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2022年第43卷第1期
- 摘要：空调用翅片管式换热器长期使用会受到一定程度的腐蚀，影响换热器的换热性能，导致整个空调系统的能效降低。本文介绍了翅片管式换热器3种主要的腐蚀机理：蚁巢腐蚀、点蚀和间隙腐蚀，从形貌、压降及传热特性3个方面分析了腐蚀对翅片管式换热器性能的影响，结果表明：翅片管式换热器腐蚀后，传热系数和换热量均减小，空气侧压降受影响较小，在5 Pa以内。总结归纳了翅片管式换热器抗腐蚀性的研究现状，发现改善换热器抗腐蚀性能的研究集中于制备出耐腐蚀性更好的防腐涂层。最后，总结和展望了制冷空调换热器腐蚀防护的研究方向。关键词：翅片管式换热器;传热系数;防腐涂层;腐蚀1596|2607|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：弹热制冷是由应力场驱动弹热材料相变而产生制冷效应的固态制冷技术。天然橡胶由于价格低廉，弹性模量较小备受关注。本文在0℃以上的环境温度对硫化天然橡胶进行拉伸-加捻-解捻-回缩循环消除Mullins效应，并在环境温度为-30~40 ℃范围内对消除了Mullins效应的天然橡胶进行循环加载，采用红外热像仪记录循环过程中天然橡胶的温度变化，研究温度对天然橡胶扭拉热效应的影响。结果表明：增加加捻-解捻过程天然橡胶的温度变化大于单纯拉伸-回缩过程天然橡胶的温度变化，环境温度为-20 ℃时橡胶的低温结晶特性导致温度变化最大，卸载过程温降达到-41.3 ℃。关键词：固体制冷;天然橡胶;热效应;结晶1144|1013|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：为优化复叠制冷系统的运行参数，本文对NH3/CO2复叠制冷系统进行了热力学分析，搭建了NH3/CO2复叠制冷系统实验台，获得了部分工况点的实验数据，并与采用不同压缩机等熵效率经验公式的热力学分析结果进行对比及误差分析，最终采用与实验数据相吻合的压缩机等熵效率经验公式，对系统的最大性能系数、最佳中间温度及最优级间容量比随系统蒸发温度、冷凝温度、复叠换热温差、高低温回路过冷度及过热度的变化进行了多工况下的理论分析。结果表明：蒸发温度对最大性能系数及最佳中间温度的影响最大，蒸发温度每增加5 ℃，系统最大性能系数提高约18.5%，最佳中间温度升高约2.23 ℃；冷凝温度对最优级间容量比的影响最大，冷凝温度每提高5 ℃，最优级间容量比增大约6.34%，而低温回路过热度对最优级间容量比的影响最小。建立了性能参数与工况的关联拟合公式，可为复叠制冷系统的优化运行提供依据。关键词：压缩机等熵效率;复叠制冷系统;热力学分析;最优级间容量比;最佳中间温度1479|1118|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：为解决传统数据中心空调系统能耗高和冷却效率低等问题，本文提出了带有蒸发式冷凝器的制冷剂泵驱动热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统，实验分析了不同室外温度与冷凝器风速下系统的运行性能。结果表明：在热管模式下，当室外温度低于0 ℃时，降低冷凝器风速能够提升系统COP；当室外温度高于0 ℃时，增大室外机风速能够提高系统节能性。降低冷凝器风速能有效防止蒸发器结露，热管模式下风速每降低1 m/s，蒸发温度平均升高1.8 ℃。相对于风冷冷却，当室外温度为5~10 ℃时，蒸发冷却模式开启后，系统COP平均提升15.5%；同时，蒸发冷却也增强了系统冷却能力，将热管模式室外温度运行上限从10 ℃提高至15 ℃。在蒸气压缩模式下，蒸发冷却可以有效提升系统能效比，当室外温度为30 ℃时，系统切换至蒸发冷却模式后，在低(1.5m/s)、中(2.5m/s)、高(3.5 m/s)三档风速下的系统COP相比于风冷模式，分别提升了17.5%、16.2%和14.3%。关键词：数据中心空调系统;实验研究;冷凝器风速;蒸发冷却;COP1467|1510|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文以多冷水机组系统为研究对象，对系统采集的大量历史运行数据进行数据处理与分析，采用Apriori频繁项集算法，通过分级挖掘，挖掘在不同运行工况下各台冷水机组运行参数与最小运行能耗之间的关联规则，并以机组运行总能耗最小为目标，提出了一种将粒子群算法与关联规则结合的负荷分配优化方法。仿真验证结果表明：该方法通过优化冷水机组的启停和负荷率，可以有效地减少机组运行的总能耗。与原有的运行方式相比，实验日优化后多台冷水机组系统的总能耗降低了约12.5%，具有良好的节能效果。关键词：负荷分配;关联规则;冷水机组系统;运行数据;数据挖掘1145|1165|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文提出一种利用螺杆式压缩机余热进行辅助解吸的无霜空气源热泵系统，建立了一套余热回收无霜空气源热泵数学模型，并实验验证了模型的准确性，分析了环境温度、相对湿度、解吸循环空气温度和质量流量等参数对系统的影响。结果表明：该系统的余热量占解吸所需总能量的比例最高可达0.61；COP受解吸循环空气温度与质量流量的影响较小，受空气温湿度的影响较大；随着环境温度升高，相对湿度减小至7 ℃/70%工况，COP提升至2.52；与传统无霜系统相比，COP提高约10%，该系统可在低温高湿的环境条件下连续高效运行。关键词：空气源热泵;无霜化;余热;除湿换热器;螺杆式热泵1278|1302|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文提出一种电动汽车引射空调系统，该系统将车内蒸发器设计成前后排分离形式，并在其间加入引射器，以提高压缩机吸气压力，形成梯级蒸发，从而优化系统性能。实验研究了在不同蒸发温度、冷凝温度工况下电动汽车引射空调系统的性能，并与传统空调系统进行了对比。实验结果表明：在不同制冷工况下，电动汽车引射空调系统性能始终优于传统空调系统性能，且随着蒸发温度的升高或冷凝温度的降低，电动汽车引射空调系统性能改善幅度逐渐增大。在实验工况范围内，相比于传统空调系统，电动汽车引射空调系统制冷量增大了约11.10%~14.57%，系统COP增大了约13.09%~16.61%。实验发现，系统制冷量中后排换热量仅占10.93%~13.51%，其换热潜力尚没有充分释放，可通过调节毛细管长度及改善引射器引射比来增大后排蒸发器的工质流量，以进一步改善系统COP。关键词：电动汽车;空调系统;引射器;性能系数1162|1034|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：新能源电动汽车热管理系统与传统乘用车不同，对采用热泵空调系统并利用液冷冷却电池的新能源电动汽车，制冷剂充注量比传统汽车空调增加了400～800 g。若使用可燃制冷剂，泄漏扩散至乘员舱，燃烧风险将增大。本文通过数值模拟对R1234yf制冷剂在蒸发器破损泄漏随送风进入乘员舱后的浓度变化过程和最高浓度进行了动态监测。结果表明：汽车后排制冷剂较前排易聚集。制冷剂在完全泄漏后，4个出风口最高平均R1234yf体积浓度为1.58%，4位乘客呼吸点最高平均R1234yf体积浓度为0.99%，4位乘客脚部最高平均R1234yf体积浓度为0.95%，乘员舱最高体积浓度低于制冷剂可燃下限。对比不同车型实验数据，发现车型对制冷剂体积浓度的影响最大，为1.2%。关键词：汽车空调;泄漏模型;制冷剂;可燃性1168|1167|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：压缩机是蒸气压缩蒸发系统的核心设备，会显著影响系统的能耗和运行稳定性。本文搭建了基于罗茨压缩机驱动的蒸气压缩蒸发实验台，蒸发温度为80~100 ℃，蒸发压力为46.60~101.64 kPa，压缩机压升为17.86~36.03 kPa，蒸发量为125.72~424.85 kg/h，实验研究了吸气流量、压缩比功、容积效率和等熵效率随蒸发温度的变化规律。结果表明：随着蒸发温度的升高，吸气流量（7.10~11.74 m3/min）逐渐升高，压缩比功（310.69~158.54 kJ/kg）逐渐降低，容积效率（52.21%~71.54%）和等熵效率（16.48%~36.15%）均逐渐升高，提高工作频率有助于提高压缩机效率，实测容积效率和压缩比功与相关文献数据较为吻合。压缩机容积效率和等熵效率实测值与理论值存在一定误差，但该误差随蒸发温度的升高而减小，罗茨水蒸气压缩机在蒸发温度为90~100 ℃范围内运行较为稳定、效率较高。关键词：罗茨压缩机;水蒸气压缩;容积效率;等熵效率;实验研究1139|1496|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：很多电子器件在低温环境下工作具有更强的性能，但低温电子器件的广泛应用仍然受到制冷技术微型化落后的牵制。本文研究了一种基于多元混合工质的闭式节流制冷系统，该系统由Hampson型微型节流制冷机与线性压缩机相结合，工质采用摩尔浓度为39%甲烷/20l%乙烷/41%异丁烷三元混合物，实验研究了制冷机在不同工况条件下的降温性能。结果表明：制冷机在0.10~1.77 MPa和0.14~1.90 MPa压力条件下均可实现165 K的制冷温度，在0.36~1.73 MPa和0.18~1.36 MPa压力条件下均可实现198 K的制冷温度。该系统结构紧凑，有利于促进低温电子器件在国防军事、空间科学和生物医疗等领域的应用。关键词：制冷机;节流效应;混合工质;线性压缩机1176|1080|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：管翅式换热器的翅片优化为研究热点，而对管型的研究较少。本文提出一种与圆管相同水力半径的异型管的设计方法，建立了异型管管翅式换热器空气侧换热的数值计算模型，研究了管型、迎风方向和翅片间距对异型管管翅式换热器性能的影响。结果表明：对于双排的异型管换热器，第一排管大圆迎风，第二排管小圆迎风时，空气流动最均匀，压降最低，是综合性能最佳的迎风方向排布；在所研究的圆管、椭圆管、异型管和扁平管管翅式换热器中阻力特性和综合性能最好的是异型管i，在4 m/s风速下，异型管i的压降比圆管低31.86%，性能强化评价指标(Nu/Nu0)/(f/f0)值为1.456，主要由于管间空气的净流通面积大，流经换热器受到的扰动小；此外，翅片间距越大，管型对空气侧流动换热的影响越大，在大翅片间距下，管型对换热器阻力性能及综合性能的改善效果优于小翅片间距。关键词：换热器;数值模拟;综合性能;异型管1195|967|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文针对热泵空调系统在冬季低温工况下制热能力衰减问题，通过换热器设计优化，研发出基于喷射补气的余热回收型热泵空调系统，并进行了性能实验研究。结果表明：研制的准二级压缩电动客车热泵空调系统在低温条件下具有较好的制热性能。在环境温度为-20 ℃，车内温度为20 ℃，余热量为1.8 kW的制热工况下，相比于无余热回收工况，系统制热量和COP分别提升了33.15%和9.94%；在环境温度为35 ℃，车内温度为27 ℃的制冷工况下，电池散热量为2.0 kW时，相比于无电池冷却的单级压缩系统，优化后的电动客车热泵空调系统的总制冷量和COP分别提升了4.58%和3.72%。关键词：热泵空调系统;余热回收;喷射补气;换热器1263|1278|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：结霜会对不同类型气化器造成长效性能的衰减。为研究套管结构在强化传热与表面结霜的效果，本文搭建了实验台，在普通传热管内加装套管，以液氮为工质，根据不同套管内径（Φ6、Φ8、Φ10 mm）及入口流量，设计了12组实验工况进行研究，获得翅片管表面不同测点处温度、霜层厚度及翅片管出口流体温度等参数。结果表明：入口流量为2.5 g/s时，普通传热管及套管内径为Φ6、Φ8、Φ10 mm结构的管内出口温度分别为193、205、200、199 K，相比于无套管结构，套管结构有效延缓了霜层生长，在3种规格套管中，Φ6 mm套管延缓霜层生长的效果较好；入口流量为2.5、3.5、4.5 g/s时，使用内径为Φ6 mm的套管结构及较低的入口流量可延缓翅片表面结霜。关键词：翅片管气化器;结霜特性;套管结构;强化换热1090|902|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：为了探究开口结构对微肋阵矩形通道沸腾换热的影响，本文对开口水滴形微肋阵通道流动沸腾换热性能进行可视化实验，并与水滴形微肋阵通道流动沸腾换热性能对比，借助高速摄像仪对通道内不同流量下汽泡的流动和生长过程进行记录与分析。以去离子水为工质，入口温度为30 ℃，流量范围为0.2~7.2 kg/h，加热电压为60 V，拍摄频率为500 fps。实验结果表明：微肋阵的开口结构会影响流动特性；开口结构增加了换热面积，有利于汽化核心的形成，有利于换热。在较低和较高雷诺数下，开口水滴形微肋阵的对流换热优于水滴形微肋阵；开口水滴形通道II区和III区域内汽泡的等待时间和生长时间均随雷诺数的增大而逐渐增大，且汽泡的生长时间大于等待时间，此外，针肋末端II区域的等待时间和生长时间均比III区域的更短。关键词：微肋阵矩形通道;流动沸腾;开口水滴形;汽泡等待时间;汽泡生长时间1139|908|3发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对食品冷链系统用传统排管蒸发器换热效率低、管材消耗量大等问题，采用ASHRAE 75~77标准中规定的热平衡法，在0 ℃和-18 ℃库温分别对应的5个不同蒸发温度下，对冷库用单管双翅片排管蒸发器和单管八翅片排管蒸发器的翅片效率、传热系数和制冷量进行实验研究。结果表明：单管八翅片排管蒸发器的平均翅片效率为96.03%，比单管双翅片排管蒸发器高5.3%；单管八翅片排管蒸发器的单位管长制冷量是单管双翅片排管蒸发器的2.5~3倍，其单位质量铝材制冷量比单管双翅片排管蒸发器高11%~36%；与单管双翅片排管蒸发器相比，单管八翅片排管蒸发器在同等制冷量下耗材减少10%~30%。关键词：单管多翅片排管蒸发器;翅片效率;制冷量;传热系数1293|1039|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：为了研究迎面风速对不同流程数CO2翅片管蒸发器性能的影响，本文建立分布参数模型对蒸发温度为-25 ℃，风速为0.5~4 m/s条件下5种流程数CO2翅片管蒸发器的制冷剂压降、换热量、温度分布及传热系数的变化进行分析，并通过实验验证了蒸发器模型的可靠性。蒸发器模型的换热量、制冷剂压降和风侧压降等参数模拟值与相同工况下实验值的误差均在±4%以内。结果表明：同一流程数蒸发器的换热量、制冷剂压降及传热系数均随风速的增大而增大，而其涨幅随风速增大而减小，综合考虑换热效果和能耗可得最佳风速范围为2.5~3.5 m/s；在一定风速条件下，蒸发器设计时在合理范围内选择较多流程数能有效提升蒸发器换热性能和增强换热均匀性，本次实验中24流程蒸发器为最佳设计方案。关键词：蒸发器;流程布置;风速;天然制冷剂1137|1011|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：为研究三维脉动热管与相变材料耦合系统的传热与节能特性，本文搭建了三维脉动热管/相变材料耦合模块实验台，使用甲醇、乙醇和丙酮3种工质对充液率为34%、44%的三维脉动热管进行研究，建立了耦合模块的热阻模型，定义了耦合模块的热阻变化率；研究了在变送风温度(3~9 m/s)和速度(20~26 ℃)条件下耦合模块的热阻变化规律和节能特性。结果表明：耦合模块的热阻随送风温度的升高而增大，随送风速度的增大而减小；充液率为34%的耦合模块热阻变化率大于充液率为44%的耦合模块热阻变化率，甲醇工质在80 W和120 W加热功率下的热阻变化率分别为48.2%和48.7%，均高于相同条件下的乙醇和丙酮工质；与数据中心传统冷却方式相比，在80 W加热功率下，制冷系统的风机和IT设备的芯片每年可分别节能143.61 kW?h和176.82 kW?h。关键词：数据中心冷却;三维脉动热管;相变材料;热阻1115|988|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：高热流密度、微型化芯片的发展使传统金属材料的热扩散能力受限。本文设计加工了一款具有微针筋的均温板，应用于芯片封装壳体，实验研究了充液率、芯片尺寸、散热器运行参数（水流量、温度）对均温板壳体（VC IHS）的传热性能影响，并与同工况条件下芯片封装金属铜壳体（Cu IHS）的传热性能进行对比。结果表明：VC IHS的充液率、芯片尺寸和散热器的运行参数会影响VC IHS的传热性能，在高热流密度同工况条件下，VC IHS的最佳充液率为90%，热阻随着散热器运行参数（水流量、温度）和芯片尺寸的增加而降低；当热流密度为200 W/cm2时,相比于Cu IHS，VC IHS的启动时间较短，均温性更佳，热阻和结温均小于Cu IHS，热阻减小20%。对于高热流密度、微型化芯片封装领域，均温板VC在高效散热、均温性方面更具应用前景，不同面积比下热阻比与热流密度的对应关系可为芯片封装VC IHS热设计提供参考。关键词：高热流密度;芯片封装;均温板;结温;均温性1280|1234|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：精馏是利用气液混合物中各组分挥发度的差异进行分离。本文研制的精馏型油分离器结合了传统油分离器的分离原理和精馏原理，以塔内恒定压力1 000 kPa、入口温度62 ℃、R134a和PAG的质量比为7:3的进料条件用Aspen软件进行模拟，模拟可得通过精馏过程可除去二元混合物中的润滑油。为验证该油分离器的实际可行性，搭建了测试油分离器效率的实验装置，分别研究了制冷剂循环流量和顶端冷量对油分离器分离效率的影响，实验可得在制冷剂质量流量为7.5 g/s、顶端冷量为200 W的条件下其油分离效率高达为99.967%。综合模拟和实验结果可得：将精馏原理引入油分离器用于制冷剂润滑油混合物的分离，可以提高油分离器的分离效果。经测试，精馏型油分离器的分离效率比传统的旋风式油分离器高9.17 %。关键词：油分离器;精馏;制冷循环;制冷剂1140|1102|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：制冷空调系统采用多流路换热器时，要求制冷剂流量在各流路中均匀分配，其难以实现的主要原因之一是制冷剂流经折弯型分配器连接管时发生气液两相分离。本文提出将分配器连接管从一次折弯方式改为多次折弯方式的降低相分离程度的新思路，并用于连接管的结构优化设计。模拟研究了分配器连接管的折弯角度、折弯半径和管路直径对分流均匀性的影响；将这些结构参数进行合理组合，优化设计了具有多次折弯的分配器连接管结构；将该优化结构与原型结构进行分流不均匀度的对比。结果表明：分配器连接管的折弯角度是影响分流均匀性的最主要因素；与采用一次折弯的原设计相比，所设计的三次折弯型分配器连接管结构可降低分流不均匀度64.4%。关键词：分配器;连接管;分流均匀性;结构改进1336|1287|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：在冷凝过程中采用气液分离（分液冷凝）能同时实现强化传热和降低压降。高效的气液分离是提升分液冷凝器性能的关键。本文针对联箱-小孔型气液分离器，建立了三维数值模型，研究了其气液分离特性。基于实验结果对模型进行了验证，分析了分液孔径（0.5~2 mm）和分液孔位置（居中、不居中）对联箱内工质流动特性的影响。结果表明：在入口流量为3 g/s，入口干度为0.5时，分液效率和漏气率随着分液孔的增大而逐渐增大；在孔径为1.6 mm，分液孔居中时有最优的气液分离性能，此时分液效率为70.23%，漏气率为0.14%。分液孔位置主要影响分液孔处速度分布和压力分布，当孔径为2 mm且分液孔不居中时，其气液惯性力比值可达1.51×10-2，因此，不合理的分液孔大小和位置导致分液孔处存在“冲击现象”。关键词：气液分离;冷凝器;分液孔;分液效率1035|1004|1发布时间：2024-07-18
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