摘要：结合沸腾传热问题,通过凝练并设计实验系统,研究有机工质R245fa在高效蒸发换热管Turbo-EHP管外流动沸腾传热的性能,分析有"孔穴"结构的表面强化管的强化机理。实验中通过改变热源流量、温度以及工质流量等参数,研究其与局部以及平均沸腾换热系数之间的关系。实验结果表明,Turbo-EHP型管前、中、末3段的强化效果不同,在前段气泡热阻对换热性能有一定的影响,中段换热效果达到最优,末段由核态沸腾转为气与壁面的对流换热,换热效果减弱;且随着工质流量的增大,沸腾性能显著增强。

摘要：工质作为热力循环实现能量转换不可或缺的载体,其物性直接决定了循环性能的高低.为探究工质物性对热力循环的性能影响,首先采用立方型状态方程计算了实际工质的剩余性质,并根据理想气体的热力性质推导了任意状态下工质的热力学参数,进而得到了等容过程、等压过程、等温过程及绝热过程中能量的表达式.在此基础上,针对4个动力正循环,即卡诺循环、朗肯循环、布雷顿循环及斯特林循环,分别推导了循环输出功及效率的表达式,分析了循环性能与温度、工质物性之间的关系.针对工程应用中热力循环完善度偏低的问题,基于状态方程及循环温熵图探索了面向工质特性的热力循环性能极限,为热力循环的实际运行及优化设计提供了理论参考.

摘要：定量化描述槽式集热器中集热管外热流分布的均匀程度,对于集热器的优化设计有着重要的意义.工程领域中,现有的均匀性评价指标往往只计及物理量在数值上的分布特征,没有考虑物理量在空间相对位置上的分布特征.本文将"均匀度"分解成"均度"和"匀度"两个子指标,从物理量的数值及其相对位置两个层面较为全面地对热流这一物理量分布的均匀程度展开定量化描述.通过对特殊分布和4种典型的集热器中集热管外热流分布的均匀性进行量化评价,验证了该指标的合理性以及在管外热流分布均匀性量化分析中的有效性.同时,新指标具有严格有界、无量纲等特征,便于在集热器的优化设计中使用,同时在其他工程领域也具有应用潜力.

摘要：在实验数据基础上,建立了适用于HFC32/HFO1234ze二元混合工质的PR方程模型,并对实验数据、模型计算结果和Refprop 9.0计算结果进行了比较分析;作出了定温度下泡、露点压力随混合比的变化关系图以及定压力下饱和温度随混合比的变化关系图,分析得出HFC32/HFO1234ze二元混合工质属于非共沸工质,存在温度滑移,500 kPa压力下混合物在0.27/0.75处温度滑移达到最大为12.7℃;选取状态参考点后,作出了不同混合比下的混合工质的logP-h图,得出了随混合比变化混合工质的热力学性质的变化趋势,为系统的设计提供基本的热力学数据;最后,以R410A循环性能为基准,对不同混合比下混合工质的"相对循环性能"(COP_(mix)/COP_(R410A))进行了分析,为家用空调制冷剂的替代和系统的优化提供方向。

摘要：节能是解决我国能源问题的关键,针对制冷行业,提高制冷循环的效率便是关键.采用膨胀机代替节流阀是其中一种有效方式。本文针对大中型制冷与热泵系统,设计了R22双转子单级膨胀机;对膨胀机进行了多工况仿真计算;最后介绍了膨胀机的相关试验.对于大中型制冷与热泵系统而言,采用膨胀机代替节流阀可逐步走向实用,在膨胀机得到广泛应用的情况下回收的膨胀功可以作为分布式能源系统下的分散能源来使用.

摘要：为了研究含水气体扩散层(GDL)的冻结特性及水分迁移规律,设计并搭建了含水GDL冻结过程的可视化观测系统。制备了不同润湿性的含水GDL,并对含水GDL的冻结过程进行了可视化实验研究,分析了含水GDL冻结过程中的温度变化,以及润湿性和过冷度对于结冰概率的影响。实验结果表明:含水GDL中的某点突然结冰引发整个GDL内水的过冷状态释放,随后在液固相变的体积膨胀作用下,尚未冻结的过冷水被挤压到GDL孔隙外;疏水性GDL会在更高过冷度下产生冻结现象;随着含水GDL温度的降低,内部过冷水的冻结概率不断增加。本研究探索了含水GDL的冻结特性,可为今后解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷启动过程中GDL低温冻结问题奠定基础。

摘要：冷热电三联供系统可以提高一次能源利用效率,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)由于工作温度高、清洁等特点可以很好地作为冷热电三联供系统的顶层循环,针对SOFC尾气具有大量高温余热的特点,提出了一种以温差发电器(thermoelectric generator,TEG)为中间循环回收SOFC尾气余热的冷热电三联供系统,该系统包括内部重整SOFC、后燃室、温差发电器和溴化锂吸收式冷热水机组,实现了废热的梯次利用,极大地提高了混合系统能源利用效率.基于建立的各部件数学模型,研究了循环水利用形式对系统性能的影响,为系统节能节水提供了新的方向;分析了温差发电器面积、燃料流量、空气流量的变化对系统输出功率的影响,为系统最优工况的确定提供了相关参考.结果表明:采用系统C的水循环利用形式时SOFC冷热电三联供系统总效率相对最大,在设计工况下,混合系统C在制热工况下总效率可达到94%,在制冷工况下总效率约为65%;温差发电器面积的增加会导致温差发电器输出功率的增加,系统整体效率减小;随着燃料流量的增加,温差发电器输出功率逐渐增加,SOFC发电功率呈现先增加后减小的趋势,系统的整体效率逐渐增大;随着空气流量的增加,温差发电器输出功率逐渐减小,SOFC发电功率先增加后减小,而系统的整体效率先减小后逐渐增加.

摘要：以某液氧煤油火箭发动机冷却系统设计计算为基础,基于计算流体力学(CFD),并采用三维流固耦合算法对以水作为第三流体的冷却循环系统进行了计算和分析。比较了冷却剂入口温度、流量和冷却通道内压力损失等因素对冷却通道内流动换热的影响。结果表明:冷却剂流量增加0.01kg/s,推力室壁面整体温度和喉部温度降低分别降低9K和15K左右,冷却剂出口干度降低0.011左右;当冷却剂流量较低时,入口温度变化对换热效果几乎无影响,而当冷却剂流量较高时,入口温度每增加10K,冷却剂出口干度增加0.009左右;冷却剂流量每增加0.01kg/s会导致冷却通道压力损失增加54kPa左右;入口温度每增加10K,冷却通道压力损失将减少24kPa左右。由此,本文得出冷却剂流量的最佳范围12~14.4kg/s,入口温度的范围为300~350K。

摘要：将太阳能发电与制冷系统结合起来的一个明显优势是电能的取得和冷量需求在季节和数量上高度匹配,然而微小制冷系统的性能参数和稳定性也极易受环境参数变化的影响。本文提出了一种基于太阳能光伏发电与蓄电池相结合的微型制冷系统实验模型,并对微型太阳能发电制冷系统进行实验分析。结果显示,系统一天连续运转10h,在晴间多云天气下光伏输出1.48k W·h电能,其中86%供给压缩机,7%存入蓄电池,7%被控制器消耗;在多云转阴天气下,光伏输出的1.02kW·h电能只占系统总消耗的73%,余下的27%能量由蓄电池提供。在蓄电池单独测试条件下,系统在连续3天内分别运行了7h、12h和4h,蓄电池输出了3.11kW·h电能,其中的93%供给压缩机,余下7%被控制器消耗。另外结合实际情况分析了不同的冷量需求与系统的匹配关系,为以后微型太阳能发电制冷系统的应用提供了实验依据。

摘要：针对地源热泵供热节能及不同地区峰谷电价政策,设计并搭建与地源热泵耦合的螺旋管式相变蓄热实验台,并进行实验研究。通过监测蓄热装置工作参数及螺旋圈内、外,螺旋圈之间相变材料的温度场、蓄热过程发生相变的过程等,分析相变材料的蓄热特点和不同工况对蓄热过程的影响。结果表明,螺旋管周边相变材料发生相变的速度最快,且可成导热与自然对流的耦合作用,自然对流对相变过程的影响最大。因此蓄热装置中的螺旋管应尽量放置在下部,可提高相变材料蓄热效率,缩短蓄热的时间,节约能源。