小通道气液两相流流型辨识与LSTM短期预测研究北大核心CSCD

以空气与水为工质,运用压差传感器与光学位置传感器和高速摄像机对水力直径3.0 mm的小通道水平圆管内气液两相流进行实验研究。根据压差波动信号图、光电传感器模拟信号图及高速摄像机拍摄所得流型图对小通道内气液两相流进行流型辨识,辨识结果表明:存在环状流、层状流、间歇流、以及段塞流四种流型;对四种流型所对应压差波动信号进行LSTM循环神经网络的分析预测,结果表明:LSTM循环神经网络预测模型可实现小通道气液两相流压差信号的在线预测,且预测结果精确,四种流型的均方误差分别为0.004、0.0099、0.0075、0.0156。     

起伏振动状态下水平管内两相流多尺度熵分析

将振动装置与气液两相流实验回路相结合,对起伏振动状态下水平通道内气液两相流进行实验研究,观察记录流型并此采集压差波动信号。同时采用多尺度熵方法对102种流动条件6种流型的压差波动信号进行分析。研究结果表明:起伏振动状态下水平管内主要流型包括泡状流、珠状流、炮弹流、弹状-波状流、沸腾波状流及环状流。利用小尺度下样本熵的变化速率特征可以明显区分水平通道内气液两相流型,而大尺度下样本熵的变化特征可以反映不同流型的动力学特性。     

制冷系统变工况性能数值模拟

采用分布参数法建立制冷系统数学模型,在建立冷凝器和蒸发器两相区模型时采用分相流模型,并考虑流型变化对制冷剂流动换热过程的影响。利用所建模型,分析电子膨胀阀开度、压缩机转速、冷凝器风速等参数变化对系统性能的影响,为控制规律的研究提供依据。     

气液混输管道段塞流泄漏声波产生机理研究EI北大核心CSCD

气液混输管道的泄漏检测问题是油气混输管道安全运行的重要保障,段塞流是常见流型,同时也是研究难度最大的流型。为研究气液混输管道段塞流型下泄漏声波信号产生的机理,基于Fluent动网格以及UDF模拟泄漏发生的全过程,从气动声学与涡声理论出发分析泄漏全过程的流场、涡量以及声压变化,并与试验采集的声波信号与模拟信号进行类比,得到泄漏过程声波产生的机理。研究结果表明,气液混输管道段塞流泄漏后声波幅值增大,泄漏声源以偶极子声源为主;管道持续泄漏时,声源声压幅值随气塞与液塞交替到达泄漏口而呈周期性脉动;气液混输管道泄漏声压与总压波动趋势一致,可通过测量流体压力波动的方式获得泄漏声源产生的声波波动。泄漏孔径、气液流量是段塞流型下气液混输管道声波波动的主要影响因素。动网格仿真模拟与试验结合的方法可用于研究气液混输管道段塞流泄漏声波产生的机理。     

环形管流量计测量气液两相流研究

提出了一种基于环形管流量计的新型气液两相流流量测量方法.设计了多圈环形管流量传感器,通过对多圈环形管的水平直径上和垂直直径上四个差压信号进行分析,建立了不同位置差压信号与总体积流量和总质量流量的关系模型,并由此获得气液两相流的混合密度,实现了气液两相流分相流量的测量.     

采用R744/R290的自复叠制冷系统热力性质分析

对采用R744/R290混合自然工质的自复叠制冷循环的热力性质进行分析。经过计算,得出了冷凝器压力、蒸发器压力、冷凝器出口温度、蒸发器出口制冷剂的状态、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744/R290的实验研究和实际应用提供了理论依据,减少了实验的工作量。     

内复叠制冷循环实验研究与分析

采用非共沸混合物作为制冷工质的内复叠制冷循环以其系统结构简单、制冷温区广等特点,日益受到研究者的关注和青睐,特别是-60～-120℃温区的环境在能源、军工、医疗、生物等方面得到了越来越广泛的应用.本文采用精馏塔作为气液分离装置,以R13/R22为制冷剂,对新循环进行了热力分析,建立了各换热器的能量平衡方程,分析了循环工质配比、压缩机回气温度及冷凝温度对压缩机压比及系统COP的影响.     

双锥流量计气液两相流空隙率测量研究

设计了一种结构简单、对加工工艺要求较低的双锥流量计,并用于气液两相流参数的测量.提取双锥流量计的差压波动信号的特征值,采用无量纲分析方法建立分相含率的测量模型,通过优化方法获得局部最佳的模型参数.在气液两相流实验装置上开展了实验研究.结果表明,所建立的分相含率测量模型可在一定的空隙率范围内对气液两相流含气率进行有效的测量.     

液体再循环方式引射制冷系统性能研究

本文提出一种采用引射器作为节流装置的液体再循环制冷系统,将气液分离器设置在蒸发器之后,利用高压制冷剂与气液分离器中液态制冷剂的压力差来引射液体,在不借助额外能量的条件下使蒸发器形成超倍供液,以改善系统性能。搭建了系统实验系统,对该系统的引射比及系统性能的变化规律进行变工况实验研究,并与两相流引射方式进行对比。结果表明,在蒸发温度为﹣13~﹣6℃或冷凝温度为36~42 ℃工况下,采用引射器液体再循环方式的制冷量比两相流引射方式的制冷量提高了24.6%~45.9%,系统COP最大可提高14%;而当蒸发温度低于﹣13℃或冷凝温度高于42 ℃工况下,系统COP略有降低。同时发现引射器进出口压差是影响液体再循环制冷系统中引射比的主要因素。     

空气源热泵除霜性能测试系统设计

为实现空气源热泵产品除霜性能测试工况的低温高湿环境，设计一种长期低温运行设备及其温度耦合控制系统，通过2套制冷系统的除霜模式与制冷模式的交替循环，解决因蒸发器结霜而导致制冷量下降问题。基于实际测试系统和研究，提出切入除霜、除霜结束的判定依据：电加热输出为零且环境测试间内干球温度高于设定值0.1℃作为切入除霜判定依据；在除霜过程中，蒸发器制冷剂出口温度高于环境测试间干球温度10℃,且蒸发器空气侧阻力小于150 Pa作为除霜结束判定依据。该方案能够解决环境测试间内因空气处理机组蒸发器除霜需求而造成的干球温度和相对湿度的剧烈波动问题，保证环境测试间内低温高湿环境工况的长期稳定，提高除霜工况的测试准确性。