热端管直径对涡流管内部场分布的影响

本文以理想二氧化碳气体为工质,采用Standard k-ε湍流模型,对涡流管能量分离效应进行数值模拟,分析了管内流体速度、温度、压力的分布。在此基础上,探究了进口温度为298.15 K、进口压力为6.5 MPa、冷流率为0.1时,热端管直径对涡流管内速度场、温度场、压力场分布以及能量分离性能的影响。模拟结果表明:热端管直径D在4.0~6.0 mm范围内变化时,随着热端管直径的增大内旋流的轴向、径向空间增大、切向速度逐渐减小、冷热流分界的轴向距离逐渐增大、径向上的压降逐渐减小,并且热端管直径在D=5.0 mm时达到最佳的冷热平衡。     

冷孔板孔径及进口压力对涡流管性能影响的实验研究北大核心CSCD

针对涡流管大量应用于制冷系统中,对涡流管的各项参数进行研究,寻求最佳制冷工况及参数。本文自行设计涡流管实验样机,搭建开式的涡流管实验台,以CO2为工质,在不同的进口压力(0.2~0.6 MPa)、不同的冷流率(0.2~0.9)工况下研究了5种冷孔板孔径(1.5~3.5 mm)的涡流管性能,分析冷孔板孔径对涡流管性能的影响情况。研究表明:制冷、制热效应均在0.4MPa达到峰值后出现下降,在冷孔板孔径为2.5 mm时获得最佳制冷效应29.3℃、制热温度效应37.9℃,且获得最佳制冷量及制冷性能。     

冷孔板孔径及进口压力对涡流管性能影响的实验研究北大核心CSCD

针对涡流管大量应用于制冷系统中,对涡流管的各项参数进行研究,寻求最佳制冷工况及参数。本文自行设计涡流管实验样机,搭建开式的涡流管实验台,以CO2为工质,在不同的进口压力(0.2~0.6 MPa)、不同的冷流率(0.2~0.9)工况下研究了5种冷孔板孔径(1.5~3.5 mm)的涡流管性能,分析冷孔板孔径对涡流管性能的影响情况。研究表明:制冷、制热效应均在0.4MPa达到峰值后出现下降,在冷孔板孔径为2.5 mm时获得最佳制冷效应29.3℃、制热温度效应37.9℃,且获得最佳制冷量及制冷性能。     

三维数值模拟冷孔板孔径对涡流管能量分离特性的影响

以理想CO₂气体为工质, 采用Standard k-ε湍流模型对涡流管冷热分离效应进行数值模拟。通过分析管内工质流动状态和温度、压力的分布, 发现:CO₂气体在内层强制涡区与外层自由涡区不断的进行热质交换, 促进涡流管发生能量分离。在此基础上, 探究进口温度为298.15 K、进口压力为6.5 MPa, 冷流比在0.3~0.9范围变化时, 冷孔板孔径对涡流管制冷制热性能的影响, 模拟结果发现:冷孔板孔径在1.7~2.62 mm范围内变化时, 随着冷孔板孔径的增大, 涡流管的制冷效应和制热效应逐渐增大, 且当冷孔板孔径为2.62 mm时, 涡流管获得最大总温差36.83 K。     

冷孔板角对涡流管能量分离性能的影响北大核心CSCD

为研究不同冷孔板角结构涡流管的温度分离特性,从而提高涡流管的天然气井口节流控温效果,本文选用标准k-ε湍流模型建立了以高压甲烷为工质的涡流管能量分离数值模型。结果表明:随着冷孔板角的增大,涡流管内不同轴向位置处的静温和总温先减小再有所回升;流体在涡流管中心和外侧分别呈现强制涡和自由涡的流动形式,切向速度与轴向速度在壁面附近出现峰值;制冷效应与冷孔板角度正相关,而制热效应与冷孔板角呈现负相关规律。     

模拟研究热端管直径对涡流管性能的影响

借助Fluent模拟研究涡流管内二氧化碳气体的温度分离现象,结果发现:涡流室是涡流管发生温度分离的关键场所。并在此基础上,探究进口流量0.0166 kg/s,温度398.15 K的二氧化碳气体,在冷流比0.1~0.9,热端管直径4.0~6.0 mm条件下对涡流管性能的影响,结果发现:冷流比为0.7时,热端管径为4.5 mm的涡流管获得最大温差28.1 K,冷流比为0.6时,热端管直径为4.5 mm的涡流管获得最大制冷量87.37 W,其COP则为9.78%。     

热端管长度对涡流管性能影响的实验研究

研制了不同热端管长度的涡流管,并以空气作为工作介质,通过实验研究了热端管长度对涡流管能量分离性能的影响.实验结果表明:对于常温涡流管,在入口压力为0.5MPa的情况下,相同冷流率时,随着热端管长度的增加,涡流管的制冷温度效应、单位制冷量和制冷系数增加,而其制热温度效应无显著的规律;对同一热端管长的涡流管,随着冷流率的增加,涡流管的制冷温度效应、单位制冷量和制冷系数增加,且在冷流率为40%～50%时出现峰值,而制热温度效应随冷流率的增加而增加,在冷流率范围内未出现峰值.     

热端管长度对涡流管性能影响的试验研究

涡流管具有结构简单、无运动部件、价格低廉、可靠性高等优点,但管内发生的能量转换却极为复杂。本文以压缩空气为工作介质,对涡流管能量分离特性进行试验研究,获得涡流管制冷、制热效应随热端管长度、冷端流率之间的关系。研究结果表明,热端管长度越长,六流道喷嘴涡流管的制冷、制热效应越好,获得最大制冷效应时的冷端流率越大。     

热端管长度对涡流管性能影响的实验研究

研究了不同热端管长度情况下涡流管的能量分离性能.实验中,采用纯度为99.99％二氧化碳为工质,进口压力为0.4 MPa.实验发现,在相同进口压力下,随着热端管长度的增加,涡流管制冷效应呈现先增大后减小的趋势,热端管长度为125 mm时具有最佳制冷温度效应,制热效应逐渐增大.同一管长时,轴向Z=12.5-50 mm壁温变...     

整流器对涡流管能量分离性能影响的研究

设计加工了不同叶片角度的导流叶片形涡流管整流器。搭建了涡流管性能研究实验台。对整流器及其叶片角度对涡流管能量分离性能的影响,整流器对涡流管的长径比的影响进行了实验研究,并将白行设计加工的带有上述整流器的涡流管与ARTX公司生产的同类型涡流管进行了对比实验。实验结果表明：在涡流管末端加装上述整流器后,在冷流率为50％～80％时,涡流管的单位制冷量比不装整流器的涡流管提高了12％～44％;在实验研究的角度范围内,冷流率小于70％时,整流器叶片角度越大,制冷效果越好;加装整流器后,将涡流管的长径比由10．8降低到4．6,并且保持制冷效应不变;上述带整流器的涡流管在冷流率大于60％时,其制冷效应好于ARTX公司的同类型涡流管。     

冷端孔径对涡流管性能影响的实验研究

本文搭建了涡流管性能实验台,研究了不同冷端孔口直径的涡流管实验样机的性能。当进口压力为0.3~0.5 MPa时,分析了冷端孔径对冷端温降特性、制冷量特性、等熵温度效率特性及COP特性的影响。结果表明:冷端孔口直径对涡流管性能有很大影响,存在一个使涡流管冷端温降及制冷量均达到最大值的最佳冷端孔口直径,在本文设计的涡流管几何尺寸条件下,最佳冷端孔口直径为5 mm,最佳冷端孔口直径与热端直径比为0.5。     

涡流管热冷出口压力比对其性能的影响研究

采用Fluent数值模拟的方法,以R41、R23、R32、R290、R1234yf、R134a为工质对涡流管进行三维数值模拟,得出不同工质涡流管制冷效应、制热效应以及分离效应随热冷出口压力比的变化规律,并以R41为工质分析不同流道数目涡流管性能随热冷出口压力比的变化规律。模拟结果表明:R41的制冷、制热以及分离效应最好,最大分离效应可达5 K左右;不同工质涡流管制热效应以及分离效应随热冷出口压力比的增大而增大,制冷效应随热冷出口压力比的增大而减小;不同热冷出口压力比条件下,随着喷嘴流道数的增加涡流管制冷效应逐渐降低而制热效应逐渐升高。     

涡流管的应用

涡流管具有结构简单、价格低廉、没有运动部件、可靠性高等特点,在很多特殊方面都得到了应用.分别介绍了涡流管的冷效应和分离效应的应用,并提出了在某些领域应用的设想.     

涡流管能量分离特性的实验研究

选用空气作为工质,探讨了进口压力和冷流比对涡流管能量分离性能的影响。实验结果表明:随进口压力的增大,涡流管的温度分离效应随之增强,但增幅逐步趋于平缓。冷流比约为0.37时可获得最佳制冷效应,冷流比约为0.65时获得最佳制热效应。此外,还分析了温度滞止点与温度分离点随进口压力及冷流比的变化规律及其内在机理。     

涡流管冷热分离效果影响因素的探究

涡流管作为一种体积小巧、结构简单的能量分离装置,可用于制冷和制热。为了探究涡流管冷热分离效果的影响因素以及分离效果最佳的涡流管参数,通过大量实验对相关问题进行了研究,研究结果表明涡流管冷端出口为3mm-7mm时,5mm冷端出口分离效果最好;数量为6的收敛型喷嘴比普通型喷嘴分离效果更好;涡流管长径比在12.5-50时,长径比为25时分离效果最好;不同冷端出口直径情况下,进气压力与分离效果成正比。     

进气温度与压力对锥形涡流管性能的影响

以氮气为工质,对锥形涡流管能量分离特性进行了实验研究,结果表明入口气流温度对锥形涡流管的工作性能影响较小.进气压力越高,能量分离性能越强,不同压力下都在冷气流率约0.2时,可得到最大制冷效应和制冷效率,冷气流率约为0.5时,可获得最大制热效应.升高压力可提高锥形涡流管的能量分离性能,但提高幅度逐渐减小,当压力升高到一定...     

六流道喷嘴涡流管能量分离特性的研究

涡流管具有结构简单、无运动部件、价格低廉、可靠性高等优点,但管内发生的能量转换却极为复杂。以压缩空气为工作介质,对涡流管能量分离特性进行了实验研究,获得了涡流管制冷、制热效应随入口压力、冷端流率之间的关系,研究结果表明,进口压力越高,六流道喷嘴涡流管的制冷、制热效应越好,但获得最大制冷、制热效应时的冷端流率均有减小的趋势。     

涡流管研究的进展与评述

对涡流管的发展作了较为详细的回顾。指出了涡流管研究的前景和重要意义,综述了涡流管的理论研究、实验研究和应用研究的进展,并对已有的研究成果进行了一定的评价。     

工业机柜涡流管制冷装置性能试验研究

介绍了工业机柜涡流管制冷装置试验台;对实验结果进行了分析,分析表明,涡流管的入口温度越低,其制冷性能越好,制热性能越差,对涡流管的分离效应影响不大;涡流管的入口压力越高,涡流管表现出更好的制冷性能、制冷效应、制热性能和制热效应,其分离效应也增强;热阀开度K=1时,涡流管有最好的制冷性能和制冷效应;热阀开度K=2时,涡流管有最好的制热性能和制热效应;热阀开度K=1和K=2时都有较高的分离效应.     

基于Fluent的涡流管数值模拟与结构优化研究

以Fluent数值模拟为基础, 理想二氧化碳气体为工质, 采用5因素5水平的正交分析法, 模拟研究了各结构参数对涡流管制冷性能的影响。结果发现:当冷流比为0.4时, 热端管径为4.32 mm、喷嘴流道数目为2、冷孔板直径2.39 mm、涡流管长103 mm、调节阀出口面积5 mm²的涡流管, 获得最大制冷效应13.53 K。