石蜡-泡沫铜复合相变蓄热材料热特性的研究

采用石蜡和泡沫金属铜,制备了泡沫金属铜填充量为15%的复合相变蓄热材料,并搭建了一套可视化实验系统,研究了复合相变蓄热材料在熔化过程中固液界面的变化过程。基于焓-多孔介质模型,对复合相变蓄热材料的熔化过程进行了数值模拟。研究结果表明:泡沫金属铜强化了复合相变蓄热材料的导热性能,复合相变蓄热材料的熔化时间较纯石蜡缩短了3.44%。泡沫金属的加入减小了复合相变材料的瑞利数,抑制了石蜡熔化过程的自然对流,但强化了底部导热性能,缩短了整体熔化时间,因此本文所研究的复合相变材料的熔化过程由导热和层流主导。模拟与实验结果吻合较好,纯石蜡与复合相变材料模型熔化时间分别快于实验结果19 s和28 s。均方根误差(RMSE)分别为0.0223和0.0179。     

三种整流滤网在90°吸引管道中的流动分析

介绍纺织吸引设备始端的90°圆截面吸引弯管中三种不同整流滤网型式,通过将它们分别装配管道后进行内部流动数值模拟计算,并分析比较了内部流场分布状况,得到了最佳型式的整流滤网可以使吸引具有最高的流速,能限制二次流和减少回流区,以及在吸引压头上创建均匀的速度分布。这也为管道整流滤网的选择提供了可靠依据。     

甲烷/丙烷在氧化铁表面还原NO的红外原位研究*

利用漫反射红外傅里叶变换光谱仪(DRIFTS)对甲烷/丙烷在氧化铁表面还原NO的反应进行了原位研究,分析了不同气体在氧化铁表面的吸附特点以及在有O_2条件下甲烷/丙烷还原NO的中间产物生成特性。结果表明,氧化铁对NO有着较好的吸附能力,NO能够以不同桥式硝酸盐与硝基的形式吸附于氧化铁表面。这些吸附物种热稳定性各不相同,并且可能会被氧化铁中的晶格氧氧化产生新的吸附物种,对进一步与还原剂发生选择性催化反应有着重要的作用。甲烷与丙烷在氧化铁表面还原NO的微观反应机理通过一系列路径完成。还原剂吸附于氧化铁表面,与由NO吸附形成的含氮吸附物种相互反应,形成一系列碳氢中间产物,通过进一步反应还原NO;在氧气存在的情况下,O_2会参与碳氢还原剂与含氮吸附物种的竞争反应,并形成R—COO-、CH3COO-等更多活性中间物种,这些活性中间物种通过与NO不断的反应最终还原NO为N2。     

二氧化碳制冷系统毛细管的设计及实验研究

利用绝热毛细管内制冷剂流动特性的数学模型,在给定运行工况下,针对工质为二氧化碳的制冷系统用微元法编制了计算程序,模拟了二氧化碳毛细管内的流动曲线,得到毛细管流量与尺寸及进口压力的变化关系.搭建了小型二氧化碳跨临界循环制冷系统,通过实验研究,得出了该毛细管在不同的高压侧压力及气冷器出口温度下的流量特性曲线.将实验结果与模...     

建筑增强型垂直轴风力机气动特性数值研究

为捕获建筑环境中蕴藏丰富的高品质风能,结合高耸建筑的高度优势与建筑扩散体强化风速效应,将垂直轴风力机放置于不同建筑扩散体之间,通过数值模拟的方法研究建筑增强型垂直轴风力机在具有不同实度与不同翼型时的气动特性.结果表明:建筑扩散体可大幅提升风力机获能效率,建筑增强型垂直轴风力机较原始垂直轴风力机最大风能利用系数提升4.47倍,其最佳尖速比位置向右偏移,但其载荷波动较剧烈,且对建筑外廓敏感,其中圆弧形截面建筑可有效减小建筑分离涡造成的影响.随着实度的增加,建筑增强型垂直轴风力机风能利用系数先增大后因叶片间干扰而减小,其载荷波动和自启动性在多叶片时得到明显改善.对于不同系列的翼型,FXLV152翼型有助于减小疲劳累积损伤,最大厚度较大的NACA0021翼型有利于提高风力机的获能效率,S809非对称翼型则不适用于建筑增强型垂直轴风力机.数值结果为建筑增强型垂直轴风力机的工程应用提供部分参考依据.     

微型燃气轮机圆筒原表面回热器的性能试验研究

对微型燃气轮机圆筒形原表面式回热器的传热与流动性能进行了试验研究.利用计算机控制检测传热性能试验台对该回热器在①两侧流量相等、改变两侧温度及②固定两侧温度,改变系统质量流量的情况下进行了传热性能和阻力性能试验.结果表明:随着质量流量的增加,回热器的传热系数增大,传热量逐渐增加,回热器的两侧压降也增大;在等流量时,回热器两侧的压降有所不同,高压低温侧压降比低压高温侧压降大,但低压高温侧压降增加较快,因此在设计回热器时必须重视两侧压降的变化情况,根据试验结果得出了传热和阻力随工况改变的变化趋势.     

蒸发冷却系统循环水旋流除沙的实验研究

本文开展了以低水耗为目标的水力旋流除沙研究。其技术方案是在底部集水盘的排污口附近建立一个带水力旋流器的除沙旁路,在直径为Φ50mm的水力旋流器上采用非常规的1~4mm的小口径底流管排沙,溢流仍然回到底部集水盘,并根据底部集水盘的积沙情况间歇运行。实验研究了在其它结构参数和操作参数都在常规范围内且保持不变的条件下,不同底流口径与底流分流比及底流产率的关系。结果表明:当底流口径在2 mm附近时,同时达到最小的底流分流比和最大的底流产率,说明存在一个最佳的节水除沙底流口径;在该口径下,对实验台容积为68.7L的进料池循环运行30 min,除沙率可达90%,耗水量仅占进料池总水量的1.75%,达到了节水除沙的目的。     

铜金属泡沫填充率对相变材料融化过程强化传热的机理研究

基于石蜡和铜金属泡沫制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了一套可视化蓄热实验装置,分析了铜金属泡沫填充率对石蜡相变过程的强化传热机理,得到了复合相变蓄热材料的综合换热系数。实验结果表明,当铜金属泡沫的填充率从0%增至2.13%时,复合相变蓄热材料的融化时间从901s缩短到791s,综合传热系数从1.26W×m^-1×K^-1提高至4.16W×m^-1×K^-1。此外,随着铜金属泡沫填充率的增加,复合相变材料的Ra减小而导热强度增加,Ra由金属泡沫填充率为0%的4.66×10~7下降至2.13%的2.11×10~5,下降了99.5%,导热强度由1130.7W×m^-2×K^-1提高至5653.54W×m^-2×K^-1,后者是前者的5倍。     

容积比及排压对CO2单机双级热泵性能的影响

为了研究排气压力和高低压容积比对跨临界CO₂单机双级热泵热水器制热性能的影响,在不同工况条件下构建考虑压缩机输气系数的中间压力理论计算式并结合实验,以制取50℃热水为前提,分析蒸发温度在-20—0℃、排气压力在7.9—9.2 MPa、高低压容积比在1.0—2.8的范围内,二者对其性能的影响规律。结果表明：随着高低压容积比的增大,中间压力和制热量会不断增大,而制热性能系数缓慢减小;随着排气压力的升高,中间压力随之增大,制热量先迅速增长后趋于缓慢,制热性能系数先增大后降低,存在最优值3.41,且对应的最优排气压力会随着蒸发温度的升高而增大。此结果为合理地选择CO₂单机双级热泵系统高低压容积比及控制排压从而提升其性能提供了指导依据。