最新刊期
      2018年第39卷第2期
      • 陈振华, 李盖敏, 吴建华
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.001
        摘要：为了模拟与压缩机工作状态尽量接近的实验条件，本文在密封的高压环境下测试了在R290/矿物油混合物组合下的滑片-活塞摩擦副的摩擦系数、咬合力和磨损量。测试样件为压缩机中的滑片与滚动活塞量产件，根据压缩机的实际运行工况设定了滑片与滚动活塞间相对滑动速度、负载及润滑油温度等实验条件范围，采用电子扫描镜检测实验后样件的表面形态，并与目前使用量较大的R410A/POE油混合物组合进行对比。结果表明，在R290/矿物油混合物组合下，滑片-活塞摩擦副的摩擦系数，比R410A/POE油组合的摩擦系数大0.05~0.1，但其咬合负载高出300 N，表明在R290/矿物油混合物组合下，压缩机的抗磨损能力增强，但摩擦功耗也同时增加，需进一步改进。  
        关键词：摩擦系数;压缩机;润滑油;R290   
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        发布时间：2024-07-18
      • 刘振, 胡茂娟, 李廷勋
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.007
        摘要：近年来，新型制冷剂R290、R32逐渐应用于家用房间空调器。本文采用同一房间空调器系统（基于R32特性设计），分别对比R290、R32、R22、R410A在不同环境温度下的性能，重点测试并评估了4种制冷剂在极限高温工况下（室外环境温度分别为35、46、52、55 ℃）的性能衰减特性。结果表明：R22在高温工况下表现最优，R290与R22基本相当，R32高温表现最差；R22与R32在55 ℃时能力衰减相差3.01%，EER衰减率相差6.03%；R32排气温度与系统压力最高，不适用于高温地区空调的应用。  
        关键词：房间空调器;高温特性;新型制冷剂;衰减   
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        发布时间：2024-07-18
      • 王丹东, 张科, 俞彬彬, 胡记超, 陈亮, 施骏业, 陈江平
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.014
        摘要：开发CO2跨临界汽车热泵，是解决R134a汽车热泵在低温环境下制热量不足、无法正常工作问题的有效措施。本文理论分析了影响CO2汽车热泵性能的关键因素，在最低为﹣20 ℃的环境下实验研究了CO2汽车热泵的性能。结果表明：开发的CO2汽车热泵系统在低温环境下稳定运行，具有较好的制热性能；在相同压缩机转速条件下，室内进风温度对制热COP(COPh)影响更大，室外环境温度对制热量影响更大；在﹣20 ℃环境冷启动工况下COPh可达到3.15、制热量为3.6 kW；进风（Tg,a,in）和出风（Tg,a,out）温度分别为20 ℃和40 ℃时，COPh最低为1.72。因此，与R134a相比，CO2车用热泵系统的低温制热性能有显著的优势，该系统在电动汽车上具有较好的应用潜力。  
        关键词：汽车热泵;制热性能测试;CO2制冷剂;跨临界循环;电动汽车   
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        发布时间：2024-07-18
      • 赵宗彬, 宋昱龙, 包继虎, 陆磊, 李宏哲, 郭扬, 朱丰雷
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.022
        摘要：本文针对空气源跨临界CO2热泵系统，采用效率分析法建立了压缩机的数学模型，结构分析法建立了膨胀阀的数学模型，分布参数法建立了气体冷却器、蒸发器和中间换热器的数学模型，并将其耦合为整个系统的数学模型。实验验证了数学模型的计算结果，结果表明：机组输入功率的计算值与实测值的偏差＜4.4%；制热量的平均偏差为5.76%；最优排气压力的偏差＜0.1 MPa。综上所述，在确定的运行工况下，通过数学模拟计算某确定配置系统的性能参数是可行的。  
        关键词：CO2热泵系统;稳态数学模型;最优排气压力;不确定度;性能系数   
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      • 邢琳, 闫金州, 汪坤海, 关欣
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.031
        摘要：本文引入柔性理论，提出了一种直膨式太阳能热泵系统的柔性设计方案。由于柔性空间内存在一个虚拟工况点，使柔性空间内工况点都能实现稳定的换热效果。实验验证仿真模拟的可靠性，再利用控制环境变量得到影响系统COP的环境因素权重：辐照强度占52.2 %，环境温度占34.7 %，风速占13.1 %。根据权重构建柔性空间，并对落入柔性区间内工况点进行验证。通过对25套系统分别在全年具有代表性天气工况下的运行模拟，得到虚拟工况点最优组合：辐照强度、环境温度、风速分别为559.97 W/m2、21.6 ℃、2.89 m/s。模拟结果表明以虚拟工况点最优组合作为依据设计稳定性优于传统静态设计。  
        关键词：太阳能热泵;直膨式;数学模型;柔性设计;COP   
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      • 孟现阳, 孙裕坤, 曹法立, 温辰阳, 吴江涛
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.039
        摘要：巴黎协议的生效，意味着HCFCs类制冷剂淘汰进程进一步加快，同时处于过渡阶段的HFCs也将面临一定的限制，因此寻找替代工质研究面临巨大压力和挑战。第四代制冷剂HFOs类物质备受关注，本文针对含HFOs类混合制冷剂黏度开展实验和模型研究。采用振动弦法黏度计对R32纯质和R32/R1234yf混合制冷剂黏度进行了实验测量，测量的温度范围分别为263~350 K、263~360 K，压力最高均为30 MPa，实验系统黏度测量的不确定度为2%。本文共获得了177组实验数据，利用得到的实验数据，基于硬球模型分别拟合了R32纯质和R32/R1234yf混合制冷剂黏度方程。R32纯质黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.28%，最大绝对偏差为0.92%；R32/R1234yf混合工质黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.69%，最大绝对偏差为2.09%。由此可见，实验数据和黏度模型吻合较好，为R32和R32/R1234yf混合制冷剂的应用研究提供了重要参考依据。  
        关键词：混合制冷剂;热物理性质;黏度;R32/R1234yf   
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      • 秦延斌, 张华, 孟照峰, 周国梁
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.048
        摘要：超额吉布斯自由能-状态方程法"（" "G" ^"E" "-EoS）" 是继传统的状态方程法和活度系数法之后预测气液相平衡的一个新思路。本文采用PRWS-UNIFAC-PSRK模型对R161/R1234yf、R32/R125/R134a及强非共沸工质R1234yf/R170/R14系的气液相平衡数据进行计算。结果表明：R161/R1234yf系压力和气相组分质量分数的计算值与实验值的偏差在±1.5%和±0.02以内，优于REFPROP9.0软件的计算结果，而R32/R125/R134a系的偏差则分别在±4%和±0.02以内。根据计算结果及三维相平衡图发现，R1234yf/R170/R14在质量分数比为0.4/0.2/0.4附近时体系的温度滑移现象最为明显，最大的滑移温度达到72.5 K；且R1234yf组分的质量分数越大，泡点温度与露点温度越高。  
        关键词：气液平衡;G^E­EoS模型;混合制冷剂;温度滑移;R1234yf   
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      • 刘圣春, 宋明, 代宝民, 孙志利, 郝玲, 郝影
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.061
        摘要：本文采用以颗粒相动力学为基础的Euler-Euler模型，利用FLUENT研究冰浆在水平直管、90°弯管和T型管中的流动压降特性（计算过程不考虑相变）。模拟结果显示，在管道入口处压降较明显，90°弯管拐弯后内侧压力小于外侧，T型管在分流直角拐角处出现压力最高点和最低点。冰浆流动实验发现，冰浆单位压降随流速和含冰率的增加而增大，且三种管型中直管压降最小，T型管压降最大。对比实验与模拟结果，单位压降随流速的变化趋势一致，且误差在20%以内，但在大流速时，模拟值大于实验值。掌握冰浆的流动特性对冰浆在工程应用的推广具有重要作用。  
        关键词：冰浆;数值模拟;流动特性;单位压降;压力损失系数   
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      • 黄理浩, 陶乐仁, 郑志皋, 王刚, 申玲
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.068
        摘要：本文以90~150 ℃低温余热热源的回收利用为前提，搭建有机朗肯循环（ORC）发电系统实验平台进行实验研究。通过调节透平膨胀机入口压力，改变蒸发温度，研究蒸发温度对膨胀机性能和系统性能的影响。实验结果表明：当蒸发温度从76 ℃升高到84 ℃时，膨胀机入口温度逐渐升高，从而使膨胀机转速增大约9.11%，膨胀机输出功率增大1.26 kW且最高等熵效率为80.6%；同时，系统循环净功、热效率、不可逆损失及?效率均随蒸发温度的升高呈增大趋势，分别增大了37.9%、3.5%、15.4%、27%。  
        关键词：有机朗肯循环;透平膨胀机;热效率;㶲效率   
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      • 刘金亚, 王丽伟, 王佳韵, 王如竹
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.074
        摘要：本文对太阳能储热型吸附式空气取水器吸附剂和储热材料的选择进行了研究。分别研究了以膨胀硫化石墨(ENG-TSA)和以活性炭纤维毡(ACF)为基质的复合吸附剂的导热系数和吸附性能，硬脂酸/膨胀硫化石墨(ENG-TSA-SA)复合相变储热材料的导热系数与DSC测试。结果表明：ENG-TSA-LiCl复合吸附剂的导热系数最大可达5.67 W/(m?K)，吸水量最大可达1.54 g/g。真空浸渍法获得的ACF-LiCl复合吸附剂的吸水量比大气浸渍法高。ASLi40固化吸附剂的吸水量为1.59 g/g，适用于大批量生产。ENG-TSA-SA的径向导热系数为22.2 W/(m?K)，相变温度区间为65.9~77.1 ℃，适用于太阳能等低品位热能。储热器的添加明显延缓了解吸温度降低的趋势。  
        关键词：空气取水;复合吸附剂;相变材料;导热系数;太阳能   
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      • 耿云, 胡雨, 张忠斌, 张萌, 姚喻晨, 黄虎, 黄毅, 蒋赟昱
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.080
        摘要：本文以排布奇数列机柜冷通道封闭的数据中心子模块为研究对象（3列机柜为例），采用CFD模拟将静压层高度与地板穿孔率对数据中心气流组织的联合影响进行可视化，并分析了两种参数组合的25个典型模型的温度场，选出最佳静压层高度与地板穿孔率的范围分别为600~700 mm，20%~50%。对比了最佳静压层高度与地板穿孔率组合范围内的8个数据中心气流组织模型，选出机柜内部温度分布较均匀的气流组织模型。在此基础上，在静压层内架设挡板，并在﹣15°~45°的挡板角度中选择最佳角度以获得最优冷却效果。结果表明：静压层高度为600 mm，穿孔地板穿孔率为20%，设置15°挡板的数据中心子模块为最优模型。  
        关键词：数据中心;风道结构;温度场;静压层高度;地板穿孔率;挡板角度   
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      • 张翔, 韩佳伟, 杨信廷, 钱建平, 王以忠, 王琳, 孙立涛
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.089
        摘要：针对4种结构不同的冷藏车厢体，在相同的运输时间下采用同样货物堆码方式，以苹果为实验材料，利用CFD模拟4种厢体在特定风速、特定制冷温度下其内部温度分布情况，并对厢体冷却性能（温度分布、冷却时间、冷却均匀性）进行对比与分析。经过模拟180 min的冷藏运输结果表明：同时安装侧通风槽及地导轨与单独安装侧通风槽的厢体内部货物温度变异系数分别为0.0013、0.0015，冷藏运输后温度在3~4.5 ℃范围内的货物比重分别为62.06%、59.26%，货物平均温度分别为4.3 ℃、4.6 ℃；无导轨型厢体与单独加装地导轨厢体货物的温度变异系数分别为0.0024、0.0021，冷藏运输后温度在3~4.5 ℃范围内的货物比重分别为52.54%、53.44%，货物平均温度分别为5.0 ℃、4.9 ℃。通过实验验证表明：温度的最大均方根误差分别为0.221 ℃、0.198 ℃，最大平均相对误差为18.35%、16.91%，风速模拟值与实测值的最大偏差为0.3 m/s，得出实验值与模拟值存在较好的一致性。  
        关键词：冷藏车;温度场;数值模拟;冷却性能   
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      • 廖露, 茅靳丰, 陈尚沅, 侯普民, 刘立瑶
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.099
        摘要：为探讨防护工程垂直U形地埋管的换热性能，利用某地下工程地源热泵实验台，对比分析了两种工况进出口水和土壤温度的变化规律。结果表明：24 h连续运行时，埋管换热量逐渐降低；间歇12 h运行时，钻孔初始时局部换热量与连续运行时相差较大，而总时间内钻孔平均换热量要大于连续运行。建议防护工程在应对突袭时采用连续运行模式，并将热稳定时间和该时间内的换热量作为工程地埋管系统应突处理能力的评价指标之一，但工程长期使用时应采用间歇运行模式。该工程本次实验所测得的热稳定时间为14 h，换热量为1 310.4 kJ/m。  
        关键词：热泵;U形地埋管;防护工程;土壤温度;换热量   
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      • 周鸿运, 李勇, T.M.Eikevik, 王如竹
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.105
        摘要：建立一种能够模拟实际气候条件下地源热泵竖直U形管换热器长期换热过程的复合数值模型。模型由一个三维模型和一个适配于实际工程问题的二维管群模型配套组成。其中三维模型输出的暂态模拟结果被用作二维模型的输入边界条件。模型能够在耗费相对较小计算量的同时给出较为准确的长期暂态模拟结果。根据杭州当地覆盖一个供冷季、过渡季及一个供暖季的实测数据，整理研究了土壤热力学能关于在实际气温及换热器运行条件下的变化规律、进出口水温波动及其影响因素，并最后分析了长期换热影响下的管群不同深度的温度分布情况。研究发现，在经过一个供冷季，过渡季和供暖季后，半径2 m以内的三维计算区域土壤的热力学能上升了0.292 MJ，与仅受气温影响的情况相比，土壤的相对热力学能增量为1.037 MJ，相对温度增量为0.28 K，反映出长三角用户对冷量的年需求量明显高于对热量的年需求量，多余热量会随时间推移在土壤中产生热堆积，对换热效率起到负面影响。地下1.5 m观测点的温升曲线峰值滞后于地下0.5 m观测点约2周，反映出沿埋管深度较深的点的温升曲线在相位上整体滞后于深度较浅的点。系统运行条件下，整个供冷季和供暖季，地埋管的出水口水温与同时刻气温温差均值分别为-8.313 K和9.077 K。经过对管群的进一步分析，发现热堆积主要集中在7 m以下的土壤层，且在管群的转角处影响半径更大，并随深度增加而缓解。  
        关键词：地源热泵;三维建模;计算速度;地下换热场   
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      • 许登科, 庞建勇, 杜传梅, 管二勇
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.113
        摘要：本文针对常温并联式脉动热管搭建了采用恒温热水加热热管的实验系统，测试了以甲醇为介质，热管管径为4 mm时，不同的冷却形式、加热冷却温度和充液量对热管启动特性的影响；以甲醇为介质，不同热管管径（2 mm、4 mm 、6 mm 、8 mm）对热管等温性的影响；以及工质为甲醇和R600a，不同加热长度时（20 cm、25 cm、30 cm）热管的传热能力。实验结果表明：热管冷凝段采用水冷时较自然冷却启动快；较高的加热温度和较低的冷却温度有利于热管启动；热管启动时间随充液量的增加而增加。热管运行过程中在纵向和横向均具有良好的等温性，且随着热管管径的增大等温性逐渐降低。随加热温度的升高，工质为甲醇和R600a热管传热量的变化规律不同，缩短加热长度可以缓解过热度过高的不利影响。  
        关键词：脉动热管;启动特性;等温性;传热量   
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      • 郭梦茹, 谭泽汉, 陈焕新, 郭亚宾, 黄耀
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.119
        摘要：针对多联机系统（变制冷剂流量系统）阀类故障的诊断特征变量冗杂、诊断效率低的问题，提出一种复合诊断模型，利用遗传算法在原始特征集中搜索特征子集，与参数优化后的BP神经网络模型结合，对多联机阀类故障进行检测和诊断。本文从原始特征集中优化选择了带有18个特征变量的最优特征子集，用该模型对电子膨胀阀卡死、电子膨胀阀泄露和四通阀故障3种故障进行检测，结果表明：该复合诊断模型对故障检测率提高，其中电子膨胀阀的卡死故障检测率提升8%，整体诊断正确率提高到99.27%；该复合诊断模型大大提高了诊断效率，使测试时间缩短了52.17%，表明该复合诊断模型具有较好的故障诊断效果。  
        关键词：变制冷剂流量系统;阀类故障检测与诊断;特征选择;遗传算法;BP神经网络   
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        发布时间：2024-07-18
      • 李庆普, 陶乐仁, 吴生礼, 李垒, 胡永攀
        2018, 39(2) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2018.02.126
        摘要：在35 ℃、40 ℃和45 ℃三种冷凝温度下，对R134a在微肋管内的冷凝换热进行了实验研究。选用质量流量、冷凝温度、微肋管结构参数为变量，以总传热系数、水侧传热系数、制冷剂侧传热系数以及压降为评价指标。实验结果显示：总传热系数、制冷剂侧传热系数、压降均随着质量流量的增加、冷凝温度的降低和管径的减小而增大，而水侧传热系数随质量流量的增加而稍有降低，冷凝温度对其值影响并不大。热阻分析时发现：随着质量流量的增加，水侧热阻占总热阻比值逐渐增加，而制冷剂侧所占比值逐渐减小，但制冷剂侧热阻总小于水侧热阻；对换热器进行综合性能进行评价时，以传热系数与压降的比值（单位压降传热系数）为指标，发现该比值均随质量流量的增加呈现先减小后增大的变化趋势，并随着冷凝温度的降低、管径的减小而增大。  
        关键词：冷凝;内螺旋管;热阻分析;单位压降传热系数   
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