水-相变材料复合蓄热装置的充放热特性研究

研究了一种新型的水-相变材料复合蓄热装置,在水箱的上部添加少量相变材料,设置2个均流孔板将水箱分为高温段、低温段和过渡段,并对其蓄热特性进行了试验研究,分析了充热、放热过程中水箱内的温度分布,以及相关因素的影响.试验测试表明:(1) 水-相变材料复合水箱在充热和放热过程中,均存在着明显的温度分层;(2) 对于充热过程,流量越小,充热温度越稿,分层效果越明显;(3) 对于取热过程,相变材料能有效提高较高温度热水的供应量.     

相变蓄热材料对蓄热水箱分层特性的影响

为了研究相变蓄热材料对水箱热力学特性的影响,提出采用中低温相变材料三水合醋酸钠作为蓄热材料的立式太阳能相变蓄热水箱,研究在初始水温80℃、进水温度5℃的工况下的相变蓄热水箱的热力学特性,并基于ANSYS软件,建立了该水箱的数学模型,得到了释热过程中蓄热水箱的温度分布图.采用理查德森数分析法、混合数分析法以及填充效率分析...     

相变材料应用于太阳能供暖系统的可行性分析

搭建太阳能供暖实验平台,以太阳能集热器作为系统集热组件,水箱作为蓄热组件,风机盘管作为散热末端;建立系统的数学仿真模型并通过实验验证其正确性;目前太阳能供暖应用广泛,但其依然存在温度波动大、太阳能利用率低、浪费能源等问题.针对上述问题,这里在传统太阳能供暖数学模型的基础上加入相变材料模块并模拟仿真,分析研究相变材料的加入对传统太阳能供暖系统的热影响,从而验证在太阳能供暖系统中加入相变材料的可行性,为工程实际提供参考依据.     

相变蓄热水箱温度特性的试验研究

相变蓄热技术是提高太阳能系统利用效率的重要途径之一。本文搭建了一套相变蓄热水箱试验系统,在初始水温80 ℃、进水温度5℃的工况下,测试得到了水箱内各温度点随无量纲时间的变化,在进水流量分别为1,3,5,7,9 L/min时,基于MIX number和填充效率分析法,深入分析了相变蓄热水箱的热特性。基于三水合醋酸钠研究的试验结果表明,当水箱温度为80 ℃时,普通水箱、PCM48和PCM58的能量分别为18.81,19.34,19.07 MJ。进口流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。     

螺旋凹槽相变球蓄热效率仿真与研究

为了提高蓄热装置内蓄热球的蓄热效率,该文设计了一种表面有螺旋凹槽的蓄热球,用ICEM CFD建立了三维模型并进行网格划分,在fluent中分别仿真了一种基于凹槽蓄热球和光滑蓄热球的相变储热水箱在初始温度308 K、入口流速0.1 m/s、入口温度363K和初始温度308 K、入口流速0.15 m/s、入口温度363 K两种工况下的蓄热过程,得到了蓄热过程中相变材料(PCM)温度和液相率随时间的变化曲线以及液相率的分布云图,截取了蓄热过程中某一时刻的水流速度矢量图.研究结果得出:与光滑蓄热球相比,螺旋凹槽蓄热球的凹槽结构既增加了PCM与热媒体的热交换面积,又增强了蓄热箱内的对流传热,提高了换热效率,避免了热量的流失.对整个蓄热箱而言,大大减少了蓄热时间,提高了蓄热箱的蓄热效率.     

双水箱蓄热供暖系统容积优化研究

为了研究双水箱蓄热供暖系统的水箱体积对系统的影响,基于包头某办公建筑研究双水箱蓄热供暖系统的性能。利用TRNSYSY仿真软件建立双水箱蓄热供暖系统仿真模型,通过误差分析验证了模型的正确性。基于建立的仿真模型以系统的经济性和室内热舒适性为优化指标,对系统进行优化。结果表明：在此实验条件下,集热器面积与水箱总体积不变,集热水箱与供暖水箱体积比为1.5时系统性能最优,此时系统与优化前相比较太阳能保证率增加2.35%,辅助热源的能耗降低15.02%。     

基于仿真的R417A热泵热水器蓄热水箱优化设计

采用FLUNT耦合显示求解器,对一个采用R417A工质的热泵热水器蓄热水箱内的速度场、温度场及热流密度分布进行了数值模拟,得出水箱内水温随机组运行时间的变化及各阶段水箱内温度场及速度场的整体分布情况,对产生水温明显分层和涡流等现象的原因进行了分析.结果显示,温度场与速度场相互耦合能促进水温分布的均匀性.通过试验验证了数值模拟结果的正确性,并提出蓄热水箱优化设计的建议.     

多排管式相变蓄热器熔化过程热性能数值模拟研究

建立了多排管相变蓄热器的物理模型和数学模型,利用计算流体力学软件FLUENT对多排管蓄热器内填充石蜡和石蜡/膨胀石墨复合材料时的熔化过程进行了数值模拟,分析了多排管蓄热器内填充两种相变材料时蓄放热过程中温度场的分布情况、相界面移动规律等。模拟结果证明膨胀石墨的添加和多排管结构不仅缩短了蓄热器的蓄放热时间,而且使温度场的分布更加均匀合理,对蓄热装置的设计及实验研究提供了重要的参考价值。     

套管型相变蓄热装置蓄热过程动态模拟

对一种用于热泵热水器的套管型相变蓄热装置建立了数学模型,用Fluent软件对其蓄热过程进行了动态模拟,得出以月桂酸为蓄热介质的套管型蓄热装置在蓄热过程中,PCM管内不同半径处温度、液体比、热流密度随时间的变化情况,以及制冷剂与蓄能材料之间的热流密度随时间的变化规律.     

热泵空调系统中相变蓄热特性及系统性能试验研究

将相变蓄热装置与空气源热泵空调系统进行结合,主要研究在部分冷凝热回收模式下,相变蓄热箱中分别采用单一相变材料(纯石蜡)和复合相变材料(纯石蜡/泡沫铜)进行冷凝热回收的试验。通过试验数据比较加入促进导热材料前后蓄热材料在进行部分冷凝热回收时的蓄热温变速率,以及系统的吸排气压力、制冷能效比、综合能效系数等系统参数的改善情况。结果表明:空气源热泵空调系统在部分冷凝热回收模式下,复合相变材料与单一相变材料相比,蓄热速率提升了6.5%,温差减少了44.1%,温度分布更为均匀;系统性能中,制冷性能系数(EER)提升4.1%,综合能效系数(COPt)提升30.5%,各项指数在复合相变材料蓄热系统中均有提升。试验数据和结论为复合相变材料蓄热的推广及进一步研究提供参考。     

单条纹截面轮廓传感器设计与标定

为实现单条纹截面轮廓传感器的设计与标定,建立了单条纹截面轮廓传感器测量物体表面点空间坐标的数学模型,基于此模型分析了单条纹截面轮廓传感器的测量误差,得出了传感器各结构参数与测量误差之间的关系。在综合分析了各结构参数对测量误差的影响的基础上,得出了传感器结构参数设计的依据,并给出了结构参数设计及标定的实例,最后通过实验的方法对传感器的测量精度进行了验证。实验结果表明：深度测量相对误差小于0.3%,重构的复杂表面具有良好的视觉效果。     

单条纹截面轮廓传感器的设计与标定

为实现单条纹截面轮廓传感器的设计与标定,建立了单条纹截面轮廓传感器测量物体表面点空间坐标的数学模型,基于此模型分析了单条纹截面轮廓传感器的测量误差,得出了传感器各结构参数与测量误差之间的关系.在综合分析各结构参数对测量误差的影响的基础上,得出了传感器结构参数设计的依据,并给出了结构参数设计及标定的实例.最后,通过实验的方法对传感器的测量精度进行了验证.实验结果表明:深度测量相对误差＜0.3%,重构的复杂表面具有良好的视觉效果.     

气体辅助注射成形充模流动数值模拟的研究

基于广义Hele—Shaw流动模型,通过引入合理的简化和假设,建立了实现气体辅助注射成形充模流动模拟的数学方程、气体穿透过程的边界条件、CAD/CAE建模关键技术以及系统程序设计方法等。该研究对气体的穿透过程、压力场分布、小同时刻熔体/气体边界的移动状态以及在模壁上形成表层聚合物熔体壁厚的过程进行_了气体辅助注射成形充模流动的实例数值模拟研究。结果表明:增大气体注射压力,在其气体穿透方向所形成的表层熔体厚度比值也增人,降低熔体注射温度和非牛顿指数会增大气体穿透的壁厚值,其值接近试验测定的数值范围,也比较符合实际的气辅注射成形工艺结果。     

吸收式制冷机特性规律研究

根据换热器基本理论及热力学基本定律,通过机理描述加以试验数据修正的方法,建立描述吸收式制冷机性能的准理论模型,由于模型以少量易测参数(如蒸发器出口温度、发生器入口温度及冷凝器入口温度等)表示,避免对具体设备详细数据的依赖需求,更具有实用性,同时,模型具有通用性的特点,根据具体吸收式制冷机的性能试验数据可以确定模型中的系数,在吸收式制冷机部分负荷工况下,模型预测的性能系数与实际的性能系数进行对比,结果表明两者吻合较好,相对标准偏差的最大值小于10%,验证了模型的有效性。研究吸收式制冷机稳态变工况性能,分析发现,当制冷量和性能系数以与其设计值的比值表达时,同一系列不同规格吸收式制冷机性能曲线可以归结为单一曲线,性能方程可以用一个统一的方程表示,表明了同一系列不同规格吸收式制冷机性能的相似性。     

多层焊填充层焊道图像处理及边缘提取

结合二维小波变换方法与数学形态学方法对多层焊填充层焊道图像进行处理,实现对焊道边缘及坡口边缘的提取。首先通过对图像进行小波变换获取明区及暗区信息,鉴于坡口边缘及焊道边缘两端暗区及明区的峰值绝对值大于其他位置,将图像小波变换结果进行二值化处理,取对应峰值的位置信息。然后根据图像明区及暗区的峰值所处位置特征采用图像形态学方法对其进行处理,最后提取焊道及坡口边缘。采用该方法获取的边缘与实际焊道及坡口边缘吻合。     

薄壁气体辅助注塑件气体穿透过程的研究

基于气体穿透实验技术的研究分析，针对气体辅助注射成形中气体穿透气道的复杂过程，对薄壁气辅注塑件沿圆形截面气道穿透推进并形成模壁表层熔体的充模流动过程进行了研究。通过引入合理的简化和假设，建立了反映充模流动压力梯度、材料性能、表层熔体厚度比、非牛顿指数等影响因素的计算穿透速度和时间的数学方程．对气体注射压力、熔体温度、非牛顿指数影响气体穿透充模过程进行了实例数值模拟研究。结果表明，增大气体注射压力，其气体穿透方向所形成的表层熔体厚度比值也增大，降低熔体注射温度和非牛顿指数会增大气体穿透的壁厚值，其值接近国外试验测定值，也比较符合实际的气辅注射成形工艺结果。     

聚合物动态挤出过程多变量数学模型研究

以聚合物动态流变综合测试仪为实验装置,通过实验方法,找出在聚合物动态流变测试塑化挤出过程中影响熔体温度与熔体压力的主要因素,分析了其动态特性,并在此基础上首次提出了熔体温度与熔体压力关于模头加热器功率、螺杆转速的多变量传递函数矩阵形式数学模型.     

非定常大涡模拟下混流泵叶轮的轴向力研究

为研究导叶式混流泵的轴向力,建立了导叶式混流泵内全三维流道模型,基于非定常大涡模拟亚格子尺度模型与滑移网格技术,对不同工况下的混流泵进行了数值模拟和性能预测,并将非定常方法计算值、定常方法计算值、经验公式估计值与试验值进行比较分析。结果表明:非定常方法计算得到的叶轮轴向力变化规律与试验和经验公式计算得到的轴向力变化规律更接近;在设计工况附近,定常和非定常方法计算得到的混流泵叶轮轴向力的数值与试验值的相对误差均约为10%;在小流量及大流量工况下,定常方法的计算值与试验值的相对误差约为30%,非定常方法的计算值与试验值的相对误差在10%之内。因此,非定常模拟方法可以更准确地预测混流泵的轴向力。     

熔融堆积成型中的原型翘曲变形

以熔融堆积成型过程中原型的变形为研究对象,分析变形产生的根源及其作用机理,建立了成型过程中原型的翘曲变形模型,并定量地分析了各种因素,包括堆积层数、断面长度、环境温度和材料的线收缩率对原型变形的影响程度。分析结果合理地解释了熔融挤出堆积成型过程中的一些现象,据此提出了减小原型翘曲变形的相应措施,实际应用效果较好。     

轧制过程轧辊磨损数学模型试验研究

利用自行开发研制的DTW-166热磨损试验机,研究了高铬铸铁、高速钢轧辊的磨损量与工艺参数的关系。分析了现场轧制过程中正在使用的轧辊磨损模型,对该数学模型在结构上进行了改进,利用各种条件下的大量试验数据,回归得到热轧带钢轧辊磨损的数学模型。该数学模型的建立为提高设定计算中的板形控制功能提供了理论基础。