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2024年第2期《欧盟PFAS限制提案解读及其对制冷空调行业影响与应对》
在《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》的履约和“双碳”战略的双重驱动下,制冷剂替代是制冷空调领域最为关注的热点之一。采用热物性相近的低GWP的HFOs制冷剂和天然制冷剂作为替代品,实现HFCs的削减被认为是较为合适的替代技术路线;但随着2023年2月欧盟出台的PFAS限制提案,引发了对HFOs制冷剂替代前景的担忧,这可能影响全球制冷剂替代发...
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2024年第1期《自复叠制冷系统及其组分分离、迁移与调控研究进展》
自复叠制冷技术因具有较宽的制冷温区、结构简单且运行可靠等优势,在普冷以及深冷领域具有广阔的应用前景。自复叠制冷循环的新流程构建与混合工质的多元化已进行了广泛的研究,但如何主动调控系统内混合工质的组分浓度进而提升系统性能一直是技术瓶颈和研究难点。首先综述了国内外关于自复叠制冷系统的总体研究现状,阐述了其循环流程构建的发展历程。然后,总结了影响系统效率的组分分离...
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2023年第6期《制冷换热器双侧强化换热管的实验方法对比》
大型制冷系统中的换热管通常采用管内、管外表面双侧强化结构,因不便于在壁面布置温度传感元件,双侧强化管需要特别的实验方法来测定其性能,包括Wilson图解法(WPM)、修正Gnielinski公式法(MGF)、Wilson-Gnielinski公式法(W-GF)。不同的方法有各自的应用场合和使用局限性。本文针对双侧强化管提出一种便于应用的新方法,称为待定指数法...
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2023年第5期《电动压缩式大温差机组设计实测与分析》
本文提出了利用电动压缩式大温差供热机组与大温差长距离供热技术相结合的“零碳供热”模式,其适应了电网与热网的运行特性,将两者有机的联系起来,实现了以“绿色电力”为主的供电模式和以零碳的工业余热为主的供热模式,因此成为“热电协同”的关键设备。经过本文论证并且经济性可以达到热电联产相当的水平,可以大幅降低长输网回水温度从而增加热网的输送能力;而且其回水温度可以很低...
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2023年第4期《管内微尺度强化表面R32流动冷凝传热实验研究》
为研究制冷剂R32在铝制人字纹管、涟漪纹管以及光滑管中冷凝换热和压降特性,本文通过高精度多工质蒸发冷凝实验台在R32质量流速为100~350 kg/(m2·s),饱和温度为308、313、318 K,干度范围为0.2~0.8工况下,进行冷凝实验研究。实验结果表明:人字纹管的传热系数最高,涟漪纹管次之,光滑管最低。涟漪纹管的摩擦压降最高,人字纹管略高于光滑管,...
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2023年第3期《HFC-134a氧化热解的机理和实验研究》
我国面临巨大HFCs制冷剂销毁压力,亟需研究高效且温和的HFCs制冷剂降解方法。本文结合实验与量子化学计算,以典型HFCs制冷剂HFC-134a为研究对象,以降解率为主要衡量标准,研究制冷剂降解的高效途径。从量子化学的角度,研究了HFC-134a自热分解与氧化热解条件下的反应路径,在两条路径下,均易产生CHF=CF2与HF等可检测到的稳定产物。自热分解过程中...
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  • 跨临界CO2汽车空调中润滑油影响特性研究进展
    张树铖,殷翔,宋昱龙,杨旭,曹锋
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    摘要>应对新能源汽车复杂应用环境和应用需求,润滑油是影响跨临界CO2热泵空调性能、可靠性的关键因素。油品及油充注量对于充分发挥系统性能,保障系统安全稳定运行具有重要作用。讨论了跨临界CO2汽车热泵空调中润滑油的作用与影响。总结了应用于CO2汽车热泵空调的几种常用润滑油,并对各种润滑油的各项应用性能进行了对...详情点击
    2024.45(2):1-11  + 全文摘要(664)  + PDF 10339K (488)  + HTML

  • 补气增焓热泵技术的研究现状及展望
    张振亚,曹浩宁,金听祥,吕子建
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    摘要>补气增焓热泵(VIHP)技术因在低温工况下具有高效、节能、环保等优势,成为近年来能源领域内的研究热点之一。阐述了现有文献中关于VIHP技术的研究现状,分别从应用型式、压缩机型式及其实现方法和优化研究进展等方面进行了深入讨论,对比分析了相关研究结果提升VIHP系统性能的优势和不足。并结合研究中存在的问...详情点击
    2024.45(2):12-21  + 全文摘要(639)  + PDF 2359K (670)  + HTML

  • 摘要>在《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》的履约和“双碳”战略的双重驱动下,制冷剂替代是制冷空调领域最为关注的热点之一。采用热物性相近的低GWP的HFOs制冷剂和天然制冷剂作为替代品,实现HFCs的削减被认为是较为合适的替代技术路线;但随着2023年2月欧盟出台的PFAS限制提案,引发...详情点击
    2024.45(2):22-29  + 全文摘要(523)  + PDF 3337K (689)  + HTML

  • 冷水(热泵)机组能效测试方法及能效限定值的对比研究
    陶奕玮,刘剑,李明霞,成建宏,高屹峰,方元,张小松
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    摘要>冷水(热泵)机组作为集中空调系统的主要耗能设备,行业整体机组能效的提高会对按期实现“双碳”目标具有重大促进作用。GB/T 18430作为冷热水机组的基础性标准,修订工作已接近尾声,与之配套的能效标准GB19577?—2015也需要进行相应的修订升级。对GB/T 18430中对舒适型冷水(热泵)机组的...详情点击
    2024.45(2):30-40  + 全文摘要(580)  + PDF 1243K (485)  + HTML

  • 摘要>介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”、“水冷”、“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明:在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷...详情点击
    2024.45(2):41-52  + 全文摘要(355)  + PDF 6941K (380)  + HTML

  • 圆形隧道衬砌内毛细管换热器间歇运行的传热性能
    焦嘉琛,季永明,张凤君,吉程帆,尹振峰,胡松涛
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    摘要>隧道地源热泵是解决地铁隧道热污染的有效技术之一,毛细管换热器(CHE)因具有抗腐蚀、易弯曲、换热性能好、节省空间等优点被广泛应用于隧道地源热泵系统的前端换热器。基于示范工程建立了CHE流-热耦合传热模型,并在TRNSYS平台搭建CHE仿真系统,对隧道衬砌内CHE在连续、间歇运行下的传热性能进行分析。...详情点击
    2024.45(2):53-61  + 全文摘要(328)  + PDF 7352K (332)  + HTML

  • 摘要>针对石蜡导热性差、蓄热效率低等问题,利用含碳材料的高热导性改善石蜡蓄热性能。将8~12 nm、10~20 nm、20~40 nm三种不同直径的碳纳米管粉末,以5%的质量分数加入到石蜡中,研究不同碳纳米管直径对石蜡蓄热性能的影响以及碳纳米管/石蜡复合相变材料各向导热特性。实验结果表明:随着碳纳米管直径...详情点击
    2024.45(2):62-67  + 全文摘要(322)  + PDF 4265K (318)  + HTML

  • 摘要>为促进氢燃料电池的发展,设计了一种新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机,在隔膜压缩机上膜头内部设置多个贯穿式的第一冷却流道,其与进气管和排气管在平面内相互垂直布置,进气管和排气管位于第一冷却流道之间,其中第一冷却流道包括多个冷却管路,冷却管路之间呈“米”字型排布;在下膜头靠近油腔侧的端部设置第二冷却流道,其...详情点击
    2024.45(2):68-73  + 全文摘要(279)  + PDF 5368K (306)  + HTML

  • R32热泵系统稳定性与变工况特性实验研究
    巨福军,杨文欢,周晓磊,范晓伟,范院飞,尹路梅,朱振华
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    摘要>实验研究了变热源进口温度工况和变热水进口温度工况下膨胀阀开度对R32热泵系统稳定性和系统性能的影响规律。结果表明:不同工况下系统存在不同的过热度振荡区间,且热源进口温度对起始振荡过热度的影响较显著,而热水进口温度对其影响则不明显;变热源进口温度(15~25 ℃)工况下,制热量随着过热度的变化呈现不同...详情点击
    2024.45(2):74-80  + 全文摘要(378)  + PDF 2985K (417)  + HTML

  • 阵列低环温空气源热泵外流场模拟研究
    谭庆澎,刘金平,陈建勋,陈潇,陈梓宇
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    摘要>建立了无墙面阻碍和有墙面阻碍情况下低环境温度空气源热泵六列四行的阵列物理模型,对以261.15 K为名义工况下的空气源热泵外环境流场进行三维数值模拟。对比研究不同水平风速下蒸发器换热面入口空气温度和换热量,分析冷风回流现象对低环温空气源热泵传热性能的影响,指出最恶劣工况机组的位置。环境风存在阻碍风机...详情点击
    2024.45(2):81-93  + 全文摘要(303)  + PDF 12927K (343)  + HTML

  • 摘要>为了对CO2跨临界蒸气压缩循环进行高效冷却并提升系统性能,提出分布式压缩循环系统(distributed compression cycle system, DCCS)。在DCCS中,气冷器出口的超临界CO2不再被进一步过冷而是进行二次增压,并在常规热汇条件下进行放热冷却。通过热力学计算DCCS在不...详情点击
    2024.45(2):94-100  + 全文摘要(328)  + PDF 2931K (367)  + HTML

  • 开式空气循环热泵干燥系统性能仿真分析
    战斌飞,王智超,孙郁,徐策,邵双全,徐昭炜,杨英霞
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    摘要>为解决能源使用效率低、HCFC/HFC等非环保制冷剂使用等问题,提出了不同于传统干燥技术的以空气为工质的空气循环热泵干燥(ACHPD)系统新技术。建立了数学仿真模型,通过所构建实验台的实验结果进行验证,干燥速率误差在±0.01%以内,系统功率误差在±7%以内。与传统的电加热器干燥(EHD)系统相比,...详情点击
    2024.45(2):101-108  + 全文摘要(295)  + PDF 12099K (371)  + HTML

  • 基于博弈优化算法的综合电热协同网络中热泵系统的智能化运行动态特性研究
    梁安琪,曾爽,任佳航,张新月,曹锋,余小玲,宋昱龙,邢其敬,杨旭,马麟
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    摘要>为提升区域能源综合利用和促进低碳发展,针对园区等典型区域构建综合能源系统,包含光伏、风电等新能源发电系统及地源/空气源热泵及冷水机组等园区冷热能源供给系统与储能设备等。利用TRNSYS软件对北京地区6种气候条件下系统的动态特性进行仿真研究,采用博弈方法进行智能化运行并与逻辑控制方法对比。结果表明逻辑...详情点击
    2024.45(2):109-118  + 全文摘要(306)  + PDF 6785K (314)  + HTML

  • 摘要>以试验区置有两个动力电池的294 L高低温试验箱作为研究对象,通过CFD模拟了高低温试验箱恒温45 ℃时箱内电池的温升和散热情况,并对高低温试验箱的流场进行优化。结果表明:对于同侧上送风下回风的气流组织形式,在试验区上部放置多孔板进行孔板送风有助于提高流场均匀性;两个动力电池之间会出现涡旋现象,通过...详情点击
    2024.45(2):119-126  + 全文摘要(294)  + PDF 13014K (311)  + HTML

  • 摘要>为探索真空环境下,气泡在溶液吸收过程中流动、传热特性及其机理,设计了一种增压型垂直管内溶液鼓泡吸收输运特性测量实验装置,并介绍了该装置的结构和工作原理,通过系统真空度维持、气泡流动和能量校核等实验分别验证系统的可靠性和准确性。结果表明,增压技术实现了负压环境下的鼓泡吸收。静置12 h系统真空度上升率...详情点击
    2024.45(2):127-134  + 全文摘要(264)  + PDF 5960K (326)  + HTML

  • 基于冰浆制冷的标准冷源及不确定度分析
    梁勇彪,许戈耀,谢宇航,周龙,钟武槟,李斌诚,巫江虹
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    摘要>房间空调器制冷量的计量结果在不同焓差室间不一致的问题仍困扰着中国空调行业,是国际贸易中容易引发纠纷的计量学问题,亟待研究可对焓差实验室进行标定的标准冷源。在研究国内外房间空调器几种主流的制冷量计量方法以及标准冷源研究现状的基础上,结合对冰浆制冷物理过程的深入理解,提出基于冰浆制冷的标准冷源装置,包括...详情点击
    2024.45(2):135-142  + 全文摘要(277)  + PDF 3032K (278)  + HTML

  • 基于干冰微粒喷射冷却的高速列车IGBT散热器设计
    宁静红,任子亮,宋志朋,祝森,孙璐瑶,高雪
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    摘要>针对高速列车IGBT模块的高效散热问题,设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器。建立了3组不同针肋参数模型,通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响,得出最优针肋散热器的针肋数量为64、直径为12 mm、高度为45 mm,相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了10.57 ℃...详情点击
    2024.45(2):143-151  + 全文摘要(273)  + PDF 12460K (311)  + HTML

  • 摘要>设计了一款空气冷却式降温服,并确定其冷却功率及进出口空气的状态参数和流量,同时计算了空气冷却式降温服用半导体制冷装置所需的制冷功率。对半导体制冷装置进行实验和数值模拟,通过实验数据验证了数值模拟计算模型的准确性,并提出优化方案。采用验证过的数值模拟计算模型对半导体制冷装置进行优化设计与计算,优化后半...详情点击
    2024.45(2):152-159  + 全文摘要(322)  + PDF 7527K (326)  + HTML

  • 摘要>通过对比不同CO2进气压力下4款冷冻活检针中的降温特性,分析进气压力、J-T槽内径、回流通道大小对于活检针降温的影响,并测试其在明胶中形成的冰球大小。结果表明:1.8-0.42 mm、1.8-0.30 mm、1.8-0.12 mm、1.1 mm活检针分别在4.5、4.0、5.5、5.5 MPa的进气...详情点击
    2024.45(2):160-166  + 全文摘要(279)  + PDF 4280K (341)  + HTML

  • 基于引射器与集成机械过冷的CO2热泵系统性能分析>
    代宝民,杨佩芳,刘圣春,赵瑞瑞,曹羽,赵霖,李诚展,肖鹏

    摘要>为减少温室气体的排放并提升供暖系统性能,本文提出了基于引射器与集成机械过冷的跨临界CO2热泵供暖系统(EJ-IMS),构建其热力学模型,以系统COP为目标函数,对过冷度和排气压力进行优化,并对系统在不同气候区典型城市使用的冬季供暖性能进行评估。结果表明:EJ-IMS系统存在最大COP、最优过冷度和排气压力。EJ-IMS系统的最优过冷度比集成机械过冷系统(IMS)低26.44~39.21%,最优排气压力比基本系统(BASE)和带引射器系统(EJ)低0.27~9.37%。相比3种常规系统,EJ-IMS系统的COP和?效率分别提高6.09~37.74%和6.75~46.02%。EJ-IMS系统的供暖性能系数(HSPF)相对3种系统提高6.89~29.61%,其更适用于严寒地区。本文可为高效CO2供暖系统的构建提供理论参考。
  • 中大容量工业余热高温热泵的压缩机技术现状>
    马凯,陈文卿,李丹童,何志龙,邢子文

    摘要>热泵技术是一种节能技术,能有效应对全球变暖,降低碳排放。工业热泵回收供热过程的废热,加热水或空气,减少电力消耗及碳排放。工业热泵节能环保,供热稳定,已广泛应用于生产及生活的各个阶段。本文分析了国内外工业余热高温热泵的压缩机类型及特点,针对中大容量的双螺杆压缩机及离心压缩机,分析其研究现状,给出中大容量高温热泵可能的发展方向。
  • 室外造雪机用核子器两相流动过程与雾化规律研究>
    郝亚辉,吴海峰,徐荣吉,张华,王瑞祥

    摘要>核子器对促进人工造雪的液滴快速成核、结晶、成雪过程具有重要的作用。本文针对室外造雪机用的通用核子器,设计可视化实验平台,研究了核子器内部气液两相流动过程以及对雾化行为的影响规律。结果表明:核子器内部呈两相环形流动,外部形成了连续的空锥形喷雾场。随着气液压力比(GLR)的增加,界面扰动波在内部气液两相流动过程中逐渐消失。随着空气核占据更多的空间,液膜厚度逐渐减小且变得均匀稳定,雾化效率和雾化质量都得到显著提升。当GLR从20%增加到67%时,液滴分布的均匀性和稳定性分别提高了17%和60%。这项工作可为高性能核子器结构设计提供重要指导。
  • 内混式核子器临界成雪高度的测量分析>
    赵巍,韩雅倩,张华,陈鹏举,傅俊元

    摘要>为探究人工造雪机内混式单孔核子器的临界成雪高度,采用工业显微镜观察雪晶微观结构,测量临界成雪高度阈值,并分析气水压力比(0.4MPa:0.4MPa、0.5MPa:0.45MPa、0.5MPa:0.4MPa)及环境温度(-5℃、-10℃、-15℃)对临界成雪高度的影响。结果表明:在气水压力比为0.4MPa:0.4MPa的工况下,当温度为-5℃和-10℃时,临界成雪高度阈值不存在,当温度-15℃时,能够成雪,临界成雪高度阈值为50~55cm;当气水压力比为0.5MPa:0.45MPa、0.5MPa:0.4MPa时,3个环境温度条件均能成雪,并且气水压力比和环境温度对临界成雪高度有一定的影响,在相同环境温度下,气水压力比越大,临界成雪高度越小;在保持气水压力比不变的情况下,随着环境温度从-15℃上升到-5℃,临界成雪高度则随之增加。当气水压比为0.5MPa:0.45MPa时,临界成雪高度随温度变化趋势较大,温度对临界成雪高度产生的影响较大。研究结果可为造雪机核子器与喷嘴之间的优化布置设计提供依据。
  • 诱发成核对卵巢组织慢速冷冻影响的研究>
    叶娜,徐强,刘晨曦,曹裕坤,周新丽

    摘要>卵巢组织冻存是女性生育力保存的重要方法,慢速冷冻卵巢组织卵泡存活率不高,自体移植效率低。本文通过诱发成核对卵巢组织降温程序进行优化,分析了成核温度和成核后降温速率对卵巢组织冷冻保存效果的影响。将程序降温仪与超声波诱发成核设备结合,实现超声波诱发成核并优化了超声波强度,对复温后的卵巢存活率和组织学进行评估。结果表明:引入诱发成核的降温程序对卵巢组织损伤减小,当在-11℃诱发成核,成核后降温速率为1℃/min时,卵泡存活率达88.02%。超声波成核设备可对样品进行无接触式诱发成核,降低了污染风险,提高了成核的成功率,冻存卵巢组织卵泡存活率提高至88.38%。通过程序的优化以及设备的改进提高了卵巢组织冷冻保存效果,降低了冷冻保存过程中引入污染的风险,为临床上卵巢组织慢速冷冻保存提供了新的方法。
  • 摘要>电动垂直起降飞行汽车(eVTOL)是未来城市空中交通发展的可选择技术路线之一。然而,其动力电池高散热功率需求和应用场景的多变性对热管理系统发起巨大挑战。为解决这一难题,本文设计了多场景eVTOL集成热管理框架,能够同时满足电池和乘员舱的热管理目标,并能够在陆行和飞行模式之间切换。基于一维仿真软件Amesim,本文搭建了eVTOL热管理仿真平台,以探究三种飞行任务和两种电池快充场景下eVTOL热管理的不同需求。仿真结果表明:在标准飞行任务下,该热管理框架成功实现了eVTOL热管理目标;相对即时快充,多级恒流快充能够以更低的电池温度让eVTOL快速进行下一次飞行任务;较低的有效载荷、较大的爬升率以及10~26℃的飞行温度有助于降低热管理难度并提升续航里程。综上,本文提出的热管理解决方案为eVTOL在城市空中交通中的应用提供了指导。
  • 圆形隧道衬砌内毛细管换热器间歇运行的传热性能>
    焦嘉琛,季永明,张凤君,吉程帆,尹振峰,胡松涛

    摘要>隧道地源热泵是目前解决地铁隧道热污染难题的有效技术之一。目前,该技术仍未形成系统的设计方法。毛细管换热器(CHE)因其抗腐蚀、易弯曲、换热性能好、节省空间等优点,被用作隧道地源热泵系统的前端换热器。本研究拟对隧道衬砌内CHE在间歇运行下的传热性能进行分析。首先基于示范工程建立了CHE流-热耦合传热模型,其次在TRNSYS平台中搭建了CHE仿真系统,最后对比分析了CHE在连续和间歇运行工况下的传热性能。结果表明,间歇运行能显著提高换热器的传热性能,并有助于缓解隧道围岩环境恶化的问题。研究可为隧道地源热泵技术的工程设计应用提供理论基础。
  • 热开关装置及在电卡制冷原型器件中的研究进展>
    赖骏颖,徐智毅,牛翔,何厚铸,梁威,关旭辉,鲁圣国

    摘要>电卡效应制冷是一种新兴的绿色固态制冷技术,由于其具有成本低、COP高及可微型化等优点被认为是取代传统压缩机制冷的选择之一。现今阻碍电卡制冷器件应用的主要问题是电卡材料单片温变不足,在器件设计中采用回热式或串联式结构可将材料温变放大至工程应用量级。本文介绍了串联式电卡制冷器件中热开关装置的概念、性能指标及目前国内外相关研究成果并结合电卡效应原理分析了不同种类热开关在电卡制冷器件中的适配性。介绍了回热式和串联式电卡制冷原型器件的研究成果,基于串联式电卡制冷器件进行模拟计算分析热开关装置的性能对制冷器件性能的影响。作者认为,串联式结构理论上更适配于电卡制冷器件,利用电场驱动流体介质的热开关装置响应速度快、断开热阻大的特点可以帮助串联式电卡制冷器件突破现今技术瓶颈,从而发挥电卡制冷技术在各制冷系统领域的技术潜力。
  • 电动汽车涡旋压缩机补气特性的数值研究>
    夏阳,姜子琪,张斌,田雅芬,李康

    摘要>为了研究短型线的汽车空调涡旋压缩机的补气特性,本文以一款排量为38 cm3/rev的电动汽车补气式涡旋压缩机为例,建立了三维非稳态数值计算模型,并通过试验数据验证了模型的准确性,误差在9.5%以内,通过模型分别研究了补气压力和补气温度对涡旋压缩机性能的影响。结果表明:在补气过热度不变的情况下,随着补气压力的升高,压缩机排气温度先减小后逐渐增加,制热量呈现增加的趋势,当转速为5000 r/min和6000 r/min时制热量最大增幅分别为20.5%和17.1%,制热COP先上升后下降,两种转速下有补气时制热COP的最大值较无补气时分别增加3.9%和2.3%,压缩机效率均为先增加后出现减小,压缩机的容积效率逐渐降低;在补气压力不变的情况下,随着补气温度的增加,压缩机的排气温度略有增加,压缩机耗功、制热量以及制热COP几乎保持不变;相较于补气温度,补气压力对于压缩机性能的影响更大。
  • 摘要>碳氢工质在液化天然气用螺旋折流板管壳式换热器壳侧的两相流型决定了换热器的换热性能。本文通过可视化实验方法测试了丙烷和乙烷/丙烷混合物在螺旋折流板管壳式换热器壳侧的两相流型。测试结果表明:随着干度的增大,实验依次观测到了分层流、分层-雾状流和雾状流三种流型;随着丙烷的质流密度从20 kg/(m2·s)增加至40 kg/(m2·s),分层流至分层-雾状流的转化干度从0.7减小为0.3,而分层-雾状流至雾状流的转化干度从接近1减小为0.7;当乙烷的比例从0%增加至50%时,分层流至分层-雾状流的转化干度从0.3~0.45增长至0.43~0.55,而分层-雾状流至雾状流的转化干度从0.69~0.85增长至0.83~接近1。已有的水-空气混合物的流型图无法适用于碳氢工质的流型预测,新建立的流型转化准则对于实验的分层流、分层-雾状流和雾状流的预测偏差约为6.5%、5.5%、4.2%。

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