通道式微混合器的设计及性能

利用计算流体力学和数字图像处理技术,研究"Y"型通道式微混合器的结构及混合性能,分析了混合器结构尺寸和流动条件对混合过程的影响.数值模拟结果表明,在混合通道入口夹角为60°、通道宽度为200μm、注入速度为0.02 m/s的流动条件下,可以取得比较满意的混合效果.利用数值模拟对比了扭曲通道混合器、导流块和直通道结构对混合过程的影响,结果表明使用导流块可以显著提高混合效果.依照模拟计算结果,设计并用MEMS工艺制作了双侧壁有内肋块的通道式微混合器,并进行了流体混合实验,观测了混合过程.拍摄混合实验图像,对比标准浓度-图像灰度关系曲线后识别出拍摄点混合指数.识别计算的结果也证实了所设计混合器性能上的优越性.最后对实验结果误差进行了分析,说明了误差来源并给出了相应的改进措施.     

流程布置对风冷冷凝器换热性能影响的试验研究

对换热面积相同而流程不同的风冷冷凝器进行试验及分析,结果表明：可以通过选择合理的管路排列方式、分路数及流程长度等提高冷凝器的换热效率。     

微通道冷凝器空气侧性能的实验研究

对13个微通道冷凝器空气侧性能进行实验研究,分析空气侧换热系数和压降与迎面空气流速、翅片片距、百叶窗翅片开窗数、扁管宽度及扁管高度之间的关系,并将实验值与3个不同的百叶窗翅片换热及压降关联式的预测值进行比较。结果表明：翅片片距和扁管宽度对空气侧性能影响较大,3个关联式中Kim—Bullard关联式预测偏差相对最小,换热系数的预测偏差在0～-30％以内,摩擦系数的偏差在±20％偏差范围内。最后基于已有实验数据,对KimBullard关联式进行重新拟合。     

小通道钎焊板式冷凝器性能仿真与实验研究

本文针对当量直径为1.5 mm的小通道钎焊板式冷凝器的换热和压降特性进行了仿真和实验研究。采用有限体积法建立了一维稳态分布参数模型,对R134a和R1234yf两种制冷剂在板间冷凝换热的性能进行仿真模拟,并对模型进行了实验验证。实验结果表明:本文所建立的仿真模型精度较高,换热性能平均误差为4%,压降平均误差为16%,可用于分析换热器的整体性能。最后用此模型仿真对比了R134a和R1234yf在小通道钎焊板式换热器内的冷凝换热特性,结果显示,在相同工况下,用R1234yf替代R134a,传热系数平均下降9%,压降平均下降8%。     

多管程布置微通道分液冷凝器的热力性能

分液式微通道冷凝器(LSMC)是一种新型的微通道平行流冷凝器。本文通过理论计算并实验验证了不同管程布置方案LSMC的管内换热系数和压力降,并采用惩罚因子(PF)对其综合性能进行评价。结果表明:管程数(NP)和每管程换热管数(TNPP)对平行流冷凝器的热力性能都有明显影响。在完全分液效果下,优化的4、5管程LSMC的换热系数分别比3管程LSMC提高了5.7%和13.8%,而4、5管程LSMC的压降也分别比3管程LSMC增大超过23.5%和138.7%。与此比较,LSMC的传热系数和压降在不同TNPP的变化较小,说明优化区间内管程数比每管程换热管数对LSMC单一的热力性能影响更大。此外,实现完全分液的LSMC比部分分液的LSMC热力综合性能好。与实验值比较,LSMC理论传热系数和压降的最大偏差分别为25.6%和20.8%。     

φ7管风冷冷凝器翅片密度对整机性能影响的实验研究

通过实验,测试两器均采用φ7管径换热管的风冷冷风型单元机在不同冷凝器翅片密度情况下整机的制冷量及能效比值。根据实验测试数据,可直观评估冷凝器翅片密度的调整对整机性能的影响程度,为使用φ7管换热器的机型的全面开发提供重要的参数依据。     

采用微通道冷凝器的商用空调系统性能的实验研究

本研究针对商用空调系统中采用平行流微通道冷凝器替代传统管片式冷凝器进行了实验研究,实验样件中的两种冷凝器迎风面积相等,微通道冷凝器芯体厚度比管片式冷凝器减少73%。实验结果表明:在3种标准制冷工况下,采用微通道冷凝器替代管片式冷凝器其空调系统制冷量相差不大,系统COP平均提高了2.45%,系统充注量由5 kg降为2.5 kg,材料成本减少38.5%。因此微通道冷凝器替代铜管铝翅片式冷凝器用于商用空调系统具有良好的研究价值和广泛的应用前景。     

微通道冷凝器的回路设计及其对机组性能的影响

介绍微通道冷凝器用于商用空调的优点、设计难点及技术要点,总结通道回路设计的原理和方法,通过模拟预测回路设计对机组性能的影响,并通过试验验证模拟结果。     

R134a单元式风冷冷风机组冷凝器设计

单元式风冷冷风空调机组普遍采用波纹翅片管冷凝器。对冷凝器进行设计的关键是确定制冷工质在铜管内的冷凝换热系数及空气在翅片侧的表面换热系数，同时也需要考虑空气流过冷凝器的压降，以便选择风机。采用数学模型及换热关联式计算相关参数，在此基础上对R134a单元式风冷冷风空调机组的冷凝器进行设计。     

R290微通道冷凝器性能优化及其充注量分析

采用仿真方法,以R290家用空调器用微通道冷凝器为研究对象,比较不同流路布置方案对冷凝器性能的影响,并对外形尺寸相同的微通道冷凝器与翅片管冷凝器充注比进行对比。结果表明：流程布置及各流程扁管分配对微通道冷凝器性能有较大影响,存在较优的流程数及流程扁管数;R290微通道冷凝器充注比与Ф5mm单排冷凝器充注比水平相当,经进一步结构优化后,微通道冷凝器将比小管径换热器在降低冷凝器充注比和材料成本方面具有更大的潜力和优势。     

冷凝器冷却水通道声传递特性

为阐明冷凝器冷却水通道的声传递特性、提高循环水系统声学设计能力,将换热方程和一维平面波方程耦合,推导得到换热管内冷却水声传递矩阵,针对冷凝器几何结构建立总传递矩阵并求解得到其冷却水通道声传递损失。建立试验系统验证了冷凝器冷却水管路声传递损失计算结果。根据换热管双向流固耦合分析计算结果,管外蒸汽绕流对换热管内冷却水脉动压力的影响可以忽略,冷凝器进出口管内水声和管壁振动测试结果也表明,该系统内冷却水脉动和管壁振动耦合紧密,管内流体脉动是管壁振动的主要激励源。研究结果还表明,通过调整冷凝器冷却水通道结构参数可以调节冷却水声传递损失。     

基于微通道冷凝器的无霜风冷冰箱系统性能提升

随着《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》（GB 12021.2—2015）的实施,本文将微通道换热器(MPE)引入无霜风冷冰箱,采用由部件单体到系统整体的技术路线,实验研究了无霜风冷冰箱系统中对21种不同类型的微通道冷凝器样件,并与原机冷凝器进行了单体性能对比测试。结果表明：最优样件的换热性能提升13%,其空气侧压降为原机的28%,制冷剂侧压降为原机的54%。将最优样件引入冰箱系统并优化了系统的充注量,按照新标准GB/T8059的要求对新系统进行了标准耗电量测试,结果表明：当测试工况为25 ℃时,系统耗电量较原系统下降了2.8%,新国标系统折算耗电量较原机下降了2.6%,达到了新国标1级的要求。     

采用微通道冷凝器的无霜风冷冰箱系统性能提升

随着《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》(GB 12021.2—2015)的实施,本文将微通道换热器(MPE)引入无霜风冷冰箱,采用由部件单体到系统整体的技术路线,实验研究了无霜风冷冰箱系统中的4种典型的微通道冷凝器样件,并与原机冷凝器进行了单体性能对比测试。结果表明:最优样件的换热性能提升13%,其空气侧压降为原机的28%,制冷剂侧压降为原机的54%。将最优样件引入冰箱系统并优化了系统的充注量,按照新标准GB/T8059—2016的要求对新系统进行了标准耗电量测试,结果表明:当测试工况为25℃时,系统耗电量较原系统下降了2.8%,新国标系统折算耗电量较原机下降了2.6%,达到了新国标1级的要求。     

集成式微通道换热器研究与开发

介绍一种用于液体与制冷工质进行热交换的集成式微通道换热器。经测试,该换热器在满足压力损失限制和耐压性能的条件下,其强制对流换热系数达到5000～10000W／（m^2·K）,紧凑度大于1000m^2／m^3。该换热器具有广阔的应用前景和市场需求,用精密微细光蚀刻加工、材料表面处理以及精密固体原子扩散结合等生产技术可以实现大批量制造。     

芯片水冷式微通道散热器的优化设计

随着电子芯片的高度集成化,散热问题日益凸显,芯片微通道水冷技术以其优越的散热性能被广泛应用。然而由于水冷散热器体积小,流体在散热器内流动形式复杂,使得散热器的设计加工和性能测试在常规条件下存在一定的局限性。本文对影响散热器性能的2个主要因素——冷却水进出口方式和微通道的结构参数进行分析,运用ANSYS软件进行模拟与设计优化,得到散热器的最优结构参数,为微通道水冷散热器的优化设计提供理论依据。     

整体翅片式微通道换热器的数值模拟

采用CFD数值模拟的方法,对整体翅片式微通道换热器空气侧的流动与传热特性进行研究,用场协同的原理分析翅片参数(长度、高度、间距)对换热器性能的影响,并与传统微通道换热器空气侧性能进行对比。结果表明:在考查的翅片尺寸范围内,随着翅片长度的缩短、高度的增加、间距的减小,温度场和速度场的协同性随之改善,有利于换热效果的提高;与传统的微通道换热器相比,整体翅片式微通道换热器空气侧换热性能变差,但是阻力大大降低,总体性能有所改善。     

蒸发式冷凝器的热力计算

把管内放热按过热段、冷凝段和液体过冷段考虑而建立起的蒸发式冷凝器热力计算的数学模型,经实验验证,理论计算与实验结果基本吻合。若把整个冷凝器的管内放热全部按冷凝段处理,则其计算结果与际情况将有较大的偏离。     

D型集流管式微通道气冷器流量分配性能数值模拟

提出了一种D型集流管式微通道气冷器,采用CFD方法对其进行模拟研究,并比较分析了D型集流管、双圆筒集流管以及单圆筒集流管对微通道气冷器的流量分配性能的影响,同时还研究了D型集流管当量直径、CO2进口质量流量、CO2进口压力等参数对微通道气冷器流量分配性能的影响。设计制作了微通道冷模实验装置,对每排微通道内的体积流量进行测量,将实验测量结果与数值模拟计算结果进行对比。结果表明,实验测量结果与数值模拟计算结果变化趋势基本一致,两者相对误差最大为10.1%,由此验证了数值模拟计算的可靠性。     

基于稳态分布参数模型的管翅式冷凝器的仿真计算

采用稳态分布参数建模方法,为目前空调系统中较为常用的铜管铝翅片热交换器建立了冷凝工况时的仿真计算模型;介绍了一系列基于单个计算单元的能量传递公式;以实例计算结果为例,与试验结果进行比较,误差范围在±5％以内,基本可以满足设计精度的要求。