最新刊期
2024年第45卷第5期
- 摘要：超音速膨胀降温并结合旋流分离技术是一种新型气体液化分离技术，近年来主要应用于分离多组分气体中的高凝点组分。介绍了超音速旋流分离器的2种典型结构；归纳了Laval喷管中凝结相变的理论发展、数值模拟、实验研究和分子模拟4个方面内容；对超音速旋流分离器中的激波问题、结构优化进行了分析总结；大量实验及现场应用证明了超音速旋流分离器具有节能环保、无运动部件、无需添加化学药剂等优势，在天然气净化处理等领域已得到广泛应用。下一步研究可从单组分、多组分气体凝结相变机理、提升液化效率等方面入手，促进超音速旋流分离技术在普冷温区、氢氦低温温区的液化及制冷技术应用。关键词：超音速旋流分离器;Laval喷管;激波;结构优化285|125|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：单一的传热强化技术对于传热性能和传热效率的提升有限，大力发展复合强化传热技术对提高资源利用率、节能减排具有重要意义。制冷剂作为一种应用广泛的热力学介质，其物理性质很大程度上会影响制冷系统的能量传输效果。基于制冷系统小型化、轻量化及节能高效换热的发展趋势，制冷剂复合强化传热可以有效改善系统的制冷能效，近年来受到专家学者的广泛关注。综述了制冷剂复合强化流动沸腾传热的最新研究进展，分别从纳米颗粒、泡沫金属、外场（超声/磁场/电场）以及绿色混合制冷剂4个角度进行系统的讨论和总结，指出制冷剂复合强化技术应用的前景和存在的问题，展望了多场协同作用下的纳米颗粒-泡沫金属-制冷剂复合强化传热是今后的重点发展方向，可为建立新型的多元制冷剂复合强化体系提供一定的思路和参考。关键词：制冷剂;复合强化;纳米颗粒;泡沫金属;外场作用146|115|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：界面结霜现象在日常生活和许多工业应用中普遍存在。由于霜层主要由小枝晶和离散的气穴组成，霜层表现为有厚度的多孔介质，从而严重影响暖通空调和制冷系统的传热效率。几个世纪以来，界面结霜一直作为热门研究课题之一，但直至最近才取得一些新的进展，例如揭示了霜在形成初期阶段的新特征，这些特征过去因为过快或过小而无法捕捉，还基于其原理开发了新的除霜、抑霜技术。文章对结霜现象进行了全面综述，尤其最近十年的全新进展。按时间顺序介绍了以冷凝结霜为主的基本原理，包括冷凝成核、冷凝液滴的生长和聚结、结冰成核、冻结环的形成、冻结传播，以及霜层的生长和密集化。总结了近期抑制结霜负面影响的工程措施，即除霜、抑霜两种技术。这些研究成果可以启发人们对冷凝结霜的理解，同时也有助于开发针对在多种应用背景下新的除霜、抑霜方法。关键词：冷凝结霜;界面效应;结霜特性;抑霜技术165|65|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：常温闭环脉动热管依靠工质在管内脉动和相变传热，具有传热效率高、结构简单、成本低等优点，广泛应用于电子元件散热。将影响脉动热管启动和传热性能的因素分为3类展开综述：结构参数、操作参数和工质物性参数。首先对结构参数中管径、截面形状、弯头数以及各段长度比等因素的研究进行总结，其次分析操作参数中加热功率、倾斜角度和充液率的影响，最后将工质物性参数分为影响流动和传热两方面进行归纳。为提升脉动热管启动和传热性能，未来需对临界弯头数开展深入研究；为适应小倾角和负角度工况，需要提升热管抗重力性能；为描述工质物性对热管性能的影响，需构建物性参数综合评价指标。关键词：闭环脉动热管;结构参数;操作参数;工质物性参数92|85|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：针对微型滚动转子压缩机，建立滑片、滚动转子等重要部件的运动与受力分析数学模型。根据主要摩擦副摩擦损失的计算式，分析微型滚动转子压缩机主要摩擦副摩擦损失的占比，并与常规空调用滚动转子压缩机的摩擦损失分布情况进行对比，探讨了排气压力和结构参数对压缩机主要摩擦副摩擦损失的影响规律。结果表明：相比于常规空调用滚动转子压缩机，微型滚动转子压缩机的转子自转速度更快，滑片与滑片槽的摩擦损失占比升高了9.5%，主副轴承的摩擦损失占比减小了16.1%。微型滚动转子压缩机排气压力从1 070 kPa提高至1 470 kPa，总摩擦功耗升高了13.5%。微型滚动转子压缩机滑片厚度从1 mm提高至3 mm，总摩擦功耗仅升高3.1%。微型滚动转子压缩机偏心率从0.08提高至0.18，总摩擦功耗升高了69.7%。微型滚动转子压缩机长径比从0.25提高至0.5，总摩擦功耗降低了10%。微型滚动转子压缩机的偏心率合适的取值范围在0.08~0.18。研究结果可为微型滚动转子压缩机的设计及结构参数优化提供参考。关键词：微型滚动转子压缩机;运动分析;受力分析;数学模型;摩擦损失114|69|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：制冷剂泄漏至有限空间内掠遇障碍物后会出现不同的扩散和分布特性，分析制冷剂物性对于制冷剂掠遇障碍物后扩散过程和分布的影响，对可燃制冷剂泄漏所形成燃爆区域的预测具有重大意义。选择R717、R290、R32和R1234yf为泄漏制冷剂，探究制冷剂泄漏至有限空间后掠遇较高和较低两种类型障碍物的扩散和分布特性，详细分析工质物性参数对制冷剂扩散过程及燃爆区域的影响。结果发现：制冷剂泄漏后掠遇较高的障碍物会产生不同程度的刚性膨胀，密度小的制冷剂迅速朝着与泄漏方向相反的方向运动，并在空间顶部聚集，密度大的制冷剂沿着障碍物表面向地面运动。随着测点高度降低，R717的质量分数从2.04%降至0.024%，R1234yf的质量分数从0.192%增至1.64%。泄漏孔下方R290和R744的质量分数分别为0.92%和1.27%，制冷剂密度接近时，黏度大的制冷剂质量分数更高。形成的可燃区域主要存在于较高障碍物的上方，随着泄漏量增大，燃爆区域在y-z截面上逐渐向地面延伸；制冷剂泄漏后掠遇较低障碍物主要在泄漏孔下方堆积，并沿着较低障碍物的表面逐渐向空间其他低质量分数区域扩散。密度较小的制冷剂分布较为均匀，随着制冷剂密度增大，制冷剂在泄漏孔下方堆积显著。竖直方向上，随着测点高度降低，R1234yf和R717的质量分数分别从0.066%和1%增至2.12%和1.14%。燃爆区域主要存在于泄漏孔下方障碍物与墙体围成的角落，随着制冷剂泄漏量增大，燃爆区域沿着较低障碍物的表面向地面延伸。关键词：可燃制冷剂;泄漏;障碍物;热物性参数;燃爆区域117|80|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：利用造雪机在自然环境条件下对人工造雪的成雪过程进行实际测试，获得了雪晶的微观形貌，同时分析了不同工况下成雪粒径的大小及其影响因素并推论了人工造雪的成雪过程。结果表明：雪晶降落位置、环境温湿度、喷嘴雾化粒径均是影响雪晶粒径的重要因素。较低的环境温湿度以及较小喷嘴口径产生的雾化液滴更容易促使形成较大粒径的雪晶；当造雪机稳定产雪时，远处的雪晶粒径分布比边缘和中间区域的更不均匀，且雪场实测的成雪粒径约为0.3 mm，远大于喷嘴的雾化粒径（0.12 mm），由此推论雪晶在飞行过程中会发生碰撞行为。这对于成雪机理及成雪雪质的调控具有重要意义。关键词：雪晶粒径;造雪机;人工造雪;雪质54|34|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：辐射供冷空调系统具有节能和舒适的优点，但结露问题限制其应用推广。在冷板外加红外高透膜，可以在升高红外高透膜与室内空气接触面温度的同时，保证空调系统的辐射制冷量，达到降低辐射空调结露的风险。构建了红外透射膜辐射制冷的传热模型，计算了高透膜红外透过率对露点温度及辐射冷量的影响，预测了不同气候区典型城市自然通风防结露的最小透过率及相应最大制冷量，从而评估不同气候区辐射制冷利用红外透射膜的潜力，最后评估了高透膜红外透过率对人体热舒适性的影响。研究结果表明：建立的辐射热传递模型可以准确预测室内膜面传热过程；在保证辐射冷量的前提下，透射膜可以提高不凝水露点温度阈值4~17 ℃；不同城市要求的最小透过率不同，呼和浩特最低为0.4，重庆最高为0.95。红外透射膜可作为一种新型方法用于辐射空调冷源壁面的防结露，研究可为透射膜的设计及选择提供参考。关键词：辐射空调;防结露;制冷量;高透膜60|57|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：为解决低温余热资源过剩与高温用热需求紧缺之间的矛盾，设计了一套基于准二级压缩的高温热泵机组，理论分析循环流程并进行优化设计，采用闪蒸器与回热器组合提高机组性能，开展了机组的性能实验，以制热量、制热COP、火用效率、冷凝压力、排气温度为性能指标，在冷凝器出水温度为85~120 ℃，蒸发器进水温度为50、60、70 ℃工况下，对机组性能进行分析。实测机组性能与理论计算结果吻合，蒸发器进水温度为49.8 ℃，冷凝器出水温度为118.1 ℃，机组制热量可达916.3 kW，制热COP为2.51，火用效率为46.3%，机组冷凝压力为1.8 MPa，排气温度为137 ℃，符合机组安全运行的要求。关键词：高温热泵;闪蒸器;回热器;制热性能;火用分析143|74|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：最优排气压力是影响跨临界CO2热泵性能最重要的因素。为研究最优排气压力存在原因及其影响参数，并揭示各参数对最优排气压力的影响机理，基于传热夹点理论对最优排气压力进行了理论分析。利用AMESim软件搭建了考虑气体冷却器内部传热夹点的跨临界CO2热泵模型进行仿真计算，在进水温度为10~40 ℃、出水温度为60~90 ℃、环境温度为-30~25 ℃的宽工况内定量研究了进水温度、出水温度、环境温度及回热率对热泵系统最优排气压力的影响。研究结果表明：进水温度越低、出水温度越低、环境温度越低，均会导致传热夹点向气体冷却器出口移动，从而使系统的最优排气压力减小；同时，采用回热方式也能够将传热夹点进一步向气体冷却器出口推移，从而减小最优排气压力。研究结果证实传热夹点的位置对于系统最优排气压力的取值具有重要影响，因此基于传热夹点的分析与设计方法具有更强的适用性，可为热泵供暖、车辆热管理等用途中CO2热泵系统的设计和性能优化提供理论与工程基础。关键词：跨临界CO2热泵;最优排气压力;传热夹点;回热率123|40|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：空调器中电子膨胀阀入口制冷剂为不稳定的气液两相流型时，容易产生严重的流动噪声。通过在流路中加流型调整器，有望稳定制冷剂流型，从而降低噪声，这需要掌握流型调整器对于噪声的影响机制，在此基础上优化其结构参数。先通过实验验证流型模拟方法的可靠性，然后通过模拟得到典型的制冷剂不稳定弹状流入口条件下，流型调整器孔间隔、厚度、孔径对制冷剂流动噪声的影响规律；并对流型调整器的结构参数进行合理组合，优选得到最有利于降噪的流型调整器结构。研究结果表明：流动噪声随着孔间隔的增大而增大，随着厚度和孔径的增大而先减小后增大。孔径是影响流型调整效果的最主要因素，通过合理设计该参数可以使流动噪声得到最大程度的降低；本文的研究条件下，可以使噪声降低6.88 dB。关键词：电子膨胀阀;流动噪声;两相流型;流型调整器;降噪75|76|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：气液调配蒸发器通过调整干度和质量流速实现传热性能提升。分别将两个管程布置为4-2-4-6-4（蒸发器1）和5-4-3-4-4（蒸发器2）的气液调配蒸发器用于热泵热水器中（分别为系统A和系统B）进行实验，并进行了对比研究。结果表明：相比于蒸发器1，蒸发器2制冷剂分布更均匀，且蒸发器侧压降减小了10.91%。在名义工况下，相比于系统A，系统B制热量减少1.69%，功率也减少1.45%，两个系统COP基本相同。系统B的排气压力比系统A小26.35~84.78 kPa，更有利于压缩机的安全运行；在不同的环境温度下，系统B的压缩机功耗均小于系统A，当环境温度为30 ℃时，系统B的性能比系统A提高了2.1%。关键词：空气源热泵热水器;蒸发器管程布置;压降;制冷剂分配71|48|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：选择用带有经济器的空气源热泵机组（简称热泵机组）系统进行制热工况研究，设计4组实验对其制热性能进行研究。结果表明：在各实验工况下，主电子膨胀阀存在最佳开度，最佳开度为保证一定过热度范围所对应的最大开度，在最佳开度下，热泵机组最大值热量为额定工况的85.99%、76.58%、57.46%、38.25%，能效分别为2.21、2.08、1.95、1.55。补气电子膨胀阀的开启可以有效提升制热量，但随着补气阀开度的增大，系统能效有所降低，若以能效比作为热泵机组优化运行目标，可能导致制热量不足。此外，补气回液也是影响热泵机组制热量和能效的主要因素，在补气口未回液时，热泵机组制热量分别提高了18.35%、12.14%、25.95%，但补气口回液时，制热量降低了15.22%。关键词：超低温环境;空气源热泵;准二级压缩;制热量85|48|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：全球变暖已成为各国关注的全球性问题，因此第4代新型环保制冷剂的研究迫在眉睫。制冷剂在蒸发器内的沸腾传热特性直接关系到该制冷剂的应用。R513A是R134a的替代制冷剂，通过实验研究R513A和R134a在12.7 mm水平光滑管和内螺纹管内的沸腾传热特性，分析质量流速、蒸发温度、热流密度和内螺纹结构对传热系数及压降变化的机理。实验工况：制冷剂的质量流速为100~200 kg/(m2·s)，蒸发温度为5~10 ℃。结果表明：沸腾传热系数随着热流密度的增大发生显著变化；随着质量流速的增加，沸腾传热系数增大15.06%~42.33%，压降增大26.16%~61.83%；随着蒸发温度升高，沸腾传热系数增大13.27%~38.25%，压降减小19.53%~33.27%；内螺纹管的传热系数显著高于光滑管，强化倍率最大为2倍。相同工况下，R513A的沸腾传热系数比R134a增大约25.61%~30.74%，R134a内螺纹管内压降比R513A平均高约12.33%；随着热流密度的增加，R513A的流型转变较R134a提前，此时沸腾传热系数急剧下降。关键词：内螺纹管;流动沸腾;传热系数;摩擦压降;R513A84|92|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：实验研究了丁胞型扁管内R245fa的流动沸腾传热和压降特性，重点分析了干度和热流密度的影响。实验结果表明：随着干度的增大，表面传热系数呈先增大后减小的趋势，并且表面传热系数最大位置处对应的干度受热流密度的影响。当热流密度为2、5、10 kW/m2时，表面传热系数分别在干度为0.35、0.40、0.45时达到最大值，随后逐渐降低。增大热流密度对摩擦压降的影响很小，但有利于提升表面传热系数。分析表明，表面传热系数随着干度的增大而降低是由于核态沸腾受到抑制所致。对比R245fa和R134a的实验结果发现，干度和热流密度对表面传热系数的影响不同。此外，在相同工况下，R245fa和R134a的表面传热系数比值在0.64~1.31之间。关键词：流动沸腾;表面传热系数;丁胞型扁管;制冷剂52|37|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：冰浆热容量大，传热效果好，是一种良好的蓄冷介质。选择大豆油作为油相，复配Tween-80和AEO-3为表面活性剂，戊醇为助表面活性剂，用加水法制备了微乳液，实验考察了油相与表面活性剂的质量比、表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB值）、表面活性剂和助表面活性剂的质量比（Km值）对微乳液增溶水量的影响，筛选出油相与表面活性剂的质量比为1∶4、Tween-80与AEO-3的质量比为6∶4（HLB值为11.6）、Km值为2∶1为微乳液制备的最佳配比，选择该配比下含水量为50%的微乳液制备了冰浆。利用显微镜研究了冰晶融化过程，分析冰晶粒径对融化过程的影响。冰晶粒径随着融化时间增加逐渐变小，大粒径冰晶颗粒融化所需时间比小粒径的多。利用蓄冰1 h和蓄冰2 h的微乳液冰浆在不同储存时间的冰晶图像分析了储存时间和含冰率对冰晶粒径分布及冰晶平均粒径的影响，在相同含冰率下，储存时间越长，冰晶粒径越大，但冰晶数量减少，含冰率不变。在相同的储存时间内，含冰率越高，冰晶颗粒粒径增长速度越快。关键词：微乳液;冰浆;融化;储存;含冰率;大豆油49|45|0发布时间：2024-10-09
- 摘要：种子水分含量是影响种子低温保存的重要因素，已有的研究表明种子球蛋白降解可以提高含水种子的低温耐冻能力。选取甘蓝种子为实验材料，通过外源添加2-硝基苯甲酸［5,5′-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB］对种子吸胀处理后进行快速降温（降温速率为-1 ℃/min），研究DTNB对含水甘蓝种子耐冻性的影响。结果表明：DTNB显著提高了快速降温后甘蓝种子的发芽率；推迟了胚内冰晶形成的起始温度（对照组 vs DTNB组：-14.78 ℃ vs -16.43 ℃）。双向电泳表明与对照组相比在25 kDa以下位置积累了2个差异蛋白点，质谱鉴定为12 s储存球蛋白；检测到球蛋白及其水解多肽巯基含量显著提高，非酶促氧化剂AsA和GSH与对照组相比分别提高1.26倍和1.22倍；DTNB还促进了冷胁迫诱导基因ICE1和CBF的表达。综上所述，DTNB可在快速降温条件下调控含水种子的分子生理活性变化，进而提高种子抗冻性。关键词：快速冷却;甘蓝种子;2-硝基苯甲酸;球蛋白;水解45|29|0发布时间：2024-10-09
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