蒸发式冷凝器空调系统的性能及应用

对基于蒸发式冷凝器的空调系统进行了性能测试,发现即使在相对湿度较大的运行环境下,空调系统的性能系数(COP)仍可达3.5左右;空气湿球温度对蒸发式冷凝器的排热性能影响明显,在测试范围内,当其它控制参数不变时,湿球温度每上升1℃,排热量下降5%左右.对蒸发式冷凝器及空调系统进行了变工况条件下的性能测试,结果表明随着冷负荷的降低,系统COP和冷凝器能效比均有所下降,但采用变风量的运行控制策略,系统性能系数可提高5%以上.通过与空冷式空调系统的比较分析,表明即使在夏热冬暖地区,基于蒸发式冷凝器的空调系统仍具有较好的应用前景.     

陶瓷泡沫填料逆流直接蒸发冷却热质传递特性的实验研究

采用30 PPI的氧化铝(Al2O3)陶瓷泡沫块作为蒸发冷却器填料,在人工环境舱中进行了逆流直接蒸发冷却实验.着重研究了填料厚度、进口空气的干球温度、湿球温度以及空气流量对填料热质传递性能的影响.选用冷却效率和加湿量分别作为热传递和质传递性能的评价指标.实验结果表明,以氧化铝陶瓷泡沫为填料的直接蒸发冷却器,冷却效率最高可以达到0.88,出口空气的含湿量最大可以增加3.15 g/kg.当进口干球温度、进口湿球温度升高以及空气流量增大时,陶瓷泡沫的冷却效率都呈下降趋势.加湿量随着进口干球温度的升高而增加,但是随着进口湿球温度升高和空气流量增大而减少.在相同实验条件下,2层陶瓷泡沫的冷却效率、加湿量都高于1层的冷却效率和加湿量.     

蒸汽-兰炭换热与余热回收特性实验研究

利用自行搭建的蒸汽–兰炭气固换热实验系统,研究了整个料层内兰炭与蒸汽的换热及余热回收特性,分析了颗粒平均粒径、料层厚度、蒸汽流量对兰炭余热回收量和蒸汽?增的影响规律。实验结果表明:随着换热时间的增长,料层整体平均温度以先快后慢的趋势逐渐降低,有效换热系数逐渐减小,热回收量和蒸汽的?增上升;增加料层厚度、减小兰炭颗粒的粒径、提高蒸汽流量有利于有效换热系数的增加,有效换热系数的范围在3.5～52.0 W/(m~2·K)之间。此外,拟合出了粒径、料层厚度、蒸汽流量、料层整体平均温度与有效换热系数的实验关系式。     

桥面铺装层力学响应的有限元分析

应用有限元软件ABAQUS,建立桥面铺装动力分析三维有限元模型,分析上下层铺装厚度、层间接触状态、水平力、铺装材料等因素对桥面铺装层受力控制指标的影响规律。结果表明:面层最大拉应力峰值随铺装上层厚度的增大而不断增大;与完全连续的层间接触状态相比,不完全连续状态下的铺装层力学控制指标均有不同幅度的增长,其中铺装表面拉应力峰值增幅最大;水平力对铺装表面拉应力和表面弯沉影响很小,而铺装层间剪应力随水平力的增大而不断增大;不同的铺装材料对铺装层力学控制指标具有较大的影响,提高铺装材料的强度可有效降低铺装层的力学响应量。     

城市办公建筑空调制冷系统大气排热实测分析

为研究单位建筑面积排热量较大的城市办公建筑空调制冷系统的排热规律,采用现场实测的研究方法,选取位于深圳市及北京市城市中心区的4座典型办公建筑作为实测对象,并将空调制冷系统通过冷却塔的排热分为显热排热和潜热排热这两类进行细致分析.结果表明:实测办公建筑空调制冷系统的单位建筑面积全热排热量在85~106 W/m2范围内,其中显热排热所占比例很小仅为1%~5%,而潜热排热占绝大比例为95%~98.85%,建筑空调制冷系统通过冷却塔的排热主要以潜热排热方式向外排出,从而显著增加了建筑周围大气相对湿度,并且城市范围内的高温高湿气候条件不利于建筑空调制冷系统向大气环境排热排湿.     

烧结料层中的蓄热模型

针对铁矿石烧结过程中存在的自动蓄热现象,建立了一个烧结料层的蓄热模型,并研究了燃烧层厚度、蓄热量在料层中的分配比等参数对烧结蓄热的影响.模拟表明:燃烧层厚度增加,料层蓄热量下降;预热层中蓄热量分配增加,料层蓄热量也增加.高度为300 mm的料层均匀分为上、中、下3层时,计算得到各层蓄热量比为1∶1.08∶1.13.实验室条件下将模型用于烧结燃料的合理分布,燃料的使用量有所降低.     

受限空间圆管表面结霜特性及换热性能实验研究

为了优化换热器结构以提高其除霜性能,通过水平圆管结霜可视化实验台对受限空间内结霜过程进行了实验研究,分析了霜层厚度沿管长方向的生长规律、结霜量和热流量随时间的变化规律,以及湿空气初始流速、温度、相对湿度和管壁温度等因素对圆管表面结霜量和热流量的影响。实验结果表明:结霜初期,霜层厚度沿管长方向逐渐升高;之后,圆管中部的霜层最厚,靠近入口的霜层厚度最小;融霜最先发生于空气流道出口处;结霜量随时间延长呈现增长趋势,而热流量呈现先增大后减小的趋势;较高的湿空气流速、湿空气温度、相对湿度和较低的壁面温度对应较大的结霜量和热流量,其中管壁温度对结霜量和热流量影响相对较小。实验所获得的结霜特性与换热规律对换热器设计具有一定的参考价值。     

换热表面镀银对微生物污垢的生长与形态的影响

银离子溶液对悬浮细菌杀灭作用显著,对由细菌形成的微生物污垢也有明显抑制作用。当前,银离子溶液杀灭作用的研究主要集中在医学领域,对工业领域的换热器表面的镀银方式和微生物污垢形式涉及较少。镀银方式与银离子溶液作用机理有所差别,镀银方式与空间位置关系明显。微生物污垢形式,与菌液中悬浮细菌也有明显差异。该文从镀银对微生物污垢空间形态和重量曲线两方面出发,探讨了镀银抑垢的机理和效果。结果表明:镀银后污垢湿重量和干重量均下降20%以上。污垢底层空洞化,距离材料表面100μm厚度以内污垢中的细胞活性下降。     

降低饮用水中残余铝浓度研究

通过混凝实验及过滤实验研究，分析了混凝条件如快速搅拌强度、慢速搅拌强度，pH，温度等对饮用水中残余铝含量的影响；研究了滤柱滤层厚度对饮用水中残余铝含量的影响。实验结果表明在混凝剂投加量一定时，通过控制混凝条件及合适的滤层厚度能够降低饮用水中残余铝含量。     

大型冷却塔热力计算模型

基于质量守恒和能量守恒原理,以出塔水温作为冷却塔冷却性能的评价指标,建立了大型冷却塔热力计算的湿差模型,并与目前常用的焓差模型以及四变量模型进行了比较,分析了不同模型的计算结果差异以及气象条件(如大气压力、干球温度及湿球温度)、淋水面积和风速等参数对冷却塔出塔水温的影响.即随着干球温度及湿球温度的降低,或者在一定的范围内,淋水面积的增大,或者风速的增大,出塔水温均会降低.结果表明:湿差模型和焓差三阶模型是适用于大型或超大型冷却塔的热力计算模型,在大型冷却塔设计时,应特别重视循环冷却水系统冷端参数的综合优化分析.     

纳米级页岩孔隙吸附厚度计算方法及其对比分析

为解决页岩吸附层厚度的计算问题,通过对不同吸附方程推导获得3种吸附层厚度计算表达式。结合龙马溪组页岩资料的实例计算,得到吸附层厚度随温度、压力的变化规律,并对各种吸附层厚度计算式进行了适用性分析。结果表明:1Langmuir与Polanyi方法计算式可以计算不同压力下气体吸附厚度,而FHH方法仅适用较低压力(p10 MPa)情况;2吸附厚度随压力升高而增加,其敏感性随压力升高而降低;3吸附厚度随温度增加而减小,但Polanyi方法计算吸附层厚无明显变化;4Langmuir方法适合储层丰度较低、含气量不高的储层吸附层厚度计算,Polanyi方法适合储层丰度较大、含气量高的储层吸附层厚度计算,FHH方法适合埋深较浅的储层吸附厚度计算。     

低流速下燃料包壳表面污垢沉积的传热计算分析

针对核电站发生破口失水事故后碎片在燃料包壳外表面形成污垢沉积的现象,采用一维模型建立了燃料包壳和周围冷却剂温度场的数值计算模型,与流体动力学分析软件CFX模拟结果进行对比,分析污垢厚度、污垢导热系数以及冷却剂流速对包壳温升的影响,并分析包壳温升瞬态变化.经计算发现,此计算模型计算结果与CFX模拟结果相近,最大相对偏差为2%.经分析发现污垢的产生导致包壳外表面温度突升,且温度升高的幅度随着污垢厚度增大而增大,随着污垢导热系数的减小而增大.存在一个临界冷却剂入口流速,当入口流速低于临界值时,堆芯内将产生沸腾危机.     

韶山市城区人为热影响下的热环境数值模拟

以韶山市城区的热环境为研究对象,利用Gambit软件建立了该城区建筑群的物理模型。分析了影响城区热环境的四种人为热源,通过Fluent软件模拟出夏季不同人为热影响因素作用下的城区热环境;并分析这些因素的影响程度。模拟结果表明:人类新陈代谢、工业、空调和交通四种不同的人为热对城区热环境有不同程度的影响,其影响程度大小依次为空调排热、新陈代谢排热、工业排热、交通排热,其中交通排热主要对路面周围热环境有影响。研究结果可以为改善城区热环境、缓解热人为热导致的热效应加剧提供参考依据。     

低温等离子体抑制蒸发污垢的实验研究

研究低温等离子体在稠油废水蒸发浓缩过程中的阻垢效果,主要分析低温等离子体放电频率和蒸发负荷的变化对污垢热阻的影响,并对污垢进行SEM和XRD分析。研究结果表明:稠油废水蒸发浓缩前用低温等离子体预处理,可以有效降低在加热过程中的污垢热阻,其最大降幅达到了35.4%。经过低温等离子体预处理的稠油废水,其蒸发污垢的组成成分与未处理的没有多大差别,但是它们的污垢晶型有显著的不同,进一步证实低温等离子体满足物理法阻垢的一般原理。     

板翅式换热器热通道结霜过程的数值模拟

为了研究板翅式换热器热通道在不同工况下的霜层生长规律以及霜层对板翅式换热器的影响,建立了基于Lewis传热传质类比理论的结霜模型,并将该模型与板翅式换热器非稳态传热模型相结合。首先借助平板结霜可视化观测实验台验证了该模型的准确性,然后主要计算对比了湿空气进口流速分别为0.8、1.2、2 m/s,相对湿度分别为60%、70%、80%时换热器热通道结霜量的大小,以及结霜起点位置的变化。结果表明:空气流速越大,霜层增长的速率越大,结霜区域越小;空气相对湿度越大,霜层增长的速率越大,结霜区域越大。并且,随着霜层厚度增长通道压降持续增大,板翅式换热效率持续下降,当热通道内霜层平均厚度累积到1.5 mm时换热器效率下降约10%。     

烧结矿冷却过程的实验研究

建立了烧结矿冷却过程的实验平台,研究了烧结矿冷却过程的基本规律及其影响因素.结果表明,冷却空气流量与烧结矿料层厚度是影响冷却过程的主要因素.保持料层厚度一定,随着冷却空气流量的增加,流经料层的热空气温度逐渐下降,热空气所携带的热量开始增加,而后达到峰值,之后逐渐降低,即冷却空气流量存在一适宜值,在这一流量下,热空气所携带的热量最大.保持鼓风机开启度不变,随着料层厚度的增加,热空气的温度逐渐增加,且料层厚度存在一适宜值适宜料层厚度与适宜冷却风量相互影响和制约     

接触压力与粉末层厚度对塑性拉延过程的影响

文章以石墨粉末作为固体润滑剂,在不同接触压力和粉末层厚度下,对铝合金进行了一系列塑性拉延摩擦试验,得到了铝合金在粉末润滑条件下的摩擦系数和表面膜特性,并对塑性成形过程粉末润滑机理进行了分析。结果表明:爬行现象是润滑膜破坏的主要原因,该现象随着接触压力的增大而加剧;适当增加粉末层厚度可以有效降低润滑膜的损伤,但不是粉末量越多越好,最佳厚度随使用工况而变化;不同粉末层厚度下,表面膜的典型破坏形式有所区别;摩擦系数随着接触压力的增加而减小,随着粉末层厚度的增加而增加。     

航天器短时大功率排热系统质量分析

为既能提高航天器排热能力,又能降低排热系统质量,提出了单相流体回路、蓄冷-单相流体回路、热泵单相流体回路、蓄冷热泵回路4种排热方案,计算了各方案排热能力和系统质量构成.与单相流体回路相比,在给定条件下,采用蓄冷-热泵回路可减少辐射器面积69.9%,降低排热系统质量53.5%.而蓄冷单相流体回路可减少辐射器面积56.0%,降低排热系统质量48.8%.结果表明蓄冷方案可以有效解决航天器短时大排热功率问题.     

受限流道沿程参数变化对竖直圆管表面结霜特性影响的实验研究

为研究换热器受限流道内沿程湿空气参数和壁温同时变化对霜层生长的影响,搭建了竖直布局的可视化结霜实验台。实验研究了受限流道内沿程霜层厚度、壁温、霜层生长率等参数的变化规律,以及逆流工况下入口湿空气温度、相对湿度、空气流速对受限流道内圆管表面的结霜量和平均霜层密度的影响。实验结果表明：沿制冷剂流动方向,制冷剂入口段霜层逐渐变薄,中间段霜层厚度趋于平坦,出口段霜层厚度上升。因受限效应的影响,在结霜初期流道内的霜层生长率逐渐降低;在结霜中期流道内水蒸气浓度随时间升高,可使霜层生长率出现小幅提升;在结霜后期霜层生长率降低。在壁温越低、水蒸气浓度越高的位置,霜层生长率出现局部增大的时间越早。更高的入口湿空气温度、相对湿度、空气流速会提升结霜量,而平均霜层密度随入口相对湿度升高而下降。     

电厂汽轮机组冷凝器扭带自动清洗技术研究

介绍了自转塑料扭带的污垢自动清洗原理 ,模拟试验表明本研究设计的清洗扭带可以满足电厂汽轮机组冷凝器的污垢清洗要求 ;同时简述了自动清洗扭带的传热强化功能及其实测结果。通过传热学计算讨论了不同厚度污垢对运行真空度的影响 ,且举例分析了采用自动清洗扭带后发电机组的预期增产效益