基于微小通道波形扁管的圆柱电池液冷模组散热特性

针对圆柱动力电池的散热特点,建立一种基于微小通道波形扁管的液冷电池模组. 采用电化学热模型对该模组的散热特性进行三维瞬态分析,通过改变波形扁管的通道数和接触角对液冷结构进行优化. 10通道的波形扁管散热优势明显,增大波形扁管的接触角可以提升液冷结构的散热效率并改善电池组温度分布均匀性. 当电池模组在35 °C环境下以1 C倍率放电时,即使质量流量低至4×10^?3 kg/s,使用接触角大于40°的10通道波形扁管可将电池组表面最高温度控制在40 °C以下,同时将温差控制在5 °C以内. 在优化工况下进行实验以验证该电池模组的换热性能. 仿真结果与实验值基本一致,这验证了微小通道波形扁管的散热有效性;仿真结果可为圆柱动力电池的热管理提供参考.     

电动汽车锂离子电池散热加热设计

锂离子电池热管理已成为制约电动汽车商业化的瓶颈,为解决此问题,将微热管阵列应用于锂离子电池散热和加热系统.通过测量布置热管前后电池表面温度可知:在1C充放电倍率下,散热系统能有效降低电池模组的温度及电池间温度差异,将温度和温度差值分别控制在40℃与5℃之内;通过加热片加热热管,有效提高电池低温放电性能,从而提高电池持续充放电过程的稳定性和安全性.     

流体温度及流速对铝管内石蜡传热性能的影响

分析了铝管外换热流体温度及流速对铝管内石蜡储放热性能的影响,并通过简化石蜡相变模型,反推得到放热过程中液相石蜡区域半径。结果表明:风速越大,储热时间越短,最短的储热时间为1 380 s,属于温度为80℃、风速为3 m/s的情况;在一定温度下,风速越大,管壁温度下降越快,放热时间越短;通过反推液相区半径发现,风速越小,石蜡凝固越慢,放热结束时的液相区越大;最小液相半径出现在空气温度为80℃,风速为1.5 m/s的情况下,其值为4.19 mm。     

新型管状相变材料热管理系统的数值仿真与实验研究

设计了一种新型的管状复合相变材料(tubular Composite PCM,t-CPCM)结构,用以替代传统的块状复合相变材料(block-shaped Composite PCM,b-CPCM)结构,将其耦合强制对流换热后应用于电池热管理。仿真结果表明,相比于b-CPCM电池仿真模型,t-CPCM电池仿真模型不仅流道分布更加均匀,而且对流换热面积更大,理论计算得出的对流换热热阻仅为0.8 K·W⁻¹,是b-CPCM电池仿真模型的1/20。实验结果表明,t-CPCM电池模组优异的散热性能可以有效地控制电池温度,t-CPCM电池模组的最高温度仅为46.9 ℃,温差为0.8 ℃;而b-CPCM电池模组的最高温度高达51 ℃,温差均为5 ℃。所设计的管状复合相变材料在电池热管理方面具有良好的应用价值。     

焰熔法生长单晶体燃烧室内温度分布研究

以氢气和氧气的燃烧为基础,研究了燃烧室内温度在焰熔法生长单晶体过程中的分布特征。结果表明,在O2的质量流量在中心处和外侧分别为5.6×10-5kg/s和2.0×10-5kg/s,H2的质量流量为6.0×10-6kg/s的条件下,炉膛中心的最高温度为3 007 K,金红石晶体的生长位置在距喷嘴86 mm处,晶体所能生长的最大直径为10 mm。在距炉膛入口120 mm的内炉壁的最高温度可达1 540 K,需提高此区域内耐火层中刚玉粉的质量分数以提高炉壁的耐火度。     

坡度对隧道拱顶烟气最高温度影响的数值模拟与实验研究

为研究坡度及隧道通风状况对城市隧道拱顶最高温度的影响,本文通过数值模拟和实验研究等手段,对0~3 m/s纵向通风风速下,坡度为0~±5%的城市地下隧道内拱顶最高温度的分布进行了研究;通过数值模拟和实验研究验证了无坡度时、Kurioka隧道顶棚最高温度理论模型,同时提出了坡度存在时该模型的修正模型.     

相变材料/导热翅片复合热管理系统应用于三元体系锂离子动力电池模组实验研究

以三元动力电池模组为研究对象,通过研究自然对流、相变材料（Phase Change Materials,PCM）、相变材料/导热翅片3种不同散热技术,分析3种不同热管理系统（Battery Thermal Management System,BTMS）在室温（25℃）和高温（45℃）工况下不同恒定倍率放电及充放电循环过程中的温度变化规律、产热速率及温升速率,测试整个电化学反应进程中的最大温度及最大温差技术指标,深入研究不同散热介质对于电池组安全性能的影响机理。结果表明,无论室温/高温环境条件恒定倍率放电和大电流充放电循环工况,相变材料/导热翅片电池组通过对电池组侧面和正负极处进行强化传热,具有明显有效的降温和均衡温度的能力,可以实现电池组最高温度的快速降低,并维持电池模组最高温差在5℃以内,满足动力电池模组的散热需求。     

大豆播种机双V型筑沟器设计与试验

为了提高种沟质量、播种深度一致性,保证大豆垄上双行精密播种作业效果,设计了一种双V型筑沟器,可单独使用进行开沟作业,亦可与圆盘开沟器配合作业。在开沟深度分别为40、50、60mm,行走速度分别为1.9、2.2、2.5m/s作业工况下,以播种后的播深变异系数和播种横向变异系数为评价指标,对设计的双V型筑沟器与圆盘开沟器进行大豆田间对比试验。试验结果表明:相对于圆盘开沟器,双V型筑沟器开沟深度均匀,开出种沟较窄,沟形稳定,有利于保证播种深度一致性、种子分布直线性,提高播种质量。单独使用双V型筑沟器,在开沟速度为1.9m/s、开沟深度为40mm时,播深变异系数最小(0.086);在开沟速度为1.9m/s、开沟深度为60mm时,播种横向变异最小(1.356)。采用Design-Expert软件对试验数据优化分析得到,圆盘开沟器与双V型筑沟器组合作业效果优于单独使用双V型筑沟器,开沟深度57mm、行走速度1.9m/s为最优作业工况,此时播深变异系数为0.15,播种横向变异系数为1.25,重复性田间试验证明了模型的最优作业工况。     

变截面微通道散热器流动和传热特性

为了解决电子芯片散热问题,通过数值模拟的方法,研究了去离子水流经微通道散热器时的流动和传热特性.微通道散热器由无氧铜层叠焊接而成,散热器内微通道当量直径为0.23 mm,去离子水流经散热器时平均雷诺数为252~1 060,加热面热流密度为2×106W/m2.结果表明:不同雷诺数时,三角凹穴周期性变截面微通道散热器的传热性能明显优于矩形等截面直通道散热器;前者加热面平均温度和最高温度均比后者低2~3℃,且两者压降相差不大;随着去离子水流量的增加,散热器加热面平均温度降低,但当流量增加到一定程度后,加热面温度变化不明显,说明不能单靠增大泵功来强化传热.     

吸粮机单筒型吸嘴性能的研究

对吸粮机装置中的单筒型吸嘴进行了实验研究,得出吸粮机空载运行时,有二次进风口的单筒型吸嘴压力损失略低于无二次进风口的单筒型吸嘴压力损失;重载运行时在同一风速下,有二次进风口的单筒型吸嘴输送产量高于无二次进风口的单筒型吸嘴的产量.在本实验装置条件下,吸嘴风速为24 m/s时,有二次进风口的单筒型吸嘴端口距料堆40 mm时输送产量最高(Gs=0.34 kg/s),无二次进风口的单筒型吸嘴端口距料堆50 mm时输送产量最高(Gs=0.31 kg/s).     

Modeling and Optimization of Heat Dissipation Structure of EV Battery Pack

In order to solve the problems of high temperature and inconsistency in the operation of electric vehicle (EV) battery pack,computational fluid dynamics (CFD) simulation method is used to simulate and optimize the heat dissipation of battery pack.The heat generation rate at different discharge magnifications is identified by establishing the heat generation model of the battery.In the forced air cooling mode,the Fluent software is used to compare the effects of different inlet and out-let directions,inlet angles,outlet angles,outlet sizes and inlet air speeds on heat dissipation.The simulation results show that the heat dissipation effect of the structure with the inlet and outlet on the same side is better than that on the different sides;the appropriate inlet angle and outlet width can improve the uniformity of temperature field;the increase of the inlet speed can improve the heat dissipation effect significantly.Compared with the steady temperature field of the initial structure, the average temperature after structure optimization is reduced by 4.8益and the temperature difference is reduced by 15.8℃,so that the battery can work under reasonable temperature and temperature difference.     

Modeling and Optimization of Heat Dissipation Structure of EV Battery Pack

In order to solve the problems of high temperature and inconsistency in the operation of electric vehicle (EV) battery pack,computational fluid dynamics (CFD) simulation method is used to simulate and optimize the heat dissipation of battery pack.The heat generation rate at different discharge magnifications is identified by establishing the heat generation model of the battery.In the forced air cooling mode,the Fluent software is used to compare the effects of different inlet and outlet directions,inlet angles,outlet angles,outlet sizes and inlet air speeds on heat dissipation.The simulation results show that the heat dissipation effect of the structure with the inlet and outlet on the same side is better than that on the different sides;the appropriate inlet angle and outlet width can improve the uniformity of temperature field;the increase of the inlet speed can improve the heat dissipation effect significantly.Compared with the steady temperature field of the initial structure,the average temperature after structure optimization is reduced by 4.8℃ and the temperature difference is reduced by 15.8℃,so that the battery can work under reasonable temperature and temperature difference.     

煤矿井筒保温全风量送风系统设计及热管阻力的优化研究

为了探究热管换热单元阻力特性和优化井筒保温全风量送风系统设计,建立了热管单个模块阻力分析模型,分析了不同并联模块的阻力特性,在此基础上提出了热管阻力平衡计算方法;同时分析了不同工况下,井筒不同进风口进风量的规律。结果表明：通过改变管排数量,风速分布较原设计更加均匀,阻力减少。最大风速差由2.1 m/s降低至1 m/s内,系统风速不平衡率由80%降低至20%以下。全风量送风系统运行过程中,密闭性是决定新风风道进风量的最主要因素;当辅助风道开启时,进风风量可达2 600 m³/min,占总进风量比例26.8%。     

二次进风口对单筒型吸嘴的性能影响

研究了二次进风口面积比、二次进风口高度和输送风速等因素对单筒型吸嘴的性能影响.在单因素试验的基础上设计了正交试验,试验结果表明:二次进风口面积比k=0.05,二次进风口高度h=200 mm,输送风速ua=24 m/s时单筒型吸嘴的输送产量最高.     

大型低速重载径向动压轴承研究

为了开发大型贯流式水轮发电机组径向轴承，在试验台上采用了φ360的模型轴承对φ1740可倾6瓦块原型轴承进行模拟试验研究，最高试验比压3．37MPa、最低线速度3．77m／s、最高线速度22．62m／s。试验表明：载荷、进油压力、转速、进油温度和安装间隙比等，对轴承油温升、油流量、功耗、瓦温及油膜厚度等都存在不同程度的影响，其中载荷和转速的影响比较显。按照模型轴承指导设计的红岩子机组书φ1740轴承已在电站可靠运行，同时开发了径向轴承热弹流计算程序，可以预测径向轴承的油膜压力、油膜温度、油膜厚度、损耗、流量等参数。     

塔式太阳能腔式吸热器热性能的实验研究

在自行建立的太阳能腔式吸热器热性能实验台上,研究热流密度、入口工质水体积流量、风速等参数对腔式吸热器热性能的影响.结果表明：太阳能模拟器的热流密度整体上呈高斯分布,吸热管的轴向壁温差可以高达50 ℃;正对太阳能模拟器的#5号吸热管出口水温升最高,可达40 ℃.吸热器的热损失随热流量的增大、入口流量的减小及风速的增大而增大,且热流量因素的影响最大;腔式吸热器具有较高的热效率,正向平衡计算热效率大于85%,且正、反向能量平衡的计算热效率偏差在3%以内.     

敞开式太阳能集热/再生器的理论模型及性能分析

对敞开式太阳能集热再生器建立理论解析模型,理论求解发现溶液在常温下再生时存在一个最佳单位面积流量使单位面积蒸发率最大.溶液入口温度和室外风速是决定最佳流量值的2个最重要参数,溶液浓度和太阳辐射强度对最大蒸发率影响最明显.当溶液出口温度低于入口温度时,最佳流量不存在,溶液流量越大再生效果越好.当室外风速为2 m/s时,溶液再生蒸发率最大.文章全面揭示了影响敞开式集热/再生器性能的各项因素.     

导热硅胶/相变材料复合组件在电池热管理中的应用

一种低温导热硅胶/相变材料复合组件在电池模组中的使用, 有效地解决了相变材料由于液化而发生的析出问题, 同时保持相变材料高导热与高潜热值。由于导热硅胶片具有一定的弹性与黏性, 使得整个系统具有一定缓冲作用, 减少了相变材料与电池之间的接触热阻, 进一步提高了整个系统的散热性能。在3C放电倍率下, 相比自然冷却方式的66.63 ℃, 强制风冷方式的57.99 ℃, PCM(Phase Change Material)冷却方式的最高温度为44.78 ℃, 分别下降了32.8%、22.78%; 温差为3.70 ℃, 满足电池模组的最大温差的要求。在3C放电倍率的循环中, PCM冷却方式的电池模组在3次循环后的温度为51.45 ℃, 在安全温度范围内。