气动系统中微小水滴的沉积

文章利用气悬浮体理论的知识，揭示了在气动充放气系统放气过程中凝结出来的水滴滞留在系统中的机理，提出了这些水滴的沉积方式，并给出了计算方法及各参数对沉积量的影响程度。文章的研究为气动系统结露现象的内部结露研究提供了理论依据。     

基于试验分析的气动系统外部结露的判别方法

气动系统中的外部结露发生在系统的放气过程中,是由于压缩气体的膨胀降温导致气动元件外表面附近的环境气体的温度下降到当地露点或其以下,在元件外表面产生水滴(或结冰)的现象.因为外部结露产生的水滴会影响系统的正常使用或当环境温度较低时水滴会结冰引起阀口堵塞导致系统无法正常动作,所以正确判别和预防结露是气动系统正常使用中非常重要的问题.结露发生在压缩气体的状态变化和运动过程中,伴随着传热和相变等现象,因此如何依据系统的初始参数和元件结构参数等预先判别系统在使用中是否会发生结露是和流体力学、传热学、相变学、变质量系统热力学有关的复杂的理论难题、其研究更多借助于试验研究和基于试验的经验或半经验的研究方法.该文通过大量的试验、采用由系统元件结构参数组成的综合参数分析发生外部结露的试验点和不发生外部结露的试验点的数据分布规律,提出了在一定的初始条件下根据系统元件结构参数判别系统不发生外部结露的经验方法.①当系统的放气管无因次体积大于等于1时系统不会发生外部结露;②当系统的放气管无因次体积小于1时系统有可能发生外部结露,而且此时不发生外部结露的试验点在由系统元件结构参数组成的综合参数作为坐标变量的平面上存在临界值;在此临界下方既使系统的放气管无因次体积小于1也不会发生外部结露,此临界值可作为系统不发生外部结露的判别依据.     

气动技术研究团队

正项目名称:气动技术基础理论研究研究内容:本研究方向主要包括气动系统结露现象的产生机理及防结露气动系统设计方法的研究、气缸摩擦机理及其抑制方法的研究和高真空元件流量特性的研究。1)气动系统的结露。由于充放气过程中气体温度的变化引起气动系统内外水分的析出与累积,产生内部结露和外部结露现象,危害系统的安全运行。通过实验分析、流场分析等手段,得到了气动系统发生内部和外     

气动系统内部结露机理及试验

以气动系统中最典型的回路为对象对系统内部结露进行研究,提出气动系统发生内部结露的机理,即当系统内的水分向系统末端移动的能力大于水分向系统外部排出的能力时,系统发生内部结露,反之则不发生。用凝结水滴的质量密度描述水分向系统末端移动的能力,用容积比来代表水分向系统外部排出的能力,确定了凝结水滴的质量密度和容积比平面上的内部结露分界线。对一气动系统的内部结露现象进行试验研究,验证了该方法的正确性。     

对气动系统中结露现象的探析

随着气动技术向小型化和高速化的发展，在气动系统中结露问题越来越阻碍了气动技术在实际中的应用。本文讨论了气动系统中结露现象的分类、产生机理以及影响结露产生的各种因素，提出了一些防止结露产生的对策。     

气动充放气系统外部结露机理及试验研究

以典型气动充放气系统为研究对象对外部结露进行研究,分析外部结露的发生机理并提出判别方法,当元件表面平衡温度低于环境露点温度时,结露就会发生,反之则不发生.在恒温恒湿环境中进行负载举升的充放气试验,对元件表面温度进行测量,并对外部结露的发生部位、结露过程进行观测和分析.试验表明,有杆腔侧元件表面温度降低并出现结露,无杆腔侧元件温度升高无结露出现;外部结露在开始阶段是细小的珠状凝结并不断长大,最后形成膜状凝结,并在重力作用下形成水滴沿壁面流下.对影响结露的因素进行研究.在各种因素中,环境湿度越大、负载越大及充放气周期越短,结露越严重.结露一般会在若干分钟内就会出现,应该采取必要的防护措施,以避免外部结露的发生.     

气动系统内部结露的机理研究

以容积固定的气动充放系统为研究对象,利用空气动力学、热力学、凝结理论和气悬浮体理论等对内部结露进行了研究,揭示了内部结露的机理。并利用模糊数学的思想。综合各种影响因素给出了系统发生结露可能性的公式。     

气动系统元件结构参数对系统结露的影响的研究

气动系统的结露严重影响系统的性能和寿命,正确判别和预防系统的结露是工程实际面临的难题。气动系统的结露和很多因素有关,至今为止没有完善的、简便的判别方法。对1000多种由不同容积的容器和管路组成的气动系统进行了试验研究,提出元件结构参数中影响气动系统结露的主要参数为容器容积V、放气管过流面积A和长度l。引进放气管量纲一的体积和容器出口处量纲一的有效过流面积,对试验结果进行研究的结果表明,放气管量纲一的体积可作为系统是否发生结露和发生何种结露的判据,十分简便易用。以量纲一的体积为横轴,外部结露系统、不结露系统和内部结露系统从左到右依次排列。外部结露区、不结露区和内部结露区的临界点数值与运行条件有关,而与气动元件结构参数无关。     

气动系统内部结露原因及判别方法研究

分析了气动系统典型回路中内部结露的发生原因,提出了进水能力和排水能力的概念。当系统进水能力大于排水能力时,系统将发生内部结露,当进水能力小于排水能力时,则不发生内部结露。给出了内部结露的判别方法,即用凝结水滴的质量密度表征系统的进水能力,用容积比表征系统的排水能力,在凝结水滴的质量密度和容积比平面上,通过实验确定了不同供气压力条件下的内部结露临界线,并拟合得到临界线方程,为气动系统内部结露的判别提供了依据。     

辐射空调过冷度与结露延迟时间动态变化特性研究

针对辐射空调在运行时出现结露现象的问题,为提升辐射空调系统的供冷能力,延后防结露控制启动时间,采用试验研究的方法,对辐射板表面结露区域进行分析,并在板表面最易结露区域进行结露过程试验,确定结露发生时刻的状态点,在此基础上进一步探讨过冷度与结露延迟时间随影响因子变化的动态变化特性及二者关系。研究结果表明:结露区域的范围受热源、湿源及辐射板盘管分布情况的影响,辐射板表面的结露是一个缓慢的过程;当因室内温湿度增加时,改变了分子动能,增加了水分子含量,过冷度并不能直接决定延迟时间的长短;深入分析试验数据,得到各影响因子变化时过冷度、延迟时间的动态变化特性,为有效提高辐射空调系统的供冷能力提供技术依据。     

R290蒸气珠状凝结传热微尺度特性的研究

通过对自然工质R290蒸气珠状凝结传热过程的微尺度特性分析得出,在一定的过冷度、液珠半径和分形维数下,液珠的导热热阻随接触角的增大而增大,促进层的热阻在接触角为90°时最小,气液界面的热阻随着接触角的增大而减小,单个液珠的总传热热阻随着接触角的增大呈现出先减小后增大的变化规律,即存在最佳接触角,在此最佳接触角下,单个液珠的总传热热阻最小,单个液珠的传热量最大,换热表面的热流密度最高。随着液珠半径的增大,最佳接触角减小。随着过冷度的增加和分形维数的增大,换热表面液珠成核中心密度增大,表面的热流密度增加。在一定的过冷度下,液珠半径增大,液珠分布密度减少,分形维数增大,液珠的分布密度增加。在一定的分形维数和过冷度下,随着液珠半径的减小,换热表面的热流密度增大。     

Theoretical study on evaporation of sessile water droplets on a glass panel with infrared radiation

An evaporation model of a water droplet on a glass substrate is developed to estimate the process time needed to manufacture a liquid crystal display panel (LCD). By using an infrared (IR) lamp as a radiation source to evaporate the droplet, the changes in droplet size and evaporation time are calculated. The peak wavelength of the lamp and initial droplet size are used to estimate the process time. A change in the distribution of droplets is calculated to practically apply the model used in the drying process. By analyzing the contributions of radiation and conduction, we found that the evaporation process is driven by different heat transfer mechanisms according to the peak wavelength of the lamp.     

新型热驱动气压泵及其性能分析

采用热驱动气压泵代替溶液泵完成对制冷系统内浓溶液从低压到高压的输送过程,分析了热驱动气压泵4个主要工作过程的工作原理,并在无回热的情况下,气压缸体积2.5L,单次输送液体2L,以发生温度100℃,冷凝温度36℃,吸收温度36℃,蒸发温度0℃对热驱动气压泵代替溶液泵完成液体增压输送进行分析,得出整个制冷系统的COP为0.48的结论。最后分析了单次放入气压缸内的浓氨水体积与热驱动气压泵效率之间的关系,得出单次放入气压缸内的浓氨水体积越大,获得单位质量氨在气压缸内的受热量越少的结论。     

海水淡化用小型热泵系统的变工况分析

在某些特殊场合需要一种以维生为目的的小型海水淡化装置,热泵技术因其既能制冷又能制热,且高效节能的特点而被选用。这种小型的海水淡化热泵装置以3.6kg/h的淡水产出率为设计参数。针对不同的运行工况(冷凝温度和蒸发温度发生变化),计算了系统中各换热器的传热系数、适宜的换热器的面积和毛细管的长度。在这些数据基础上,分析了冷凝、蒸发温度和这些参数的关系,为完成小型海水淡化热泵系统的实际加工、装配和调试奠定了基础。     

Investigation of condensate droplet movement in marangoni condensation of ethanol-water mixtures by infrared thermography

Marangoni condensation is a phenomenon that occurs during the condensation of a positive system with binary vapor mixtures. Applying infrared thermography to the investigation of Marangoni condensation could not only help to obtain quantitative data on droplet movement but also establish the relationship between the droplet velocity and surface temperature of condensate droplets. In this study, the droplet movement in Marangoni condensation of ethanol-water mixtures was experimentally investigated by infrared thermography. The effects of vapor concentration, impinging cooling water temperature, and vapor velocity on droplet velocity were investigated, and the relationships between droplet velocity, temperature gradient, and surface tension gradient were studied. The results indicated that the droplet velocity first increased and then decreased with the increase in the droplet radius. The maximum droplet velocity decreased with the increase in vapor concentration and vapor velocity. As impinging cooling water temperature increased, the droplet velocity decreased, and the decline was more obvious at the high impinging cooling water temperature. In addition, the droplet velocity increased and then decreased with the increase in the surface temperature gradient and surface tension gradient.     

Comprehensive Parameter for Analyzing Condensation in Pneumatic System

The condensation in pneumatic system is a complex physical phenomenon dependant upon status variation and phase transitions,which are related to the parameters of the compressed air,atmospheric conditions and the dimensions of the pneumatic components.Up to now,general research method for this problem is to calculate the status variation and movement quantity by numerical simulation and experiment directly.The comprehensive parameters composed of several different effect factors are rarely used to study the condensation.The composed components and the working conditions of each cylinder are different,a large number of experiments and complex calculations are necessary to determine the condensation.Additionally,the transferability of the determined results is poor.In this paper,the charging and discharging systems of serials cylinder with different structure parameters are studied.The condensation of the systems is observed and the effects of the structure parameters on condensation are analyzed.The changing trends of relative humidity,natural frequency and average speed against the structural parameters of the components during discharge of the pneumatic systems are analyzed.Three comprehensive parameters used to analyze and determine condensation composed by structure parameters of components are proposed,namely,the ratio of the effective area of the discharge tube and the container volume,the square root of the effective area of the discharge tube divided by the product of the container volume and the length of the discharge tube,and the discharge dimensionless tube-volume.The experimental results show that these comprehensive parameters can be used to quantitatively determine whether internal,external or zero condensation occurs in a pneumatic system,and can be also used to quantitatively analyze the experimental data of condensation in pneumatic systems directly.At the same time,the effect factors are too much and the effect relationships are very complex,which causes that the conclusions can't be put forward by using single effect factor in experimental data processing individually.The three obtained comprehensive parameters can be used to resolve the above problem.The proposed parameters can also resolve the problem of poor transferability in determining the state of condensation in pneumatic systems,and provide a novel method for the further study of condensation theory.     

近共沸混合制冷剂R410A的研究进展

介绍了目前国内外对制冷空调系统替代制冷剂的有关研究，制冷剂R22的替代物R410A的安全环保性、热力学性能、蒸发冷凝换热特性、在节流元件中的性能以及对现用压缩机及润滑油的适应性等方面的研究现状。该工作对新工质R410A如何更好地适应现有的制冷空调系统很有意义。