基于低频声波的空气温度测量研究

低频声波可以用来实现对空气温度的非侵入式测量。现有的基于低频声波的测温方法精度较低,如何建立有效的声学测温机制从而提高测量精度需要进一步研究。描述了一个基于低频声源和传声器的新型空气温度测量系统,通过测量空气中的声速达到测量空气温度的目的。首先根据温度、湿度、大气压和空气成分与声速的关系提出了一种通过计算空气密度来计算声速的方法。由于空气的湿度、大气压和空气成分也会影响声速,为了提高测温精度,分别从理论上分析了这3个因素对声学测温结果的影响并给出了相应的技术解决方案。为了测量声速,选择宽度为0.1 s的200~1 500 Hz线性扫频信号作为声源信号,通过对上下游两个传声器接收到的扫频信号进行互相关,计算出声波在两个传声器间的传播时间。为了提高声速测量精度,通过参照温度试验获得了不同温度下的声波传播时间并代入校准方程,使用最小二乘法估计出了等效声波路径长度和系统时延。得到这两个参数值后,系统测量出的声速更加接近同温度下的理论声速值。验证试验以K型热电偶测量的温度作为对比,在23.5℃~54.2℃的温度范围内,声学测温的相对误差在3.2%以内,标准差在0.2%以内。     

高效率空气滤清器过滤性能测试分析研究

空气滤清器是保护内燃机、燃气动力设备及空气压缩设备正常工作的必要进气处理设备,随着对进气空气洁净度要求的提高,原有的空气滤清器过滤性能测试方法已经不适用于评价高效率空气滤清器的过滤性能.分析了计重法测量空气滤清器过滤效率的局限性,并介绍了采用分粒径计数法测量过滤器效率的相关方法.通过对比分析不同测试方法的测试结果,提出采用计重效率和分粒径计数效率结合的测试方法来对高效率空气滤清器的过滤效率进行评价,以获得对其过滤性能全面而客观的了解.     

面向激光追踪测量系统的空气折射率补偿方法研究

针对激光追踪测量系统中由空气折射率变化引起的波长变化问题,对适用于激光追踪测量系统的空气折射率方法进行了研究,提出了一种基于经验公式的空气折射率补偿系统。利用该补偿系统的硬件电路,对环境参数进行了采集,并通过UART协议对数据进行了传输;编写了面向激光追踪测量系统的空气折射率补偿软件,实现了对空气折射率的测量和补偿;使用迈克尔逊干涉仪测量了空气折射率,并与本系统测量结果进行了对比,同时对该系统进行了不确定度分析。研究结果表明:空气折射率补偿系统可以实现对空气折射率的实时测量、显示和补偿,克服了使用空气折射率计直接测量存在的装置复杂、不易操作的缺点,以及双色干涉法需要重新搭建光路的缺点,更适用于解决激光追踪测量系统的空气折射率补偿问题。     

空气流量计温度流量耦合效应的补偿算法

恒温差工作热膜式空气流量计采用衬底集成电阻检测环境温度,并抑制流量信号的温度漂移。但是加热丝的热扩散使得检测到的环境温度偏高,导致空气流量计存在着温度流量耦合效应。空气流量输出信号随环境温度变化,环境温度检测电阻的输出信号随空气流量变化而变化,致使测量存在较大的误差。因此针对空气流量计的温度流量耦合特性,利用多元线性回归方程分别对环境温度检测电阻以及空气流量的输出信号进行补偿,进而采用决定系数评估多元线性回归模型对空气流量计温度流量耦合效应进行补偿。测试结果表明补偿后空气流量温漂、环境温度检测误差分别减小到1.5%和2%以内。     

典型金属蒙皮结构空气舵力热联合试验技术研究

本文重点介绍了典型金属蒙皮结构空气舵力热联合试验技术的研究,包括空气舵气动载荷和温度载荷的试验模拟方法以及测量传感器的布置方式,开展了空气舵力热联合验证试验,分析了试验结果的有效性和合理性。结果表明,这种力热联合试验技术能够准确模拟空气舵在高速飞行时的受热和承载情况。     

太阳能-空气双热源复合热泵系统性能研究

太阳能-空气双热源复合热泵技术能有效解决空气源热泵室外温度低时蒸发器易结霜、系统性能降低的缺点。本文在课题组前期研究的基础上,针对一种新型的太阳能-空气双热源复合热泵系统,采用分布参数法建立了系统的数学模型。利用数学模拟的方法对单一空气源热泵系统和太阳能-空气双热源复合热泵系统在三种不同工况下的制热量和COP进行了模拟,并对模拟结果进行了对比分析。     

稀释比和稀释空气温度对颗粒测量结果的影响研究

本文对两台柴油机颗粒排放中碳烟比重进行了分析,并研究了稀释空气温度和稀释比对不同碳烟比重的颗粒排放测量结果的影响。试验证明,颗粒测量结果随着稀释空气温度的降低、稀释比的增加而变大;颗粒排放中碳烟比例越小,称重测量结果越容易受到稀释比和稀释空气温度的影响。     

热泵空气侧制热量测量方法的探讨

介绍了一种新的测量热泵制热量的方法－比率法,并和常用的两种方法进行了比较和讨论,并根据空气侧制热量的实际测量,在误差分析的基础上得出了结论。     

超精密空气静压主轴径向回转误差的测试研究

对超精密空气静压主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理进行了深入分析,指出了消除偏心时的一些误区,并提出了合适的偏心消除方法,设计了偏心调整装置,可使偏心调整到1 μm以下;采用两点法对圆度误差和回转误差进行分离,并用该方法直接测量圆度仪主轴的回转误差,得到了很好的效果,验证了测量原理.     

航空发动机空气流量测量与计算方法研究

空气流量是航空发动机重要的控制参数,利用进气道测量耙获得发动机空气流量是目前国内外常用的方法之一.本文首先对进气道测量耙系统进行了分析和研究,建立了发动机空气流量与附面层位移厚度的数学模型及空气流量的误差数学模型;然后对空气流量测量误差的主要来源进行了分析研究;最后,在某型发动机的飞行试验中运用了本文的测量与计算方法.试验结果表明:本文提出的航空发动机空气流量测量与计算方法能较准确地获得空气流量值,具有很好的工程应用前景.     

铝泡沫填充在内管的套管换热器内的流动和传热特性研究

对空气流经铝泡沫填充方形套管换热器内管的流动和传热进行了试验研究,通过数值模拟对其内部的压力场、速度场和温度场进行了描述,并和传统的套管式换热器进行了比较。结果表明：试验结果与数值模拟结果符合较好。热流量和压降都随孔密度或者流速的增大而增大。填充铝泡沫后强化传热明显,虽然压降也大于空管,但通过对换热器压降和传热性能的综合分析,得出填充铝泡沫后换热器的综合性能比不填充泡沫金属的普通套管换热器更好。     

A new method for field test of the heating capacity of air source heat pumps

The operation performance measurement of the air source heat pumps in the field, in which conditions are complicated and the accuracy could not be ensured, is very crucial for its performance evaluation and improvement. In this investigation, a novel method for measuring the heating capacity of the air source heat pump is established. An auxiliary electric heater is installed along the pipeline between the compressor and the condenser, and the refrigerant temperature difference caused by the heater is gathered to calculate the refrigerant mass flow rate based on the energy conservation. The heating capacity is calculated with the measured data of the refrigerant enthalpy at the inlet and outlet of the condenser and the refrigerant mass flow rate of the compressor discharge pipe. The validation results in laboratory tests show that the measured heating capacity accuracy is within 9.2%. It is also found that the impact of the novel test method on the heating capacity of the air source heat pumps is below 1.7%, and the power consumption of the tested units is increasing of within 1.8% compared with it when the electric heater is off. The refrigerant enthalpy difference method with an electric heater presented in this research can be applied to measure the heating capacity of different air source heat pump air heaters accurately in the field, which will be much helpful to improve the performance for cleaning heating in northern China.     

空调性能试验装置用热管空气热回收器的数值模拟

采用CFD方法对热管空气热回收器进行了数值模拟研究,分析了其冷凝段和蒸发段空气侧的温度场和速度场。模拟了不同管排组合方式、不同室内外温差及不同风量对热管空气热回收器换热性能的影响。结果表明,1对1管排组合的总换热量最大,2对2管排组合其次,4对4管排组合最小;并发现模拟结果与试验结果误差在5%以内,验证了所建模型的合理性。模拟结果为实际工程应用提供数据支持。     

闭式冷却塔空冷传热性能的试验研究及优化运行

搭建了扭曲管闭式冷却塔的换热实验平台,在空冷模式下通过测试在不同风机频率以及风机频率固定时不同的管内流体进口温度、空气干球温度情况下闭塔的传热性能、流动阻力和能耗,得到了风机频率、管程体积流量以及管程进口温度、环境温度对综合传热性能和空冷传热量的影响,进而得出优化闭塔空冷换热的方式,并推导出在不同的季节温度下最合理的运行方式。同时本试验拟合了风机频率和风机功率等与迎面风速的试验关联式以及空冷管外空气的传热系数试验关联式,对扭曲管式闭式冷却塔的优化设计有一定的指导作用。     

Experimental study of ventilation performance of a novel integral-type air conditioner with heat recovery using R290

The leaking safety of air conditioner using R290 has been a research hotspot in recent years, one method to lower the risk of explosion after leakage is utilizing ventilation. For fresh air conditioner, it's common to use thermal anemometry and differential pressure flowmeters to measure ventilation flow rate. However, there is non-negligible error especially under low air volume flow rate conditions. In this paper, a novel integral-type air conditioner with heat recovery using R290 is proposed. And the relevant influencing parameters are analyzed and experimentally studied. The results show that tracer gas method is an effective way to measure ventilation flow rate, and the novel integral-type air conditioner can meet the needs of the ventilation standards. The air volume flow rates of indoor unit fan and outdoor unit fan are dominant factors affecting ventilation flow rate. The outlet area of exhaust air duct is more sensitive than the inlet area of fresh air duct in exerting influence on ventilation flow rate, while the indoor temperature has a mild impact on ventilation flow rate.     

复合热源热泵型空调的理论研究

提出了一种空气/水复合热源热泵型空调器,冬夏使用中在采用空气作为热源同时可以回收利用家庭废水的低品位热能。运用热力学原理研究了夏季在不同新风比、不同室内温度时机组制冷系数随冷凝水回收后温度变化而变化情况;分析了机组冬季制热回收废水缓解室外换热器结霜的机理,研究了采用R22和R407C工质时回气温度和蒸发压力随回收废水量和出水温度的变化。结果表明,采用空气/水作为热泵型空调器的复合热源,能够提高机组夏季制冷循环的制冷系数,冬季制热时有利于延缓室外换热器结霜、改善冬季制热性能。     

微型风扇出口速度分布及其对散热的影响

对两种不同型号微型风扇出口速度进行了测量,并对这两种型号风扇出口速度分布进行了比较。在此基础上,对散热器散热量进行了计算,得到了散热器出口的空气温度分布,并比较了采用两种微型风扇时散热器的散热量,以及相同空气流量、不同空气入口速度分布条件下散热器的散热量。计算结果表明,在相同空气流量条件下,均匀的速度分布有助于提高散热器的散热量。     

采用微通道蒸发器的分离式热管空调传热性能的试验研究

设计了一套采用微通道换热器作为蒸发器的分离式热管空调,并试验研究了充液率、室内外温差和风机风量等因素对其传热性能的影响。试验结果表明:充液率过大过小均会影响系统的传热性能,其最佳充液率为120%左右;室内外温差越大分离式热管空调传热效果越好,空调传热量在室内外温差为20℃时比室内外温差为8℃时增加了228%;当风机风量低于2000m3/h时,传热量和EER随着风量的增加而增大,当风机风量超过2000m3/h时,增加风量对传热量的影响减小,而EER开始呈现下降趋势。     

三分仓回转式空气预热器泄漏和传热耦合计算

回转式预热器的气体泄漏发生在多个部位,由大空间之间的小孔流动、携带泄漏、质量和能量守恒组成的非线性方程组描述,泄漏模型确定的流过传热元件的气体流量是传热计算的基础;回转预热器的热量传递包括携带迁移和对流换热两个过程,传热模型确定的气体出口温度是泄漏计算的必要数据;采用考虑轴向导热的二维的偏微分方程描述三分仓回转式预热器的热量传递,该方程与泄漏模型的多维非线性方程构成泄漏和传热耦合模型,给出耦合模型的求解方法,它提供更为精细的回转式预热器设计计算方法。对一台实际运行的三分仓回转式预热器不同密封间隙下的性能进行模拟,并将理论计算值和实际测量数据进行对比,结果表明,模型有较好的精度;径向和轴向泄漏会降低锅炉排烟温度,使预热器漏风率增大;旁路漏风会引起锅炉排烟温度增加,但对预热器漏风影响很小;预热器不同部位的泄漏对漏风率和锅炉排烟温度有不同影响。     

排尘孔涡轮冷却叶片叶顶流动与传热研究

涡轮叶片叶顶排尘孔用于清除冷气中掺杂的尘粒,以保证气膜孔和冲击孔的可靠工作,但排尘孔射流引起叶顶流动和传热问题。采用参数化方法建立有、无排尘孔涡轮冷却叶片几何模型,基于包含叶片主体、主燃气通道和三腔回流式内冷却通道的全局模型,采用流热耦合数值分析,开展排尘孔对涡轮冷却叶片叶顶流动与传热问题的初步研究。研究结果表明,对比有、无排尘孔叶片,排尘孔射流可降低叶顶平均温度约25 K;冷却通道对流换热作用和叶顶排尘孔射流可使叶顶平面降温400～600 K,冷却效果与冷却通道冷气流量和尘孔结构在叶顶位置相关;排尘孔叶顶射流对叶顶间隙高温燃气泄漏具有阻碍作用,可以提高叶片总压恢复系数约0.5%～1.5%,随着冷气流量的增大,这种作用增强;尘孔结构设计应兼顾射流对叶顶流动与传热的共同影响。