新型热源塔溶液再生系统非稳态特性分析与实验研究

针对热源塔冬季运行时存在的吸湿问题,构建了一种新型热源塔溶液再生系统并对其进行实验测试。考虑到系统在初始运行时需要建立平衡的温度场且系统运行时存在溶液不断变浓的现象,对该溶液再生系统启动时的非稳态特性进行了研究,获取了各运行参数随初始运行次数的变化规律,同时对不同浓度下各运行参数变化规律进行了实验分析。实验结果表明：初始开机运行后,随着运行次数的增多,在总运行水量保持不变的情况下,单次运行所需电量呈下降趋势,冷凝水量呈上升趋势,最终系统趋于稳定。随着溶液浓度的变化,系统再生效率存在先增加后降低的趋势,当溶液浓度达到18.5%时出现最佳值,此时再生效率为4.28 kg/(kW·h),再生速率为749 kg/d,再生百分比为14%。该装置将溶液的真空沸腾过程和冷凝过程融合在一起,系统能耗大大降低,具有较好的节能效果。     

新型热源塔溶液再生系统性能优化分析与实验研究

针对热源塔热泵系统冬季运行时存在的溶液稀释问题,提出了一种基于真空沸腾冷凝的新型热源塔溶液再生系统,并构建了相应的实验台。实验测试结果表明:随着溶液浓度的增加,溶液再生速率和再生效率存在先增加后降低的趋势,在乙二醇质量浓度为26%时达到最大;系统真空压力的增加可以极大提高溶液再生效率和再生速率,但其运行可靠性受到影响;进口溶液温度在36℃且电加热出口阀门开启时间为12 s时存在溶液再生效率的最大值。该溶液浓缩装置正常运行时溶液再生效率可达到3.40 kg/(k W·h)以上,溶液再生速率可达到550 kg/d,与传统的溶液再生相比,具有很好的节能性。     

超疏水换热器抑霜/化霜性能的实验研究

超疏水表面可有效抑制结霜,但其在换热器尺度的制备及抑霜/化霜研究较为缺乏,限制了超疏水改性技术在解决空气源热泵结霜问题上的应用。为获取超疏水换热器的抑霜/化霜性能,通过对常规翅片管换热器进行溶液刻蚀和表面氟化,整体化制备了超疏水换热器。搭建了换热器结霜/化霜实验系统,对比研究了亲水、常规和超疏水换热器的结霜与化霜特性。结果表明：在相同实验工况下结霜60 min,超疏水换热器的结霜量比亲水和常规型分别减少了18.0%和38.6%;化霜时,得益于霜层从翅片表面直接剥落,超疏水换热器的化霜时间短、能耗低。     

波纹管内流动与换热的数值模拟研究

利用计算流体力学软件Fluent,采用数值模拟方法究了幅值不同的两种波纹管传热状况,发现幅值为4mm的波纹管的传热状况优于幅值3mm波纹管的传热状况,这是由前者管内湍流强度高于后者所致.同时,回归了两波纹管的换热准则方程,为波纹管的校核计算及工程应用提供依据.     

阳极和阴极流场组合对直接甲醇燃料电池性能的影响

采用蛇形、平行和交指流场分别作为阳极和阴极流场,考察了其对直接甲醇燃料电池(DMFC)性能的影响。结果表明,对于阳极流场,蛇形流场因其更易于排除CO₂气泡而性能最好,而平行和交指流场中则出现了CO₂气泡堵塞流道的现象,影响了甲醇的传输,性能较差。对于阴极流场,平行流场下半部分流道出现了"水淹"现象,影响了氧气的传输,性能较差。蛇形和交指流场均能顺利排除水滴,性能比平行流场的好;交指流场能保证氧气的充足供应,高电流密度时比蛇形流场的电池性能好。蛇形流场作为阳极流场以及交指流场作为阴极流场将是电池性能较好的流场组合形式之一。     

新型热源塔溶液再生系统非稳态特性分析与实验研究

针对热源塔冬季运行时存在的吸湿问题,构建了一种新型热源塔溶液再生系统并对其进行实验测试。考虑到系统在初始运行时需要建立平衡的温度场且系统运行时存在溶液不断变浓的现象,对该溶液再生系统启动时的非稳态特性进行了研究,获取了各运行参数随初始运行次数的变化规律,同时对不同浓度下各运行参数变化规律进行了实验分析。实验结果表明:初始开机运行后,随着运行次数的增多,在总运行水量保持不变的情况下,单次运行所需电量呈下降趋势,冷凝水量呈上升趋势,最终系统趋于稳定。随着溶液浓度的变化,系统再生效率存在先增加后降低的趋势,当溶液浓度达到18.5%时出现最佳值,此时再生效率为4.28 kg/(kW·h),再生速率为749 kg/d,再生百分比为14%。该装置将溶液的真空沸腾过程和冷凝过程融合在一起,系统能耗大大降低,具有较好的节能效果。     

新型热源塔溶液再生系统性能优化分析与实验研究

针对热源塔热泵系统冬季运行时存在的溶液稀释问题,提出了一种基于真空沸腾冷凝的新型热源塔溶液再生系统,并构建了相应的实验台。实验测试结果表明：随着溶液浓度的增加,溶液再生速率和再生效率存在先增加后降低的趋势,在乙二醇质量浓度为26%时达到最大;系统真空压力的增加可以极大提高溶液再生效率和再生速率,但其运行可靠性受到影响;进口溶液温度在36℃且电加热出口阀门开启时间为12 s时存在溶液再生效率的最大值。该溶液浓缩装置正常运行时溶液再生效率可达到3.40 kg/（kW·h）以上,溶液再生速率可达到550 kg/d,与传统的溶液再生相比,具有很好的节能性。     

空气自呼吸式直接甲醇燃料电池的温度特性

对空气自呼吸式(Air-breathing)直接甲醇燃料电池在开路状态下开路电压及电池温度与室温之间温差的变化,以及电流密度和甲醇溶液量对电池电压及温差的影响进行了实验研究。结果表明:放置时间达到30min,电池的各参数(开路电压、阳极温差、阴极温差、甲醇溶液温差)稳定,电池性能基本不变,便可以进行数据采集;为得到更准确的测量结果,可以适当地将放置时间增加到60min。电池温差随电流密度的增大而增大。当电流密度为20 mA/cm2时,温差先升高后降低;当电流密度为50 mA/cm2时,放电时间较短,并未出现温差降低的现象。在同一浓度下,甲醇溶液量越少,温差越高,电池性能越好,可以通过减小甲醇储液腔的容量来提高电池的性能。