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2022年第43卷第5期
- 摘要：CO2是零ODP、低GWP的天然制冷剂，在冷库制冷系统中应用前景广阔。本文针对用于低温冷库的两级节流中间完全冷却CO2跨临界双级压缩制冷循环（DTCC循环）建立数学模型，通过计算不同工况，分析蒸发温度、压缩机等熵效率、气冷器出口温度、排气压力以及回热循环方式对DTCC循环制冷系数的影响规律；给出DTCC循环的最优排气压力和最佳中间压力的计算式。研究表明：在蒸发温度-30~10 ℃、气冷器出口温度30~45 ℃范围内，DTCC循环的最优排气压力约比相同工况下的单级跨临界制冷循环的最优排气压力低0.3 MPa；低压级排气采用预冷气冷器、在高压级气冷器出口设置回热器均可有效改善DTCC循环的制冷系数。关键词：CO2;两级节流中间完全冷却;最优排气压力;最优中间压力;回热循环1292|1361|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：工业建筑低品位余热资源丰富，但较难利用，尤其是80 ℃以下的余热，高效回收利用该温度以下的余热，对于节能环保意义重大。本文提出一种低位热驱动的工业建筑除湿降温空调系统，采用串联方式使热水先后驱动冷水机组和溶液除湿新风机组，从而实现低品位热的梯级深度利用。系统应用热湿解耦处理技术，使溶液除湿新风机组处理空气潜热负荷，冷水机组处理空气显热负荷。工程应用结果表明：在热源温度呈周期波动且均值为77.2 ℃的条件下，冷水机组的平均COP为0.69，冷水机组可提供15.1~16.3 ℃的高温冷冻水，实现对工业建筑热环境的有效调控。溶液除湿新风机组可将新风含湿量从19.4 g/(kg干空气)处理至11.9 g/(kg干空气)，机组的平均除湿效率为61.2%。关键词：余热利用;空气调节;吸收式制冷;溶液除湿1060|1057|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文提出一种适用于数据中心冷却的空气制冷循环系统，采用数值模拟的方法研究了压比π、环境温度（室外环境温度Tk、室内制冷温度T0）、转动部件效率（压气机效率ηc、膨胀机效率ηt）对循环性能的影响规律及系统优化途径，并分析了由空气制冷与自然冷却组成的复合系统在典型气候区城市的适用性。结果表明：实际空气制冷循环存在最佳压比，其值介于1.5~2.0之间；循环单位制冷量、制冷性能系数COP随Tk的降低或T0的升高而增大；相比于压气机，膨胀机效率对系统性能的提升更为关键；在实际循环（ηc=ηt=0.8）的最佳压比工况下，增加回热可使制冷COP提升22%；复合系统在呼和浩特运行的AEER可达14.61，表明其在全年自然冷却时长较长的地区更具优势。关键词：数据中心;空气制冷;性能系数;回热循环1133|1091|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：空气源热泵结霜过程会恶化机组的实际运行性能，重霜工况下尤为严重，发展抑霜型空气源热泵是保障其高效适用和良性发展的关键。本文依托四川省康定市的某住宅示范工程，开展抑霜型空气源热泵和常规型空气源热泵的现场实测研究，研究抑霜型空气源热泵实际应用中的抑霜、制热性能表现，并进行技术经济性分析。结果表明：抑霜型空气源热泵抑霜效果显著，制热性能得到显著改善，能效提升达到21%~37.3%，费用年值比常规空气源热泵降低了13%，1年左右即可回收追加的投资，具有更好的技术经济性，有助于空气源热泵技术在严重结霜气候区域的高效应用。关键词：空气源热泵;抑霜;运行性能;技术经济性;现场测试1066|970|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：精确的温度调控是微流体技术在生化分析和医学诊断等方面发展应用的重要保障。为实现微流体芯片目标区域的温度控制，本文设计了基于异型结构热电制冷器的微流体芯片温度控制系统，通过数值模拟和实验测试分析了该温控系统的传热特性及及温度响应特性。研究结果表明：采用的热电制冷器可将微流体芯片样品池的温度降至-24 ℃，但样品池的降温速率远小于热电制冷器的冷端降温速率，存在温度响应迟滞问题。为此，进一步提出了带有聚冷结构的系统优化，结果表明：聚冷结构的引入虽然会带来少量的冷量损失，但可以显著提升该温控系统的温度响应速率，有效减少响应时间。对于T型聚冷结构，当下底直径为14 mm和10 mm时，可分别将温度响应时间减少30%和40.7%。关键词：热电制冷;微流体;降温速率;聚冷结构;温度控制996|1024|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：利用热电发电器（TEG）进行温差发电是LNG冷能利用的方式之一，而目前低温下热电材料塞贝克系数（α）研究的缺失给低温TEG的设计带来了障碍。因此，本文提出一种通过TEG模块的实验得到低温下该模块所用热电材料α的测量方法，并测试了热电材料Bi2Te3在90~180 K温度范围内的α。结果表明：Bi2Te3在低温下的α随温度的降低而减小，温度从180 K降至90 K，塞贝克系数从124.6 μV/K降至49.3 μV/K，且与温度成二次函数关系。关键词：塞贝克系数;低温;热电模块;热阻网络919|876|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为了解决智能手机使用的大功率芯片中非均匀分布热点的散热问题，本文采用手机芯片作为热源，利用软件使手机满载工作以模拟实际的高温场景，采用具有各向异性导热系数的导热层和用于小型散热系统的热沉以提高热电制冷器的制冷效率，在此基础上建立了制冷效率可控的热管理系统。此外，为了减少热电制冷器热端的热量积累，还设计了一种周期性电源控制器。结果表明：热管理系统将芯片温度从48 ℃降至34 ℃，提高了约20%的满载芯片利用率，有效提升了手机流畅度，为解决非均匀分布热点的散热问题提供了指导。关键词：热电制冷器;芯片;热管理系统;导热系数992|873|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文针对直线压缩机的喷射补气特性开展研究，基于直线压缩机电磁学模型、动力学模型和小孔进气模型，建立了喷射补气式直线压缩机及压缩腔仿真模型并进行了实验验证，研究了补气压力和参数调节对压缩机运行参数的影响。结果表明：喷射补气使吸气阀滞后开启和提前关闭，低压吸气量减小，排气量增大。在吸气压力为62.5 kPa、排气压力为765 kPa条件下，补气压力为200 kPa时，吸气量降低61%，排气量提升50%；补气压力为400 kPa时，低压无吸气，排气量相比于200 kPa补气时提升60%。给定供电参数条件下，喷射补气使自由活塞行程、偏移量与余隙容积增大，固有频率有一定的提高；定余隙容积运行时，随着补气压力的提升，气体力等效刚度和等效阻尼均增大。固定频率下，行程增大时吸气量随之增大，而补气流量达一定值后基本保持不变；频率调节时，压缩机在固有频率附近吸、补气量存在最大值，驱动频率较高时补气对吸气量的降低影响减弱。关键词：直线压缩机;喷射补气;模拟;变参数;泵气量950|947|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文对方形组合式空调机组翅片管换热器空气侧的换热性能进行了实验研究和计算模型分析。将分布参数法（TTM）和创新的分排参数法(RDDM)拓展到方形组合式空调机组制热工况的实验数据处理中，分析翅片管换热器空气侧的换热性能，并与传统的ε-NTU法、集中参数法（LMTD）对比，4种方法计算的j因子和传热系数h偏差均在10%的范围内；基于分排参数模型，研究不同翅片形状、不同翅片间距、不同管径和不同翅片管排数下，传热因子j的变化情况。结果表明：j随Re增加逐渐减小，Re从3 000增至6 020，j下降了25.6%。相同Re下，开窗翅片比波纹翅片的j大，并随着Re的增加两者之间的最大偏差从26.3%缩小为8.3%。j随翅片间距和管径的增大而增大，随着管排数增加而降低，8排管时j急剧降低至约0.008。关键词：翅片管换热器;流动换热特性;分排参数法;分布参数法;空调机组1054|1049|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：换热管制冷剂分配不均是制约干式蒸发器性能的主要因素。为改善这一问题，本文提出了增设分液管和孔板两种优化方案，并利用CFD模拟和传热计算分析优化后各换热管分液均匀性、压降水平以及蒸发器换热性能的变化规律。结果表明：最优分液管方案及最优孔板方案混合相的均匀性相比样本分别提高了56.60%和60.80%，虽然带来了更大的压力损失，蒸发器换热量仍然可以提高19.69%和23.83%。关键词：流量分配;制冷剂;分液装置;传热系数;干式蒸发器1026|943|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对微通道蒸发器制冷剂流量分配不均匀造成的换热性能恶化和干蒸现象，本文搭建了双流程微通道蒸发器性能测试实验台，研究导气装置对蒸发器换热性能及扁管中制冷剂分配均匀性的影响，并与常规的双流程微通道蒸发器进行对比。结果表明：由于入口制冷剂流量不变，液相制冷剂蒸发为气体的最大相变潜热不变，导致二者换热量和传热系数差值较小，最大值仅相差0.5%和6.9%。但加导气装置后流动阻力降低，两相段长度较常规结构增幅为87.3%，过热度显著降低，风速为3 m/s时两种结构的过热度降幅为44.4%。各扁管间制冷剂分布趋于一致，均匀性得到提升，干蒸现象得到缓解。关键词：微通道蒸发器;传热系数;流量分配;过热度1064|877|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：基于分布参数模型建立了微通道平行流环路热管的稳态传热模型，并通过实验验证模型可行性，最大相对误差为10.5%。模拟研究分析了充液率、蒸发器和冷凝器高度差等因素对环路热管传热性能的影响。结果表明：环路热管的最佳充液率为80%~105.4%，换热量为1.27~1.36 kW；蒸发器和冷凝器的高度差从0.4 m增至1.0 m时，换热量约提升8.7%。同时，模型能够预测蒸发器流量分配的不均匀性及扁管内部的两相状态，使模拟结果更加精确，对微通道平行流环路热管的结构设计具有一定的参考价值。关键词：环路热管;分布参数模型;微通道;传热;实验验证1265|832|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对电动汽车锂离子电池发热的问题，本文提出了上部加热/底部冷却型L形脉动热管。该脉动热管具有加热段长、冷却段和绝热段短的特点。研究了在供热量为10~30 W，冷却水温度为20~30 ℃，甲醇充液率为7.1%~21.2%条件下L形脉动热管启动与传热特性的影响。实验结果表明：随着充液率的增加，该脉动热管的启动温度呈增大的趋势，而热阻呈先减小后增大的趋势。并且随着加热量的增加，启动温度、启动时间和热阻均呈减小的趋势。当充液率为10.1%~14.1%时，在10~20 W的加热量和25 ℃冷却水条件下电加热板的平均温度保持在54.7 ℃以内，表明L形脉动热管能够充分保障电动汽车电池正常工作所需温度，且显示出良好的启动和传热性能。关键词：脉动热管;传热性能;运行工况;锂离子电池热管理982|950|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：空调系统中电子膨胀阀节流时出现的尖锐啸叫噪声严重影响用户使用舒适性，了解制冷剂流经电子膨胀阀时的啸叫噪声产生机理及其发声规律是解决上述噪声问题的关键。本文设计了可以对阀前后制冷剂状态进行调节控制并对产生的啸叫噪声进行测量分析的实验系统，得到不同工况及阀开度下的啸叫噪声发声规律。研究表明：啸叫噪声来源于阀内流体高频压力脉动引起的流体周期性振荡，其发声特性是阀内环锥形节流通道与阀腔构成的亥姆霍兹共振腔结构对共振频率附近的噪声源信号选择性放大的结果。啸叫噪声声压级主要与阀内制冷剂流速及阀开度有关，阀开度为700 pls下制冷剂速度由2.5 m/s增至3 m/s时，噪声声压级提高了21%；阀内制冷剂流速决定了流体振荡频率，阀开度决定了阀内声腔共振频率；通过改变阀腔结构以增大共振频率，使常见空调工况下阀内制冷剂冲击引起的振荡频率低于共振频率，可以有效避免啸叫噪声产生。关键词：电子膨胀阀;啸叫噪声;自激振荡1428|1340|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文通过实验研究的方法，对比分析了R32制冷剂在泄漏量为3.6 kg，不同泄漏位置时，R32气体在室内不同平面的浓度扩散规律，并通过典型平面首次达到可燃下限（LFL）的时间和可燃风险时间来分析室内的安全性影响。结果表明：随着泄漏位置高度的增加，制冷剂浓度扩散速率在沿高度方向上逐渐趋于一致，浓度上升速率和浓度下降速率分别保持在约0.5%/min和0.06%/min。当制冷剂气体从房间上部水平方向泄漏改变为垂直向下泄漏时，泄漏口附近平面处最大浓度及浓度扩散速率均减小约50%，可燃危险时间减少了约78%；房间下部的的可燃危险时间随泄漏位置高度的升高而逐渐增大。当泄漏位置位于房间上部和顶部时，房间底部区域最先达到LFL值，其余位置处泄漏口附近平面处最先达到LFL值。关键词：可燃制冷剂泄漏;浓度分布;可燃风险时间;安全性评价957|1121|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：暴风雪天气严重影响列车安全运行，为了预防交通事故的发生，国际标准规范CEN-TR 16251提出列车上线前需在人工气候室进行飘雪实验。列车人工气候室受自身送风及飘雪设备飘雪的多气流耦合影响，本文依托某列车人工气候室，采用数值模拟的方法研究列车人工气候室冰雪粒子运动特性。结果表明：冰雪粒径从1.6 mm增至3.2 mm时，轨迹倾角增大82.9%，落雪面积减少73.1%，落雪距离缩短54.7%；初始风速从4.67 m/s增至7.82 m/s时，轨迹倾角增大5%，落雪面积减少63.3%，落雪距离缩短6.41%；当气候室风速从1.98 m/s增至6 m/s时，轨迹倾角减小67.3%，落雪面积增大约500%，落雪距离延长约460%。基于模拟结果，建立了多参数耦合下冰雪粒子运动轨迹预测模型，可以准确预测冰雪粒子的运动轨迹，为列车人工气候室飘雪实验的实施提供技术支持。关键词：列车;人工气候室;冰雪粒子;运动特性998|799|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对目前家用净水机需要频繁清洗和更换滤芯的问题，本文提出并搭建了一种利用半导体珀尔贴效应和空气增湿去湿原理相结合的家用净水系统，实验研究了循环风量对系统运行工况、功耗、单位时间产水量和单位能耗产水量的影响。实验结果表明：随着循环风量的增加，半导体冷热端温度逐渐下降，冷热端温差略有下降，系统制冷量、半导体功耗和制冷性能系数(COP)逐渐上升。当循环风量为100 m3/h，单位时间产水量和单位能耗产水量达到峰值，分别为345 g/h、459 g/(kW?h)。系统所制取水的卫生指标(TDS＜3 mg/L)符合国家饮用水标准，系统日产水量(＞7.2 L/d)满足一般家庭饮水需求。关键词：增湿去湿;帕尔贴效应;家用纯净水机;系统性能;循环风量1111|915|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：茯砖茶发酵、干燥过程中，烘房内温湿度稳定性和能源系统低能耗是保证茯砖茶品质与成本的重要因素。本文采用TRNSYS仿真与实验研究相结合的方法，对咸阳某茯砖茶厂实际使用的空气源热泵系统进行建模，通过研究各季节典型代表月烘房温湿度的波动情况，确定该空气源热泵系统在全年的运行状态是否满足工艺要求，在此基础上，对比了该系统在全年可运行季节代表月与该生产厂房早期使用的燃气锅炉系统的能耗仿真结果，对空气源热泵系统的节能与环保特性进行研究。结果表明：由于夏季送风质量流量过大且室外空气含湿量较高，7月烘房温湿度不满足工艺要求。热泵系统在1、4、10月的总标煤消耗量的平均值是锅炉系统的44.42%，平均CO2、SO2、NOx排放量分别为锅炉系统的34.13%、44.1%、40.60%。在茯砖茶发酵、干燥的过程中，相比于燃气锅炉系统，空气源热泵系统具有更好的节能与环保特性。关键词：节能环保;TRNSYS;茯砖茶;空气源热泵944|954|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为研究湿冷换热器填料对冰浆式湿冷预冷系统性能的影响，本文以杏鲍菇为研究对象，预冷库内温湿度、降温时间、温度变异系数和失重率为指标，进行了不同类型填料（丝网波纹、金属孔板、陶瓷波纹、纸质湿帘、塑料S型）冰浆湿冷预冷系统性能的实验研究。结果表明：不同填料类型下，预冷库内循环空气终温均可达-1 ℃，且空气相对湿度可稳定在90%以上，满足杏鲍菇的预冷工艺要求。以陶瓷波纹、纸质湿帘作为填料时，温度变异系数显著小于其他填料（P＜0.05），分别为0.26%、0.28％，预冷较均匀；以丝网波纹为填料时，降温时间显著短于其他填料（P＜0.05），为70.2 min；以丝网波纹、金属孔板为填料时杏鲍菇的失重率显著小于其他填料（P＜0.05），分别为2.65%、2.85％，干耗较少。关键词：果蔬预冷;湿冷换热器;冰浆;填料;冷库1042|834|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：基于空气制冷系统制冷剂安全环保且可就地取材、蒸发器无需除霜的特点，本文研究了其应用于-70 ℃低温疫苗冷库的性能和可行性，与文献对比验证了热力学模型的准确性，并与复叠式制冷系统进行了性能对比。结果表明：在环境温度35 ℃时，采用三级压缩（总压比为8）和回热器（夹点温差为5 ℃）的空气制冷系统的COP在库温-70~10 ℃范围内为0.23~0.38，基本呈线性变化，在-70 ℃时比复叠式制冷系统COP小25.8%；在环境温度升高10 ℃时空气制冷系统COP和制冷量仅降低5%和3%，变化程度远小于复叠式制冷循环（COP降低15%，制冷量降低8%），因此环境温度对库温造成的波动更小；空气制冷系统可以通过调节出气状态来改变送风压差，对疫苗冷库进行均匀送风。相比复叠式制冷系统减少了风机设备成本功耗，调节更加方便。因此，空气制冷系统在-70 ℃以下温区应用于疫苗低温保存具有很高的可靠性和稳定性，特别适用于疫苗低温运输设备，具有很大应用潜力。关键词：空气制冷;低温冷库;热力学分析;疫苗储存1033|1066|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文以更高效保存新鲜冰冻血浆为研究重点，在现有速冻工艺基础上，通过添加磁场辅助冻结以进一步提高血浆品质。分析0~100 Gs磁场强度下速冻实验中血浆冰晶结构尺寸变化，由于磁场辅助速冻加速传质传热速度，冰晶生长的速度快于水分迁移的速度，导致冰晶在形态及分布上发生变化，在血浆中形成了细小、圆整、均匀的冰晶，减少冰晶对血浆完整结构的损伤，从而达到提高血浆品质的目的。对比0~100 Gs磁场强度下速冻实验中血浆凝血因子Ⅷ含量与新鲜冰冻血浆凝血因子Ⅷ含量可知：辅助磁场下各磁场强度凝血因子Ⅷ含量均出现了不同程度的降低，最大降低发生在20 Gs磁场强度作用下，下降3.56%。相对于其他磁场强度，在60、80 Gs磁场作用下的活性浓度数值更高，速冻保存后的血浆品质更好。关键词：血浆;磁场强度;冻结;凝血因子Ⅷ824|909|0发布时间：2024-07-18
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