摘要：In the present study, a bubble generator and a bubble separator were designed and evaluated for an independent off-gas removal system of a small thorium molten salt reactor(TMSR) with reference to the design of the Oak Ridge National Laboratory(ONRL). The bubble generator employed a Venturi tube as its main body owing to its simplicity and highly reliable structure. A centrifugal separator was used as the bubble separator, taking advantage of the kinetic energy of fluid to create a centrifugal force to separate gas bubbles from the mixture flow. Both the bubble generator and the separator were demonstrated to have good potential to meet the performance requirements of an off-gas removal system for a small TMSR. With water and air as the working fluids, for the final designs of the two key pieces of equipment, a liquid flow rate exceeding 15 m3·h-1 can essentially make their performance meet the requirements of the off-gas removal system in terms of the average size of the generated bubbles and gas separation efficiency.

摘要：随着大型集成芯片等电子设备的释热率不断升高,普通的微通道热沉(MHS)已很难满足其散热需求。自相似微通道热沉(SSHS)作为一种新的换热结构设计,与一般的微通道热沉(MHS)相比,具有更好的综合性能和应用前景,但SSHS内部依然存在一定的流量分配和换热不均等缺陷。为克服SSHS自身的缺陷,提高其工作性能,本文将原有的入口分流通道改为渐缩式设计,以缓解SSHS原型设计中流量分配不均的缺陷;同时,利用数值方法在分析各结构参数影响基础上进行优化设计。鉴于SSHS内每个换热单元结构均相同,选择了一个完整的换热单元进行模拟分析和参数优化,计算单元包含10个溢流通道、半个入口分流通道与半个出流通道。换热工质为水,单元的流量范围为0.27~0.90 kg/h,工作压力为常压,盖板热负荷为1 MW/m2,计算模型为层流模型(范围150~500)。数值分析结果表明:对于原型设计,入口分流通道末端存在较强烈的滞止效应,直接导致各溢流通道之间流量分配不均,溢流通道间的流量分配相差9.5~12.9倍,且流量分配不均直接导致换热不均,盖板外壁面的温差达到了10.8~12.1℃。通过将分流通道改为渐缩式斜坡结构,可以一定程度上消除滞止效应的影响。经过优化对比分析发现,随着斜坡角度的增加,流量分配的均匀性和换热均匀性均得到进一步提高,但同时也导致流动阻力有一定的增加。综合考虑后,确定斜坡角度为4.3°时,可在计算参数范围内使优化结构获得最佳的综合性能。虽然导致系统压降最大增加12%左右,但使流量分配从最大相差12.9倍降至仅相差2.7倍,平均换热均匀性提高了50%以上。改进和优化后的设计可为SSHS的推广应用提供参考和借鉴。

摘要：自相似微通道热沉(SSHS)作为一种新的换热结构设计,比一般的微通道热沉(MHS)具有更好的综合性能。前期工作通过将内部分流通道改为渐缩式斜坡结构,使内部流量分配不均受到了很大抑制。本文在此基础上,利用数值模拟方法进一步分析了微通道(溢流通道)形状对SSHS流动及传热过程的影响。计算结果表明,原设计中溢流通道内存在较大的低流速区,导致了不均匀的换热过程;将矩形截面微通道改为梯形截面,可以减小溢流通道内低速区的流通面积,从而使微通道内的流动和换热过程更加均匀;进一步对比分析发现,随着溢流通道顶部宽度mw减小,低流速区域占比进一步减小,换热均匀性有所提高;该结构优化方案对流动阻力的影响较小,流量在0.18~1.8kg/h范围内,流动阻力增加平均不超过5%,但换热均匀性平均提高15%左右。

摘要：中低温地热温差材料热伏发电是世界性研究热点,其难点是如何提高热伏发电的热电转换效率。本文提出一种基于自相似结构(SSHS)的换热结构设计方案,可以大大减小一般热电转换系统换热结构的体积与重量,同时提高热电转换效率。以一个热端热沉的流动换热过程为例,利用数值计算方法对其换热和流动阻力特性进行了模拟和分析,并与两种传统换热结构进行了对比。计算结果表明:SSHS热沉具有更强的换热能力,换热均匀性更好,流量范围0.0103~0.0186 kg/s、热流密度2 W/cm2及进口热水温度100℃条件下,SSHS热沉的换热能力可达一般换热结构的2倍以上,换热面(释热面)温度高出5~10 K,温度分布均匀性提高了50%以上,进而有利于提高热电转换效率;此外,SSHS虽然相较传统结构有更大的流动阻力,但对于当前设计总流动阻力也不超过450 Pa,因此SSHS热沉非常适合用于模块化的热电直接转换系统。

摘要：电子设备高度集成化导致其发热功率同步大幅增加,需要更高效的冷却技术解决其散热问题。自相似微通道热沉(Self-similarity micro-channel heat sink,SSHS)是近几年提出的一种新型微通道换热结构,与一般的微通道热沉相比,具有更好的换热均匀性和更宽的适用性。利用数值方法对SSHS的一个完整工作单元内的流动过程进行了模拟计算,以进一步分析SSHS的综合性能,并在此基础上,改进和优化其结构参数。计算结果表明,SSHS内各溢流通道(微通道)间存在较严重的流量分配不均问题,改变溢流通道结构参数对其流量分配过程影响很小,流量分配不均是SSHS自身结构所决定的固有特性,通过将等截面分流通道结构设计改为渐縮式斜坡设计,可以减弱入口分流通道末端的滞止效应,从而可以大大缓解溢流通道间的流量分配不均匀性问题。优化计算结果表明,0.07～0.80 kg/h的流量范围内,当斜坡角度为5°时,可将溢流通道间的流量差由原来的数倍降至不超过35%,而平均流动阻力增加不超过10%。

摘要：齿轮强度标准在行业中贯标率较低,使得基于不同标准得到的齿轮产品设计结果缺乏通用性.以应用较广的ISO 10300-2014和ANSI/AGMA 2003-B97标准为对象,研究弧齿锥齿轮接触与弯曲强度计算标准的差别,探讨两种标准中各设计量与修正系数的定义方法、取值及对轮齿强度的影响.设计多组算例比较两种标准下齿形与工作参数对接触和弯曲强度的作用,并通过有限元接触分析对其进行验证.结果表明,由于参数的定义和取值不同,两种标准计算的接触与弯曲强度差别较大.有限元接触分析与两种标准的计算值比较显示,综合考虑材料的疲劳强度极限与齿轮结构强度,结合接触和弯曲强度的安全系数来评估弧齿锥齿轮的承载能力更为合理.

摘要：酶促油脂转化为脂肪酸酯能同时满足食品安全和“双碳”战略的需求,然而游离脂肪酶性质脆弱、回收难、成本高等弊端限制了其大规模工业化应用。利用多孔材料为载体固定化脂肪酶能够克服上述问题,合理设计载体结构和功能是脂肪酶固定化的关键。金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)因孔径可调、易修饰、生物相容性好等优势成为固定脂肪酶的优良载体。该文首先介绍了MOFs的种类及其不同的合成方式,并论述其优缺点,再详细阐明脂肪酶在MOFs上的固定化方法,最后对MOFs-脂肪酶作为催化剂在酯交换反应中的应用进行讨论与总结归纳,为固定化酶及油脂转化提供理论和技术支撑。

摘要：文章结合铝合金材料质轻防腐的优势,通过结构设计、报警系统设计及模拟分析,设计一种可自动报警的铝合金旋转式逃生梯,未开启时为折叠状态,作为窗户护栏使用,当发生火灾时,自动报警,无需电力即可旋转展开形成逃生通道,帮助人们快速脱离危险区域,为高层建筑火灾的疏散逃生提供一种途径。