最新刊期
2022年第43卷第6期
- 摘要：机械制造技术和热回收技术的发展，促使环境友好的逆布雷顿空气制冷系统得到快速发展和广泛应用。本文介绍了空气制冷循环原理，阐述了回热、双级压缩、双级膨胀、级联、正压负压循环、开式闭式循环、混合工质循环7种系统的构成、性能、优缺点以及应用领域；并对3种回热方案（无回热、一级回热和二级回热）、正压负压循环、开式闭式循环进行对比；归纳了膨胀机、换热器、除湿装置3个关键部件的优化方法、优缺点以及发展现状；最后，总结了逆布雷顿空气制冷系统的关键技术，并对研究方向进行展望。关键词：空气制冷系统;逆布雷顿循环;回热;除湿;系统流程1151|1212|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文搭建了一套带油循环率测试装置的电动汽车CO2热泵系统实验台，实验研究了典型车辆工况下热泵系统油循环率对压缩机与热泵性能的影响，实验结果表明：制冷工况下，油循环率由1.17%升至5.26%时，压缩机容积效率和等熵效率分别提升13.6%和5.6%；制热工况下，油循环率由1.51%升至6.68% 时，压缩机容积效率和等熵效率分别提升7.19%和15.7%，压缩机排温由155.5 ℃降至146 ℃；相较于高温段气冷器流阻和换热，油循环率对低温段蒸发器影响更大，高温段换热器流阻仅为低温段的28%；根据油循环率对热泵系统整体性能影响分析，油循环率在4%附近时热泵系统具有较佳的综合性能。关键词：油循环率;CO2;电动汽车;热泵系统958|827|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：海水温度对利用海洋能的新能源系统（如海水源热泵系统、以海水为冷却介质的发电系统等）的设计和运行起着重要作用。本文通过统计2005—2021年黄、渤海近海海域海水温度数据，分别计算得出黄海和渤海的典型海水温度年，并分别获得黄海和渤海近海典型年逐日海水温度表达式，能够为海洋能新能源系统的设计和科研提供更为合理的基础数据。通过对比本文计算得到的2021年黄海典型年与2014年黄海典型年海水温度发现，黄海海水温度值增加了，月平均温度最高增加0.98 ℃。同时得到黄海海水极端最高温度为26.2 ℃；海水极端最低温度为-0.4 ℃。渤海海海水极端最高温度为28.6 ℃；海水极端最低温度为-1.8 ℃。与渤海相比，黄海海域海水夏季温度更低，冬季温度更高，更适合作为海水源热泵的低位热源。关键词：典型年;海水温度;海水源热泵;海洋能868|1121|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为筛选出分流性能较好的空调用压降式分配器类型，需要掌握现有不同类型压降式分配器的分流特性。本文设计并搭建了分配器的分流均匀性检测实验台，并对现有的反射式分配器、射流环分配器、文丘里式分配器和带过滤网分配器等4种压降式分配器的分流不均匀度进行了测试。测试工况涵盖空调系统正常运行的制冷剂体积流量范围为32~125 L/h、干度范围为0.15~0.22，且分配器安装角度与竖直方向的偏斜角度在0°~90°之间变化。结果表明，大的制冷剂体积流量入口或分配器垂直安装条件下更有利于分配器分流均匀性的提升；在这4种分配器中，带过滤网分配器在所有实验工况下的分流不均匀度均小于0.05，表现出良好的分流均匀性，适合不同的安装角度和流量工况。关键词：空调器;分配器;分流均匀性;两相流930|885|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：以蒸发器出口过热度为控制对象的传统电子膨胀阀PID调节策略，难以兼顾制冷系统降温和稳态工况。本文对电子膨胀阀采用过热度和间室温度偏差双反馈的分段式变增益PID控制方案进行分析和研究，并与传统的定增益PID控制方案进行对比验证。试验结果表明：环境试验箱采用变增益PID控制方案，降温速率平均提高11.8%~49.3%，超调时间平均缩短7.1%~57.7%，恒温期间间室温度波动度降至0.1 ℃，并且在-40、-20、0、20 ℃不同间室温度下均有良好的变工况适应性。关键词：电子膨胀阀;PID;变增益;环境试验箱1003|1084|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：为提高风冷模块化数据中心的运行可靠性，本文提出了一种基于相变蓄冷的应急供冷技术途径，搭建蓄冷单元实验台，研究不同进口温度对相变蓄冷单元蓄冷和释冷过程的影响。同时，对蓄冷单元中弓形肋片长度、高度、间距及蓄冷板间距进行了敏感性分析。结果表明：实验蓄冷单元至少能满足5 min的应急冷却需求；弓形肋片高度对综合传热性能影响最大，肋片长度次之，肋片间距和蓄冷板间距最小；当实验蓄冷单元的肋片高度由2mm降至1.5mm时，综合传热性能可提升57%。关键词：数据中心;应急供冷;相变蓄冷;强化传热843|1109|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：室内冰场的主要能源需求为制冷和用热，若制冷系统能同时满足冷热两方面需求，可大幅提高运行效率。本文以天津地区某1 800 m2冰球场为研究对象，对带热回收的室内冰场CO2制冷系统进行分析，提出了系统实际运行时全年综合利用系数ACOPhc，并基于冰球场实际用热需求对4种充分利用余热的热回收系统进行对比。结果表明：加入热回收的CO2制冷系统运行更平稳，压缩机排气直接与用热设备进行热量交换的冰场双级压缩制冷系统全年运行效率最高，为6.77，冬季运行最高可达7.0以上。关键词：制冷系统;冰场;热负荷;性能系数;CO2883|806|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：在碳中和背景下，天然工质CO2在制冷及制热应用中受到日益广泛的关注。本文采用夹点分析理论，对人工冰场的CO2制冷及热回收系统中双级热回收结构进行了优化分析。在假设两级串联热回收（低温热回收进出口水温为40 ℃和60 ℃，高温级进出口水温为60 ℃和80 ℃）的情况下，通过改变某一级的水质量流量，得出以下分析结果：夹点的存在会升高热回收换热器的CO2出口温度，降低系统的热回收量、制热性能系数以及综合COP，同时对应于最大COP的最佳排气压力也会后移，直至超出上限（当第二级质量流量比为0.4时，可通过调节第一级质量流量比来消除夹点的影响；而第一级质量流量比为0.4时，最佳排气压力会由10.2 MPa升至10.9 MPa，同时最大综合COP由3.538降至2.843）；为了尽量提升系统性能，应当在合理范围内，降低第二级水质量流量，提高第一级水质量流量，同时提高排气压力。关键词：人工冰场;制冷热回收系统;夹点分析;CO2;性能系数864|1016|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：喷嘴的流量、雾化锥角、雾化粒径等是决定室外造雪机成雪过程的重要因素。针对国产室外造雪机用旋流式喷嘴，基于VOF方法和RNG k-ε湍流方程建立了雾化模型，对水在喷嘴内的雾化过程进行研究，同时分析了入口水压和喷嘴内壁面光洁度对雾化效果的影响。结果表明：雾化锥角和液膜厚度对入口压力变化的敏感性较弱；雾化粒径随入口压力的增大而减小，粒径减小的主要原因是流体速度增加，液膜不稳定性增强，增强了液滴的二次破碎；喷嘴内壁面光洁度减小，雾化产生的空气涡减小，水雾化锥角减小，但有助于获得较大的雾化流量。关键词：室外造雪机;旋流喷嘴;雾化特性;VOF882|699|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：复合相变蓄冷材料是近年来的研究热点，但对于其微观相变机理研究较少。本文以高潜热值的冰水相变为主，以质量分数为10%的丙三醇、20%的氯化铵作为成核剂和降温剂，添加质量分数为0%、3%、5%的聚乙二醇（PEG）后，采用分子动力学方法对其相变过程进行模拟，预测其相变温度并从成键与构象、键长与键角、径向分布函数、扩散系数和密度等参数进行分析。结果表明：机理方面：温度越低，分子动能越小，分子运动越平缓，羟基键长变小的概率增加，温度对于键角的影响较小，而对于键长的影响较大；相变方面：随着温度的降低，溶液体系的扩散系数降低，密度变大，溶液黏度增大，有序性增强，在10%丙三醇-20%氯化铵水溶液体系中，相变温度的拐点为255.2~256 K,与实验结果255.5 K非常接近。而在添加质量分数为3%、5%PEG聚合物后，预测溶液体系的相变温度分别为254.1~254.3 K、253.5~253.8 K，下降1.1~1.7 K、1.7~2.2 K。关键词：蓄冷剂;分子动力学;扩散系数;相变;聚合物968|708|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：负压隔离重症加强护理病房（infectious isolation intensive care unit，简称负压隔离ICU）是为传染病重症患者提供医疗护理的隔离场所，在疫情防控中起到重要作用。本文通过计算流体力学（CFD）模拟了辐射吊顶加新风系统在负压隔离ICU中的应用，探讨了辐射吊顶供冷供热量和排风口高度对室内热环境和排污效率的影响。并对实验进行了模拟，验证了模型的准确性。结果表明：夏季工况时，随着辐射吊顶供冷量的提高，房间垂直温差减少5%~58%，患者附近吹风感指数下降68%~86%，排污效率降低13%~50%。夏季排风口设置在房间上部有利于气态污染物和房间热量的排出。冬季使用辐射吊顶配合上排风，可以使房间垂直温差降低7%~43%的同时提高排污效率43%~59%；配合下排风，则会降低排污效率。关键词：辐射吊顶;负压隔离ICU;排污效率;吹风感指数;垂直温差777|635|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：独立通风笼具（IVC）的净化空调系统可形成贴近实验动物周围的饲养环境即饲养微环境，饲养微环境是保证实验动物福利的关键。为研究IVC笼盒内小鼠饲养微环境的控制方法以提升IVC净化空调系统性能，本文运用数值模拟和实验相结合的方法对某高校一间SPF级实验动物房中IVC系统的饲养微环境特性进行研究。结果表明：IVC 笼盒内部饲养微环境受笼盒上送上回的系统形式和气力（水力）失调影响显著，同一笼架不同笼盒的送风风速变化范围在2.79～4.94 m/s之间；笼盒内饲养微环境速度场分布不均，送风风速为2.97、4.94 m/s时送风口侧截面平均风速分别较回风口侧高54.7%、60.4%，当送风风速为4.94 m/s时小鼠背部部分风速达到0.3 m/s以上，超过规范限值；饲养微环境速度场分布又进而影响温湿度和污染物质量浓度分布。在实际应用中应以空气分布最不利处笼盒为设计基准，考虑各参数相互作用，并增设笼盒末端调控装置以优化饲养微环境状态并改善IVC净化空调系统性能。关键词：IVC;饲养微环境;控制方法;实验动物福利821|626|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文搭建了带闪发补气的家用空气源热泵热水器实验系统,在环境控制室中研究其在不同温度下的运行性能,并与单 级压缩系统进行对比。 结果表明:带闪发补气的家用空气源热泵热水器制热量和制热 COP 均大于单级压缩系统,环境温度为 -15 ℃时,制热量增大 21. 3%;相同水量和初始、结束温度下,补气系统的加热时间较单级系统缩短 20. 1%;闪发补气使压缩机的 排气温度降低 11. 3 ℃ ,保证了机组的运行安全;APF 计算表明闪发补气的系统在环境温度较低地区使用效果更好。关键词：热泵热水器;补气;闪发器;制热性能988|777|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为揭示冷表面温度对超疏水翅片结霜特性与抑霜性能的影响规律，本文搭建了可视化结霜实验系统，并对不同冷表面温度下超疏水翅片的结霜过程进行研究，同时与未经表面处理的裸翅片进行对比。实验结果表明：超疏水翅片表面初始凝结液滴开始冻结、冻结50%和完全冻结的时间均随冷表面温度的降低而缩短；冷表面温度越低，晶核的临界半径越小，晶核越密集，液滴完全冻结时表面覆盖率越高；超疏水和裸翅片表面的霜层厚度随着冷表面温度的降低而增加，结霜45 min后，超疏水翅片在冷表面温度为-5、-10、-15、-20 ℃时的霜层厚度分别为裸翅片的78.8%、95.6%、94.6%和78.8%，表明超疏水翅片在不同冷表面温度下均具有抑霜效果。关键词：结霜;超疏水翅片;冷表面温度;凝结液滴1002|691|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：补气增焓式空气源热泵因在低温环境下运行能效高的优势在我国寒冷地区具有较大应用潜力，本文实验研究了在环境温度为-12 ℃时，制冷剂充注量对额定制热量为130 kW的补气增焓式空气源热泵机组能效及运行参数的影响。结果表明：随着制冷剂充注量由18 kg增至25 kg，压缩机吸气温度、压力分别在-14~-11 ℃与0.295~0.320 MPa范围内呈下降趋势但存在波动，排气压力缓慢增加5.6%，制热量及压缩机功率稳定增长，系统能效逐渐增加；充注量c增至25 kg后，压缩机运行状态变差，排气温度增加11%，排气压力增加13.6%；充注量为26 kg时，系统COP达到峰值为2.12，相比充注量为19 kg时增加14.6%，随着充注量由26 kg增至28 kg，COP缓慢下降。关键词：空气源热泵;补气增焓;制冷剂;R410A1048|889|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为研究载冷剂物性以及冷却器组合形式对冷库间接制冷系统性能的影响，本文搭建了冷库间接制冷系统实验台，对LM-4/LM-8两种载冷剂和不同冷却器的系统性能开展实验研究。结果表明：载冷剂物性和冷却器组合形式都对系统的降温时间产生影响，在相同工况下，通过对比翅片顶排冷却器、光管墙排+翅片顶排冷却器和光管墙排+光管顶排冷却器3种冷却器可知，光管墙排+翅片顶排冷却器的LM-8载冷剂系统降温时间最短，比同工况下采用LM-4载冷剂的系统降温时间减小了30.4%；找出了最佳工况对应的雷诺数，并表明采用LM-8载冷剂的制冷系统最佳COPr和间接制冷系统综合最佳COPc分别比采用LM-4载冷剂的系统提高10.7%和10.9%；3种冷却器形式中，采用LM-8载冷剂的系统总能耗比采用LM-4载冷剂的系统总能耗分别低了5.8%~13.6%，2.2%~9.1%，3.3%~7.2%；在冷库间接制冷系统的应用中，可优先使用LM-8载冷剂以及光管墙排+翅片顶排冷却器。关键词：间接制冷系统;冷却器;载冷剂;COP918|780|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文提出了压缩强化解吸的新型吸附制冷系统，该系统采用耦合压缩抽气降压技术降低吸附剂解吸压力和解吸温度，同时吸附剂解吸反应可提高压缩机吸气压力、减小压缩机功耗、提升制冷能效。同时搭建了以氨为制冷剂、氯化锶/硫化膨胀石墨作为吸附剂的固化复合吸附剂单元管性能测试实验台，进行不同工况下的解吸、吸附反应耦合性能测试。结果表明：该新型系统可在热源温度为70 ~ 90 ℃下进行吸附制冷；在蒸发温度为-10 ℃、热源温度为90 ℃时，新型系统最佳解吸压力为0.62 MPa、压缩机压比为2.60、制冷能效COPelec（制冷量/电耗）为5.21，相比于氨蒸气压缩制冷系统，制冷能效提高74%。关键词：吸附制冷;蒸气压缩制冷;压缩强化解吸;固化复合吸附剂863|746|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：强化管的使用在蒸发器中会造成压降增加,本文提出一种主动配液式蒸发器,通过重新调配沿程质量流速和干度来降 低流动压降。 建立了主动配液式蒸发器的物理模型和数学模型,并进行了实验验证;在 14~ 26 g / s 流量范围内,对比了主动配液 式蒸发器与普通蒸发器干度、质量流速和压力等参数的沿程分布。 结果表明:采用 R410A 为制冷剂,入口压力为 1. 2 MPa 时,普 通蒸发器沿程干度和压降不断增加,质量流速随支管数增加而减少。 相比普通蒸发器,主动配液式蒸发器第三管程的入口干度 提升了 1. 82 倍且质量流速下降了 43. 2%;此外,主动配液式蒸发器压降显著减小,当入口流量为 26 g / s 时,压降减少 21. 5%。关键词：蒸发器;主动配液;强化传热;压降;分液隔板1022|813|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：以理想R41气体为工质，采用Standard k-?湍流模型，在入口压力为4.0 MPa、入口温度为323.15 K、冷流比为0.1~0.9、涡流室半径为2.5~4.5 mm时，研究涡流室半径和冷流率对涡流管性能的影响。模拟结果表明：当冷流率为0.4时，随着涡流管径向距离增大，切向速度呈先增后减趋势，当涡流室半径为3.5 mm时获得最大切向速度为159.5 m/s；随着涡流室半径增大，内外旋流轴向速度呈减小趋势，当涡流室半径为2.5 mm时获得最大外旋流轴向速度为47.6 m/s。当冷流率相同时，随着涡流室半径的增大涡流管制冷效应、制热效应、制冷量及COP均呈先增后减趋势，当冷流率为0.1，涡流室半径为3.5 mm时获得最大制冷效应为20.8 K；当冷流率为0.9，涡流室半径为3.0 mm时获得最大制热效应为36.3 K；当冷流率为0.6，涡流室半径为3.0 mm时获得最大制冷量为364.5 W，COP最大值为0.21。关键词：涡流管;涡流室半径;涡流管性能;流场;冷流率1173|999|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：冷冻和复温过程中的冰晶生长是影响细胞冻存成功率的关键因素，了解不同场景下的冰晶生长和抑制机理，对于辅助生殖等临床应用具有重要意义。本文研制了一套基于瞬态接触法的新型低温显微成像系统（降温速率可达1 600 K/min），基于此研究了不同过冷度下自由平板面、圆形槽道内纯水和二甲基亚砜溶液的冻结过程，对比了鼠生精小管在纯水和质量分数为10%二甲基亚砜溶液中的冰晶形成特性。结果表明：平板面上，二甲基亚砜溶液的冰晶生长过程相比于纯水具有随机性、多点生长的特征，且生长速率更为缓慢；圆形槽道内，随着过冷度的增加，纯水的冰晶生长速率近似线性增长，并呈现出细针状的冰晶形貌；随着二甲基亚砜的加入，鼠生精小管外的冰晶生长被弱化从而使其得以维持较为完好的生理形态。关键词：细胞冻存;结晶;冷冻保护剂;低温显微成像系统954|764|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：卵母细胞玻璃化保存的需求日益增加,目前人工或自动化保存装置分步加载和去除低温保护剂易造成卵母细胞的渗透 损伤和丢失。 本研究采用低成本易制作的 PMMA 微流控芯片,结合石英毛细管搭建微流控混合系统,既实现了保护剂的连续加 载/ 去除,又为后续浸入液氮实现自动玻璃化保存做准备。 通过采用手动多步法和微流控法对小鼠 MⅡ期卵母细胞加载/ 去除低 温保护剂,对比卵母细胞的体积响应、存活率和后续发育率。 结果表明:微流控法注射时间 8 min 组的卵母细胞存活率、卵裂率 和囊胚率,分别达到 93. 25%、77. 12%、53. 00%,显著高于手动多步法,与对照组无显著性差异(P<0. 05)。 使用 PMMA 芯片结合 石英毛细管的微流控系统,显著减小了卵母细胞的渗透损伤和细胞丢失率,简化了操作步骤,为基于微流控技术的卵母细胞与胚 胎的自动玻璃化保存装置的开发提供关键技术支撑。关键词：玻璃化保存;微流控;卵母细胞;石英毛细管;PMMA 芯片688|706|2发布时间：2024-07-18
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