太阳能喷射制冷系统蒸发器设计参数的优化

为研究蒸发器对太阳能喷射制冷系统性能的影响,选出最优的蒸发器设计参数,利用TRNSYS建立了太阳能喷射制冷系统模型,结合FLUENT建立了伴有相变的满液式蒸发器模型.以R141b为工质,计算并分析了在典型气象年的7月11日,蒸发器采用不同的制冷剂进出管位置X、换热管管间距Sh和充液高度h时,系统的制冷量Qe和综合性能系数COPz随冷凝温度和太阳辐射强度的变化结果,在此基础上对蒸发器的设计参数进行了优化.结果表明:其它参数一定时,蒸发器的充液高度为筒体直径D的50%或55%时系统有较好的热性能表现;蒸发器换热管管间距越大,系统制冷量越大;制冷剂进出管距离太大或太小均会削弱系统制冷量,且与筒体中心的水平距离X等于225mm或375mm时系统有较好的热性能.     

制冷剂流动方向对微通道蒸发器房间空调器性能影响的对比试验研究

试验研究UF(Upward Flow,制冷剂在微通道蒸发器中自下而上流动)和DF(Downward Flow,制冷剂在微通道蒸发器中自上而下流动)2种制冷剂流动方式下微通道房间空调器的制冷性能,并对其名义制冷工况下制冷剂配液分布进行红外成像.试验结果表明,随着室内空气干球温度的上升,2种方式的制冷量和能效比均不断上升;名义制冷工况下,UF方式优于DF方式,前者的制冷量和能效比EER比后者分别高出21.52%和14.94%;红外成像分析表明,UF方式分液效果优于DF方式.但是,UF方式蒸发器尾部制冷剂分配较少,换热效果下降.     

有机朗肯循环系统蒸发器的性能研究

针对以R245fa为工质的朗肯循环系统,运用Aspen换热器设计模拟软件,对该系统常用的满液式、降膜式和板式蒸发器进行结构设计和性能分析.在相同工况参数下,对比3种蒸发器的尺寸、造价和综合传热因子,结果表明:板式蒸发器最适用于有机朗肯循环系统.模拟改变波纹倾角β、板片厚度d及板间距l时蒸发器内工质预热、蒸发、过热3个阶段传热过程,得出人字形板片结构对蒸发器传热系数、压降的影响规律.     

水平管降膜蒸发器管束结构优化数值模拟

摘要本文采用数值模拟方法,通过观察不同条件下液膜流动状态以及计算相应状况下的液膜厚度,研究水平管降膜蒸发器管外液体流动的影响因素并对管束结构进行优化.计算结果表明:旋转三角形管束布置有利于在传热管上形成稳定的液膜,而三角形管束布置有利于传热管上液体的混合;管间距和液体的初始流速对降膜蒸发器管外液体流动有重要影响,随着管间距的增大以及液体初始流速的减小,管束中呈现柱状流的管排范围减小.     

卧式冷柜启停过程中制冷剂迁移的动态特性

针对制冷系统启停过程存在制冷剂的迁移和再分配问题,以单温卧式冷柜BC/BD-379HBN为载体,研究系统内制冷剂迁移的动态特性及其对系统性能的影响.以蒸发器内制冷剂沿程变化,启动阶段依次分为蒸发器制冷剂迁出、蒸发器两相区增长、蒸发器两相区稳定3个阶段.结果表明:阶段1,压缩机流量大于毛细管供液量,高压压力迅速升高;阶段2,随毛细管供液量增大,冷凝器出口温度趋于稳定,系统高低压差重建完成;阶段3,蒸发器两相段到达出口,制冷量达到最大.启动阶段的制冷剂再分配用时3.5 min,占开机时长的32%,而期间制冷量很小,存在较大的迁移损失.     

扰流子折流杆换热器的开发研究(Ⅰ)——油- 水系统中试研究

在壳程为低粘度流体水,管程为高粘度油品的操作情 况下对扰流子折流杆换热 器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究,并对实验结果和数据进行了分析和关联。对不同长度的扰流子所得到的结果进行了对比,并通过准数关联得出最佳扰流子长度下管程对流传热系数的数学模型。结果表明,在雷诺数为１０２ ～１０３（ 通常高粘度流体在管内的流动状态为层流） ,随着雷诺数的增加,管程加入扰流子后在大部分区域阻力增加的百分率几乎维持恒定值,而管程对流传热系数和换热器的总传热系数增加的幅度却明显提高。说明当管程为高粘度流体时,在管内加入较长的扰流子来强化传热效果较好     

汽车空调层叠式蒸发器性能模拟研究

针对层叠式蒸发器独特的结构特点,采用分布参数法,对一台长为0.2m,由22块换热板构成的层叠式蒸发器建立了稳态数学模型,并在空调工况下进行了数值模拟,研究了中间隔板深度以及流程设置对其传热和压降特性的影响.结果表明,当中间隔板使换热板底部流通间隙达到直流道宽度的0.6~0.8倍时,层叠式蒸发器换热量达到最大,并在此基础上配置成第一流程流路数略小于第二流程流路数的两流程结构,蒸发器的整体性能最好.为层叠式蒸发器的优化设计提供参考.     

扰流子折流杆换热器的开发研究（Ⅰ）：油—水系统中试研究

在壳程为低粘度流体水,管程为高粘度油品的操作情况下对扰流子折流杆换热器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究,地实验结果和数据进行了分析和关联。对不同长度的扰流子所得的结果进行了对比,并通过准数关联得出最佳扰流子长度下管程对流传热系数的数学模型。结果表明,在雷诺数为１０＾２～１０＾３（通常高粘度流体在管内的流动状态为层流）,随着雷诺数的增加,管程加入系数增加的幅度却明显提高。说明当管     

CO2蒸发器的性能模拟与优化计算

CO2蒸发器的结构和换热效果对CO2跨临界制冷循环的性能影响较大,为了能设计出高效的蒸发器,有必要对CO2蒸发器进行性能模拟和优化研究.首先采用稳态集中参数法建立了CO2蒸发器计算模型,对制冷量、冷冻水出口温度、压降以及CO2制冷剂的干度进行了模拟计算,并与实验值进行了比较,根据两者的比较结果对模型进行了修正.然后利用...     

扰流子折流杆换热器的开发研究(Ⅱ)——低粘度流体中试研究

在低粘度流体下对扰流子折流杆换热器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究。实验以水作为传热介质,热水走壳程,冷水走管程。实验时壳程流体流动状态基本恒定,而管程流体发生变化。通过实验数据的分析关联,得到了加入扰流子后管程对流传热系数的近似计算模型。结果表明,当雷诺数的范围为１０４ ～５ ×１０４ 时,管程对流传热系数增加的幅度高于阻力增加的幅度,管程对流传热系数和换热器总传热系数分别提高５０ ％ 和１０ ％ 以上。说明对水这样的低粘度流体,在传热湍流区（ 即雷诺数大于１０４ 的范围） ,可以采用较大节距的扰流子来强化传热,以取得较佳的综合效果。     

有固相析出的并流多效蒸发系统常规设计的模型与算法研究

建立了带有固相析出的并流多效蒸发系统的数学模型，模型的将系统中的固液相平衡关系和汽液相平衡关系用回归式表达，易于编程用计算机求解，避免了繁琐的手工计算。模型可以写成矩方程的形式，在特定情况下模型简化为没有固相析出的并流多交蒸发模型，提出一种高效的新算法－近代法求解模。算例表明，新虎法收敛速度快、收敛稳定性好。     

乙腈-水共沸体系的变压精馏模拟与优化

利用Aspen Plus化工模拟流程软件对乙腈-水共沸体系进行变压精馏模拟分离研究。选择UNIQUAC物性计算模型确定变压精馏的工艺流程,通过灵敏度分析模块分别考察高压塔和常压塔的进料板位置和回流比对分离效果的影响。模拟结果表明,当塔操作压力为350kPa,塔板为30块,进料板为第10块塔板,回流比为1.5,在塔底可以得到质量分数为99.7%的产品乙腈。     

常压下环己烷-环己酮二元体系汽液平衡研究

为了计算多元体系的汽液平衡关系,采用改进的Rose汽液平衡釜测定常压(101.3 kPa)下环己烷-环己酮二元体系汽液平衡数据,并对数据进行热力学一致性检验,结果表明实验数据符合热力学一致性.以汽相组成的误差平方和作为目标函数,分别用Wilson方程和NRTL方程关联实验数据,得到分子交互作用能量参数,并对汽液平衡计算值与实验值进行比较,发现二者偏差较小,可以满足工程上分离设计的需要.     

有固相析出的并流多效蒸发系统优化设计研究

建立了带有固相析出的并流多效蒸发系统优化设计数学模型，该模型以整个蒸发系统的年总费用（包括加热蒸汽年费用、真空系统年费以及蒸发器和各辅助设备的年折旧维修费用等）最小为优化目标，以生蒸汽压力、冷凝器真空度及各效有效传热温度差为决策变量，应用一种新算法-复合形法结合拉格朗日乘子法和矩阵法求最优解。算例表明，生蒸汽压力、冷凝器真空度对优化结果影响显著，按新模型优化设计比常规设计可节省费用10%左右。     

碳酸钾溶液的蒸发技术研究

对离子交换法生产碳酸钾时采用的蒸发技术进行探讨,对三效顺流蒸发工艺与三效逆流蒸发工艺进行了比较;对蒸发器的型式的选择进行了论述。建议在生产中采用三效顺流流程;在该流程中宜选用“Ｌ”型蒸发器和降膜蒸发器。     

燕尾型轴向槽道热管薄液膜热传递及实验验证

基于薄液膜的传热传质理论建立了燕尾形槽道热管的蒸发段与冷凝段热传递的数学模型,利用Laplace-Young方程得到不同负荷下的轴向毛细半径分布.分析求解了蒸发段温降与冷凝段的温降随热负荷的变化,进而得出了热管温降随热负荷的变化.实验研究了热管在不同冷源温度下温降随热负荷的变化.结果表明:槽道中液膜厚度沿轴向逐渐增厚;蒸发段和冷凝段温降随热负荷增大而增大;通过比较模型预测值和实验测量值,发现两者吻合较好,进一步验证本文所建的模型的正确性.     

直接蒸发式肋片管冷却器性能的数学模型

为了分析和研究空气-空气热泵蒸发器结霜的影响因素,本文综合考虑了干、湿及结霜工况下热质传递的差异和管内制冷剂温度变化对局部换热系数的影响。建立一个反映蒸发器局部特性的直接蒸发式肋片管换热器数学模型。     

固体粒子在蒸发器中的防垢性能研究

对固体粒子在蒸发器中的防垢性能进行了实验研究,研究结果表明,在蒸发器中引入固体粒子后,经长时间连续运行没有发现有结垢现象发生;同时可显著地强化传热,提高传热系数,其蒸发侧沸腾换系数要大大高于相应操作条件下的两相流沸腾换热系数;而且蒸发器壁温有明显降低,特别适合于热敏性物料的蒸发。工业试验表明,蒸发量随时间变化而呈正常波动,充分证明了固体粒子在蒸发器中的优良防垢性能,加入固体粒子后,可实现管内沸腾而     

太阳能蓄能/蒸发/集热器性能研究

提出了一种新型的太阳能蓄能/蒸发/集热器,建立了蓄能/蒸发/集热器的相变传热数学模型,得到了充灌石蜡或癸酸的蓄能/蒸发/集热器在蓄能过程中温度场和液化率随时间的变化规律.在南京地区春季典型工况下对充灌水、癸酸或石蜡作为蓄能材料的太阳能蓄能/蒸发/集热器管内温度进行了实验对比研究,结果表明充灌石蜡或癸酸等相变材料,可将白天的太阳能储存下来在夜间利用.并对充灌三种介质的蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率随太阳辐射的变化规律进行了研究,分别拟合得到了瞬时集热效率公式,结果表明充灌石蜡的太阳能蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率最高.