内融冰式冰盘管蓄冷槽传热性能研究

内融冰式冰盘管蓄冷槽是一种广泛应用的空调蓄冷装置,对这种蓄冷槽传热性能的掌握对于工程应用非常重要．现有的这种蓄冰槽模型均为同心圆柱模型,不能反映冰水密度差对这种蓄冰槽传热性能的显著影响．本文对内融冰式冰盘管蓄冷槽的蓄冷（结冰）和取冷（融冰）实验结果进行了仔细的分析,建立了传热性能动态模型．采用同心圆柱模型描述蓄冷过程,而对取冷过程采用了准同心圆阶段、偏心阶段和碎冰阶段的三段动态模型．合理地反映了融冰过程不同阶段由于冰水密度差造成的换热速率变化的机理,因此模型的适应性强,预测性好．实验对比的结果也说明该模型能够准确地反映不同入口流量、入口温度蓄／取冷过程的蓄／取冷速率、出口温度的变化,因此可直接为工程应用服务     

冰球式封装蓄冰槽蓄冷过程理论分析及实验研究

通过对冰球式封装蓄冰槽蓄冷时的传热过程进行分析,建立了数值传热方程,对蓄冷过程进行了理论计算,得到了蓄冰槽蓄冷过程中乙二醇溶液出口温度及蓄冰球温度的变化趋势.同时,设计搭建了冰球式封装蓄冷空调系统实验台,分析了冰球式蓄冷系统中蓄冰槽和蓄冰球的结构与性能,对蓄冷过程进行了实验测试,并将测试结果与理论计算进行了对比分析,提出了优化冰球式蓄冷系统的方法.     

新型板式蓄冰设备蓄冰融冰规律研究

以一新型板式蓄冰设备为研究对象,建立其有限元数值模型,利用现有的实验数据对模型进行了验证．利用模型模拟分析了相变融冰与蓄冰规律,结果表明融冰与蓄冰过程都是在一定的温度范围内完成的,且靠近板内壁面处水或冰的温度比其余各点变化更快．在此基础上提出了间歇蓄冰方式,并与连续蓄冰方式进行了对比分析．研究发现,采用间歇蓄冰方式可减少冷水机组和泵的实际运行时间,降低纯蓄冰过程的能耗．     

多功能蓄冷空调实验装置的研制和应用

设计建立了一台多功能蓄冷空调实验装置,它可以模拟制冷剂直接蒸发式冷蓄冰罐的运行过程,循环水直接接触融冰供冷循环过程和对房间实行低温送风过程,运用冷媒,可以进行间接冷媒冷却下有限空间内管束外冰－水固液相变过程的研究。应用该实验台,进行了有限空间内管束外冰－水固液相变过程的研究,和制冷剂直接蒸发式冰蓄冷过程动态特性的研究,实验研究结果可为冰蓄冷器的设计和优化提供科学依据。     

并联冰盘管蓄冷装置融冰特性研究

本文基于文献［１］的传热模型对并联冰盘管蓄冷装置融冰特性进行了模拟，并对计算结果进行探讨，这些结果是蓄冷空调系统中冰蓄冷装置设计的理论基础     

内融冰式蓄冰桶数学模型的改进

介绍内融冰式蓄冰桶改进的数值计算模型.将盘管分成许多小段进行研究,考虑了蓄冷时冰层和释冷时水层间的连通现象及蓄冷期冰的温度变化和释冷期水温的变化.所得结果可为设计选用提供依据.     

冰球式蓄冷空调系统性能的探讨

介绍了冰球式蓄冷系统中冰球和蓄冰槽的结构和性能，以及结冰融冰过程和蓄冷释冷特性，通过对冰蓄冷系统运行模式的分析，得出它具有削峰填谷、调荷节能和节省设备初投资的优点；将盘管式和冰球式系统进行技术对比，发现冰球蓄冷技术具有较高的可靠性和稳定性。     

蓄冷槽不同排列方式下的传热过程分析

本文分析了顺排和叉排方式排列的内融冰式蓄冷槽的传热过程,提出了相应的简化假设,并在此基础上建立了九管管束模型。通过对不同管径下不同排列方式的蓄冰槽内的传热特性的ANSYS模拟研究,得出管径对传热的蓄冰槽影响相对较小,U形管顺排一既可以简化布置方式,同时满足温度场均匀的要求。     

蓄冰冷机容量的确定

针对在设计蓄冰工程时普遍存在优化蓄冷比来确定蓄冰主机容量的做法和确定蓄冰工况的问题，提出蓄冰冷机的蓄冰运行工况应根据制冷机组的类型和拟采用的蓄冰方式来确定，通过分析计算给出了蓄冰主机在全蓄冷模式、部分蓄冷冷机优先模式、部分蓄冷释冷优先等3种控制模式下确定冷机容量的计算式，并得出了在不同的控制模式下冷机的容量不受蓄冷比影响的重要结论，说明了蓄冰工况和冷机容量的正确选定对合理地设计蓄冰系统有非常重要的作用，并用工程实例做了详细的分析说明。     

小型气体水合物蓄冷装置的实验研究

采用一种内置换热、外置促晶式小型气体水合物蓄冷装置,以HCFC-141b气体水合物为蓄冷工质,测试和计算了气体水合物蓄冷过程中蓄冷量、生长速率、水合率以及总体换热系数等特性参数值,详细考察了换热器种类、十二水合硫酸钠(SDS)的含量、各种促晶方式(连续促晶、促晶5min以及融冰快速成核)等因素对以上特性参数的影响.实验结果表明:采用带垂直金属翅片的换热器相对于采用光管换热器,可以大大提升蓄冷性能,而且在此基础上,通过添加质量分数为0.04%的SDS,可以进一步提升性能.对于3种促晶方式的研究结果表明:连续促晶具有最好的蓄冷效果,但会额外增加能耗并诱发装置故障;融冰快速成核的蓄冷效果最差,但不需要促晶泵,值得进一步深入研究;促晶5 min的蓄冷效果处于中间状态,是目前最具有应用价值的一种促晶方式.     

冰盖下冰花颗粒的随机运动模拟

冰塞成灾是寒冷地区河流上存在的共性问题,冰塞的形成与演变可粗略划分为封河、水内冰冰塞和开河等3个阶段.基于固液两相流理论,尝试研究水内冰冰花颗粒的运动轨迹和初始冰塞头部的推进过程,冰粒浮速的模拟计算结果与现有经验公式计算结果定性一致,冰粒运动轨迹和初始冰塞头部的推进过程与实验室中观察现象类似.     

覆冰导线融冰计算模型

以覆冰导线为研究对象,根据热平衡方程,建立焦耳热融冰的数学模型。介绍导线覆冰的基本理论,以冰筒直径、冰平均密度以及冰表面平均温度作为融冰模型的输入,提出融冰临界电流这一决定融冰能否进行的指标。用Visual Basic和Visual Fortran混合编程编写计算融冰时间的可视化程序,输入相关气象参数、结冰时间、电阻以及电流即可计算融冰时间。把程序计算结果与加拿大魁北克大学冰风洞中实验结果进行对比,结果表明:计算值与实验值的最大相对误差不超过10%,验证了模型的正确性;该模型可用于导线融冰装置融冰时间和电流的计算。     

冰区海洋平台静态冰载荷概率特性分析

基于Monte-Carlo法，对冰区海洋平台静态冰载荷的概率特性进行了分析。在平台设计评估载荷的计算中引入广义冰载荷“当量冰力”的概念，并用此概念对冰厚和冰强度的联合作用进行了评估。以渤海辽东湾4个典型台站为例，分析了静态冰载荷主要影响因素的概念特性，给出了这几个台站附海域当量冰力的概率分布参数，并定量分析了冰厚和气温对当量冰力的影响，模拟结果表明，应用Weibull分布描述概率当量冰力是可行的，此外，采用多年一遇的极值条件下冰参数组合求得的当量冰力值比Monte-Carlo模拟结果保守得多，在工程应用中，可采用当量冰力作为平台设计载荷的基础。     

考虑脱冰速度效应的输电线路脱冰模拟

输电线路的脱冰将对相邻塔产生纵向不平衡张力,严重威胁到输电线路的安全。提出输电线覆冰脱落的有限元模拟方法,与以往的模型试验结果进行比较以验证该方法的准确性,分析导线和地线整档同时脱冰产生的系统响应,最后针对导线的unzipping形式脱冰分析脱冰速度对响应的影响。本文的算例发现,地线整档同时脱冰将产生比导线整档脱冰更大的纵向不平衡张力。在unzipping形式脱冰分析中,脱冰速度越慢,系统响应越接近于静态卸载;脱冰速度越快,系统响应越接近于整档同时脱冰。     

冰区海洋平台静态冰载荷概率特性分析

基于Monte Carlo法 ,对冰区海洋平台静态冰载荷的概率特性进行了分析。在平台设计评估载荷的计算中引入广义冰载荷“当量冰力”的概念 ,并用此概念对冰厚和冰强度的联合作用进行了评估。以渤海辽东湾 4个典型台站为例 ,分析了静态冰载荷主要影响因素的概率特性 ,给出了这几个台站附近海域当量冰力的概率分布参数 ,并定量分析了冰厚和气温对当量冰力的影响。模拟结果表明 ,应用Weibull分布描述概率当量冰力是可行的。此外 ,采用多年一遇的极值条件下冰参数组合求得的当量冰力值比Monte Carlo模拟结果保守得多 ,在工程应用中 ,可采用当量冰力作为平台设计载荷的基础。     

基于实测冰芯数据的南极海冰厚度的数值模拟

根据我国第22次南极科学考察现场观测数据以及现场采集的冰芯分析数据,考虑太阳辐射、云量等因素对南极海冰厚度变化的影响,利用最小二乘法辨识气温与冰表面温度之间的关系,并以辨识结果所得到的冰表面温度作为上边界条件,依据实测情况取结冰点-1．81℃作为下边界条件,对一维热传导方程采用Crank-Nicolson格式进行离散,对南极中山站内拉湾附近海域海冰厚度变化进行了数值模拟,并与现场观测的海冰厚度数据进行了对比。     

Creep and friction of ice

The creep of polycrystalline ice in uniaxial compression has been studied over a very wide range of strain rates. The creep is far too slow to explain the friction of ice observed at very low sliding speeds, but experiments with single crystals show that sliding produces recrystallization at the interface, the ice presenting an orientation favourable to easy glide in directions tangential to the interface.