氯化铵回收的三效降膜蒸发系统的分析

利用黑箱和灰箱模型对氯化铵回收三效降膜蒸发系统进行了分析,找到了系统损的关键,即二次蒸汽的消耗引起的外部损．对各效蒸发器采用白箱模型,分析了蒸发器损的主要环节,结果表明,对于一、二、三效蒸发器,传热温差引起的损率分别为77．64％、68．59％和75．87％,降低传热温差引起的损是提高蒸发系统效率的主要途径．由于浓缩热引起的损也是不容忽视的,应提高系统的真空度,采用低温蒸发路线．     

氧化铝生产蒸发工序的(火用)分析

为降低氧化铝生产蒸发工序的能耗,根据工业铝酸钠溶液的密度、比热容、各组分的活度因子和标准化学炯等性质,推导出工业铝酸钠溶液的(火用)计算式;对四效蒸发器一三级闪蒸器系统炯进行分析,计算蒸发系统及其各单元的(火用)效率和炯损系数.研究结果表明:蒸发系统的(火用)效率为13%19%;三级闪蒸器的(火用)效率较高,均超过了90%;四效蒸发器的炯效率较低,几乎都低于80%,其中第4效蒸发器的(火用)效率最低,为9%~12%;冷凝水和乏汽形式的外部(火用)损失和蒸发器内传热过程引起的内部(火用)损失是蒸发系统的2类主要炯损失,其(火用)损系数分别为0.273-4).301和0.291~0.329;虽然预热器的混合炯损系数仅为0.016-0.030,但其用能过程不合理,因此,建议加强冷凝水和乏汽的余热回收利用,优化蒸发系统的传热温差分布和操作参数,改进预热器的使用方式.     

基于热分析和(火用)分析的氧化铝生产蒸发工序节能研究

阐述热分析和(火用)分析在氧化铝蒸发工序节能降耗中的意义,建立工序的热分析和(火用)分析模型,并以此对某厂蒸发工序进行热效率和(火用)效率的分析.研究结果表明:蒸发工序热效率仅为30.67％,(火用)效率仅为15.08％,热损失严重,用能水平低,节能潜力大;热分析确定的高耗能环节为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,(火用)分析确定的高耗能环节不仅为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,还有传热过程(火用)损失和流动过程(火用)损失.通过对蒸发工序进行热分析和(火用)分析,评价工序用能水平,确定耗能的主要环节、部位及节能潜力,指出蒸发工序的节能降耗途径.     

换热器传热效率与强化对高温热泵性能的影响

溶液换热器是高温吸收式热泵的重要部件之一。它的传热效率及其传热强化对提高系统性能,降低热泵系统的设备费和操作费是非常重要的。本文分析计算了不同传热效率对系统性能的影响,并分析了换热器传热温差与(火用)损及传热效率的关系,提出采用强化传热元件和评价热泵系统性能的关联式。     

R290/CO2自然工质低温复叠式制冷循环理论分析

介绍了低温环境下采用自然工质R290和CO2的复叠式制冷循环。分析了R290和CO2的物性特征，通过对R290／CO2复叠式制冷循环的理论分析，在一定的蒸发温度和冷凝蒸发器传热温差下，计算出循环存在最优的低温循环冷凝温度和最优质量流量比；为提高循环效率和保证循环的安全运行。应尽可能地升高蒸发温度、降低冷凝温度和减少冷凝蒸发器的传热温差，可以看出R290／CO2的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有很好的发展前景．     

压水堆燃料棒热力计算与(火用)分析

为了研究燃料棒核能转化为热能过程中的(火用)损,采用压水堆燃料棒稳态传热偏微分方程和热力学第一、第二定律,创新性地将(火用)分析方法与燃料棒温度场数值计算相结合,编制数值计算程序对燃料棒及传热通道进行模拟计算,并分析了核能转换为热能以及与冷却剂换热过程中温度分布、(火用)损的分布和能量的利用效率.结果表明:燃料棒(火用)损沿轴向先增大后减小,沿径向不断变大,在燃料芯块边缘处达到最大,(火用)损系数约为0.207;而对流换热过程中(火用)损主要与传热温差有关,(火用)损沿热通道先增大后减小,该过程累积(火用)损系数约为0.304.     

水平管降膜蒸发器管内汽液两相流动与传热效果的数值分析

水平管降膜蒸发过程流动和传热现象复杂多变,传热过程的观测较困难,为了解蒸发器结构和运行参数对传热效果的影响,建立计算模型,通过计算机程序对水平管内汽液两相流动和传热进行耦合计算.数值计算结果表明,蒸发温度、管径、传热管内外传热温差对传热管内汽液两相流动和传热有较大的影响.对计算结果的分析为蒸发器的热力性能研究和结构设计提供理论参考.     

用于冷中子源系统的氦制冷循环方案分析

为向冷中子源装置氢系统提供17．5K的低温冷源，设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和4种膨胀机预冷模式，并对这5种循环模式进行热力分析和[火用]分析，获得了各循环模式下的主要热力参数并分析比较了各自的热力性质．结果表明：带液氮预冷和前置式并联膨胀机预冷2种模式的热力性能最好，[火用]效率最高；对于膨胀机预冷循环，并联模式优于串联模式，前置式优于后置式．循环系统[火用]损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器，减小这3部分[火用]损失的途径有以下方面：改善循环，减小系统氦的质量流量；提高压缩机的等温效率、膨胀机的等熵效率；改善换热器的内部温度、温差、压力分布及物流分配．本研究为中国先进研究堆冷中子源氦制冷系统的设计提供了数值基础。     

新型板翅式冷凝蒸发器的传热特性研究

采用１ｍ长的新型板翅式单元作为工业用冷凝蒸发器的结构单元，对此单元试样进行了冷凝与沸腾传热特性的实验研究．实验结果表明：当热流密度达到６０００Ｗ／ｍ２时，其总的传热温差仅为１．１Ｋ，比通常结构的冷凝蒸发器的传热温差减小０．３～０．８Ｋ．根据单元试样的试验结果，选用优化结构尺寸，设计制造了用于１５０ｍ３／ｈ制氧机的新型板翅式冷凝蒸发器正式产品，对其进行了工业性试验．测试结果表明：传热系数达到７５４Ｗ／（ｍ２Ｋ），与原有产品相比，其重量减轻了３６％，体积减小了４０％．     

机械蒸汽压缩并流进料多效蒸发系统能耗计算分析

建立了并流进料机械蒸汽压缩(MVC)多效蒸发(MEE)系统自平衡循环的热力过程模型,分析了并流进料MVC-MEE系统中蒸发器效数、多效蒸发系统总温差、末效蒸发器二次蒸汽温度和MVC等熵效率对系统比功耗(w_(spc))的影响.计算结果显示:w_(spc)随系统总温差的增大而增加,蒸发器效数越少,w_(spc)增加的速率越大;蒸发器效数较多时,w_(spc)的增加速率随系统总温差的增大而提高.在系统总温差一定时,w_(spc)随蒸发器效数增加而明显降低,但随着蒸发器效数的增加,w_(spc)的减小幅度降低.在蒸发器效数一定时,w_(spc)随末效蒸发器二次蒸汽温度的升高略有降低,其影响随着蒸发器效数的增加而减小.在系统总温差一定时,w_(spc)随MVC等熵效率的增加而降低,在系统总温差较大时,MVC等熵效率对w_(spc)的影响更显著.     

A comparative study on thermo-economic performance between subcritical and transcritical Organic Rankine Cycles under different heat source temperatures

In this paper, the net power output, exergy efficiency and levelized energy cost of system were selected as performance indicators for assessing Organic Rankine Cycle （ORC）. Firstly, the turbine inlet temperature and pressure meeting the requirement of pinch point temperature difference of evaporator in transcritical ORC （trans-ORC） were determined based on performance opti- mization. Subsequently, the thermo-economic performance of a subcritical ORC （sub-ORC） using R601 as working fluid and a trans-ORC using R134a as working fluid were compared under different heat source temperatures and a fixed outlet temperature of flue gas. Results show that for trans-ORC, when the pinch point temperature difference of evaporator lies between the inlet and outlet of evaporator, a lower inlet pressure of turbine is favorable; when the pinch point temperature difference of evaporator is located at the outlet of evaporator, there exists an optimal inlet pressure of turbine. Either for sub-ORC or trans-ORC, the net power output increases and levelized energy cost decreases with the increase in heat source temperature. For sub-ORC, exergy efficiency of system increases monotonously with heat source temperature, while for trans-ORC, exergy efficiency of system grows up firstly and then reduces （or keeps constant） with the increasing of heat source tem- perature. Moreover, for net power output and exergy efficiency of system, there exist a range of heat source temperatures making trans-ORC better than sub-ORC, and the heat source temperature region extends with the increase in pinch point temperature difference of evapo- rator. For levelized energy cost of system, the sub-ORC is always superior to trans-ORC.     

以R123和R245fa为循环工质的车用余热回收系统的(火用)分析

针对以R123和R245fa为循环工质的车用有机朗肯循环余热回收系统,结合重型车用柴油机的试验数据针对系统进行焖（火用）分析.分析结果表明对于R123系统,在不同的发动机转速下,系统焖（火用）效率随着蒸发压力和发动机负荷增大逐渐增大,但是增长速率均逐渐减小.对于R245fa系统,在不同的发动机转速下,系统焖（火用）效率随着蒸发压力的增大先增大后减小,随发动机负荷的增大逐渐增大.蒸发器是提升中温有机朗肯循环系统系统焖（火用）效率的关键,合理选择及设计系统蒸发器将能够有效提高系统焖（火用）效率.      

变工况条件下的纯电动车热泵系统火用性能分析

基于台架试验数据和热力学第1、2定律,通过改变制冷剂R134a的充注量、室外环境温度和压缩机转速等工况条件,推导出纯电动车热泵系统的性能系数(COP)及其火用损失和火用效率的计算公式,并分析了系统的性能.结果表明:制冷剂R134a的最佳充注量为400g,纯电动车热泵系统总的火用损失为0.61~1.28kW;冷凝器和蒸发器的火用效率较低,分别为37.9%~53.1%、34.2%~61.8%.     

多效蒸发系统热力学优化研究

在计入溶液沸点升高（温差损失）这一重要因素的前提下，以系统最小总传热损失为热力学优化目标函数，得出多效蒸发系统的最佳参数及相应的传热面积和生蒸汽量。经实例验证，优化效益显著。     

燕尾形轴向槽道热管的蒸发冷凝传热特性

建立了燕尾形轴向槽道热管蒸发和冷凝薄液膜传热特性理论模型,并对模型进行了数值求解.对蒸发薄液膜区液膜厚度、接触面温度和热流密度分布进行了分析,给出了汽液接触面蒸发/冷凝传热系数沿轴向的变化.研究表明:在蒸发薄液膜区域,薄液膜厚度沿槽壁方向呈线性增加;汽液接触面的温度在起点几乎和壁面温度相同,随着薄液膜厚度的增加而迅速降低;在薄液膜的起始段,热流密度快速达到最大值,随即迅速减小.蒸发段的蒸发传热系数大于冷凝段的冷凝传热系数,蒸发/冷凝传热系数在整个绝热段并不都为零.同时,通过实验验证了模型的正确性.     

基于分析的内燃机排气余热ORC混合工质性能分析

使用非共沸混合工质可以降低ORC系统的不可逆损失.为此,建立了内燃机排气余热ORC模型,分析了不同组分非共沸混合工质toluene/R141b在不同蒸发温度和冷凝温度下的热效率、效率和损失.分析结果表明:混合工质的效率均低于纯工质;纯toluene的热效率和效率最高.使用混合工质,一方面可以拓宽工质选择范围;另一方面,由于温度滑移,混合工质可以更好地与热源匹配,减小不可逆损失.     

太阳能增效的复叠式空气源热泵系统能量分析与及分析

为了提高空气源热泵的效率和稳定性,提出一种太阳能增效的复叠式空气源热泵系统,建立系统的能量模型和模型,以R134a为制冷剂进行计算分析.结果表明:随着中间冷凝温度的升高,系统机械性能系数先增大后减小,当中间冷凝温度为38 ℃时,系统机械性能系数达到最优值;随着中间冷凝温度的升高,效率先增大后减小,当中间冷凝温度为22 ℃时,效率达到最优值;系统机械性能系数、制热量、损失随着蒸发温度的升高而增大;随着太阳辐射照度的增大,系统机械性能系数、效率及制热量均有明显提升;系统中损失最大的部件为集热发生器,提高集热效率、采用合理的运行参数是提高系统效率的关键.     

分离式热管蒸发段传热特性试验研究

通过对分离式热管水平及小倾角 ( 0°～ 5°)蒸发段传热特性的大比例尺模型的试验研究 ,获得了其壁温特性及换热规律 ,探讨了热流密度、工作温度、倾角及充液率等因素对传热特性的影响 .结果表明 ,与蒸发段垂直布置的分离式热管相比 ,水平及小倾角热管的换热系数较小 .特别是当热流密度大于 2 0kW /m2 时 ,蒸发管上下管壁温差增大 ,沿管长方向上管壁温度的波动较大 ,使上壁的换热系数降低 ,局部烧干热负荷过早出现 ,使热管的工作范围减小 .此外 ,还得出了水平蒸发管平均换热系数的无量纲准则关系式 .     

微通道分离式热管换热特征的模拟研究

为了研究充液率和运行参数对微通道分离式热管性能的影响,建立了微通道分离式热管的稳态换热模型,并验证了模型的准确性,模拟和实验结果最大相对误差为7.9%.基于该模型分析了充液率、风量以及蒸发器和冷凝器之间高度差对制冷剂侧换热系数、空气侧压降、换热量和能效比等参数的影响.计算得出系统最佳充液率范围为80.2%~105.6%,相应的换热量为3.75~3.90kW.制冷剂侧换热系数随着充液率的增加先增大后减小,系统压力随充液率增加而增大;同时当蒸发器侧风量由1 500m~3/h增加至5 000m~3/h时,系统换热量和EER分别增加了100.1%和92.5%;蒸发器和冷凝器高度差为2.4m的分离式热管比高度差为1.2m的分离式热管的平均换热量提高了9.18%.研究结果对微通道分离式热管的节能设计和运行控制有一定的参考价值.