蓄热换热的温度分布与热饱和时间的数值模拟研究

在计算流体力学数值分析软件基础上，运用数值方法模拟了陶瓷蜂窝蓄热体的蓄热换热过程，得到了蓄热体及气体的轴向温度分布曲线，分析了温度随时间的变化规律，同时讨论了换向时间、烟气入口温度、蓄热体高度、蓄热材料比热等参数对热饱和时间的影响，为进一步研亮蓄热式换热机理提供了初步的理论依据．     

Performance of cryogenic regenerator with <Superscript>3</Superscript>He as working fluid

Almost all experimental and theoretical studies on regenerative cryocoolers at temperatures below 20 K mention the use of 4He as working fluid.A preliminary qualitative evaluation indicates that because of the superfluid phase transition,a working fluid of 3 He would overcome the cooling temperature limitation set by 4He.Starting with a comparison of the thermophysical properties of 3He and 4He,cryogenic regenerator simulations applied to the third/last stage of a pulse tube refrigerator,with 3He and 4He separately,were implemented to quantitatively analyze performance differences of the regenerator with respect to regenerator loss, cooling power and COP.Results conclude that 3He could significantly improve the performance of a regenerative cryocooler.     

关键部件对自由活塞斯特林制冷机制冷性能的影响

实验测试了两种不同丝网蓄冷器的流阻特性及其对整机制冷性能的影响,表明在低温下需要设计小空隙率,而在高温区需要设计大空隙率．通过改变冷头材料,实验测试了冷头表面温度的变化情况．比较了不同制冷量下两种冷头的表面温差,表明制冷量越大,冷头材料导热系数对两者表面温差的影响越大．通过粘贴排出器垫块,改变冷端死容积．分析了死容积对整机性能的影响,在200K温度以下,死容积越小,制冷性能越好,但在240K以上的高温区,制冷性能受死容积的影响较小．     

燃气轮机实际循环熵产分析与性能参数评价

基于热力学第二定律,引入无量纲熵产数Ns表示燃气轮机装置热力性能完善程度,对其进行热力性能熵产分析.研究了表征燃气轮机装置热力性能参数:回热度σ、温度比τ、压力比π、循环有用功系数λ等对循环性能的影响及其相互关系.结果表明,采用有回热的循环Ns相比无回热的循环Ns明显减小,且在σ较大的情况下,Ns随π增大而增大,但变化不明显,随τ增大而减小.因此可通过增大τ、增大σ(≥0.7)和适当选取π以获得较大的循环热效率ηi及较小的Ns.在较高τ的情况下,尽量提高λ,以减小Ns.     

自蓄热烧嘴的研制与实验研究

简述了自蓄热烧嘴系统的设计与研制过程，并利用该装置系统进行了实验室的实验研究。研究结果表明：该装置系统既能高效回收烟气余热，又能大大幅度降低NOx的排放；而且其设计原理合理，结构简单，具有进一步进行工业试验的价值。     

热声谐振管的有源热声网络模型研究

根据流体力学基本方程组建立了采用平行板叠结构回热器的热声谐振管的有源热声网络模型,为热声谐振管与制冷机的优化匹配提供了一种有效的理论工具     

多孔填料回热器工质的压缩性研究

讨论了微型热声热机中气体工质在非等截面的多孔填料回热器中的压缩性,指出表征热声热机热声效应的热函数和粘性函数以及由热声效应所产生的平均功流均与工质在多孔填料中的压缩性虚部相关.理论研究表明,通过改变填料的特征尺寸就可以达到改变工质压缩性虚部的目的,进而可以获得最大的热声效应所产生的功流.     

流体平移式电卡制冷系统模拟及性能分析

为了改善电卡制冷的性能，以三元聚偏氟乙烯（PVDF）为电卡材料，构建了流体平移主动式电卡蓄冷器（AER），并基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台建立了该AER系统的二维模型，进行性能仿真。通过特定工况及变参数分析，讨论了电卡制冷的影响因素，发现材料导热性能是制约电卡效应发挥的重要因素，导热性能不佳不但导致施加电场时材料热量无法有效传递给流体，而且会发生温度交叉，导致去电场时未有效降温的材料中心与流体抢夺电卡效应冷量的现象。     

微重力条件下列管相变蓄热器的传热特性研究及拓扑优化

基于相变蓄热器在航天航空领域的应用，对列管式蓄热器建立物理模型和数学模型，采用数值模拟研究其在不同重力及雷诺数下的传热特性，此外引入基于变密度法的拓扑优化方法对蓄热器进行结构优化，设计出一种不等长拓扑肋片模型，并对比研究各因素对相变材料熔化速度的影响。研究结果表明，相同雷诺数时微重力条件下相变材料的熔化速度相比于有重力条件下的较慢，不同雷诺数时微重力条件下的熔化速度比有重力条件下的熔化速度分别减小了82.7%,86.1%,90.1%。但在微重力条件下，增大雷诺数已不足以有效提升相变材料的熔化速度。与无肋片管相比，经拓扑优化所得肋片模型的强化换热效果明显，在微重力条件下其相变材料熔化时间相比于无肋片管熔化时间缩短了47.83%，表明所设计的拓扑优化肋片模型可有效地减小微重力对蓄/放热速率的影响。