蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究

本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.     

太阳能蓄能/蒸发/集热器性能研究

提出了一种新型的太阳能蓄能/蒸发/集热器,建立了蓄能/蒸发/集热器的相变传热数学模型,得到了充灌石蜡或癸酸的蓄能/蒸发/集热器在蓄能过程中温度场和液化率随时间的变化规律.在南京地区春季典型工况下对充灌水、癸酸或石蜡作为蓄能材料的太阳能蓄能/蒸发/集热器管内温度进行了实验对比研究,结果表明充灌石蜡或癸酸等相变材料,可将白天的太阳能储存下来在夜间利用.并对充灌三种介质的蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率随太阳辐射的变化规律进行了研究,分别拟合得到了瞬时集热效率公式,结果表明充灌石蜡的太阳能蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率最高.     

一种振荡热管换热器热性能的研究

设计了一种振荡热管换热器,将其内插于太阳能集热器中,应用于蓄能型内插热管式太阳能热水系统,根据太阳辐射强度切换工作模型,可实现对太阳能的分季节最大化利用。搭建了蓄能型振荡热管换热器性能试验台,对充灌工质分别为R134a、乙醇/水、丙酮/水的振荡热管换热器在不同加热功率下启动时间、水侧温升和热阻等性能进行研究。结果表明:无论振荡热管换热器内充灌哪种工质,热管的启动时间都随着加热功率的增大而减小;相似环境温度下,充灌不同工质的振荡热管换热器的热阻都随着加热功率的增大而减小;在相同的环境温度下,充灌不同工质的振荡热管换热器的循环水温都会随着加热功率的增大而升高,充灌R134a的振荡热管换热器的循环水温增幅最大。     

水力机械空化初生的分子动力学模拟

为研究水力机械空化初生瞬态特性,应用分子动力学的模拟方法,对存在空化核的水分子计算域进行了研究,得到空化核初始尺寸与系统亚稳态对空化初生的影响,并对空化核的演变过程、系统压力以及系统分子势能、分子径向分布函数等相关的热力学参数进行分析。研究表明:空化初生于液态水中的空化核,空化初生时空化核及其周围小范围内的液态水处于负压状态;一定体积的空化核系统存在临界亚稳态,未进入临界亚稳态的体系中空化核不能稳定存在,体系进入临界亚稳态后空化核体积增大,空化发生,空化核体积越大的系统越容易进入临界亚稳态,从而诱发空化;空化初生时体系压力迅速增加,分子势能减小,分子排布也发生改变。