最新刊期
2020年第41卷第1期
- 摘要：得益于制造技术的进步和传热传质理论的发展完善，制冷系统不断向小型化、便携化发展，近年来出现了不少形式的微型制冷系统。本文介绍了3种主要的微型制冷系统：蒸汽压缩制冷、吸收式制冷和半导体制冷系统。结合近年来国内外文献，介绍了制冷系统微型化的最新发展状况，并对各种系统的优缺点进行对比，重点介绍了微型蒸汽压缩制冷系统及其核心部件--微型压缩机的发展现状。最后论述了制约制冷系统微型化的瓶颈问题，提出了微型制冷系统的发展方向。关键词：微型制冷系统;蒸汽压缩制冷;半导体制冷;吸收式制冷3257|2798|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：电动汽车没有充足的发动机余热达到冬季供暖需求，热泵技术因具有比电加热更高的效率而成为研究热点，为满足逐步严苛的环保法规要求，近年来关于车用热泵制冷剂替代的研究较多，R1234yf成为R134a的热门替代制冷剂选择之一。本文对R1234yf热泵技术的研究进行了综述与分析，其GWP＜1，各方面性质均符合车用热泵系统的工作需求。在传热效果上，R1234yf的沸腾传热性能略优于R134a，且冷凝过程压降比R134a低5%~10%，优于R134a系统。在诸多R1234yf和R134a系统的仿真和实验研究中，R1234yf热泵性能略低于R134a，但可以通过优化零部件、强化补气、改善工况等方式使其与R134a十分接近甚至超越。R1234yf低压饱和压力比R134a高约15%，可以适配更高的压缩机转速，低温下制热性能比R134a更好，且较低的压缩机排气温度使系统工作更为稳定，强化补气的效果也优于R134a。因此，R1234yf在车用热泵中具有较好的工作性能和发展前景，可以作为R134a的替代制冷剂。关键词：电动汽车;热泵;R1234yf;传热系数;系统性能2620|2318|7发布时间：2024-07-18
- 摘要：基于一台直流调速卧式涡旋压缩机（双级压缩），结合闪蒸式中间腔补气冷却和双级节流技术，试制了一台5 HP专用于严寒、寒冷地区供暖的宽温区空气源热泵热水机（DCAHP），并在多种测试工况下对其制热性能进行了实验研究。实验结果表明，DCAHP实现了宽温区可靠制热，其名义制热量为16 548 W，制热EER为3.0；在室外干球温度为-20.0 ℃的条件下，其最大制热量可达11 278 W，制热EER为1.6。研究发现，热力膨胀阀的感温包距离压缩机吸气口大于7/200 m/m后，阀能力衰减剧烈，且压缩机输入功率将下降19%；若模块化蒸发器面积增加1倍，DCAHP在低温环境的制热能力可提升18%；设置冷冻油充注量精细调节装置，DCAHP的制热能效比最高可提升50%。关键词：压缩机;空气源热泵;制热性能;直流调速2735|2209|3发布时间：2024-07-18
- 摘要：为改善单一工质直接用于热泵系统不能达到最佳效果的现状，根据优势互补的原则，希望通过工质的混合得到性能优良的新型混合工质。基于此，在热泵热水器名义工况下，本文建立了热泵系统循环热力学模型，利用EES程序对混合工质R1234ze/HCs及对应的纯工质热泵系统循环性能进行了对比分析。结果表明：R1234ze/R600在质量分数（20 / 80）和R1234ze/R600a在质量分数（40 / 60）存在最优配比，对应的最大制热COP分别为3.41和3.32，而R1234ze/R290则呈现单调下降趋势。R1234ze/R600（20 / 80）系统的制热COP比R1234ze/R600a（40 / 60）、R1234ze、R290、R600、R600a系统分别高2.7%、17%、0.09%、16.3%和17.8%，排气温度为76.9 ℃，冷凝压力为0.711 MPa，压比为6.32，有望成为新型替代工质。关键词：R1234ze/HCs;混合工质;最优配比;热泵;循环特性2828|1934|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：物料干燥、印刷、印染纺织、电镀等领域普遍需要65~100 ℃的热源供应，常规热泵技术难以实现。本文充分利用非共沸混合工质相变过程中的大温度滑移，实现与水侧更好的热当量匹配，提出一种混合工质回热式大温跨热泵循环，建立了热力学模型，分析了运行压力、混合工质组分、环境温度、出水温度等关键参数对系统性能的影响，基于遗传算法优化了系统吸排气压力和工质配比，结果表明：混合工质回热式热泵可在常规空调压缩机的正常工况内运行，在环境温度为25℃、入水温度为15℃、出水温度为90℃时，系统理论COP最高可达5.5，与同工况下CO2跨临界热泵性能相当。关键词：热泵;混合工质;回热循环;大温跨;遗传算法2644|1713|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文提出一种基于卷积神经网络的故障诊断模型，并通过正交试验优化了3层网络的卷积核和神经元数目，利用图形化的多联机(VRF)系统制冷剂充注量故障实验数据训练了多层卷积神经网络，评估了本模型的故障诊断性能。结果表明：该“数据图形化-多层卷积神经网络”方法建立的模型能够有效进行多联机制冷剂充注量故障诊断，20个输入特征时，对9类故障诊断总正确率最大为91%，比传统BP神经网络达到更高的诊断精度。该方法首次利用卷积神经网络完成了VRF制冷剂充注量故障诊断，为相关研究的拓展奠定了基础。关键词：多联机系统;故障诊断;卷积神经网络;制冷剂充注量故障;正交试验2816|2108|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：及时脱除热力除霜后冷表面残留液滴，可以延缓二次结霜。本文对室温环境下超疏水表面融霜演化行为进行了微观可视化观测，对比分析了表面倾角对裸铝表面（接触角88.0°）及超疏水表面（接触角151.1°）融霜排液的影响。实验结果表明，水平超疏水表面融霜过程存在单液膜卷曲收缩及多液滴合并两种行为，较大的静态接触角及较小的接触角滞后是促使多液滴合并的主要原因。与倾斜裸表面融霜过程存在大量残留液滴不同，超疏水表面融霜液可实现自排除；当倾角＞30°时，超疏水表面排液率可达90%以上。结合表面润湿特性及表面倾角推导出表面液滴临界脱落半径，与实验结果吻合较好。关键词：超疏水表面;融霜特性;排液率;表面倾角2723|2073|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文针对CO2引射器主动流喷嘴渐扩段3个角度0.076o、0.306o、0.612o，耦合对比了均相平衡、延迟平衡以及摩擦模型，并与文献实验数据作比较，探讨了非平衡相变和壁面摩擦两种流动机制对相应角度下喷嘴延迟膨胀过程的主导作用。结果表明：在本研究范围内，渐扩段角度较小（θ1=0.076°）时，壁面摩擦是导致喷嘴延迟膨胀的主要机制；渐扩段角度处于中间值（θ2=0.306°）时，非平衡相变成为主导机制；渐扩段角度较大（θ3=0.612°）时。喷嘴膨胀过程接近于等熵膨胀；设计优化时需要采用相应的模型模拟。渐扩段角度较小时，延迟平衡耦合摩擦模型后发现喷嘴真实喉部后移至渐扩段，获课题组实验间接证实，且预测的临界质量流量显著低于均相平衡和延迟平衡模型预测值；渐扩段角度较大时3种模型的预测值差别不大。关键词：两相喷嘴;非平衡相变;摩擦;CO22610|2108|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文基于三水合醋酸钠，搭建了一套相变蓄热水箱实验系统，在初始水温为80 ℃、进水温度为5 ℃的工况下，测试得到了水箱的热力学特性，并采用填充效率分析法以及?效率分析法，在进水流量分别为1、3、5、7、9 L/min时，分析了相变蓄热水箱的热分层特性。结果表明，当水箱温度为80 ℃时，普通水箱、PCM48、PCM58的热能分别为18.81、19.34、19.07 MJ。进口体积流量相同时，相变蓄热球越靠近水箱进口，水箱的热分层效果越好。随着进水体积流量的增大，分层效果下降。不同水箱的Ri数在t*=0.5达到最大值，Ri数随相变蓄热球位置的降低而减小，PCM48和PCM58在第四层时的Ri数分别为7.569和7.781，而在第一层时的Ri数分别减小为7.03和7.145，表明水箱热分层的程度随着相变蓄热球位置的升高而降低。关键词：温度分层;相变;蓄热水箱;填充效率2753|2243|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文通过推导在冷冻水绕流发热球体传热过程中，水池内水体平均温度随时间的变化公式，研究冷冻水理论降温所需最小流量、水体稳定温度和所需稳定时间的主要影响因素，分析水池内所容纳水体质量及初始温度、冷冻水流量及温度等参数对水体温度稳定性的影响。根据某工程实际情况确定冷冻水温度、流量等参数，运用理论推导公式和CFD模拟技术计算水体温度稳定性。结果表明：当冷冻水温度为17 ℃时，理论最小质量流量为83.67 t/h。经过6~7个月后水体温度将达到稳定，稳定温度为22.44 ℃。关键词：温度稳定性;集总参数法;CFD模拟;发热球体;冷冻水参数2825|1801|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文研究了环境温度的变化和实验表面改变对水滴结冰过程的影响。在温度可调的低温环境测试箱中搭建了观测水滴结冰的实验装置。用气压控制器控制液滴发生装置内的压强并使其产生水滴，通过相机记录水滴在冷表面上的结冰过程。实验结果表明：实验板表面的导热系数对水滴的结冰时间有较大影响，环境温度为-22.0 ℃时，红铜表面的结冰时间为3.8 s，不锈钢表面的结冰时间为5.0 s，均小于玻璃表面上的结冰时间15.2 s；水滴在不同实验表面上结冰时均会产生凸起，但仅在玻璃表面上会发生明显的凸起塌陷现象。关键词：冰壳;结冰过程;冷表面;低温环境2715|1873|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文总结了现具有较高认可度且具有相当预测精度的空气侧换热特性的理论预测模型，选用常规平直铝翅片铜管换热器在典型的空调工况（空气干球温度为27 ℃，湿球温度为19.5 ℃，换热器迎面风速为1~4 m/s，入口水温为7~13 ℃，流速为1.8 m/s）下，对现有模型在低气压环境（40~100 kPa）下的适用性进行分析研究。实验研究表明：在试验工况下，随着换热器所处环境压力的降低，常压模型预测值与实验值的偏差急剧增加至127.4%~-36.6%，且常压模型预测值普遍偏大。同时低气压环境下管排数的影响依然存在，且更加明显。基于本文实验数据对3个常压模型进行环境气压修正后，预测精度大幅提高：在试验工况下，最大偏差分别降至32.63%、24.91%和21.74%，平均偏差为1.79%、-2.90%和-8.59%，在±20%的误差带内修正模型预测精度比分别达到90.97%、93.75%和88.96%。关键词：传热因子;环境压力修正;空气换热;翅片管换热器2679|1971|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文针对变频压缩机的功率测量困难，测量误差大等问题，提出了一种仿真测量模型。利用粒子群算法寻找全局最优粒子，用它初始化BP神经网络的阈值和权值，测量变频压缩机的功率。本文共建立了3种仿真模进行对比，分别为BP神经网络模型、GA-BP神经网络模型和PSO-BP神经网络模型，然后分别通过3种模型的内插、蒸发温度外推和冷凝温度外推的测试方法对变频压缩机进行功率测量，对比分析其预测结果的平均相对误差和拟合程度。结果表明：基于粒子群算法优化的BP神经网络模型明显优于其他两个模型，特别是在冷凝温度外推测试中，较其他两个神经网络相对误差降低了1.11%、2.64%，3种测试方法下的平均相对误差均小于1%，拟合程度在0.9以上，表明基于粒子群算法优化的BP神经网络模型对变频压缩机功率有较好的测量能力，而且有较强的泛化能力。关键词：变频压缩机;压缩机功率测量;粒子群算法;BP神经网络2557|1917|4发布时间：2024-07-18
- 摘要：空调室外换热器通常使用流路数目均一的流路，使空调器无法在不同的制冷剂流动特性下均具有最佳的换热状态。本文提出了一种室外换热器的分布式流路方案，来提升空调器的全年换热性能。首先根据制冷剂在换热器内的沿程流动特性提出流路数目随制冷剂干度增大而增大的分布式流路方案；然后通过换热器仿真软件分析分布式流路的换热特性和阻力特性；最后通过实验验证分布式流路对空调器的性能的提升。结果表明，与采用固定流路的空调室外换热器相比，采用分布式流路的空调系统的全年性能系数APF提高了1.8%~5.8%；室外换热器的额定制热量、低温制热量、超低温制热量分别约提高了4.3%、7.5%、5.9%。关键词：空调器;室外换热器;全年性能;分布式流路2822|1921|7发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文针对5 mm微肋管内R404A流动沸腾换热进行实验研究，并将研究结果与筛选出的一批换热模型进行适配性验证。实验工况：热流密度5~25 kW/m2、饱和温度0 ℃、质量流率200~500 kg/(m2?s)、干度为0.1~0.9。结果表明：Zhang Xiaoyan等的模型由于工质热物性差异较大，过高的预测了部分数据；Liu Zhongliang等的模型低估了热流密度对传热系数的影响，过低的预测了实验数据；S. M. Kim 等的模型不能体现高干度区域传热系数的衰减，整体预测精度不高；K. E. Gungor等的模型能够很好的解释管内传热的过程，同时预测精度较高，平均绝对偏差仅27.46%。乘以修正系数1.372后的模型平均绝对偏差仅为8.95%，落在30%偏差带上的数据多达98.18%。关键词：换热模型;两相流;沸腾;小管径;R404A2653|1783|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对卧式冷藏展示柜能耗较高，在环境温度升高时制冷效果下降等问题，提出采用传热系数较高的微通道换热器作为冷藏展示柜的冷凝器。实验对比结果表明，新改进的展示柜解决了高温工况下制冷效果下降、压缩机不停机等问题，展示柜的能耗也显著降低。在环境温度为16、25、32 ℃工况下空柜测试，与管外面积相差在3%以内丝管式冷凝器相比，微通道冷凝器分别节能11.67%、24.85%、45.64%，开停比分别下降7.20%、14.90%、31.70%。关键词：微通道换热器;展示柜;冷凝器;节能2754|1802|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文提出并研究了一种突出气相压头的环路热管(LHP)。该环路热管将加热面与吸液芯分离，形成一个蒸发腔。工质在蒸发腔内发生相变，热管的整体结构设计突出了工质的气相压头。实验研究了不同的灌充率对启动特性的影响，结果表明：加热功率相同时(30 W)，较高的灌充率会导致较高的运行温度，当灌充率分别为55%、60%和70%时，运行温度分别为101.9 ℃、102.4 ℃和107.9 ℃，且当灌充率高于60%时会发生明显的温度振荡。在灌充率为55%时进行了蒸发器的可视化实验，观察到该类型热管产生相变的主要特征，即：液相工质的滴落蒸发，气液相界面沿着吸液芯表面向下移动，最后液滴落到加热底板上，气液两相界面的移动规律说明该环路热管独特的运行特点。将液体工质从开始滴落经蒸发到下一次开始滴落的时间定义为一个周期，实验测定了在加热功率为55 W时滴落蒸发过程的循环周期为120 s。关键词：环路热管;相变;蒸发器可视化;运行温度;滴落蒸发过程2616|1763|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文针对间歇工作的高功率电子设备对冷却系统的特殊需求，研制了一种以蒸气压缩制冷循环为基础的复叠式储能相变冷却系统，理论分析了系统的工作原理和工质选择原则，模拟计算了储能器的运行特性，通过实验测量了系统启动和稳定运行时的冷却能力和运行性能。结果表明：机械泵启动时，系统压力先降低后升高，幅值为30 kPa，热源启动时，系统压力先升高后降低并维持稳定，系统的主要压降发生在冷却器中；储液器在热源启动时，能有效储存系统多余的工质，并间接控制冷却器内的相变温度和压力；储能器在系统运行过程中，满足系统换热需求并维持机械泵入口5 ℃的过冷度，设计合理；系统的冷却能力随运行时间逐渐降低，当平均热负荷超过10 kW时，系统能稳定运行5 min，满足课题的设计要求。关键词：制冷系统;相变;储能;工质特性2672|1994|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：半导体制冷片因其体积小、制冷速度快的优点在冷藏链运输领域具有很强的应用潜力。为测试半导体制冷箱的制冷效率，本文搭建了制冷储藏箱性能测试实验台，对应用两片TEC1-12706型及TEC1-12712型半导体制冷片的制冷储藏箱的工作性能进行实验研究。实验中分别在储藏箱中加入2000 mL冰块开始实验及应用1500 mL冰块与3 kg食材及3瓶500 mL矿泉水的组合开始实验，两次实验中同时改变热端散热方式及冷端风扇吹风方式。结果表明，对于同型号半导体制冷片，水冷方式时制冷效果更好，但持久性不强；同型号半导体制冷片冷端风扇下吹方式与侧吹方式相比气流组织更好。当容积为0.1 m3的储藏箱面向冷藏需求时，可应用两片采取热端风冷方式的TEC1-12706型半导体制冷片，此时10 h内箱体中心温度最大约为6 ℃，最小约为0 ℃；当容积为0.1 m3的储藏箱面向冷冻需求时，可应用两片TEC1-12712型半导体制冷片结合水冷式热端和风扇下吹式冷端，能维持3 h箱体内温度不高于0 ℃。关键词：冷藏链;半导体制冷;制冷性能实验;温度场;运行工况2749|1823|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文搭建了冷凝换热实验台，对R410A和R22管内冷凝换热系数性能进行对比研究，实验工况为质量流速200~800 kg/(m2?s)、饱和温度40 ℃、干度0～1、5 mm外径水平光滑铜管，分析了质量流速和干度对管内冷凝换热的影响，并将应用于传统管道的关联式与实验所得数据进行比较。结果表明，凝结换热表面传热系数与质量流速和干度呈正相关，高干度区域时的冷凝换热表面传热系数增幅显著；Shah关联式来预测实验数据的效果并不理想，与实际值相比偏差最大可以达到60%，但是Shah关联式预测低质量流速和低干度区的数据比较理想；当质量流速较小（G= 200 kg/(m2?s)）时，R410A的冷凝换热表面传热系数要低于R22；随着质量流速的增大（G= 400 kg/(m2?s)），二者冷凝换热表面传热系数的差距减小，当达到中高质量流速（G= 600 kg/(m2?s)）时，R410A的冷凝换热表面传热系数与R22相似；当质量流速继续增大（G= 800 kg/(m2?s)）时，R410A的冷凝换热表面传热系数随着干度的增大开始高于R22。关键词：表面传热系数;冷凝换热特性;质量流速;关联式2766|1980|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：传感器在空调系统中主要起着监测和控制的作用，影响空调系统的正常运行，从而带来能耗增加等不良影响。本文提出了结合小波变换的数据优化，以及基于神经网络的故障诊断优化的改进主元分析方法，用于空调系统传感器故障检测和诊断研究。通过对比数据优化前后主元分析的结果，发现同样0.8500累计贡献率原则上，采用小波变换去除噪声后，主元个数减少了两个，蒸发器进口温度传感器的固定偏差，漂移，精度下降等故障检测效果分别提升了0.0207、0.0208、00415，风量传感器固定偏差故障检测效果提升了0.1606。为了进一步找出故障源，在小波变换和主元分析的基础上，将求得的主元作为神经网络的输入，对5个传感器固定偏差故障进行测试，故障诊断结果分别为0.7667、0.8667、0.9000、1.0000、1.0000。关键词：故障检测和诊断;主元分析;神经网络;小波去噪;空调系统2566|1888|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文研制了一套高性能的改进型环路热管，具有驱动功率与散热功率分离的特点，具备对多个分散热源的控温与散热能力。为验证改进型环路热管的精确控温的性能，本文以CCD相机的4个CCD器件作为控温对象，在热真空环境下，对环路热管开展了稳态运行测试、热补偿功率测试及不同蒸发器加载功率测试。实验结果表明：通过控制改进型环路热管的储液器温度可以实现控制CCD器件的温度，控温精度在±0.5 ℃以内；对于CCD器件开关机引起的温度波动，提出了3种维持器件温度稳定性的方法，并通过实验及理论分析验证了其可行性。关键词：环路热管;控温;CCD;热真空2184|1739|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文以小鼠作为实验对象，研究了离体小鼠皮肤组织加热过程中热物性及力学参数的变化，讨论了温度及水分等因素的影响规律。结果表明：在加热过程（37~47 ℃）中，皮肤组织应力应变曲线近似为线性，弹性模量与温度相关，且随着温度的升高而逐渐减小，泊松比变化与之相似；加热初期（37~45 ℃），组织含水率减少不明显，热导率随温度的升高而缓慢增加；随着温度的升高与时间的推移，组织逐渐失水，含水率对热导率的影响高于温度对其的影响，45 ℃时热导率开始急剧下降，在45~47 ℃，热导率值下降了5.4%，比热容变化与之相似。关键词：皮肤组织;热物性;力学特性;含水率2125|1743|2发布时间：2024-07-18
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