摘要：博物馆文物保存过程中相对湿度对文物的影响尤其重要,因此针对目前小型展柜广泛采用的半导体制冷存在制冷量小的缺点,结合斯特林制冷机制冷量大、寿命长、安全可靠等优点,设计并搭建了一台基于斯特林制冷的文物恒湿展柜装置,实现对微环境中相对湿度的精确调节。将斯特林制冷机的冷头置于优化设计的水槽中用于控制水温,采用空气与水直接接触的方式控制展柜内空气湿度。结果表明:使用散热片以及小型循环水泵可以大幅提升冷头与水之间的换热效率;合理的风机控制策略可以有效提升展柜湿度调节速度,维持湿度稳定,降低系统能耗;展柜内的相对湿度在45.0%~65.0%之间连续可调,并能保持稳定。

摘要：高效的行波热声发动机要求回热器处在接近行波和高声阻抗的声场。为此,本文拟采用阻性管进行调相,设计了一台单级环路行波热声发动机,分别以He,N2和CO2为工质,对该热声发动机的起振特性和稳态运行工况进行了系统的实验研究。结果表明,安装阻性管后,单级环路行波热声发动机的起振温度可以被降低300℃以上,最低起振温度仅为55C(工质为CO2,平均压力为2.35 MPa)。此外,系统可以在200℃以下的加热温度达到比较可观的压比。可见,阻性管可以作为环路行波热声发动机的一种有效调相方式,本文所提出的热声发动机系统具有利用低品位热源驱动的潜力。

摘要：设计并搭建了一台三级行波热声发动机,并基于线性热声理论和实验研究分析了该热声发动机的声场特性。结果表明:理论计算中各级加热功率相同时,发动机声场对称;而实验中加热功率相同时声场存在不一致性,需要输入特定的加热功率来控制三级加热温度基本相同,从而保证三级声场基本对称,此时相邻两级对应位置的压力相位差在120°±10°范围内;随着充气压力和加热温度的升高,系统工作频率略有升高,变化不显著,系统压力振幅和压比则增大明显。以氮气和氦气为工质时,工作频率分别在20 Hz和55 Hz左右;实验中压比分别达到了1.28和1.18。

摘要：热声热机是一种具有高可靠性和环保特性的无运动部件热机。研究对象是一种环路行波热声发动机驱动的热声制冷机,由一个热声发动机单元和一个热声制冷机单元串联成环路组成。高效的行波热声系统要求回热器处在高声阻抗和接近行波的声场中。由于在环路系统中,声场对声阻抗的变化极为敏感,系统中两个回热器的安装位置会极大影响回热器处的声场。为了研究热声核安装位置对系统性能的影响情况,利用DeltaEC对该系统进行了数值模拟,分析了两个热声核在不同安装位置时系统的总能效系数、发动机单元的效率、制冷机单元的能效系数以及两个回热器的平均相位差和声阻抗等。根据计算结果,当制冷机单元回热器沿声功传输方向距发动机单元回热器的距离与环路总长的比值为0.24时,系统可达到最大总能效系数0.45,对应的相对卡诺能效系数是0.13。当该比值的范围在0.21~0.26时,两个回热器的平均声阻抗较大,使系统的总体性能较优。当该比值大于0.26或小于0.21时,制冷机单元回热器和发动机单元回热器的性能都会恶化,造成了系统整体性能的不佳。

摘要：针对目前恒湿独立展柜系统的不足,结合斯特林制冷机制冷量大及结构紧凑等特点,设计并搭建了一台基于斯特林制冷的恒湿独立展柜装置,并开展实验研究分析其恒湿动态特性。该装置利用空气与水直接接触的热质交换方式,通过调节制冷机和加热棒耦合处理除湿与加湿过程。结果表明:当展柜外环境变化剧烈或平稳时,展柜内的除湿和加湿过程均能在较短时间内达到稳定,且波动范围均在±1%以内;在除湿实验工况下,展柜内气温存在1℃降幅,可延缓或抵消展柜外温升对展柜内造成的影响。

摘要：本文提出了一种在传统气泡泵理论模型中引入阻力损失系数的新方法,考虑了从储液罐到发生器之间的阻力损失对气泡泵输送性能的影响,对气泡泵所输送的稀溶液流量进行修正计算,并给出了阻力损失系数与管径、浸没比的经验关联式。采用该新方法,对6 mm、8 mm和12 mm管径的R134a-DMF溶液气泡泵输送性能进行了实验数据和模型预测分析对比。结果表明,用本文所提出新方法和经验关联式所得到的预测结果与实验结果吻合较好,比传统气泡泵理论模型预测有很大的提高,为扩散吸收制冷系统的气泡泵输送性能优化设计奠定了良好的基础。

摘要：选取R1234ze(E)作为高沸点组分,对R41在-60℃温区二元精馏型自复叠制冷循环中替代R23进行循环性能对比分析。设计并搭建采用精馏型自复叠制冷循环的实验装置,对R23/R1234ze(E)和R41/R1234ze(E)混合制冷剂在系统中的循环性能进行实验对比。理论分析和实验结果均表明:以R1234ze(E)作为高沸点组分时,用R41替代R23后系统COP略有下降,单位体积压缩功减小1/3~1/2,单位容积制冷量稍有降低,但系统单位质量制冷量明显提高,可以大大减小充注量。更重要的是R41的GWP的显著减少能起到很明显的环境保护作用。

摘要：在工业能耗中,泵的能耗所占比例居高不下,为了降低能耗,浙江大学制冷与低温研究所提出了一种新型液体输送泵,该泵原理和结构新颖,具有较高的节能潜力。本文在介绍新型液体输送泵的基础上,通过建立泵的理论模型对泵进行了CFD模拟。模拟中采用水为输送液体,研究了对接过程中液体输送质量流量的变化过程,以及不同转子材料和不同通道形式对输送液体质量的影响。结果显示,亲水性材料相比疏水性材料,对接滞后(克服表面张力)时间更短,更有利于液体输送;液体在通道中输送先后存在克服表面张力、重力加速、减速、以及克服表面张力过程;比较发现,扇形通道比圆形通道更加有利于液体输送。模拟结果对新型泵体的材料选择、通道形式设计以及后续试验研究具有指导意义。

摘要：研究半导体制冷片几何参数的影响,往往设置固定的制冷片冷热端温度及输入电流。本文通过固定半导体制冷片外部的冷热端换热条件及输入电压,逐一分析了制冷片多个几何参数对制冷量、COP和制冷片冷端温度的影响,对每一个影响项的物理含义都给出了详细的说明,揭示了这些参量之间存在着的耦合关系。并在此基础上,综合制冷量、COP和制冷片冷端温度3个优化目标对制冷片几何参数选取范围的约束特性,提出了基于多目标优化的几何参数选择图,该图可快速清晰地得到不同需求下最佳的pn结几何参数。如在设置的边界条件下,当冷端温度需求为280 K,制冷量为15 W时,存在几何参数的最优解,而当冷端温度需求为240 K,制冷量为100 W时,则不存在可同时满足冷端温度和制冷量需求的几何参数。

摘要：在原有单级脉管制冷机的基础上,设计并研制了一台声功回收级联型脉管制冷机.实验结果表明,在输入电功为500 W时,无负荷制冷温度为主级123.3 K,辅级131.0 K,主级制冷量为143.7 W@233.0 K,辅级制冷量为62.9W@233.0 K,其总和206.6 W@233.0 K,高于相同输入功时单级脉管制冷机的理论模拟值189.6 W@233 K,验证了声功回收方案的可行性,不仅是对回热式低温制冷法在普冷温区实践的一次有益探索,而且为更低温度大制冷量脉管制冷机声功的回收奠定了基础.