A separate two-stage pulse tube cooler working at liquid helium temperature

A novel 4 K separate two-stage pulse tube cooler (PTC) was designed and tested. The cooler consists of two separate pulse tube coolers, in which the cold end of the first stage regenerator is thermally connected with the middle part of the second regenerator. Compared to the traditional coupled multi-stage pulse tube cooler, the mutual interference between stages can be significantly eliminated. The lowest refrigeration temperature obtained at the first stage pulse tube was 13.8 K. This is a new record for singlestage PTC. With two compressors and two rotary valves driving mode, the separate two-stage PTC obtained a refrigeration temperature of 2.5K at the second stage. Cooling capacities of 508mW at 4.2K and 15W at 37.5K were achieved simultaneously. A one-compressor and one-rotary valve driving mode has been proposed to further simplify the structure of separate type PTC.     

太阳能斯特林机热交换器动态 流阻损失数值分析

建立了太阳能斯特林机热交换器流阻损失方程,确定了其内工质流速和质量流率与转角的内在联系,开展了热交换器动态流阻损失数值计算,得到了回热器、加热器和冷却器动态流阻损失特性及其与热交换器参数的关系.研究表明:回热器、冷却器、加热器流阻功率损失比例分别为65.5%,19%和15.5%.回热器内流阻损失随丝网目数的增加而增大,随丝网孔隙率的增加而减小;冷却器内正、反向流阻损失峰值分别出现在转角100°和270°附近,且反向峰值更大;加热器内流阻损失曲线在横轴两侧不对称,正、反向峰值分别在转角144°和300°位置取得,且正向峰值大于反向峰值;同时在加热器和冷却器中,管径对流阻损失的影响均更显著.     

CO2跨临界单级压缩带回热器与不带回热器循环理论分析与实验研究

分别对带回热器和不带回热器的CO2跨临界单级压缩循环进行了理论分析和实验性能测试。理论分析表明,与不带回热器循环相比,相同蒸发温度下,带回热器循环平均性能提高约4.55％;相同气体冷却器出口温度下,带回热器循环平均性能提高约5.23％。实验测试表明,带回热器循环制热量和制冷量分别平均提高约3.33％和5.35％,制热和制冷性能系数分别提高约11.36％和14.29％。     

高效再生器催化剂循环速率的计算

提出了计算催化裂化高效再生器催化剂内循环速率的两种方法:烧焦罐底部热平衡法和稀相管压力降法.对实际工业装置标定数据进行计算表明.用热平衡法计算得到的催化剂循环比值(催化剂内循环速率与两器循环速率之比.)在10以上,不符合实际情况,主要是由于烧焦罐内存在轴向返混。实测的烧焦罐底部温度高于待生剂、再生剂和主风的混合温度.因此,推荐采用稀相管压力降法计算催化剂内循环速率.该法计算简单,结果可靠.还考察了催化剂循环比对烧焦罐再生效果的影响,提高循环比可以提高再生温度,但降低了催化剂混合时平均碳含量.总的再生效果有一最优循环比,在所考察的工业条件下为1.0～1.5.     

多级并联模块化大温差换热机组运行特性

针对某末端大温差热力站和普通热力站运行数据进行了分析,同时对两种换热站的一次侧回水温度和二次侧实际热指标进行了数据拟合,最后,对大温差换热机组运行过程中真空度的维持情况进行了统计分析。研究结果表明,末端大温差压力站和普通热力站最显著的区别在于一次侧回水温度的大小不同。两种换热站的一次侧回水温度和二次侧实际热指标存在较好的线性关系。多级并联模块化吸收式大温差换热机组的使用,解决了地下热力站由于限高不易改造的难题,并且拉大了一次侧供回水温差,实现了低流量供热,大幅度提升了二次侧实际热指标,有效改善了末端热力站的供热效果。     

回转式空预器传热性能的近似分析方法

基于当量长度与当量周期的概念，提出了回转式空预器稳态温度分布的近似解析方法，这种方法将换热器分成几个区域进行计算，得出回转式空预器准稳态运行时的金属，烟气，空气的温度分布，从而可以确定空预器开始积灰腐蚀的位置，本方法适用于当量周期较小的情况。     

A novel coupling configuration for thermoacoustically-driven pulse tube coolers： Acoustic amplifier

A thermoacoustically-driven pulse tube cooler has re-cently reached temperatures below 77 K[1] by modifying the resonance tube of the thermoacoustic engine and the hot end phase adjuster of the pulse tube cooler. Normally, the pulse tube cooler is directly connected with the ther-moacoustic engine so that pressure ratio available to the pulse tube cooler is limited by what the thermoacoustic engine can provide[1,2]. To obtain temperatures below 70 K, the high frequency pulse tube cooler genera…     

CO2跨临界双级压缩采暖热泵理论分析

分析了制约CO2跨临界单级循环在采暖热泵中应用的主要因素;研究了双级压缩回热循环的可行性,对其在两种不同供水温度水平下的应用进行了理论计算和分析,并分别和锅炉供热以及R134a热泵进行了比较.     

液氦温区双级G—M制冷机循环的数值模拟分析

提出了适用于液氦温区的双级Ｇ－Ｍ制冷机的数值模拟方法．模型中考虑了实际气体性质,磁性填料的变物性,阀门的配气特性,回热器的空容积及气体和填料的耦合换热,一、二级的相互影响等因素,综合模拟了双级Ｇ－Ｍ制冷机的工作过程．计算所得的参数变化规律合理,与实验相比,计算结果比较满意．分析了主要参数对制冷性能的影响．     

寒区隧道地源热泵供热系统及优化分析

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速林场隧道中.系统由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成,可用于隧道洞口段衬砌和排水系统加热.在分析研究该系统传热机理的基础上,建立考虑热阻和热源的隧道取热段传热模型,利用叠加原理、格林函数法和拉普拉斯变换法相结合的方法获得其解析解.热交换管间距对热交换管换热量有显著影响,随着管间距的增加,换热量呈线性增加.热交换管换热量随隧道埋深的增加而呈线性增加,热交换管应布置在埋深深的部位.与热泵持续运行相比,间歇运行有利于土壤温度场的恢复,有助于提高热泵运行效率.     

A novel method to improve the performance of heatexchanger——Temperaturefields coordination of fluids

The methods to enhance the heat transfer in heat exchanger may be classified into two levels: one is to improve the heat transfer coefficient; the other is to upgrade the whole arrangement of the heat exchangers. For the second level, the performance of heat exchanger can be upgraded by increasing the coordination degree between the temperature fields of cold and hot fluids. When the temperature distributions are similar to each other, the temperature difference field (TDF) is more uniform, which means that the temperature fields are more coordinated with each other. For the cross-flow heat exchanger, rearrangement of the heat exchange surface area should improve the heat transfer effectiveness, which is even equal to that of the counter-flow heat exchanger when the surface area is reassigned optimally. For the multi-stream heat exchanger, the thermal performance is also dependent on the uniformity of the TDF, and the parallel-flow arrangement may achieve higher heat exchange effectiveness than the counter-flow arrangement, which indicates that the performance of heat exchanger depends on the coordination degree of temperature fields instead of the flow arrangement.     

A novel method to improve the performance of heat exchanger——Temperature fields coordination of fluids

The methods to enhance the heat transfer in heat exchanger may be classified into two levels: one is to improve the heat transfer coefficient; the other is to upgrade the whole arrangement of the heat exchangers. For the second level, the performance of heat exchanger can be upgraded by increasing the coordination degree between the temperature fields of cold and hot fluids. When the temperature distributions are similar to each other, the temperature difference field (TDF) is more uniform, which means that the temperature fields are more coordinated with each other. For the cross-flow heat exchanger, rearrangement of the heat exchange surface area should improve the heat transfer effectiveness, which is even equal to that of the counter-flow heat exchanger when the surface area is reassigned optimally. For the multi-stream heat exchanger, the thermal performance is also dependent on the uniformity of the TDF, and the parallel-flow arrangement may achieve higher heat exchange effectiveness than the counter-flow arrangement, which indicates that the performance of heat exchanger depends on the coordination degree of temperature fields instead of the flow arrangement.     

柴油机多品位余热回收低损跨临界联合循环模拟

为了提高柴油机多品位、大温差余热的回收利用率,提出了一种低损跨临界有机朗肯联合循环,其中高温级循环用于回收温度较高的柴油机排气余热和废气再循环(EGR)余热,低温级循环回收柴油机冷却水余热、增压空气余热、与高温级循环换热后的排气余热和EGR余热.高温级对比分析了3种硅氧烷工质MM、MDM和D4,低温级选用了R143a,模拟研究了高低温级参数对循环性能的影响.结果表明:高低温级均存在最优的蒸发压力,高温级冷凝压力在允许范围内越低越好;高温级采用MM较MDM和D4循环性能更好,循环净功最高可以达到36.36,kW,损只有4.5,kW;各部分余热的利用率均在86%以上;增加高低温级的回热效能均可以提高循环性能.     

含石蜡燃料热分解特性研究

采用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TGA)对HTPB燃料、石蜡及含石蜡燃料的热分解过程进行了分析。研究了石蜡含量、碳粉含量和不同升温速率对含石蜡燃料热分解过程的影响。实验结果表明:石蜡热分解过程可以分为低温分解阶段和高温分解阶段。含石蜡燃料的热分解主要分为四个阶段;随着石蜡含量的增加,样品的初始分解反应放热峰温和第三反应放热峰温不断提前,放热量不断增大,而对其第二分解放热峰和镁粉氧化放热峰基本无影响;随着升温速率的增大,含石蜡燃料各分解反应的放热峰温不断提高,第二、第三分解反应的放热量增大;计算出了4#含石蜡燃料的第一、第二、第三热分解反应的活化能E和指前因子A。     

集中供热系统热力站二段换热机组系统建模及研究

研究了集中供热系统热力站二段换热机组的建模及控制问题 ,建立了换热机组的动态数学模型 .建模过程中 ,采用了时域内的建模方法 ,并对换热器内的固体传热媒质部分做了合理的折算 .控制部分采用了BangBang和PID控制相结合的方法 ,并经计算机仿真结果表明 ,该控制器具备良好的快速性和鲁棒性以及综合控制品质     

跨临界CO2制冷循环性能的研究

文中对理想的跨临界ＣＯ２制冷循环,进行了理论分析和性能计算,揭示了该循环的一些特点：对于一定的冷却器出口温度,对应一个使系统性能系数最佳的冷却压力,而且系统性能系数最佳时的冷却器出口温度与冷却压力的对应关系,可以用一个简单的代数式表示;提高蒸发温度可显著提高循环的性能系数;当冷却压力较低时,提高循环的吸气过热度,可显著地提高系统的性能系数;冷却器出口温度越高,效果越明显,当蒸发温度和冷却器出口温度较高时,减小回热器传热温差,可有效地提高系统的单位容积制冷量和性能系数．这些结论,对于跨临界ＣＯ２制冷系统的运行操作具有重要的指导作用．     

发动机受热件热疲劳台架的感应加热特征

对发动机受热件加速热疲劳试验台架的感应加热特点进行计算分析,根据研究结果将感应加热热源简化为表面热流边界条件,建立了加热阶段零件内瞬态温度变化规律模型,借助于铸铁缸盖温度及其它试验数据的测试结果,对感应加热的加热热流密度,台架所能[达到的最大法向瞬态温度梯度等进行了计算分析,计算分析结果表明,通过选择适当的加热功率,该热疲劳台架能够实现发动机实际铸铁零件表面法向温度分布的模拟。     

用计算机确定双通道蓄热室的设计参数

基于Ｈａｕｓｅｎ和Ｒｕｍｍｅｌ的换热器理论，采用试差的方法，以每一层格子砖高度作为计算步长，并考虑多种因素的影响，建立了双通道蓄热室的设计计算模型，根据计算实例，提出了取得良好传热效果时格孔内的烟气流速与两通道换热面积之比。     

混流系统及其换热器的选型计算

针对低温地板辐射采暖系统用换热器面积选择过大的问题,提出在换热器二次侧设混流管的方法,以提高单位面积换热器的供热量,并降低换热器二次侧的流动阻力。通过对两个厂家的换热器进行选型计算比较,得出在二次侧出水温度约等于75℃时,单位面积换热器供热能力最大,换热器面积最小,初投资额最小的结论。     

无管换热器的稳态换热特性

对无管换热器中颗粒帘换热单元的稳态换热特性进行了研究,为目前空气预热器的研究提供新的指导方向.通过传热数学模型构建、详细数学计算和定量分析,研究了颗粒质量流量对换热单元以及无管换热器出口温度的影响.研究结果发现,在颗粒帘换热单元中,当颗粒质量流量足够时,冷流体加热后的出口平均温度可无限接近热流体初始温度,冷热流体之间实现深度换热,换热效果明显;在满足颗粒帘空隙率大于0.98的条件下,颗粒质量流量越小,气固颗粒在换热通道中越容易达到换热平衡;由于换热单元中间冷热源-气固颗粒之间的温差小,换热单元的换热效率低,使得由换热单元组成的无管换热器冷热气体之间的整体换热效率较低.