3 乙烷、丙烷和丁烷摩尔分数对甲烷混合气层流火焰速度的影响 |
| 3.5.4 不同组分掺混的工况下基元反应与层流火焰速度的敏感性分析 |
| 3.6 天然气掺混气体对层流火焰速度影响因素研究 |
| 3.6.1 氢气分数对甲烷层流火焰速度的影响 |
| 3.6.2 二氧化碳分数对甲烷层流火焰速度的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 CFD理论基础及物理模型 |
| 4.1 CONVERGE软件 |
| 4.2 基本守恒方程 |
| 4.2.1 质量守恒 |
| 4.2.2 动量守恒 |
| 4.2.3 能量守恒 |
| 4.2.4 气体状态方程 |
| 4.2.5 组分守恒 |
| 4.3 计算流体力学常用离散化方法 |
| 4.3.1 有限差分法 |
| 4.3.2 有限单元法 |
| 4.3.3 有限体积法 |
| 4.4 流场的数值解法 |
| 4.5 物理模型 |
| 4.5.1 湍流模型 |
| 4.5.2 排放模型 |
| 4.5.3 燃烧模型 |
| 4.5.4 传热模型 |
| 4.6 CFD模型的建立和校核 |
| 4.6.1 几何模型的建立 |
| 4.6.2 物理子模型的选择及网格大小的设置 |
| 4.6.3 模型有效性验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 发动机结构参数的数值仿真计算 |
| 5.1 不同燃烧室形状对缸内燃烧的研究 |
| 5.1.1 燃烧室模型的设计 |
| 5.1.2 燃烧室形状对缸内燃烧和缸内湍流强度的影响 |
| 5.1.3 燃烧室形状对燃烧参数的影响 |
| 5.1.4 燃烧室对初始火焰发展的影响及火焰传播与湍流之间的相互作用 |
| 5.1.5 燃烧室形状对NO_x排放的影响 |
| 5.2 双火花塞点火对缸内燃烧和排放的研究 |
| 5.2.1 双火花塞模型的设计与布置 |
| 5.2.2 双火花塞点火模式对缸内燃烧的影响 |
| 5.2.3 双火花塞点火模式对排放的影响 |
| 5.3 三种提高燃烧速度方式对比 |
| 5.3.1 缸压及燃烧参数对比 |
| 5.3.2 NO_x排放性能对比 |
| 5.4 EGR率对双火花塞天然气性能的影响 |
| 5.4.1 EGR率对发动机燃烧特性的影响 |
| 5.4.2 EGR对双火花塞天然气发动机火焰发展传播的影响 |
| 5.4.3 EGR对双火花塞天然气发动机排放性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 全文总结 |
| 创新点说明 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读博士期间的科研成果 |
| 附录 B 攻读博士期间课题参与情况 |
| 致谢 |
（9）热轧区域钢坯（板）周期传热边界特征与温度场的协同机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 热轧区域系统的特点及传热研究重点 |
| 1.2.1 热轧区域系统特点 |
| 1.2.2 热轧区域传热研究重点 |
| 1.3 热轧区域传热研究现状 |
| 1.3.1 加热炉传热边界及传热模型研究现状 |
| 1.3.2 轧制传热边界及传热模型研究现状 |
| 1.3.3 层流冷却传热边界及传热模型研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文研究思路 |
| 第2章 钢坯(板)传热模型的建立 |
| 2.1 控制方程及定解条件 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 定解条件 |
| 2.2 区域离散化 |
| 2.2.1 空间网格划分 |
| 2.2.2 导热微分方程的离散 |
| 2.3 边界处理 |
| 2.4 离散方程求解 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 加热单元传热边界特征对传热过程影响 |
| 3.1 加热炉内传热过程分析 |
| 3.2 传热边界函数的获得 |
| 3.2.1 热平衡分析 |
| 3.2.2 炉温函数 |
| 3.2.3 对流换热系数 |
| 3.2.4 辐射全交换面积 |
| 3.3 传热边界特征及其对传热过程影响 |
| 3.3.1 炉温函数特征参数及其对传热过程影响分析 |
| 3.3.2 对流换热系数及其对传热过程的影响 |
| 3.3.3 辐射全交换面积的影响 |
| 3.4 案例分析 |
| 3.4.1 基本参数 |
| 3.4.2 传热边界函数特征参数的获得 |
| 3.4.3 钢坯温度场的验证 |
| 3.4.4 传热边界特征参数对温度场的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 轧制单元传热边界特征对传热过程影响 |
| 4.1 轧制单元传热过程分析 |
| 4.2 轧制单元传热边界特征函数 |
| 4.2.1 空冷阶段边界函数 |
| 4.2.2 除鳞阶段边界函数 |
| 4.2.3 轧制阶段边界函数 |
| 4.3 轧制单元传热边界特征及其对钢坯温度场影响 |
| 4.3.1 空冷阶段 |
| 4.3.2 除鳞阶段 |
| 4.3.3 轧制阶段 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 层流冷却单元边界特征对传热过程影响 |
| 5.1 层流冷却单元传热过程分析 |
| 5.2 层流冷却传热边界函数 |
| 5.3 层流冷却传热边界特征参数 |
| 5.4 传热边界特征参数对传热过程影响规律 |
| 5.4.1 特征参数对传热过程影响规律分析 |
| 5.4.2 案例分析 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 热轧区域传热边界与温度场协同 |
| 6.1 加热炉传热边界特征与温度场协同性 |
| 6.1.1 加热炉炉温振幅与周期的协同 |
| 6.1.2 加热炉炉温振幅与周期协同性应用 |
| 6.2 层流冷却传热边界特征与温度场协同性 |
| 6.2.1 水冷时间与振幅之间的协同 |
| 6.2.2 喷射高度与振幅之间的协同 |
| 6.2.3 水冷时间、喷射高度与振幅之间的协同 |
| 6.3 热轧区域传热边界特征与温度场协同性分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（10）新型快冷装置设计研制与性能测试研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 快速冷却装置研究现状 |
| 1.2.1 快速冷却装置分类 |
| 1.2.2 加密冷却装置结构形式研究现状 |
| 1.2.3 快冷装置冷却换热测试研究现状 |
| 1.3 课题来源与本文主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 新型快冷装置结构设计 |
| 2.1 新型快冷装置设计的关键点及难点 |
| 2.1.1 冷却形式 |
| 2.1.2 水流快速响应 |
| 2.1.3 水流均匀性 |
| 2.1.4 装置内部水流流向 |
| 2.2 冷却装置内部流场的流体力学基础 |
| 2.2.1 假设条件 |
| 2.2.2 流体运动过程中的基本定律 |
| 2.2.3 不可压缩流体的伯努利方程 |
| 2.3 新型快冷装置设计初步设想 |
| 2.3.1 出口冷却喷管布置形式设计 |
| 2.3.2 装置主体设计 |
| 2.3.3 入口结构设计 |
| 2.3.4 排污结构设计 |
| 2.3.5 整体设计总结 |
| 2.4 新型快冷装置初步设想分析 |
| 2.4.1 流体动力学模型 |
| 2.4.2 内部流场分析 |
| 2.4.3 出口速度均匀性分析 |
| 2.4.4 启停响应理论计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 新型快冷装置的流场仿真及结构优化 |
| 3.1 有限元方法简介 |
| 3.1.1 有限元原理 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.2 新型快冷装置设计参数分析 |
| 3.3 密集出口设计分析 |
| 3.3.1 密集出口排布模型及仿真设置 |
| 3.3.2 排布方式影响分析 |
| 3.4 装置内部结构设计分析 |
| 3.4.1 内集管影响分析 |
| 3.4.2 阻尼孔面积影响分析 |
| 3.4.3 侧边距离影响分析 |
| 3.5 入口结构参数设计分析 |
| 3.5.1 入口变径影响分析 |
| 3.5.2 入口长度影响分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 新型快冷装置冷却条件测试平台搭建及测试 |
| 4.1 冷却条件测试平台搭建 |
| 4.1.1 冷却条件测试平台水路原理 |
| 4.1.2 加热装置 |
| 4.1.3 超快冷冷却测试系统 |
| 4.1.4 打孔方式 |
| 4.1.5 实验测温点选取 |
| 4.1.6 实验操作流程 |
| 4.1.7 数据处理 |
| 4.2 新型快冷实验装置的研制 |
| 4.2.1 新型快冷实验装置的加工研制 |
| 4.2.2 实验装置水流量测试及模拟验证 |
| 4.3 冷却换热性能测试 |
| 4.3.1 求取换热系数方法 |
| 4.3.2 影响快冷装置冷却换热因素分析 |
| 4.3.3 钢板材料对换热系数的影响 |
| 4.3.4 水流压力对换热系数的影响 |
| 4.3.5 钢板厚度对换热系数的影响 |
| 4.3.6 钢板初始温度对换热系数的影响 |
| 4.4 换热模型构建 |
| 4.4.1 换热能力提升理论分析 |
| 4.4.2 对流换热系数回归建模 |
| 4.4.3 换热模型构建 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 新型快冷装置冷却能力分析 |
| 5.1 冷却能力对比实验研究 |
| 5.1.1 层流冷却装置冷却能力测试 |
| 5.1.2 层流加密装置冷却能力测试 |
| 5.1.3 三种装置冷却温降对比分析 |
| 5.1.4 三种装置冷却换热量对比分析 |
| 5.2 设备冷却单元冷速对比分析 |
| 5.2.1 模型设置 |
| 5.2.2 层流装置冷却结果 |
| 5.2.3 层流加密冷却结果 |
| 5.2.4 新型快冷装置冷却结果 |
| 5.2.5 三种装置对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
四、2050层流冷却温度计算模型的研究及改造（论文参考文献）
- [1]外热式气基直接还原炼铁工艺的基础与应用研究[D]. 孙贯永. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]基于流场劈分的EGS产能和寿命的预测方法与优化研究[D]. 孙玉学. 山东大学, 2021(12)
- [3]寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究[D]. 黄奕斌. 吉林大学, 2021
- [4]CSP流程铁素体轧制关键技术及材料软化机理研究[D]. 胡学文. 北京科技大学, 2021(02)
- [5]压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究[D]. 王式兴. 浙江大学, 2020(01)
- [6]压延胶片在冷却鼓上冷却过程的数值模拟及参数敏感度分析[D]. 马文鑫. 北京化工大学, 2020(02)
- [7]数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究[D]. 靖赫然. 北京工业大学, 2020(06)
- [8]高压缩比点燃式天然气发动机性能优化策略研究及数值模拟[D]. 张士亨. 湖南大学, 2020
- [9]热轧区域钢坯（板）周期传热边界特征与温度场的协同机制[D]. 陈德敏. 武汉科技大学, 2020(01)
- [10]新型快冷装置设计研制与性能测试研究[D]. 孙逸峰. 燕山大学, 2020(01)