第23卷 第1期安徽理工大学学报(自然科学版)
Vol.23 No.12003年3月
Journal of A nhui U niv ersit y of Science and T echno lo gy (N atur al Science)M AR.2003
冻结温度场的叠加计算与计算机方法
汪仁和1,李晓军2
(1.安徽理工大学土木工程系,安徽 淮南 232001;2.同济大学地下建筑与工程系,上海 200092)
摘 要:利用圆管稳定导热模型,将冻结区和降温区温度场的计算统一起来,方便地进行任意点的温度计算与分析;根据温差导热原理,建立了两根冻结管及多根冻结管下的温度场叠加计算公式,并利用计算机方法实现冻结管偏斜条件下,离散区域内各节点温度的计算与分析;模拟计算和工程实例分析都表明该分析方法方便、可行,为实现冻结法施工温度场分析信息化监控提供了基础。
关键词:冻结法;温度场;叠加计算;计算机
中图分类号:TD 265 文献标识码:A 文章编号:1672-1098(2003)01-0025-05收稿日期:2002—11—14
基金项目:安徽省教育厅自然科学基金资助项目(2002kj265)
作者简介:汪仁和(1956—),男,安徽长丰人,教授,硕士,主要从事冻土工程、岩土工程的教学与科研。E-mial:rh wang@https://www.doczj.com/doc/a6142188.html,
人工冻结法施工中的冻结壁温度场是由一根根冻结管温度场叠加而成的,由于冻结管温度场的时空性,加上冻结管的偏斜等因素的影响,使这种叠加计算十分复杂,尤其是当采用双圈孔冻结时,这种复杂的程度更为突出,至今在理论和实验、实测上都尚未解决。冻结壁温度场的计算是冻结壁强度和稳定性计算的基础,目前冻结壁的设计大多按均质冻结壁(按平均温度)进行[1,2],这与实际状况差别甚大。本文着重探讨冻结壁温度场的叠加计算方法和在计算机上的实现,为冻结温度场的计算机仿真分析和较精确的进行冻结壁计算提供依据。
1 冻结温度场的计算模型
根据大量的试验和测试数据表明,单孔冻结温度场呈对数曲线[3～6],若假定计算时刻的冻结温度场为稳定的二维温度场,则可视单孔冻结温度场的发展为圆管稳定导热问题。1.1 冻结区温度场
由圆管稳定导热方程及冻结圆柱内外边界温度条件,可得冻结区温度场的温度方程为r 2
r
的对数曲线:
t =t 1-(t 1-t 2)ln
r r 1ln r 2
r 1 若取t 2=0 →t 1ln
r 2
r
ln r 2
r 1
(1)式中:r 1为冻结管半径;r 2为冻结圆柱半径;t 1为冻
结管表面土温,可取为冻结盐水温度;t 2为冻结圆柱表面温度。1.2 降温区温度场
降温区温度场同样可以利用圆管稳定导热来分析,根据其边界条件:r =r 2,t =t 2=0℃;r =r 3,t =t 3,得降温区的温度曲线为:
t =t 3ln r 2r /ln r 3
r 2
(2)
式中:r 2,t 2意义同式(1);r 3为降温区的半径;t 3为
原始地温。
由于式(1)和式(2)假设的条件都是轴对称平面稳定热传导问题,其温度曲线与冻土或未冻土的物理性能无关。因两区的温度是连续的,则可假定降温区的温度曲线是冻结区温度曲线的延续,以t
=t 3,r =r 3,代入式(1),得两区温度曲线的统一方程:
r 3=r 2(r 2r 1)t 3t 1
=r 21-t 3
t
1?r 1t
3t 1
(3)
25
式中:r 取值范围为r 1≤r ≤r 3。
1.3 根据测温孔的温度求冻结圆柱(表面温度0℃)的半径
当测温孔在冻结区内,若已知测温孔距冻结管的距离r x ,测温孔的温度为t x ,盐水温度为t 1,由式(1)得:
r 2=e
t x
ln r 1
-t 1
ln r
x
t x -t 1
(4)
2 冻结温度场的叠加计算
2.1 双孔冻结下的温度场计算
研究双孔冻结下温度场的相互影响,可假设冻结管O 1是在另一个冻结管O 2预先形成的温度场内冻结而成(见图1)。M B 1
和N B 1
是O 1
单孔冻结
下的温度场曲线,且M 和N 是O 1冻结圆柱上的两个点,温度相同。因此,冻结管O 1冻结后,要使
M 点温度从N ′(℃)下降到M (℃),则N 点温度也要降低N ′-M (℃)。但是由于受冻结管O 2预先形成的温度场的影响,N 点的起始温度低于M 点,根据温差导热的概念
[7～8]
,N 点的温降值就要比M
点小。由此可建立双孔冻结下的温度场计算方法。
图1 双孔冻结温度场叠加计算方法
由图1可见,双孔冻结下冻结管O 1四周任意点的双孔温度(记为t 双孔),必然比其单孔冻结温度(记为t 孔1)低,记为 t 。则 t 为该点的对应点(M 点)在冻结管O 2温度曲线A B 2上的温度(记为t ′
孔2)与该点在孔O 2的温度曲线A B 2上的温度(如N 点)(记为t 孔2)之差,即 t =t ′
孔2-t 孔2。而该温度差值的大小与该计算点的初始温度有关,其关系应
为该点的导热量(q )与该点对应点的导热量(q ′)之比,并称之为温降系数 。由圆筒壁导热方程得计
算圆筒壁面上的热流量q = t
R
,其中R 为圆筒壁的
导热热阻,R =12 !ln r
r 1
,!为导热系数。根据图2中
冻结管和计算点的几何关系,有:
=q q ′=(t 孔2-t 1)/R (t ′孔2-t 1)/R =t 孔2-t 1
t ′孔2-t 1
(5)
t 双孔=t 孔1- t =t 孔1-t 孔2-t 1
t ′孔2-t 1
?ln(r ′/r 1)
ln[(r +L 12)/r 1]?(t ′孔2-t 孔2)
(6)
将t 孔1、t 孔2、用式(1)来表示,则式(7)式可写
成:
t 双孔=t 1ln r 2r ln r 2r 1-t 1
ln r 1r ′ln r 1r +L 12?ln r ′r +L 12
ln r 2r 1?ln r ′
r 1
ln r +L 12
r 1
(7)
式中:t 1,r 1,r 2意义同式(1);r 为计算点至冻结管
O 1的距离;r ′为计算点至冻结管O 2的距离;L 12为冻结管O 1至O 2
的距离。
图2 双孔冻结温度叠加计算示意图
2.2 多孔冻结下的温度场
在实际工程中,冻结范围内任意一点的温度固然要受到两个相邻冻结管的影响,同时还应该受到一定范围内的其它冻结管的影响,为此,将双冻结孔影响下的分析公式,推广到多孔影响下的温度计算,根据式(7)得:
t n =t 孔1-(
1 t 1+
2 t 2+…+ n -1 t n -1)(8)
其中: i =
t i -t 1
t ′i -t 1
?ln(r /r 1)ln[(r +L 12)/r 1]为第n 根冻结26
安徽理工大学学报(自然科学版) 2003年第23卷
管的温度降低系数(1≤i ≤n -1)。3 温度场计算的计算机方法
3.1 网格的划分
为了获得整个冻结温度场的温度分布,并考虑到计算的速度和方便,将冻结平面区域以井筒中心为圆心划分为M 个同心圆,每个同心圆环又等分为N 个单元。显然,当已知单孔冻结圆柱半径r 2确定以后,就可依据式(8)计算每个单元节点的温度值,从而掌握整个冻结温度场的温度分布情况。在实际编程中,计算网格划分如图3所示。图3中1,2,…,M ×N 为节点编号; , ,
…为单元编号。
图3 网络划分
3.2 温度场等值线的绘制
温度场中的等温线可以直观地反映出冻结壁温度场的温度分布状况,对进行冻结壁温度计算和
分析问题有很大帮助。而等值线的求解问题可以归结为求函数f (x ,y )=C (C 为常数)的问题。
设f (x ,y )在扇形网格的每一个线段上都是线性分布的,从而可用线性插值法求给定函数值的点的坐标。显然,如果等值线与单元的某条边上有交点,则该单元一般还存在其它同等值线有交点的边,将这些点用直线联接起来,就得到一段等值线,若对每个单元都如法炮制,就可得到给定函数值的等值线。
设单元的某一线段的两端点为A 和B ,若f (A )≤C ≤f (B ),或f (A )≥C ≥f (B )时,则等值线与该线段有交点,否则无交点,也即有交点的条件是:
(f (A )-C )?(f (B )-C )≤0
(9)
如果存在交点,还要根据AB 边的方向确定交
点坐标。当AB 沿r 方向(径向)时,交点坐标为(见图4a ):
r =r A +
C -f (A )
f (B )-f (A )
(r B -r A )
?=?A =?B (10a)
当A B 沿?方向(周向)时,交点坐标为(见图
4b ):
r =r A =r B ?=?A +
C -f (A )
f (B )-f (A )
(?B -?A )
(10b)图4 等值线计算简图
计算出交点后,将它们转换为直角坐标,并编写画线语句描线,从而得到与给定C 值相对应的等值线。改变C 值,重新进行计算即可得到不同温
度下的温度等值线。3.3 模拟计算
为了证实以上模型的可行性与正确性,分别计算2根和8根冻结管作用下的温度场。测温孔(c 1)的位置设置在冻结管布置圈的圆心位置。主要计算参数为:冻结管半径r 1=69.85mm ,盐水温度t 1=-27℃,原始地温t 3=23℃。
3.3.1 计算单孔冻结柱半径 在计算区域内任意点的温度之前,必须先由测温孔的温度计算出单孔冻结柱半径r 2。r 2的计算可以通过式(3)直接反推出r 2的表达式来进行,也可以在区间[a ,b ](a 和b 分别为r 2的上限和下限,如取a =0,b =10m)内等分成n 个点,分别取r 2为这些点的值,通过式(9)正算得到t 1,t 2,…,t n ,比较t i (1≤i ≤n )与t 测温点的差值,取min (t i -t 测温点)的i 所对应的r 2为近似的单孔冻结柱半径r 2值。分析结果表明后一种方法用计算机方法实施起来十分简单。当[a ,b ]区间划分较密时,完全能满足计算精度的要求。在实际计算过程中,为了缩短计算时间也可采用先在[a ,b ]区间内粗略地取M 个点,用上述方法计算得r ′2,然后在[r ′2-c ,r ′2+c ](c =b -a M
)子区间内再取N 个点,再用此方法计算得到最终的r 2值。这种采用
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汪仁和,等: 冻结温度场的叠加计算与计算机方法 第1期
区间二级加密细分的方法,既可以保证r 2的足够计算精度,又缩短了计算时间。
计算出单孔冻结柱半径r 2后,就可以很方便
地求出区域内任意节点的温度。
图5
两根冻结管作用下的温度场分布图
图6 八根冻结管作用下的温度场分布图
3.3.2 模拟计算结果 图5(a ～c)为测温孔温度分别为0℃、-2℃和-4℃时的温度场分布图,图6中绘制的是0℃的等温线。
图6(a ～c)为测温孔温度分别为15℃、10℃和5℃时的温度场分布图,图中绘制的是0℃的等温线。显然,反映出的冻结圆筒温度场的特性与实测和理论分析得出的特性十分相似,冻结管内侧冻土厚度大于冻结管外侧。3.4 工程实例计算
某矿主井设计冻结深度400m ,井筒掘进半径4.05m ,冻结壁厚度5.76m ,主冻结管41个,布置圈径15.8m ,防片冻结管10个,布置圈径11m ,布置有3个测温孔。图7为冻结后某时刻,计算形成的冻结壁温度场。
4 结语
通过模拟计算和工程实例计算可得如下的结论:(1)在假定冻结温度场为二维稳定温度场的前提下,利用圆管稳定导热方程来模拟两孔或多孔共同影响下的温度场是可行的,计算结果与实验和实测情况较为吻合[9],可以比较全面地反映冻结壁的温度分布情况
;
图7 冻结温度场工程实例计算
(2)这种叠加计算模型简单,便于计算机实现,且计算耗时少,速度快。当获得某一测温孔的温
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安徽理工大学学报(自然科学版) 2003年第23卷
度时,便可以快速地进行整个冻结温度场的计算分析,因此很适合于工程应用;
(3)采用划分网格的方法将平面区域离散化,可以全面地考虑冻结管的实际偏斜状况,并很方便地计算出整个冻结温度场内各节点的温度,通过计算机方法绘制等温线图,从而为冻结温度场的分析(径向温度场、井帮温度、冻结壁的平均温度、冻结壁的厚度)等工作提供基础,为实现人工冻结法安全信息可视化管理提供方法。
参考文献:
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Superposition calculation of frozen temperature
field and its computer method
WA N G Ren-he1,LI Xiao-jun2
(1.Dept.of Civ il Engineer ing,A nhui U niver sity of Science and T echnolog y,Huainan232001,China;2.Dept.o f G eo-technical Eng ineering,T ongji U niv er sity,Shang hai200092,China)
Abstract:With the steady heat transfer m odel of circular pipe,it is convenient to calculate and analyse the temperature o f any position w ith the unity of temperature calculation in the frozen and temperature dr opping regio n.According to the conductivity law due to tem peratur e differ ence,super positio n calcula-tio n fo rmula o f frozen temperature field is is established under the co ndition of double or mo re ro ws of fr eezing pipes.Calculation and analysis of the temper ature o f each node in the discrete reg ion w ith the deflectio n of fr eezing pipes can be realized conveniently w ith the computer m ethod.T he analytical metho d is prov ed to be co nvenient and practicable w ith both the simulatio n calculation and the analy sis on the engineering practice.This method provides a foundatio n for the infor matio n contr olling and moni-to ring system of the analy sis of temperature field w ith freezing construction.
Key words:freezing m ethod;temper ature field;super position calculatio n;computer
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汪仁和,等: 冻结温度场的叠加计算与计算机方法 第1期
相对湿度、露点温度转换的基本原理说明 湿度研究对象是气体和水汽的混合物。 无论是对于自由大气中的空气而言，还是对密闭容器中的特定气体而言，但凡是气体和水汽的混合物，都可以作为湿度的研究对象，湿度研究的一般理论大多都是通用的。 湿度的表示方法很多，包括混合比、体积比、比湿、绝对湿度、相对湿度等等，虽然各单位之间的转换非常复杂，但其定义都是基于混合气体的概念引出的。相对湿度是比较常用的湿度单位，是一个相对概念（所以，相对湿度是一个无量纲单位），主要有以下几种定义表达： 1、 压力为P，温度为T的湿空气的相对湿度，是指在给定的湿空气中，水汽的摩尔分数（或实际水汽压）与同一温度T和压力P下纯水表面的饱和水汽的摩尔分数（或饱和水气压）之比，用百分数表示。 2、实际水汽压与同一温度条件下的饱和水汽压的比值 从相对湿度的定义中可以看出，相对湿度的计算，是通过混合气体的实际水汽压与同状态下（温度、压力）水汽达到饱和时其饱和水汽压相比得来的。 对于混合气体而言，其实际水汽压与总压力和混合比相关，但对于物质的量而言，是独立的，也就是无相关的。但是，在保持混合气体压力不变的情况下，混合气体的饱和水汽压是与温度相关的（在湿度论坛中，本人给出了温度to饱和水汽压的简化公式以及计算程序，可下载）。 上面说道：饱和水汽压是与温度相关的量。 在保持系统的混合比、总压力不变的情况下，降低混合气体的温度，能够降低混合气体的饱和水汽压，从而使得混合气体的饱和水汽压等于混合气体的实际水汽压，此时，相对湿度为100%，该温度，即为混合气体的露点温度。 基于上述解释，可以看出，只要测量得到了露点温度，通过温度to饱和水汽压的计算公式或者计算程序，即可计算出混合气体的在露点温度时的饱和水汽压，也就是正常状态下混合气体的实际水汽压。 同样，只要测量了当前混合气体的正常温度，就可以通过温度to饱和水汽压的计算公式或者计算程序，得到当前系统正常温度下的饱和水汽压 实际水汽压除以饱和水汽压，就可以得到相对湿度。 湿度的单位换算 测湿仪表的显示值，通常是相对湿度或露点温度，在需要用其它单位时可进行换算。换算的方法如下： 1.相对湿度与实际水汽压间的换算 由相对湿度的定义可得： ---------------------------(1) 式中：RH----相对湿度，%RH； e----实际水汽压，hPa； E---饱和水汽压，hPa。 因此： -------------------------------(2) 即：实际水汽压等于相对湿度乘以相同温度下的饱和水汽压。 由于饱和水汽压E是温度的函数，所以用相对湿度换算为实际水汽压或用实际水汽压计算相对湿度，都必须已知当时的温度值。在计算饱和水汽压时，应确定是冰面还是水面，以正确选用计算公式。 2.相对湿度换算为露点温度 由于露点温度定义为空气中的水汽达到饱和时的温度，所以，必须先计算出实际水汽压。根据露点的定义，这时的水汽压就是露点温度对应的饱和水气压。因此，可以用对饱和水汽压求逆的方法计算露点温度。 用Goff-Grattch方程求逆非常困难，常用饱和水汽压的简化公式计算，而 简化公式很多，一般采用国军标GJB1172推荐的公式： ----------(3) 式中：E------为饱和水汽压，Pa；
1. 日辐射值 太阳辐射是生态系统的能量来源，更是生态水文过程模拟中必不可少的参数。我国进行太阳辐射的逐日观测的气象站较少，本研究区附近亦无可借鉴站点，采用庞靖鹏等（2005）的方法根据已有常规气象观测数据来模拟计算太阳辐射。该方法在SWAT 理论手册中也有详细描述，具体过程如下： 首先，计算大气上空太阳辐射： ()()()[]SR SR SC T T E I H ωφδφδωπ sin cos cos sin sin 24 00+= （3-12） 式中，SC I 为太阳常数（4.921MJ m-2 h-1）；0E 为地球轨道偏心率矫正因子； w 是地球自转角速度（0.2618 rad h-1）；SR T 为日出时数；d 为太阳赤纬（rad ）；f 为地理纬度（rad ）。 0E 的计算如下： ()()365/2cos 033.01/2 00n d r r E π+== （3-13） 式中，0r 为平均地日距离（1 AU ）；r 为任意给定天的日地距离（AU ）；n d 为该年的天数，从1到365，二月总被假定为28天。 d 由下式计算： ()? ??? ?? ???? ??-=-823652sin 4.0sin 1n d π δ （3-14） SR T 由下式计算： [] ω φδtan tan cos 1-= -SR T （3-15） 大气上空的太阳辐射在到达到达地面的过程中部分被大气吸收。通常情况（晴天）下总辐射的0.8左右到达地面，特定环境条件有所差异。晴天状态下太阳总辐射L H 可以用00.8H 来代替，即 08.0H H L = （3-16） 逐日太阳辐射采用下面的经验公式计算： ()L L S S b a H H /?+?= （3-17） 式中，H 为日实际总辐射，S 和L S 分别为日照时数和日长，a 和b 为经验系
冻干法-全称为真空冷冻升华干燥法，是将材料冻结后，先冷却到冻结温度以下 冻干法-全称为真空冷冻升华干燥法，是将材料冻结后，先冷却到冻结温度以下，再在低温和真空条件下使材料中冻结成冰的水分直接蒸发成水汽(升华)，并冷凝除水的新方法。其主要装置为冷冻干燥机，所制作的材料结构形似海绵状孔隙，具有增大接触面积，提高孔隙率等优点。 学术术语来源—— 冻干法制备壳聚糖管状支架的理化性质 文章亮点： 1 壳聚糖是自然界中存在产量第二的天然高聚物，其以独特的生物学特性成为非常值得期待的生物材料。有研究利用冻干技术制备了具有100 μm左右直径的壳聚糖支架材料，并且成功地将肝素固定于支架上，用于观察肝素改性壳聚糖支架对前成骨细胞的诱导活性，证明了壳聚糖支架可以增强M3T3-E1细胞的生存和分化能力。最近，壳聚糖支架还被承载嗅鞘细胞用于修复周围神经损伤，有研究利用冻干法制备壳聚糖和明胶多孔复合支架，并联合嗅鞘细胞用于修复坐骨神经损伤大鼠模型，结果证明壳聚糖支架结合嗅鞘细胞修复坐骨神经损伤具有较好的效果。还有研究通过利用壳聚糖材料复合他克莫司于体外培养许旺细胞，证明了壳聚糖材料对许旺细胞增殖有促进作用。 2实验利用冻干法制作具有三维孔隙结构的壳聚糖管状材料，并对材料的部分理化性质进行测定和研究，为该种壳聚糖材料究竟适用于何种损伤治疗提供可靠的理化依据。 关键词： 生物材料；材料相容性；壳聚糖；冻干法；降解率；孔隙率；拉伸力学；抗压能力；电镜；国家自然科学基金 主题词： 壳聚糖；冷冻干燥法；生物降解，环境 摘要 背景：冻干法的原理是将材料溶液冷冻塑性后于真空状态下升华溶剂，保留溶
质，从而制作出具有孔隙结构支架的方法。 目的：利用冻干法制备壳聚糖管状支架材料，研究管状支架的理化性质。 方法：采用冻干法制备壳聚糖管状材料，直接观察材料的自然形态，电镜下观察材料的微观结构。将壳聚糖聚糖管状材料分别放入PBS和纯水中各50 d，放入胰酶液体中1 d，同时将其植入SD乳鼠肌肉及背部皮下30 d，观察材料降解率，计算材料的孔隙率。利用拉伸力学仪器测定壳聚糖管状材料在干燥时和浸水后的拉伸力学，并测量干燥时的拉伸率，利用压力计测量壳聚糖管状材料在干燥和浸水后的抗压能力。 结果与结论：壳聚糖管状材料外部形态呈标准管状，电镜下可见材料为大小不同的孔隙组成，孔隙较均匀分布，孔隙大小为50-200 μm。壳聚糖管状材料在PBS、纯水、胰酶及小鼠体内的降解率分别为(5.33±0.12)%， (11.26±0.15)%，0.012%，(35.2±3.7)%，材料的孔隙率为(97.5±1.5)%。壳聚糖管状材料干燥状态下的断裂强度与抗压能力均高于浸水状态(P < 0.05)。表明冻干法制备的壳聚糖管状材料具有良好的降解率及孔隙率，同时也具有较好的拉伸力学及抗压能力。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程
基于ANSYS有限元软件实现施工温控仿真的主要技术（1）研究方法和分析流程 本次计算利用ANSYS软件来进行象鼻岭碾压混凝土拱坝全过程温控仿真计算分析。具体分析流程如下： 1）收集资料：包括工程气象水文资料、大坝体型、热力学参数、工程进度、施工措施、防洪度汛和蓄水等。 2）整理分析资料：参数拟合、分析建模方法。 3）建模：采用ANSYS软件进行建模，划分网格。 4）编写计算批处理程序：根据资料结合模型编写计算温度场的ANSYS批处理程序。 5）检查计算批处理程序：首先检查语句，然后导入计算模型检查所加荷载效果。 6）计算温度：使用ANSYS软件温度计算模块进行计算。 7）分析温度结果：主要分析各时刻的温度场分布和典型温度特征值。 8）应力计算建模：模型结构尺寸与温度分析模型相同，需要改变把温度分析材料参数改为应力分析材料参数。 9）计算应力：使用ANSYS软件温度应力计算模块和自编的二次开发软件进行计算。 10）分析应力结果：主要分析应力场分布和典型应力特征值。 11）编写报告：对计算流程和结果实施进行提炼总结，提出可行的温控指标和措施。 （2）前处理 1）建模方法选择。 有限元建模一般有两种方法：一种为通过点线面几何拓扑的方法建模，这种建模方法精确，但是比较费时。对于较大规模的建模任务花费时间太多。另一种为通过其他软件导入，如CAD，通过在其他软件中建模，然后输出为ANSYS 可以识别的文件类型，再导入ANSYS中完成建模过程，这种建模方式精度较直接建模的精度要稍低一些，但是由于要求建模的模型已经在CAD软件中完成了
初步建模，可以直接拿来稍作处理即可应用，时间花费较少。本计算选用从CAD 软件导入ANSYS中来建立模型。 2）建模范围。 建模范围可以分为全坝段建模和单坝段建模，全坝段建模可以全面反映整个坝体的温度和应力情况，但是建模难度高、计算量大；单坝段建模建模难度小，计算量也相对较小，一般情况下单坝段建模即可满足要求。 3）施工模拟层厚。 根据已建碾压混凝土坝经验，碾压层厚一般为0.3m左右，按照0.3m一层建模是最精确的，但是如果按照0.3m一层建模，计算网格数量巨大，计算时间长，对于硬件要求较高，在硬件和时间达不到要求的情况下，按照3m一层以下精度都是可以基本满足要求的。 4）分区模拟。 由于各分区混凝土水化热差别较大，对于温度计算影响较大，因此建模要尽量反映混凝土大坝内部分区变化。基岩由于对混凝土只是导热作用，且影响范围在10m左右，因此在计算时可以认为是均质体，计算热力学参数采用靠近建基面的地层参数。 5）参数选取。 参数一般选择可研阶段的材料试验报告，如果项目部未能提供这些资料，可以在征求同意的前提下，通过查阅相关书籍，尽量采取相似工程的资料。 （3）计算 1）ANSYS计算模块。 ANSYS计算温度场模块由其自带，可以直接进入模块计算。 2）化学产热模拟。 通过ANSYS中产热命令BFE模拟。 3）边界条件模拟。 ①对流边界条件通过命令SFA模拟。 ②接触散热边界条件通过命令D模拟。 4）浇筑模拟。 通过ANSYS中的生死单元功能实现，初始阶段所有单元均为死单元，死单
关于露点温度的计算方法 2010-10-25 16:37:42| 分类：工作| 标签：|字号大中小订阅 因为看到很多朋友发帖子，询问露点温度的计算方法，没有发现太确切的跟帖，现举例说明如下： 例如：23℃，RH45%的湿度，对应的露点温度算法： 先在温度对应的饱和水汽压上查找23℃，对应的饱和水汽压——21.07毫米汞柱，再用21.07×45%（需要的湿度）=9.4815，在下表中查询此值9.4815对应的饱和水汽压，没有完全吻合的值，就在其上下临界点按比例取一个温度值即为露点温度，因此，23℃，45%的湿度，对应的露点温度为10.5℃。 知道为什么这么计算吗？道理很简单，就是假设我们需要设定23℃时的饱和蒸汽压，那么对应的气压值是21.07毫米汞柱，可是我们需要的不是饱和的，是RH45%，那么21.07的45%，是我们实际需要的水气压值即9.4815，我们假设这个水汽压值是另外一个温度对应的饱和水汽压，这个饱和水汽压恰恰是由湿度供给系统来确保提供的，那么这个水汽压对应的温度即是10.5℃即是我们要得到的水蒸汽（湿度）供给系统所需要设定的露点温度（汽压达到饱和时的温度）。通俗一点讲就是10.5℃的饱和蒸汽压放到23℃的环境里就只有45%的相对湿度啦！ 这里大家一定要知道什么是“露点温度”，露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。在100%的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。 不同温度时饱和水汽压（Ｐ）（单位：毫米高水银柱）
关于露点温度的计算方法 例如：23℃，RH45%的湿度，对应的露点温度算法： 先在温度对应的饱和水汽压上查找23℃，对应的饱和水汽压——21.07毫米汞柱，再用21.07×45%（需要的湿度）=9.4815，在下表中查询此值9.4815对应的饱和水汽压，没有完全吻合的值，就在其上下临界点按比例取一个温度值即为露点温度，因此，23℃，45%的湿度，对应的露点温度为10.5℃。 知道为什么这么计算吗？道理很简单，就是假设我们需要设定23℃时的饱和蒸汽压，那么对应的气压值是21.07毫米汞柱，可是我们需要的不是饱和的，是RH45%，那么21.07的45%，是我们实际需要的水气压值即9.4815，我们假设这个水汽压值是另外一个温度对应的饱和水汽压，这个饱和水汽压恰恰是由湿度供给系统来确保提供的，那么这个水汽压对应的温度即是10.5℃即是我们要得到的水蒸汽（湿度）供给系统所需要设定的露点温度（汽压达到饱和时的温度）。通俗一点讲就是10.5℃的饱和蒸汽压放到23℃的环境里就只有45%的相对湿度啦！ 这里大家一定要知道什么是“露点温度”，露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于
露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。在100%的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。 不同温度时饱和水汽压（Ｐ）（单位：毫米高水银柱） 室内空气露点查询表
土壤冻结温度的影响因素研究 张世银,汪仁和 (安徽理工大学土木系,安徽淮南232001) 摘 要:通过不同土样以及相同土样在不同的含水率压力等条件下进行土的冻结温度试验,得出冻结温度与土的性质、含水率、液限含水率、压力、含盐量等有一定的关系,并进行了分析,对于提高冻结质量具有一定的意义。关键词:冻结温度;含水率;土壤性质;含盐量;压力 冻结法是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,把天然岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下工程的联系,以便在冻结壁的保护下进行地下工程的掘砌施工。目前冻结法广泛应用于矿井建设、地基基础、地下铁道、河底隧道等工程。 但天然土层变成冻土的结冰温度是不同的,土层冻结温度的高低直接影响着冻结壁厚度的取值,它与土的组成成份、含水率、密度、液限含水率、压力、含盐量等有一定的关系,本文对上述影响土层结冰温度的因素进行了详细的试验研究,分述如下。1 冻结温度的试验方法 (1)土样采自淮北某矿井筒检查孔,采用不同的粘土层和砂层进行试验,试验严格执行《土工试验方法标准》GB/T 50123 1999标准,旨在探索冻结温度与土的性质的关系。测温仪器为热电偶和FL U K E187型精度为0.001mV 电压表。试验结果见表1。 (2)采用相同粘土土样烘干以后调制成不同的含水率,并用烘干的砂质粘土调制成相同含水率,不同含盐量试样进行试验,意在探索冻结温度随着含水率及含盐量的变化而变化的规律。试验结果见图1、图2。 (3)相同的土样在不同的压力状态下进行试验,试样按一定的密度装在金属容器内,在W DJ-100型特制的微机控制冻土压力试验机中加压,视其土样在不同的压力下的冻结温度。 表1 淮北某矿井筒检查孔土工试验及冻结温度测定成果表层号土样名称深度含水率W (%)液限W L (%)冻结温度( )1粘土132.918.9243-1.8 2细砂148.723.38-0.63粉质粘土181.717.9729.5-1.44粉质粘土223.225.937-1.65粉质粘土240.317.9130-1.36粉质粘土274.117.5841-2.17粘土29821.9354-2.38 粘土 334 19.83 52 -2.82 试验结果分析 2.1 冻结温度与土壤性质的关系 从试验结果的表1中可以看出,冻结温度与土层性质的关系 是粗颗粒土层的冻结温度高于细颗粒的土层,砂土的冻结温度高于粘土的冻结温度。一般情况下土层的颗粒越细其冻结温度越低。 2.2 冻结温度与含水率之间的关系 一般情况下,含水率越大冻结温度越高,含水率在50%以上时,土的冻结温度接近于0 ,见图1。同时,在结冰温度的试验曲线上,含水率在10%以下和含水率在40%以上,则试验曲线不甚典型,过冷段和冰点不明显,是一条直线型下降的曲线。释放潜热段很不明显,原因有两个,一是含水率很小时,土中的水量很少,土中的微少水量结成冰时释放很少的一点潜热,在曲线上反映不明显,冷量把土中固体颗粒的温度一直降低。结冰温度曲线如直线形;另一种是土中含水量很大,所以与自由水体结冰差不多,一到结冰温度,即有大量的水结成冰,所以结冰温度曲线也不典型,这种情况在结冰段维持的时间较长,因为大量的水结成冰,需要大量的冷量,故维持的时间比含水率少的情况所需时间要长得多。因此确定冰点位置应根据不同的土质,不同的条件来确定。含水率在20%左右时,结冰温度试验曲线最典型。 图1 冻结温度与含水率的关系 2.3 冻结温度与液限含水率的关系 从实验资料中可以看出冻结温度与液限含水率有一定的关系,随着液限含水率的增大,冻结温度有下降的趋势。2.4 冻结温度与土中含盐量的关系 土中含盐量的大小直接影响到冻结温度的高低,根据试验结果,含盐量与冻结温度的关系很明显,含盐量大的土层冻结温度低,反之冻结温度就高。试验结果表明土层含盐量与冻结温度的关系大约为含盐量每增加1.5%,温度下降1 左右。见图2。2.5 冻结温度与压力的关系 根据试验结果,冻结温度与压力之间的关系不甚明显,由于
第50卷 第1期2018年1月 哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY Vol.50No.1Jan.2018 DOI：10.11918／ｊ.issn.0367-6234.201605091网架模型日照非均匀温度场试验 王化杰1，2，陈 友2，3，钱宏亮1，2，金晓飞4，来佳琪3 （1.哈尔滨工业大学（威海）土木工程系，山东威海264209；2.哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150090；3.中国联合工程公司，杭州310052；4.中建一局集团公司总承包公司，北京100161） 摘 要：为得到日照下空间钢结构非均匀温度场分布规律，给现有非均匀温度场模拟方法提供标准二可靠的试验验证依据，设计并制作了标准的三角形平板网架模型，对其均匀温度场试验进行了详细设计，完成了不同环境下三角形平板网架非均匀温度场的连续测量，得到了较为全面的网架结构非均匀温度场试验数据，并对其进行了详细分析，结果表明，网架结构杆件水平放置时，摆放角度对杆件温度变化影响不大，非水平放置时，摆放角度影响较大，不同杆件间温差最大可达13?，网架模型非均匀温度场效应明显；最后建立了三角形平板网架非均匀温度场有限元分析模型，采用考虑阴影的数值模拟方法对试验进行模拟分析，并将模拟结果与实测结果进行对比，试验结果与数值模拟结果基本相同，全天平均误差率不超过6%.考虑阴影遮挡的非均匀温度场模拟方法可用于结构非均匀温度场分析，模型试验可为同类非均匀温度场模拟方法提供验证依据. 关键词：钢结构；网架模型；试验研究；非均匀温度场；摆放角度 中图分类号：TU391文献标志码：A 文章编号：0367－6234（2018）01－0191－08 Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｎｏｎ?ｕｎｉｆｏｒｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｇｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｕｎｄｅｒｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ WANG Huaｊie 1，2，CHEN You 2，3，ＱIAN Hongliang 1，2，JIN Xiaofei 4，LAI Jiaｑi 3 （1.Department of Civil Engineering，Harbin Institute of Teｃhnology at Weihai，Weihai 264209，Shandong，China；2.Sｃhool of Civil Engineering，Harbin Institute of Teｃhnology，Harbin 150090，China；3.China United Engineering Company，Hangzhou 310052，China；4.China Construｃtion First Engineering Division Co.，Ltd.，Beiｊing 100161，China）Ａｂｓｔｒａｃｔ：To obtain the temperature distribution rules of steel struｃtures under solar radiation and offer standard referenｃe and reliable basis for related numeriｃal researｃh，temperature field test of a speｃially designed triangle spaｃe truss model was ｃarried out under various ｃonditions.Through the ｃontinuous measurements，abundanｃe experimental data and distribution rules were obtained and analyzed in detail.Aｃｃording to the ｃomprehensive test results，solar temperature distribution rules under different ｃonditions were summarized https://www.doczj.com/doc/a6142188.html,ying angle has a great influenｃe on temperature field of members in non-horizontal loｃation，while it has little influenｃe on horizontal ones，and the maximum temperature differenｃe between different members ｃan reaｃh 13ｃentigrade.Then numeriｃal simulation for solar temperature field of the test model was ｃonduｃted ｃontrastively ｃonsidering the shadow effeｃt.The results show that test results and simulation results are almost the same，in whiｃh the average error rate is not more than 6%.The proposed simulation methods are effeｃtive for struｃtural non-uniform temperature field analysis，and the experimental study and ｃonｃlusions ｃan provide valuable referenｃes for other similar analysis methods of temperature field.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：steel struｃture；truss model；experimental study；non-uniform temperature field；display angle 收稿日期：2016－05－21 基金项目：中国建筑股份有限公司科技研发课题（CSCEC －2012－Z －07）； 国家自然科学基金面上项目（51378149）； 国家自然科学基金青年基金（51308154） 作者简介：王化杰（1982 ），男，副教授，硕士生导师； 钱宏亮（1977 ），男，教授，博士生导师通信作者：钱宏亮，ｑianhl＠https://www.doczj.com/doc/a6142188.html,.ｃn 大跨空间钢结构具有跨度大二杆件多二结构形式复杂二高次超静定等特点，对温度荷载较为敏感，而现 阶段规范［1］对温度作用考虑主要是以50a 重现期的 月平均最高气温与月平均最低气温，按热工学原理确 定结构的最高二最低以及初始平均温度为依据，按均 匀温度作用进行计算，没有考虑非均匀温度作用影响.而实际上，随着结构跨度的增加，非均匀温度场效应将越来越明显，结构设计及施工过程中有必要考虑非均匀温度场的影响，尤其是在露天施工过程中，日照下不均匀温度荷载将成为施工合拢的主要控制因素［2］.目前，国内外学者对于非均匀温度场的研究主要集中在桥梁［3］二大坝［4］，射电望远镜［5］等结构，对于体育场馆二会展中心以及航站楼等空间结构温度场研究则涉及较少，只有少数学者对空间钢结构日照非均匀温度场做了数值模拟和实测研究，如罗尧治等［6］利用无线温度传感网络系统对国家体育场万方数据
各施工工序对冻结壁的温度影响 ,采用基于一线总线的冻结法温度监测系统进行现场实时监测,并依据监测数据,判别了冻结管是否漏盐水以及完好隧道段冻土壁的封水效果,得出了冻土壁温度场形成规律和积极冻结期结束时间,并分析了各施工工序对冻结壁的温度影响。 0引言 上海地铁四号线修复江中暗挖段工程采用水平冻结结合矿山法将原建在黄浦江下的完好隧道和基坑内施工的隧道进行暗挖贯通。 工程位于黄浦江河床下,施工风险很大,对冻结系统运行状况和冻土帷幕发展状况进行实时监测就显得尤为重要。在监测中主要考虑几个问题:冻结管是否漏盐水;冻土帷幕的性能;完好隧道一侧封水效果如何;暗挖施工过程对冻土壁温度有何影响。 水平冻结孔和测温孔布置:每组去回路在回路上布置1个测点,在每组干管去路和回路上各设置1个测点,盐水去回路共有59个测点。盐水传感器采用封装在不锈钢螺钉中的DS1820ST传感器,测点布置在每组去回路的回路冻结管上。 冻土帷幕温度监测采用封装有DS1820ST传感器的测温电缆,在冻结区域中共布置了11个测温孔。采用基于一线总线的冻结法温度监测系统[1],实现了信息化实时监测,掌握冻结壁温度场的变化规律,将不可见、不
可控转化为可见、可控,从而降低工程风险。 1盐水冻结系统运行状况分析 盐水冻结系统于2007年2月13日开始运行,盐水温度快速下降。冻结4d,干管去路温度降至-22.5℃,冻结14d温度降到最低-30.1℃,以后积极冻结期干管温度去路平均维持在-29.5℃左右。维护冻结从冻结44d后开始,维护冻结期干管去路温度平均维持在-28.0℃左右。积极冻结期平均温差为1.8℃,维护冻结平均温差为1.0℃,说明冻结开始时热交换量大,以后逐渐减少,进入维护冻结后热交换达到稳定。 在冻结过程中,每天用标尺测量盐水箱的盐水水位一次,盐水箱水位始终保持在34cm~35cm。水位下降主要是由于盐水箱内盐水蒸发损失产生的,且水位无突然下降情况出现,由此可以断定盐水冻结系统运转正常,去回路没有发生漏液。 2冻土帷幕的性能分析 根据冻土试验报告[2],冻土壁所在土层的冻结温度在-1.0℃~1.4℃之间。冻土壁达到设计的厚度,且平均温度达到-12℃,积极冻结期才能结束,进入维护冻结期。 图1为T2测孔各测点温度时程曲线,由曲线可知,冻结17d时,T2测孔附近土体温度已达到-5℃以下,此时T3测孔相同位置附近土体刚达到结冰
Instruction of Ansys temperature field calculation Question 1: Consider an infinite (in one direction) plate with initial temperature T0. One end of the plate is exposed to the environment of which the temperature is T e (III type boundary condition). Analyze the temperature distribution in the plate during the period of 2000s. 问题1：考虑一个方向无限长的平板，初始温度为T0，一段暴露在温度为T e的环境中，分析其在2000s内温度分布情况。 Basic parameters基本物性参数 Geometry几何：a=1 m, b=0.1 m Material材料：λ=54 W/m·o C, ρ=7800 kg/m3, c p=465 J/kg·o C Loads载荷：T0=0 o C, T e=1000 o C, h=50 W/m2·o C Jobname and directory settings设置文件名、存储路径 Menu | File | Change Jobname Menu | File | Change Directory Preprocessing前处理 (1) Define Element Type定义单元类型 Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete Add: Thermal Mass | Solid | Quad 4node 55 (2) Set Material Properties设置材料属性 Preprocessor | Material Props | Material Models Thermal: Conductivity: Isotropic KXX=54 Thermal: Density=7800 Thermal: Specific Heat=465
!此APDL程序为本书第六章《太阳辐射作用下钢结构温度场分析》中例题6.2的相关程序 !（1）建立工作文件名和工作标题 /CLEAR !清除目前ANSYS中所有数据 /COM,Thermal !过滤ANSYS的图形截面 /FILENAME, TEMP_FIELD !定义工作文件名 /TITLE, TEMPERATURE FIELD ANAL YSIS OF A STEEL MEMBER !定义工作标题 *AFUN,DEG !设置程序中角单位为度 !（2）定义单元类型 /PREP7 !进入前处理模块 ET,1,SOLID70 !定义热分析单元 ET,2,MESH200 !定义网格划分单元 KEYOPT,2,1,6 !定义单元2的第一个关键选项 KEYOPT,2,2,0 !定义单元2的第二个关键选项 !（3）定义材料性能参数 MP,KXX,1,45 !定义钢材KXX方向的导热系数 MP,KYY,1,45 !定义钢材KYY方向的导热系数 MP,KZZ,1,45 !定义钢材KZZ方向的导热系数 MP,DENS,1,7850 !定义钢材的密度 MP,C,1,465 !定义钢材的比热容 !（4）创建有限元模型 LOCAL,11,0,0,0,0,0,0,30 !定义局部坐标系11 CSYS,11 !激活局部坐标系11 K,1,0,0,0 !定义矩形钢管的中心轴线中的关键点1 K,2,0,1,0 !定义矩形钢管的中心轴线中的关键点2 L,1, 2 !连接关键点1和2，生成矩形钢管的中心轴线 k,3,0.5,0,0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点3 k,4,-0.5,0,0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点4 k,5,-0.5,0,-0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点5 k,6,0.5,0,-0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点6 k,7,0.48,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点7 k,8,-0.48,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点8 k,9,-0.48,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点9 k,10,0.48,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点10 k,11,0.5,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点11 k,12,-0.5,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点12 k,13,-0.5,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点13 k,14,0.5,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点14 !定义矩形钢管截面，为便于网格划分，分四部分创建 A,3,4,12,11 !利用关键点3、4、12、11，生成面1 A,5,6,14,13 !利用关键点5、6、14、13，生成面2 A,11,7,10,14 !利用关键点11、7、10、14，生成面3
自旋冻结[编辑] 相互作用产生有序，热运动产生无序。当物质的温度升高时，原子自身的热运动逐渐超过原子之间的相互作用，于是物质宏观上变为顺磁性。而当温度重新降低时，物质将恢复独自的磁性特质。铁磁体材料在高温状态下的磁性特征遵从居里-外斯定律。而当温度降至一定水平（称为相变温度或居里点）后，将快速回复铁磁性性质。而自旋玻璃材料在高温时虽然也呈现顺磁性，但当温度下降时，复杂的相互作用使得长程有序状态无法形成，各个磁矩被随机地冻结在某个方向，最后呈现无规则的长程无序状态。而这个转变过程是缓和的，就磁化率（测量宏观上磁性到底有多大的量）来说，自旋玻璃材料在温度下降时磁化率先缓慢增高，经过一个峰值后再缓慢下降[1]:3。达到峰值时的温度也称为“冻结温度”（表示之后开始“冻结”）。 亚稳态[编辑] 铁磁性材料和反铁磁性材料的磁矩在相变温度以下只有一种排列状态。比如铁磁性材料在低温时所有的磁矩都按着同一个方向排列。这个状态下系统的能量是最低的。要改变这种状态需要较大的能量。而自旋玻璃材料在低温时可能出现很多种不同的状态，这些状态下系统的能量都差不多（差距极微小），被称为亚稳态。这种情况的出现是由于所谓的“阻挫现象”（frustration，或称受挫现象）。 阻挫[编辑] 第三个自旋该取何种状态？ 阻挫现象是对自旋玻璃态系统中亚稳基态众多的解释，其含义是由于几何结构使得不存在一个确定的磁矩（自旋）状态能满足系统能量最小化的要求[2]:89。最简单的例子是一个由三个自旋组成的系统，每两个自旋之间都是反磁相互作用。当其中两个自旋方向相反（一上一下）的时候，无论第三个自旋处于什么状态（上或者下），都无法满足所有相互作用的要求：两种状态的系统能量相同[2]:90。因此，这两种状态出现的可能性是一样大的，这就是阻挫。当这类三自选系统或类似的系统数量众多的时候，会有很多个不同的状态有着几乎同样的能量，这导致了自旋玻璃材料的基态的复杂性[3]:12-13。 磁化弛豫[编辑] 自旋玻璃材料由于自旋随机冻结，宏观整体的磁化率是0。然而，自旋玻璃并不像反铁磁性材料一样在低温时对外部磁场产生抵抗，而是像顺磁性材料一样，会被外部磁场磁化。而自旋玻璃不同于顺磁性材料的地方是，它磁化的过程是相对缓慢的。顺磁材料的磁化弛豫时间（从开始到磁化完成的时间）几乎可以忽略不计，但自旋玻璃则需以分钟甚至小时计。同样地，已经磁化后撤除外部磁场，自旋玻璃需要的恢复时间也是缓慢的。
酸露点温度的计算 〔南京凯华电力环保有限公司 崔云寿〕 1、 t dew =186+20logV H2O +26logV so2 t dew ——烟气的酸露点温度 V H20——烟气水蒸汽气体的百分比（%） V so2——烟气SO 2气体的百分比（%） 2、前苏联“锅炉机组热力计算标准法”（1973版） t p =KOH n sh t e S A zs +?05.11253 t p ——酸露点℃ s n ——燃料的折算硫分（%） αrh ——飞灰占总灰分的份额(%)查灰份分析 A n ——燃料分析的灰份(%) S n =1000 )(p h p Q s S p ——燃料的工作质硫份（%） O h p ——燃料的低位发热量（Kcal/kg） 公式中125是指与炉膛出口过量出气体为αT 有关的系数，原规定如下：当αT =1.4～1.5时为129 当αT =1.2时为121 注：50年代原全苏热工研究所（BTN）在试验数据基础上整理而成，适用于固、液、气燃料。我国目前包括各大锅炉
厂主要应用的计算公式。 3、日本“电力工业中心研究所 t p=20LgV so3+α 式中t p露点温度℃ V so3烟气中SO3体积份数% α——水分常数， 当水分为5%，α=184 当水分为10%，α=194 当水分为15%，α=201 4、美国CE公司露点计算公式是基于两种条件 a、燃料中的硫分燃烧后都生成SO2。 b、烟气中的SO2的2％含量（体积分数）转变为SO3 计算顺序是根据给定的燃料组成和空气过剩系数计算出烟气组成，然后根据烟气的总物质量求出SO2的体积系数，按照2％的转换率计算出SO3体积分数，按计算出的烟气中SO3和水蒸汽含量（体积分数）查曲线可得出露点温度。 这种方法应该也不错，但是比较麻烦，我国锅炉方面技术人员一般不采用这种方法计算。
短圆柱体的热传导过程 问题：一短圆柱体，直径和高度均为1m，现在其上端面施加大小为100℃的均匀温度载荷，圆柱体下端面及侧面的温度均为0℃，试求圆柱体内部的温度场分布（假设圆柱体不与外界发生热交换）。圆柱体材料的热传导系数为30W/(m·℃)。 求解： 第一步：建立工作文件名和工作标题 在ANSYS软件中建立相应的文件夹，并选择Thermal复选框。 第二部：定义单元类型 在单元类型（element type）中选择thermal solid和quad 4node 55，在单元类型选择数字（element type reference number）输入框中输入1，在单元类型选择框里选择Axisymmetric，其余默认即可。 第三步：定义材料性能参数 在材料性能参数对话框中输入圆柱体的导热系数30. 第四步：创建几何模型、划分网格 创建数据点，输入点坐标。在第一个输入框中输入关键点编号1，并输入第一个关键点坐标0、0、0，重复输入第二个、第三个、第四个关键点，相应的坐标分别为2（0.5,0,0）；3（0.5,1,0）；4（0,1,0）。结果如下图1所示：
在模型中创建直线，选择编号为1、2的关键点生成一条直线，在选取2、3生成一条直线，同样选择编号为3、4和编号为4、1的关键点生成另外两条直线。 结果如下图2所示： 之后在plot numbering controls对话框，分别打开KP Keypoint numbers、LINE line numbers、AREA Area numbers，建立直线L1、L2、L3、L4线段。生成几 何模型，如下图所示：
1.稳态温度场的分布(拉普拉斯方程第一边值问题数值解) 已有 665 次阅读2010-10-13 01:21|个人分类:课程实验|系统分类:科研笔记|关键词:laplace equation, numerical resolve 需要上机练习编程：差分法解拉普拉斯方程的第一边值问题。 自己编制的程序如下： 文件名：Lap-Eq Numerical answer.m clc;clear; tic N=50 %划分的网格数====================== for m=1:N n=1:N-1; u(m,n)=0; u(m,N)=sin((m-1)*pi/(N-1)); end %定义边界条件======================= delta=ones(N,N); while delta>1e-6 for m=2:N-1 n=2:N-1; a(m,n)=u(m,n); u(m,n)=(u(m+1,n)+u(m-1,n)+u(m,n+1)+u(m,n-1))/4; delta(m,n)=abs(u(m,n)-a(m,n))/u(m,n); end end X=1:N;Y=1:N; mesh(X,Y,u(X,Y)) toc 所用的计算时间为Elapsed time is 3.672000 seconds. 1.考虑程序中的循环控制条件“while delta>=10e-6”的意义。 经过单步调试，得知这个表达式只是对最后一个delta进行比较，而不是所有的delta，因此并不满足计算条件。结果是错误的。要求每个计算点的delta都要<10e-6，因此需要该在程序。 clc;clear; tic N=50 %划分的网格数====================== for m=1:N n=1:N-1; u(m,n)=0; u(m,N)=sin((m-1)*pi/(N-1)); end %定义边界条件======================= delta=ones(N,N);
相对湿度、露点温度转换的计算公式 湿度研究对象是气体和水汽的混合物。 无论是对于自由大气中的空气而言，还是对密闭容器中的特定气体而言，但凡是气体和水汽的混合物，都可以作为湿度的研究对象，湿度研究的一般理论大多都是通用的。 湿度的表示方法很多，包括混合比、体积比、比湿、绝对湿度、相对湿度等等，虽然各单位之间的转换非常复杂，但其定义都是基于混合气体的概念引出的。相对湿度是比较常用的湿度单位，是一个相对概念(所以，相对湿度是一个无量纲单位)，主要有以下几种定义表达: 1、压力为P，温度为T 的湿空气的相对湿度，是指在给定的湿空气中，水汽的摩尔分数(或实际水汽压)与同一温度T 和压力P 下纯水表面的饱和水汽的摩尔分数(或饱和水气压)之比，用百分数表示。 2、实际水汽压与同一温度条件下的饱和水汽压的比值 从相对湿度的定义中可以看出，相对湿度的计算，是通过混合气体的实际水汽压与同状态下(温度、压力)水汽达到饱和时其饱和水汽压相比得来的。 对于混合气体而言，其实际水汽压与总压力和混合比相关，但对于物质的量而言，是独立的，也就是无相关的。 但是，在保持混合气体压力不变的情况下，混合气体的饱和水汽压是与温度相关的(在湿度论坛中，本人给出了温度to 饱和水汽压的简化公式以及计算程序，可下载)。 上面说道:饱和水汽压是与温度相关的量。 在保持系统的混合比、总压力不变的情况下，降低混合气体的温度，能够降低混合气体的饱和水汽压，从而使得混合气体的饱和水汽压等于混合气体的实际水汽压，此时，相对湿度为100%，该温度，即为混合气体的露点温度。 基于上述解释，可以看出，只要测量得到了露点温度，通过温度to 饱和水汽压的计算公式或者计算程序，即可计算出混合气体的在露点温度时的饱和水汽压，也就是正常状态下混合气体的实际水汽压。 同样，只要测量了当前混合气体的正常温度，就可以通过温度to 饱和水汽压的计算公式或者计算程序，得到当前系统正常温度下的饱和水汽压 实际水汽压除以饱和水汽压，就可以得到相对湿度。