Zur Untersuchung der Temperaturverteilungseigenschaften der Oberfläche eines nicht thermisch im Gleichgewicht stehenden Zylinders bei niedrigen Temperaturen unter komplexen Wärmeübertragungsbedingungen und zugehörigen Steuerungsmethoden wurde in dieser Arbeit auf Basis einer reinen Oberlüftung ein Wärmeübertragungsmodell für den nicht thermisch im Gleichgewicht stehenden Zylinder unter zwei Wärmeübertragungsbedingungen – zusätzliche lokale Lüftung und zusätzlicher Strahlungsschutz – aufgebaut. Mittels numerischer Simulation wurden Temperaturmerkmale wie radialer Temperaturgradient, Temperaturungleichmäßigkeit im Volumen und an der Oberfläche des Zylinders analysiert, und die Genauigkeit der numerischen Simulationsergebnisse wurde durch Experimente bestätigt. Darauf aufbauend wurde der Einfluss verschiedener Wärmeübertragungsverfahren und Betriebsparameter auf die Temperatureigenschaften quantitativ analysiert. Aus den Perspektiven Wärmeübertragungsverfahren, Strukturgestaltung und Betriebsparameter wurden Maßnahmen zur Steuerung der Temperatureigenschaften des Zylinders angeboten. Die Ergebnisse zeigten: Im Vergleich zur reinen Oberlüftung kann durch das Einrichten einer lokalen Düsenlüftung die Absenkung der durchschnittlichen Zylindertemperatur um 5,1 % erhöht, die Reduzierung der Temperaturungleichmäßigkeit im Zylinder um 38,3 % gesteigert, gleichzeitig die Oberflächentemperaturungleichmäßigkeit verringert und der Temperaturgradient in der Nähe der wärmeleitenden Oberfläche kontrolliert werden; nach dem Anbringen eines zusätzlichen Niedertemperatur-Strahlungsschutzes kann der gekoppelte Wärmeübergang durch Konvektion und Strahlung den Abfall der durchschnittlichen Zylindertemperatur um 23 % verringern, die Reduzierung der Temperaturungleichmäßigkeit im Zylinder um 57,5 % erhöhen und gleichzeitig die Oberflächentemperaturungleichmäßigkeit verringern.

Konvektiver Wärmeübergang;Strahlungswärmeübergang;gekoppelte Wirkung;Temperaturgleichmäßigkeit