蓄冷板冻结与释冷的实验研究

通过实验的方式,分别研究了初始温度为30℃的Na Cl蓄冷板在-25、-35和-40℃的环境中的冻结过程以及初温度为-25℃的Na Cl蓄冷板在-10、-5和0℃环境中的释冷过程。实验结果表明:在冻结过程中,当环境温度低于Na Cl共晶液的共晶温度-21.2℃时,环境温度对共晶液开始结晶的时间有较大影响,而对共晶液从开始结晶至完全冻结过程所需时间影响较小;释冷过程中,环境温度高于Na Cl共晶液共晶温度-21.2℃时,外界环境对蓄冷板释冷所需时间以及共晶冰开始融化到完全融化的过程影响较大。     

泡沫材料冰蓄冷板融化过程的研究

建立了填充泡沫材料冰蓄冷板内冰融化过程的数学物理模型,该模型考虑了融化液态水自然对流的影响。分别数值模拟了填充开孔聚氨酯泡沫、泡沫铜的冰蓄冷板的融化过程,研究了泡沫材料冰蓄冷板融化过程的速率、温度分布、相界面移动等规律。进行了实验对比,验证分析了泡沫材料的孔隙参数对融化速率的影响。结果表明,填充低导热系数泡沫材料可有效延长冰蓄冷板的释冷时间,该时间随泡沫孔密度的减小而增加、随孔隙率的增大而略减。填充高导热系数泡沫材料可有效改善冰蓄冷板温度分布,可加快冰融化速率,该速率随着泡沫孔隙率的减少而增加、随孔密度的减少而略增。     

充冷过程中冷板内特性研究

针对机械冷板冷藏车冷板充冷时间长的问题,根据热量守恒原理建立了冷板内共晶冰冻结过程的数学模型,并对影响冷板充冷过程的关键因素进行了讨论,用准静态方法对蒸发盘管外共晶冰的形成过程进行了数值计算.计算结果表明,随着盘管周围共晶冰厚度的增加,共晶冰冻结缓慢;降低蒸发温度,减少冷板外热负荷,可以明显减少共晶冰的冻结时间;冻结过程中,冷板内的逐时蓄冷量基本不变.     

冷板冷藏车放冷时间影响因素探讨

本文根据热平衡原理对冷板放冷时间进行了分析计算,讨论了共晶溶液融解潜热、质量、以及环境温度、太阳辐射、车门漏冷、车体蓄冷、货物呼吸热和共晶冰过冷等对冷板放冷时间的影响.研究表明:共晶冰融解潜热是影响冷板放冷时间的关键因素,并提出了延长冷板放冷时间的措施和办法,为今后冷板冷藏车的运用和冷板的设计提供了重要理论依据.     

蓄冷板对冷库保温的影响实验

目的 为了缓解当下电网的电力失衡问题,提出利用蓄冷材料与冷库相结合的方案,使相变材料在用电低峰时期蓄冷,在用电高峰时期释冷,以缓解电网负荷。方法 测量不同材料的热工性能,筛选出适合冷库温度的相变蓄冷材料,制成蓄冷板,并在实际冷库中进行实验。收集安放在库内温度测点的数据,并对数据进行分析。结果 放置蓄冷板后,冷库的温度波动值从2 ℃降至0.5 ℃。放置蓄冷板后库内温度的不均匀系数在4 h后为0.56,而未放置蓄冷板库内温度的不均匀系数在2.5 h时已达到1.2。放置蓄冷板后冷库的温度回升时间较对照冷库最高延缓了126 min,放置蓄冷板3 h后冷库温度上升了8 ℃,而无蓄冷板的冷库温度上升了13 ℃。结论 蓄冷板可以有效缓解冷库温度的回升,并使冷库内温度分布得更加均匀。未来可通过提高蓄冷材料和冷板材料的导热系数,以及添加冷板肋片等方法来强化换热,达到更好的释冷、保冷效果。     

冷板冷藏车内冷板换热性能的研究

采用焓法的处理方法对冷板冷藏车内冷板的相变传热问题进行研究。通过数值模拟计算得到冷板的最佳厚度及管间距;保证当冷板外表面过热到-5℃时冷板内共晶冰全部融解,同时又能保证冷板尽可能蓄更多的冷量,为冷板车内冷板结构设计提供参考。     

具有低温蓄冷剂的斯特林低温冰箱性能研究

生物制品的低温转运对便捷式低温冰箱的蓄冷功能提出了明显需求。本文通过实验研究斯特林低温蓄冷冰箱在停电时的温度变化，基于实验建立三维数值模型，进一步研究了侧摆布置的蓄冷板高度比对箱内空气升温和蓄冷剂相变的影响。实验结果表明：环境温度为20℃时，无蓄冷冰箱的中心温度由-86℃升至-70℃需0.26 h,而载有3.2 kg蓄冷剂(EO-75)的蓄冷冰箱中心温度由-86℃升至-70℃的时间延长为5.33 h。模拟结果表明：侧摆布置的蓄冷板高度比具有重要影响，蓄冷板高度比由50%增至90%,箱内中心温度维持在-86～-70℃的时间由2.96 h延长至7.66 h,蓄冷剂的保冷效率由29.18%增至48.28%,故推荐蓄冷板高度比为90%。该研究结果可为低温冷链运输技术提供参考。     

嵌入热管强化相变蓄冷板释冷性能的研究及优化

为强化相变蓄冷板的传热以匹配冷藏运输中多变的用冷需求,本文提出一种热管嵌入式相变蓄冷板以快速平衡物流过程中的热负荷波动,实验研究了热管蒸发段在高热负荷下的释冷性能,并围绕释冷过程搭建了基于热阻分析法的动态解析模型。结果表明：在高热负荷条件下,热管侧的传热过程动态变化显著,在50 ℃工况下平均传热速率最大为42.50 W;模型计算得到的空气侧传热温差和传热速率与实测数据吻合,总体释冷量的计算误差为-3.21%~6.16%;利用该模型对蓄冷板进行模拟分析,在模拟算例中,管排数为4,管径为16 mm时,平均传热速率可达到88.72 W,蒸发段长度为80 mm时,平均传热速率可达到112.54 W。     

冷板内共晶溶液冻结过程数值模拟

冷板充冷时,共晶溶液降温、冻结过程中温度场不均匀,从而延长了其总体冻结时间.用焓法建立了蒸发盘管外共晶溶液冻结过程的二维导热数学模型,在二维柱面坐标下用控制容积法对导热控制方程进行离散化处理,并对共晶溶液的降温、冻结过程进行数值计算,指出可以通过调整蒸发盘管的布置方式,使冷板内共晶溶液温度场尽可能均匀、完成冻结的时间接近,从而缩短充冷时间,达到节能的目的.     

食品冷藏保温箱温度场模拟与实验验证

目的 研究食品冷藏保温箱在冷食冷藏工况下内部温度场的分布情况,验证保温箱温度的分布以及保温性能是否达到设计要求。方法 采用有限元方法,使用COMSOL Multiphysics构建食品冷藏保温箱热分析模型,按照冷食冷藏的工况进行温度场模拟仿真,再通过实验验证模拟结果的准确性。结果 模拟结果显示,食品冷藏保温箱内部餐盒装满0 ℃食品时,在外界环境温度为46 ℃的高温条件下贮存4 h后,食物温度由上至下递增,食物平均温度为5.55 ℃。实验结果显示,食物平均温度为6.65 ℃,均低于10 ℃。模拟结果与实验结果的平均误差为1.1 ℃。结论 食品冷藏保温箱餐盒内食物温度实验数据与模拟数据变化趋势基本一致,用数值模拟方法分析保温箱温度场可行有效。蓄冷板对提高食品冷藏保温箱保温效果有较大作用,保温性能可满足设计要求。     

Ti—Al—Si三元系中β－Ti（Al，Si）和Ti_5（Si，Al）_3的共晶线

通过试验确定了Ｔｉ－Ａｌ－Ｓｉ三元相图中富Ｔｉ角区域的β－Ｔｉ（Ａｌ，Ｓｉ）与Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３共晶线．用光学金相、Ｘ射线衍射、电子显微镜等方法研究共品组织以及共晶组织中基体和第二相Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３。所有这些工作是为了在双相合金的合金设计中能合理地选择合金成分．     

超重力对铅锡共晶凝固组织的影响

采用臂长为1．3m的离心机实现1、5、10、15g（1g=9．8m·s-2）四个重力水平；利用Bridgman法使Ph－Sn共晶单向凝固，以观察重力对凝固组织的影响结果表明，随重力水平的提高，共晶晶团尺寸减小，而共晶相间距不变，表明浮力才流不影响并晶相间的溶质交换     

铁路冷藏车共晶液的开发研究

通过研究不同无机盐对单一无机盐水溶液最低共熔点的影响,结果表明:添加无机盐可降低单一无机盐水溶液的最低共熔点;添加5%无机盐Kx的10.9%KNO3水溶液,其最低共熔点从-2.5℃下降到-5.4℃,相变潜热为307.16kJ/kg,可以满足铁路冷藏车共晶液的设计要求.     

超重和对铅锡共晶凝固组织的影响

采用臂长为１．３ｍ的离心机实现１、５、１０、１５ｇ（１ｇ＝９．８ｍ·ｓ＾－２）四个重力水平，利用Ｂｒｉｄｇｍａｎ法使Ｐｂ－Ｓｎ共晶单向凝固。以观察重力对凝固组织的影响。结果表明，随重力水平的提高，共晶昌团尺寸减小，而共晶相间距不变，表明浮力对流不影响共晶相间的溶质交换。     

生长速度对Al／Al3Ni定向共晶微观组织的影响

研究了当固／液界面前没 相中的温度梯度为４５Ｋ．ｃｍ＾－１，定向凝固Ａｌ－５９．５ｍｇ．ｇ＾－１Ｎｉ的生长速度与组织及共晶间距选择范围的关系。     

深过冷Ni-Sn合金非规则共晶的形成机制

采用熔融玻璃净化配合循环过热使Ni-32.5%Sn(质量分数)共晶合金实现了深过冷快速凝固.当过冷度大于某一临界值时,非规则共晶在凝固组织中出现.随着过冷度的提高,最终得到完全的非规则共晶组织.通过分析Ni-Sn共晶合金中各相形核、生长、以及枝晶熔断机制随过冷度的变化,解释了非规则共晶的形成机制.在深过冷条件下熔体中初生相率先形核并长入过冷熔体中,形成枝晶骨架,再辉重熔后次生相从残余熔体中析出并包围初生相,形成非规则共晶.     

铝硅共晶合金的生长—固液界面过冷共晶片间距和生长速度间的关系

本文对铝硅共晶生长过程进行了讨论,在此基础上对Jackson—Hunt公式进行了修正。在生长速度于10 m/s/～200m/s内变化时所提出的修正式同实验结果吻台得很好。对修正公式也进行了讨论。     

Collaboration Between UME and LNE-INM on Co–C Eutectic Fixed-Point Construction and Characterization

Metal-carbon eutectic fixed-point construction and characterization are subjects of ongoing investigation within the field of radiation thermometry. National metrology institutes are in constant search of stable eutectic points with minimal uncertainty for the purposes of either increasing the working temperature range of radiation thermometry or obtaining intermediate check points for both contact and non-contact thermometries. The Co–C eutectic point (~1,324°C) would be very effective in reducing certain calibration uncertainties at this temperature, once long-term stable and reproducible cells are constructed. For these purposes, one Co–C eutectic cell was fabricated at UME, in collaboration with LNE-INM, while a second Co–C cell was constructed for UME. At UME, the cell was filled (in the Vega-BB3500PG blackbody) using methods developed by LNE-INM. Eutectic plateaux, eutectic temperatures, and their uncertainties have been assessed using the UME Transfer Standard Pyrometer TSP-2, calibrated at UME, and an IKE LP3, calibrated at INM. The two Co–C eutectic cells (one constructed at INM and the other at UME) were compared at UME. The short-term stability and reproducibility of the cells have been assessed for various thermal conditions. A provisional uncertainty budget for the thermodynamic temperature of the Co–C cell as determined by LNE-INM has been established.     

共晶Al-Si自生复合材料在直流磁场作用下的组织形成规律

在直流磁场作用下制备了Al-Si共晶自生复合材料,其组织发生共晶分离,在试棒外表层形成硅的富集层,其厚度随磁感应强度的增大而增加。探讨了直流磁场对自生复合材料微观组织形成规律的影响机理。      

快速凝固条件下的共晶生长理论

本文通过理论分析,导出了共晶生长条件下液相中溶质分布规律的一般表达式。理论结果表明,在快速生长条件下,λ~2V 不为常数,与生长速度 V、分配系数 K 和相体积比 f 等因素有关。Jackson—Hunt 模型中的λΔT、(ΔT~2)/V 关系在一般条件下应为λ(ΔT-ms)、(ΔT-ms)~2/V。在快速凝固条件下λ(ΔT-ms)和(ΔT-ms)~2/V 均不为常数,与 V、K、f 等因素有关。