吸附制冷系统中吸附床的传热传质分析及结构设计

对化学吸附制冷系统中吸附剂颗粒之间以及整个吸附床的传热传质特性进行了分析，并总结了目前国内外强化吸附床传热传质性能的主要措施和方法．分析比较了两种用于化学吸附制冷的典型吸附床结构，在此基础上设计了一种新型的吸附床．     

壳管式吸附床传热特性及其强化传热研究

为了实现吸附制冷系统连续工作,在分析国内外系统循环方式的基础上,建立了多发生器系统．对吸附制冷系统的能量需求进行了计算,着重研究了吸附床的显热在总热量中所占的比例,通过外加肋片的方式减小吸附床切换过程中的过渡时间,增加系统制冷量、提高系统运行效率．理论研究结果表明：低压蒸汽作为吸附制冷系统驱动热源时,系统的制冷效率可达27％,单位质量吸附剂的制冷量为172W／kg．     

吸附式制冷在船舶中央空调系统中的应用

以实际营运船舶额定工况下空调负荷为基准,首先从热平衡角度,分析利用柴油机缸套冷却水余热制冷的可行性.其次以特定船舶中央空调所需冷量为标准,对吸附式制冷系统的核心部件吸附床进行初步设计.最后对吸附单元进行传热传质数值计算,分析吸附床厚度、缸套水流速、硅胶填充密度及硅胶比热容对吸附床传热性能的影响.     

化学吸附制冷循环的热力学分析

在分析基本吸附制冷循环的基础上,建立了基本吸附制冷循环热力过程中的各个热量的计算表达式.针对氯化钙氨吸附制冷实验系统的两种典型工况(制冷工况和空调工况),就解吸终了温度和吸附终了温度对制冷性能的影响进行了热力计算和分析,明确了空调工况下制冷系统性能更好的原因,并对计算结果从热力学理论角度进行了分析验证.     

阀门控制传质过程对太阳能吸附式制冷系统性能的影响

以活性炭-甲醇为工质对的翅片管式太阳能吸附制冷系统为对象,对系统在带阀门控制传质过程下的制冷性能和无阀门控制传质过程下的制冷性能进行了对比研究;并对在带阀门控制传质过程下最高解吸温度及关闭阀门时间与系统性能的关系进行了分析研究.实验结果表明:在同等天气条件下,系统在阀门控制传质过程下的制冷效率整体上比在无阀门控制传质过程下的制冷效率平均高出36.7%;系统关闭阀门时间在吸附集热床达到最高温度之后的35分钟之内,系统的制冷效果最好,关闭阀门时间越久,系统制冷效率越低.研究结果可为太阳能吸附制冷系统的优化设计提供参考.     

太阳能固体吸附式制冷吸附床内数学模型的建立

从固体吸附式制冷循环工质对的特点出发,分析了太阳能固体吸附式制冷装置中吸附床的传热传质计算过程,并在合理的简化条件下给出了吸附床制冷工质时的模型求解方法。根据文章所建立的方法,可对太阳能固体吸附式制冷装置进行性能动态模拟,并为系统装置的优化奠定了良好的基础。     

固体吸附制冷吸附剂的研究进展

简述了固体吸附制冷系统的基本循环原理;综述了近年来国内外在吸附制冷吸附剂方面的研究成果.提出了选用安全、无毒吸附质,开发适合于吸附制冷特点的吸附剂,研究性能良好的、环保型吸附工质对是推动固体吸附制冷技术工业化的关键.     

NaX沸石复合吸附剂的性能与应用

为增强固体吸附床的有效传热,提出一种以NaX沸石为主要成分的固化复合吸附剂,对其吸附性能和导热性能进行了实验研究,该复合吸附剂的吸附性能优于沸石颗粒,其最大吸附量接近于沸石原粉,吸附平衡时其导热系数约为0．23W/(m.K),试验表明,吸附剂的真实导热系数受吸附量的影响很大,而其有效导热系数除了受真实导热系数的影响外,还与吸附量的变化]率有关,对复合吸附剂在余制冷及太阳能制冷中的应用进行了探讨,提出了一种用于余热制冷的新型吸附床结构,并分析了一种结构简单的单体或太阳能制冷管。     

吸附式制冷系统运行参数动态特性

针对燃料电池汽车余热驱动的吸附式制冷循环过程吸、脱附特性,采用动态的分析方法,对吸附式制冷系统的主要部件吸附床在不同阶段（等容加热、等压解吸、等容冷却、等压吸附）的工作过程建立动态方程,同时对制冷系统的蒸发器及冷凝器建立相应的动态模型。利用数值方法对数学模型进行求解,分析吸附速率、吸附床温度、冷凝温度、蒸发温度、制冷功率等参数随时间的动态变化规律。研究结果表明：吸附速率在吸附过程进行到5min时达到峰值,吸附床温度达到350K后其升温速率开始减慢,吸附床温度降到315K后的降温速率开始减慢,冷凝温度在解吸阶段进行到8min时存在1个峰值,蒸发温度的变化趋势与制冷功率的变化趋势相反。     

采用真空管太阳能吸附集热器的制冷系统性能分析

为提高吸附集热器的性能，提出了一种真空管太阳能吸附集热器的设计方案，建立了相应的数学模型，对所设计吸附集热器的性能进行了分析，用传热方程对采用此集热器的吸附制冷系统进行了数值模拟计算，得到了吸附床内的温度分布规律，理论分析表明，系统的最高温度和性能均优于一般的吸附制冷系统，研究了一些关键参数变化对系统性能的影响，并在此基础上，提出了一些真空管优化设计的方案，为以后的实用化提供了理论依据。     

交错肋结构涡轮叶片内部冷却通道的流动换热特性研究

利用数值模拟方法研究了交错肋结构涡轮叶片内部冷却通道的流动换热特性,分析了交错肋冷却通道的流动换热机理。交错肋结构在明显提高通道冷却性能的同时也带来了较大的流动损失,随着肋倾角、肋宽的增大,通道的换热能力增强,阻力损失增大;随着肋间距的增大通道的换热能力降低,阻力损失减小。利用瞬态液晶实验技术对交错肋冷却通道进行实验研究,进一步分析了交错肋冷却通道的流动换热机理,并验证了所采用的数值模拟方法是可行的。     

常压吸附流化冷冻干燥过程的理论分析

为探索节能型的冷冻干燥方式,进行了在常压下利用流化床中吸附剂吸附水分同时放出热量实现冷冻干燥的研究。以粒状物料为例,建立了球坐标下常压冷冻干燥的传热过程理论模型,计算了物料干燥过程中的温度和升华界面的移动距离,并对床温、物料尺寸和吸附剂粒径等影响因素进行了理论分析。实验测量了物料内的温度分布变化,验证了数学模型的可靠性。结果表明,通过适当提高床温、采用小尺寸物料和吸附剂,可以提高干燥速率。     

液态金属充型过程流动与传热数值模拟

根据有限差分法原理,对液态金属充型过程中同时发生的流动与传热过程,用在微小时间段内独立的流动与传热过程近似表示.结合温场数值模拟与流场数值模拟技术,开发铸件成形过程流动场与温度场耦合的数值模拟软件,并利用该软件对标准实验铸件充型过程进行耦合分析.研究结果表明:该方法不需要求解用能量平衡法建立的,考虑了流动对传热影响的复杂方程,有利于提高流动与传热耦合数值模拟的计算速度;自主开发的金属液态成形工艺分析系统的"耦合"计算功能是有效的,且计算精度较高.     

超临界CO2热泵蛇形管气冷器传热特性研究

为了减少能源消耗、提高CO₂热泵的效率,基于Fluent软件,采用数值模拟方法对超临界CO₂在蛇形管气冷器中的传热特性进行研究。主要探究蛇形管内超临界CO₂的流动特性,通过改变操作压力、CO₂和冷却水的质量流量,分析蛇形管的传热性能。结果表明,蛇形管中离心力周期反向,会使温度和速度梯度呈周期性的内侧和外侧交互扩散的趋势;超临界CO₂压力越靠近临界点,平均传热系数越高,压力为8 MPa下的平均传热系数相较于9 MPa和10 MPa分别提高了24.37%和42.53%;超临界CO₂的平均传热系数随着CO₂质量流量的增加而增大,随着冷却水质量流量的增加而降低,冷却水质量流量的增加不会对峰值点的传热系数产生影响,但会使峰值点出现的位置提前。研究结果为超临界CO₂热泵蛇形管气冷器的设计、运行及热效率的提升提供了理论依据。     

高温长时间风洞喷管冷却结构CFD研究

高温长时间工作的风洞喷管需要冷却,这需要在喷管上开冷却通道槽。本文采用冷却效率较好的矩形冷却通道,研究喷管冷却的影响因素。文中建立喷管冷却结构三维模型,详细分析喷管的传热类型同时考虑辐射换热,基于简单准确原则对计算三维模型作一系列简化假设,最后采用CFD技术进行数值模拟。了解冷却通道高宽比对喷管冷却的影响规律,指出考虑和不考虑辐射换热喷管冷却效果的差别,同时明确气流总温对冷却效果的影响程度并提出改善措施。     

太阳能冷管的机理与结构改进实验

阐述了对太阳能冷管及其结构和性能的研制及改进，采用真空集热方式和选择性涂层加强冷管对太阳能的吸收，以固化复合吸附剂提高吸附床的吸附和脱附性能．对冷管中的脱附动力学机理进行了实验研究，指出真空度是影响脱附速率的主要因素之一．该太阳能冷管型可以制冷又可以供热水，其制冷系数达0．193，制冷与供热的总性能系数为0．692．     

环形流化床生物质热裂解反应器的传热分析

 环形流化床热裂解反应器结构紧凑,热效率较高,具有良好的应用前景.本研究对环形流化床内传热过程进行分析.利用解析法,构建了环形反应器稳态传热的计算模型,并用C语言进行编程和求解,得出了反应器各参数随流化气速变化的关系.同时,应用数值法得出相应流化气速下反应器热量损失与壁面温度,并与解析法进行对比.结果显示,反应器在流化气速为0.02~0.24m/s下工作时,随着流化气速的升高,总传热系数上升,燃烧室外壁面温度降低,保温层表面温度升高,单位长度上的热损失呈上升趋势.与传统流化床反应器相比,环形流化床反应器的热损失较低.解析法与数值法得出的结果具有较高吻合性,对于流化床反应器内传热效果的分析具有指导性意义.     

大颗粒流化床传热数值模拟与气固传热模型比较

采用欧拉-欧拉模型对GeldartD类颗粒气固流化床的非定常传热过程进行了模拟,比较了包括Gunn模型在内的6种不同的气固传热系数模型.通过模拟二维流化床发现,基于6种气固传热模型得出的平均壁面传热系数与文献的实验关联式相差不大,但是6种模型给出的局部气固传热系数呈现较大的差别,其原因在于不同模型中的两个主要影响参数颗粒雷诺数和床层空隙率的贡献不同.比较了6种气固传热模型之后,采用Gunn模型对D类颗粒的流化床进行了模拟和分析,结果表明:尽管存在较大的气泡和一定程度的腾涌,D类颗粒流化床可以实现稳定的流化.从流化床内的温度分布的演化来看,D类颗粒流化床的传热均匀性不存在问题,较大的颗粒直径和较大的气泡并未造成传热问题.