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2020年第41卷第5期
- 摘要：作为一种新型高效传热元件，平板微热管阵列解决了单一微热管热通量和热输运能力有限的问题，提升了热管整体的可靠性，克服了传统圆热管在应用中出现的接触面积小、形状限制、接触热阻等局限。本文总结了平板微热管阵列的内部结构、吸液芯种类、制造和封装工艺，介绍了针对平板微热管阵列性能进行的实验、理论研究及建立的数学模型，阐述了平板微热管阵列在多个领域的应用现状，并提出了下一步的研究重点，为平板微热管阵列的研究提供参考。关键词：平板微热管阵列;槽道;吸液芯结构;传热1756|2231|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：为了降低空分系统压缩机功耗，提高压缩机运行可靠性，本文提出一种用于压缩机进气除湿的多级矩阵结构的冷却除湿器，并搭建了多级冷却除湿实验台，测试了除湿器的除湿性能。实验结果表明，在进口空气含湿量和温度固定为11.7 g/(kg干空气)和24.4 ℃时，当空气质量流量由0.48 kg/s增至0.78 kg/s，空气出口含湿量由7.1 g/(kg干空气)增至7.7 g/(kg干空气)；在进口空气质量流量和温度固定为0.53 kg/s和25.2 ℃时，当冷却水温度由6.9 ℃升至11.9 ℃，空气出口含湿量由7.1 g/(kg干空气)增至9.4 g/(kg干空气)。同时，建立了除湿器内部传热传质过程的稳态数值模型，将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明，该模型对于除湿器出口空气含湿量和温度的平均误差分别为8.6%和2.1%，显示出较好的可靠性。进一步模拟研究了多级矩阵结构与单级叉流结构冷却除湿器的除湿性能，发现采用多级结构可以有效提高除湿效率，在进口空气流量和冷却水质量流量分别为0.53 kg/s和0.3 kg/s时，多级结构的除湿量可以提高4.3%，除湿效率可以提高2.5%；通过增加填料模块的长度，可以提高除湿效率。当长方体填料模块体积固定为0.054 m3，模块长度由0.14 m增至0.28 m时，传质系数可由4.3 g/(m2?s)增至6.5 g/(m2?s)，除湿效率由66.4%升至79.2%。关键词：冷却除湿;填料塔;数值模拟;除湿效率1586|1743|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：为了解决空调换热器长时间运行后性能下降的问题，需要及时清除换热器翅片上沉积的粉尘。本文提出采用空调换热器自身的结化霜过程来实现除灰，并通过实验研究了不同翅片表面涂层对结化霜除灰效果的影响。为了对比不同翅片表面涂层的除灰效果，采用4种实验样件，包括空调换热器常用的无涂层铝片和无涂层铜片，以及通过微纳结构自组装方法制备的具有不同表面润湿性的带亲水涂层铜片和带疏水涂层铜片。通过搭建可视化实验台观测了不同样件表面的结化霜除灰过程，对比了不同样件的除灰速率与残留灰量。实验结霜工况为：样件表面温度-10 ℃，结霜时间1 h，环境温度27 ℃，相对湿度50%；化霜工况下样件表面温度为5 ℃。实验结果表明，带有疏水涂层的铜片在结化霜过程中的除灰效果最好，疏水样件上残留粉尘的质量仅是无涂层铝片上残留粉尘质量的1.9%，是无涂层铜片上残留粉尘质量的2.0%，是亲水铜片上残留粉尘质量的5.9%。关键词：热泵;除霜;结霜;涂层;灰尘1590|1799|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文建立了制冷剂R1234ze(E)在微圆管内流动沸腾过程中的环状流模型，对传热和气液两相流动压降进行了模拟研究。综合考虑重力、表面张力及气液界面剪切力的影响，模拟分析了周向液膜不均匀分布特性及该特性对流动与换热的影响，经验证，计算结果与已有实验结果吻合较好，此外还研究了不同因素对环状流区域表面传热系数与压降的影响。模拟结果表明：在流动起始区域，截面液膜厚度的分布受重力作用影响，随着流动沸腾过程的进行，该影响作用开始减弱，且有重力作用时的环状流平均表面传热系数高于无重力作用时的环状流平均表面传热系数，随着重力加速度的增加，环状流的平均表面传热系数不断增大；随着质量流速的增大，表面传热系数与压降均随之增大；随着管径增大，表面传热系数与压降均随之减小。关键词：微圆管;流动沸腾;环状流;R1234ze(E)1486|1695|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：R1234ze(E)（1,1,1,3-四氟丙烯）是当下具有较强替代潜能的环保制冷剂之一，本文搭建了溶解度测试实验系统，对R1234ze(E)在两种多元醇脂油中的溶解度进行测试，测试的温度范围为40~80 ℃，压力范围为0.123~0.360 MPa。采用PR状态方程和MHV2混合规则及NRTL活度系数模型对实验结果进行关联计算，得到不同温度下的交互系数及计算值与实验值的平均相对误差。结果表明，R1234ze(E)在两种多元醇脂油中的溶解度均随着温度的升高而降低，且R1234ze(E)在两种多元醇脂油中的平衡压力与溶解度之间存在立方函数关系。在两种多元醇酯油中，计算值与实验值的平均相对误差分别为1.68%和1.11%，可较好的描述R1234ze(E)在两种多元醇酯油中的相平衡行为。关键词：R1234ze(E);溶解度;非共沸混合物;全球变暖潜值;臭氧损耗潜值1674|1608|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对制冷剂/润滑油相平衡测量，本文研制了一套基于循环法的高精度制冷剂/润滑油气液相平衡实验系统。该实验系统在循环系统上安装了可拆卸的样品罐，将循环法与称重分析法结合，避免了等体积饱和法由于理想假设而产生的系统误差，可适用于温度范围为263.15~373.15K的制冷剂/润滑油气液相平衡的测量。测量了温度为293.35?323.33K的R290的饱和蒸气压，与NIST数据库相比，最大相对误差为-0.18%。同时，测量了温度为303.35K的R290和角鲨烷的相平衡，并使用Aspen Plus中的PR方程结合单流体的van der Waals混合规则对实验结果及文献值进行了关联，本文和文献的最大相对误差分别为-0.37%和-0.76%。关键词：制冷剂;润滑油;气液相平衡;循环法1538|1856|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文通过前体物复配、催化炭化、CO2接触氧化与梯度催化活化相结合的改进工艺，对压块活性炭的孔结构进行原位调控，制备了中微孔同步发达的GHUM型与中孔发达的SX-100型活性炭；以微孔炭GDWK-02为参比，研究了孔结构分布调控对活性炭-甲醇工质对的吸附/脱附特性及制冷性能的影响。结果表明：中微孔同步发达的GHUM炭孔结构促进了对制冷剂的凝聚与扩散作用，对甲醇的吸附量（368.04mg/g±4.64mg/g）、脱附量（375.92mg/g±7.38 mg/g）及表面扩散系数（299.32±123.16）较SX-100和GDWK-02均有所提升；且脱附温度为100 ℃时，GHUM型吸附床内部传热温差高达50 ℃，制冷室平均温度维持在23±1 ℃，系统制冷量和制冷功率分别可达286.12 kJ/kg、357.65 kJ/(kg?h)，满足夏季制冷送风空调系统维持室内恒温的需求，且显示了良好的传热和制冷性能。关键词：吸附式制冷;吸附工质对;活性炭-甲醇;孔结构分布;制冷性能1636|1589|3发布时间：2024-07-18
- 摘要：气泡泵提升管内气液两相流动特性直接影响工质提升性能。本文借助高速摄像仪观察了不同加热功率（400、600、800、1 000、1 200、1 400 W）下多管气泡泵中液体提升过程，并与单管气泡泵液体提升过程进行了对比。研究结果表明，对于多管气泡泵，液体提升总量与液体提升速率随加热功率的增大而提高，与加热功率为1200 W时相比，当加热功率为1400 W时，气泡泵液体提升总量提高了15.16 kg，液体提升速率提高了5.08 g/s；多管气泡泵中心位置提升管气泡数量较多，提升效果最好。对于单管气泡泵，当加热功率为400 W时，提升管数量的增加不能提高气泡泵液体提升性能；当加热功率为600~800 W时，多管与单管的气泡泵液体提升性能相差较小；当加热功率为1 000~1 400 W时，多管气泡泵的液体提升总量、最大提升速率和泵效率均比单管相应性能显著提高。关键词：单压吸收式制冷;气泡泵;气液两相流;可视化实验;提升管1325|1580|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：鉴于现有基于数据驱动的故障诊断方法多以黑箱模型为主，诊断过程和结果难以解释的问题，本文提出一种基于关联规则分类的冷水机组故障诊断和故障作用机理解释的方法，在保证较好故障诊断精度的前提下，利用故障诊断模型中的规则库对诊断过程进行逆向分析，解析故障作用机理和模型的诊断过程，提升了基于数据驱动的故障诊断方法的可靠性。通过ASHRAE研究项目1043的实验数据对该方法进行验证。结果表明，基于关联规则分类的冷水机组故障诊断方法可以有效地识别7种典型冷水机组故障，平均故障诊断准确率高达90.84％。此外，提取的规则能够较好地吻合制冷原理及热力学相关知识，可用于故障作用机理分析与故障诊断的进一步研究。关键词：故障诊断;冷水机组;关联规则;知识发现1560|1613|3发布时间：2024-07-18
- 摘要：为综合考虑温度和湿度的需求，本文提出一种具有升温和调温除湿功能的房间空调系统，并根据本机组在空调和除湿模式下的系统运行性能，找到最佳的除湿模式和压缩机控制方案。结果表明，该机组可实现空调模式、升温除湿模式和调温除湿模式；调温除湿模式比升温除湿模式的出风温度低约7%，出风相对湿度低约27%；前者的除湿量约为后者的2.8倍，单位功率除湿量约为后者的2.6倍；当室外温度<18℃时，启用升温除湿模式，压缩机可采取变频调节方式；当18 ℃≤室外温度≤24 ℃时，启用调温除湿模式，压缩机可采用“容量调节+变频”方式。该系统可有效解决长江中下游地区的房间空调器除湿后送冷风的问题。关键词：房间空调器;除湿;调温除湿;单位功率除湿量1614|1616|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为解决蒸气压缩式制冷空调系统在低冷凝温度时产生供液不足以及寒冷季节自然冷能利用率低的问题，本文设计了氟泵增压空调系统并实验研究了系统运行特性。该系统可以在夏季炎热季节、过渡季节和冬季寒冷季节分别以蒸气压缩、氟泵增压、单氟泵驱动3种模式运行。结果表明：实验中使用毛细管/电子膨胀阀的传统压缩蒸气制冷系统分别会在室外温度低于25 ℃/15 ℃时发生供液不足、制冷量下降的问题，使用氟泵增压系统在室外温度为﹣5~25 ℃的工况范围内均可实现100%以上的额定制冷量，COP可达3.96~6.25，满足过渡季节工况下的运行需求。室外温度低于﹣5 ℃时，使用单氟泵驱动可满足额定制冷量，且COP＞19。关键词：数据中心;空调;工质泵;自然冷能;制冷性能实验1554|2025|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文对扬州某住宅小区地源热泵系统进行了设计计算，测试并评估了其冬季运行性能，结合小区全年空调能耗数据分析了系统的热平衡问题。结果表明：该地源热泵系统需要1 087口竖井进行换热，测试期间地埋管出口水温为8.5~9.0 ℃，机组性能系数为3.67~4.17，系统性能系数为2.66。系统性能系数较低的主要原因可能是：一方面，结合测试数据得出，低部分负荷率下系统小温差大流量运行，导致水泵能耗较高；另一方面，结合小区全年空调能耗数据得出，系统冬季取热量和夏季放热量不平衡，导致土壤温度有所下降。关键词：地源热泵;系统设计;性能分析;热平衡;住宅小区1458|1621|3发布时间：2024-07-18
- 摘要：为了匹配空调性能的最佳状态点，本文选用1台制冷量为5.15 kW的空调机组，实验研究了空调系统的充注量、过冷度和蒸发器出口过热度对系统制冷量及能效的影响，并提出了SH-Q、SC-EER、SC-Q、SH-EER理论匹配曲线，通过曲线匹配出空调系统的最佳状态点。实现最佳状态点匹配的途径可分为两部分：1）首次充注制冷剂充注量，根据匹配曲线找到系统最适宜的蒸发过热度和冷凝过冷度；2）根据蒸发过热度及冷凝过冷度，调整充注量和节流强度，匹配出空调系统制冷能效的最佳状态点。实验研究了蒸发过热度为0~18 ℃、过冷度为0~9 ℃时空调性能的变化规律，根据匹配曲线得到系统匹配的最佳状态点，即最适宜的过热度、过冷度分别为1.3 ℃、6 ℃，对应的制冷能效为2.94，与实验区间最小值2.64相比增加了11.4%。关键词：最佳状态;性能匹配;空调;能效比;过热度1588|1644|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文提出一种采用引射器作为节流装置的液体再循环制冷系统，将气液分离器设置在蒸发器之后，利用高压制冷剂与气液分离器中液态制冷剂的压力差来引射液体，在不借助额外能量的条件下使蒸发器形成超倍供液，以改善系统性能。搭建了系统实验系统，对该系统的引射比及系统性能的变化规律进行变工况实验研究，并与两相流引射方式进行对比。结果表明，在蒸发温度为﹣13~﹣6℃或冷凝温度为36~42 ℃工况下，采用引射器液体再循环方式的制冷量比两相流引射方式的制冷量提高了24.6%~45.9%，系统COP最大可提高14%；而当蒸发温度低于﹣13℃或冷凝温度高于42 ℃工况下，系统COP略有降低。同时发现引射器进出口压差是影响液体再循环制冷系统中引射比的主要因素。关键词：液体再循环系统;引射器;引射比;变工况性能1557|1646|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文以内容积为40 m3，绝热层厚度为400 mm的新型独立B型液化天然气船模拟舱为研究对象，对模拟舱内低温流体的两相流动及相变传热问题进行了非稳态三维CFD模拟。采用流体体积函数（VOF）模型追踪气液相界面，利用Lee模型作为相变模型，在相变模型中考虑了静压的影响，对模拟舱的温度分布及静态BOG生成速率进行了计算。研究了在不同液位以及绝热层存在破损的情况下模拟舱的温度分布及静态BOG生成速率的变化，同时研究了当模拟舱密闭时的增压特性。对比模拟结果与实验结果，偏差在10%以内，模型对模拟舱内的低温液体的蒸发过程模拟较好，可为新型独立B型液化天然气实船的设计和改进提供参考。关键词：新型独立B型LNG船;两相流模拟;静态蒸发率1408|1510|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：合理的厢内温度场是保证冷藏车运输货物品质、节能降耗的关键因素之一。为提高厢内温度场的均匀性，本文提出了单温区冷藏车的梯级送风模式。无梯级送风时，冷风在车厢内形成整体环流，流动方向较为集中，不利于整体降温；有梯级送风时，车厢顶部增加了风机，冷风速度得以提高，且流动方向更加分散，有利于提高整体降温速度和温度场均匀性。建立了冷藏车厢的仿真模型，利用CFD研究梯级送风对空仓时冷藏车厢内温度场的影响，并进行了实验验证。以射流区平均温度、车厢内整体平均温度、温度场不均匀系数和温度极差作为评价指标，对实验中采集到的温度数据进行对比分析。结果表明：梯级送风模式能够有效降低冷藏车厢内的射流区平均温度、整体平均温度、温度场不均匀系数，减小温度极差，提高降温速度；在射流区，梯级送风的影响最为显著，该处的降温幅度和降温速度都有明显优化；在车厢尾部近地面的拐角处，梯级送风的降温效果虽不明显，但降温速度明显加快。关键词：冷藏车;计算流体力学;数值模拟;梯级送风;温度场1478|1444|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：空气源热泵-冷柜双联机将热泵系统部分制冷剂用于对冷柜制冷系统进行机械过冷，可提高系统整体性能。本文将空气源热泵室外机与冷柜冷凝器设计成一体式换热器，在冬季工况下可利用冷柜制冷系统的冷凝热延缓空气源热泵室外机结霜。实验研究了结霜工况下空气源热泵-冷柜双联机性能，将热泵-冷柜联合运行工况下的性能与热泵单独运行工况下的性能进行了对比，并分析了不同冷流比条件下热泵系统、冷柜系统性能及热泵室外换热器表面结霜性能。实验结果表明，在室外换热器严重结霜工况下，相比于空气源热泵单独运行，双联机联合运行使结霜周期延长为原来的2.17倍，热泵系统平均制热量及平均COP分别提高了约5%及4.8%。随着冷流比增大，冷柜系统平均制冷量和平均COP均增大。而空气源热泵在冷流比为0~12%范围内，结霜周期、平均制热量及平均COP均变化较小，当冷流比大于12%时，随着冷流比增大，结霜周期缩短，平均制热量及平均COP呈下降趋势。关键词：双联机;结霜;一体换热器;冷流比1507|1582|2发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文实验研究了初始充注压力为3.5~4.0 MPa时水冷压缩式CO2水合物蓄冷系统的蓄冷特性，通过实验数据计算蓄冷量和蓄冷速率。结果表明：高充注压力具有更好的蓄冷特性，原因在于充注压力越高，反应釜入口干度越小，单位质量CO2携带的冷量越大。在初始充注压力为4.0 MPa时，蓄冷特性最好：蓄冷时间最短（11.33 min），平均蓄冷速率最高（5.19 kW），水合物生成质量最多（3.96 kg），水合物蓄冷量占总蓄冷量比例最高（57%）；在初始充注压力为3.5 MPa时，蓄冷特性最差：蓄冷时间最长（37.50 min），平均蓄冷速率最低（1.07kW），水合物生成质量最少（1.58 kg），水合物蓄冷量占总蓄冷量比例最低（34%）。与风冷压缩式蓄冷系统相比，水冷压缩式蓄冷系统水合物生成质量增长率最高为38.6%，总蓄冷量增长率最高为13.24%。关键词：压缩式制冷循环;蓄冷特性;蓄冷系统;CO2水合物;水冷式1430|1765|4发布时间：2024-07-18
- 摘要：相变蓄冷浆体材料具有良好的流动性与高蓄冷密度，既可以充当蓄冷材料又可以作为载冷剂输送冷量。冰浆是一种安全高效的蓄冷介质，已广泛应用于蓄冷空调。然而冰浆制备温度低，限制其在空调系统中的能源利用效率。研究发现，对高质量浓度尿素溶液降温冷却可以制备尿素浆体，相变温度范围覆盖空调工况，且相变潜热较高，具有应用潜力。本文针对尿素溶液的热物性和尿素浆体的流动性能进行了实验研究，结果表明：质量浓度为43%~48%的尿素溶液的相变温度为5~12 ℃，潜热为213.7~223.2 J/g；尿素溶液（C＞32.5%）在液相线处密度随溶液质量浓度的增大而增大，运动黏度变化则相反；尿素浆体流动特性受固相率、Re的影响，不同工况下呈涨塑性流体特征。关键词：蓄冷浆体;尿素溶液;热物性;流动特性1492|1598|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：本文对无油涡旋压缩机涡旋齿齿顶密封结构进行优化，提出一种新型径向组合密封结构，利用几何和工程流体力学的方法，推导出基圆渐开线无油涡旋压缩机齿顶光滑间隙密封、齿顶迷宫密封、齿顶组合密封泄漏量的算法，建立了无油涡旋压缩机相邻压缩腔实验台，分别测量了3种密封结构在相同压差条件下的气体泄漏量，并研究了无油涡旋压缩机动涡旋盘转速对泄漏量的影响。对比实验与理论计算结果可得：理论计算结果与实验结果基本相近，光滑密封与迷宫密封泄漏量随压差的增大而增大，而组合密封泄漏量与压差成反比，但密封条磨损量增加。迷宫密封泄漏量实测值约为光滑密封实测值的80%，组合密封泄漏量实测值约为光滑密封实测值的63%，且3种密封结构的径向泄漏量随动涡旋盘转速的提高而降低，当动涡旋盘转速超过4 000 m/s时趋于平稳。关键词：无油;涡旋压缩机;密封结构;泄漏率1587|1621|1发布时间：2024-07-18
- 摘要：我国住宅建筑普遍安装纱窗，会对自然通风的性能产生影响。为了研究纱窗对自然通风性能的影响，本文采用风洞实验测量了通过4种材料、孔隙率不同的纱窗的阻力流量特性，结合统计分析、数据计算等方法，得到安装纱窗后对于流量系数的影响并形成了相应的模型，通过实地测量验证了新模型的准确率在80%以上。研究结果表明，通过纱窗的流量系数与纱窗的孔隙率、厚度以及来流风速均相关，孔隙率越大，厚度越小，来流风速越大，则通过纱窗的流量系数越大。将新模型与文献中已有模型进行对比，发现新模型准确率提升了约34%，且采用新模型预测自然通风风速结果更加稳定。关键词：模型研究;风洞实验;纱窗;自然通风;流量系数1464|1878|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：微流控芯片上细胞样本的低温保存能够显著缩短芯片上细胞实验周期、降低实验成本，有助于芯片上细胞实验的广泛应用。本文对PDMS-玻璃微流控芯片上附着态HepG2细胞的低温保存条件进行了研究，包括降温速率、低温保护剂、低温存储时间及存储温度，确定了芯片上附着态HepG2细胞的低温保存方案。结果表明：采用不同的冷却环境、冷却介质，芯片微通道内能够实现0.36~35.12 ℃/min的降温速率；芯片上附着态HepG2细胞低温保存存在最优降温速率0.5~1.5 ℃/min；﹣20 ℃或液氮表面上方40 cm处冷却环境与﹣80 ℃冷却环境组合冻存能够显著提高芯片上冻存7 d的HepG2细胞存活率；体积浓度为20%的DMSO与0.1 mol/L海藻糖联合能够显著提高芯片上冻存HepG2细胞活性。经过上述冻存条件优化后，芯片上附着态HepG2细胞冻存7 d活性超过90%。关键词：微流控芯片;低温保存;附着态HepG2细胞1330|1546|2发布时间：2024-07-18
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