以制冷剂R22为工质的地板辐射采暖模拟与优化

以空气源热泵为热源,直接用R22作为工质进行地板辐射采暖.在实验验证数值模拟可靠性的基础上,运用ANSYS软件分别对地板表面材料(瓷砖、木地板、毛毯),管间距(100-300 mm),填充层厚度(25-50 mm)影响地板表面温度均匀性和散热量进行模拟.结果表明:地面装饰层的材料对地板温度的均匀性和地板表面的散热量有着重要的影响;随着管间距的增大,地板表面温度和散热量分布更加不均匀;而填充层的厚度对地板表面的温度和散热量影响较小.     

LNG绕管式换热器壳程两相降膜换热的数值模拟

随着LNG的发展与应用,对绕管式换热器的需求越来越大,而绕管式换热器换热性能的优劣将严重影响着液化工艺的水平。建立了绕管式换热器壳侧两相对流换热模型,利用FLUENT软件模拟分析了不同结构参数对换热器换热性能的影响。研究发现,换热器壳侧换热系数随质量流量的增大而增大,随缠绕角和换热管间距的增大而减小,随换热管管径的增大而增大。     

水蓄能床与相变蓄能床的性能对比及模拟优化

针对传统供暖方式污染环境、不节能、不安全等弊端,设计了一种新型蓄能床,蓄能介质为高比热的水和拥有潜热的相变材料.通过供水温度35℃、40℃和45℃3组实验测量的床面温度和散热量,来比较水蓄能床和相变蓄能床的热工性能.结果表明:40℃为最佳供水温度,该温度下水储能和相变储能的床面平均温度分别为35.3℃和32.9℃,均在人体可适应温度29~37℃范围内,但结合人体舒适温度为30~35℃的特点相变储能明显优于水储能.随供水温度的提高,床面升温速度加快,相变床升温变化更显著.白天水蓄能的床面温度比相变蓄能高2℃左右,但睡眠阶段相变蓄能热稳定更好.床面散热量两者相差不多,但夜间相变床存在恒温放热阶段.此外,通过模拟相变材料的加热融化过程,分析了管径、供热温度、管间距和相变材料导热系数对融化速率的影响,结果表明:以上4种因素对融化速率均有不同程度影响,减小管间距和增大导热系数可有效增大融化速率.     

温度与应变率对Cu70 Zn30孪晶变形的影响

为了研究孪晶变形过程中孪晶间距与孪晶片层厚度随温度与应变率变化情况,建立一个关于Cu70 Zn30的流动应力本构方程,其中流动应力分为短程应力与长程应力,短程应力用Johnson Cook模型描述,长程应力采用幂次强化法则,运用Matlab软件模拟了Cu70 Zn30在不同温度与不同应变率的条件下的孪晶变形,得出了孪晶变形过程中孪晶间距与孪晶片层厚度在不同条件下的演化曲线,通过对比实验结果,证实了低温与高应变率均能促进孪晶变形,其效果随着温度的降低与应变率的升高而增强;相对于应变率的影响,温度的降低更能促使孪晶的生长,孪晶间距的大小与孪晶片层的厚度随着温度的降低与应变率的升高而减小.     

半导体环形激光器的输出耦合及阈值增益分析

通过三维光波导的模式耦合理论分析了环形激光器与直波导的耦合系数,运用耦合系数的解析表达式结合半导体激光器自再现条件分析了环形半导体激光器各参数对阈值增益的影响．这种方法简单明了,计算量小．分析结果表明耦合系数随波导宽度和厚度、波导间距的增大而减小,随环形激光器半径的增大而增大;阈值增益随波导宽度和厚度、波导间距的增大而增大,随环形激光器半径的增大而减小．     

多管气升式环流反应器的循环液速和气含率

在以空气-水为体系的多和气升式环流反应器中,分别研究了循环液速随操作气速、管径比(下降管直径/上升管直径)的变化规律;循环液速随操作气速的增加而增大,随管径比(下降管直径/上升管直径)的增大而减小,采取回归分析的方法建立了循环液速与操作气速和管径比的经验关联式,同时还研究了两个上升管气速以及不同管径比对气含率的影响,结果表明某一上升管气含率只随该管气速的增加而增加,而与另一上升管气速的变化关系不大,上升管气含率随管径比的增大而减小,并建立了气含率与操作气速和管径比的半经验关系式,用该式得出的上升管气含率的计算值和实验值的平均相对偏差为7.63%。     

铁电薄膜平均极化性质的研究

应用Ginzburg-Landau-Devonshire(G-L-D)理论,研究由两种铁电材料组成的铁电双层膜系统的极化性质.通过引入的两个参量:参量α(描述铁电双层膜系统中两种铁电体的物理性能差异)和参量γ(描述铁电双层膜系统两种铁电体相变温度的差异),研究了不同的表面过渡层和双层膜系统厚度的条件下,铁电双层膜系统平均极化随这两个参量的变化情况.研究表明:参量α增大时,铁电双层膜系统的平均极化随之增大.当α取固定值时,平均极化随双层膜厚度L、表面自由能随位置变化的速度λ增大而增大;随着表面过渡层厚度Ls的增大而减小.参量γ增大时,铁电双层膜系统的平均极化减小.当参量γ取固定值时,平均极化随着表面过渡层厚度Ls的增大而减小;随着参量α、双层膜厚度L、表面自由能随位置变化的速度λ的增大而增大.     

退火温度对Fe／Pr／Cu多层膜巨磁阻的影响

通过采用直流磁控溅射法制备Fe/Pr/Cu多层膜,并在不同温度下进行高真空退火,同时用X射线衍射仪和四探针测试仪测量不同温度下样品的结构和磁电阻,最终可获得具有一定的周期性和层状结构的多层膜Fe/Pr/Cu.退火后其仍保持多层膜结构,但晶粒变大,磁电阻随磁场强度的增大而增大,GMR性能随退火温度的增大先增大后减小.Fe/Pr/Cu多层膜经不同温度相同时间热处理后,层间分离随温度的升高越来越明显,且磁电阻随温度的升高而增强.     

管式间接蒸发冷却（火用）分析

采用湿空气火用理论分析方法分析管式间接蒸发器的（火用）效率,探索了一次空气进风温度、二次空气相对温度、二次空气与一次空气风速之比、管径以及管间距等参数对管式间接蒸发冷却器火用效率的影响．结果表明,管式问接蒸发器火用效率随一次空气进风温度提高而降低,随二次空气进口相对湿度提高而提高,随二／一次空气风速比增加而降低．当管径20mm,管间距10mm时,火用效率较大．     

加筋垫层法处理涵洞吹填土地基

结合吹填土的工程特性,介绍了涵洞吹填土地基的处理原则及流程。通过有限元计算模型的建立,对加筋垫层法处理涵洞地基的效果进行了研究,分析了不同的垫层宽度、厚度、土性参数和不同格栅层数、间距及刚度时,涵洞的土压力及位移规律,并对多层加筋时格栅的轴向拉力进行了分析。结果表明：加筋垫层法能有效地减小吹填土地基上涵洞的沉降,涵顶土压力随加筋垫层宽度的增大而减小,随垫层厚度的增加呈非线性增大,并逐渐趋于稳定;格栅层数和格栅刚度的增加对减小涵体沉降有一定的作用,但同时会使涵顶土压力增大。     

制冷剂工质裸板太阳能集热器热性能模拟

为了对裸板太阳能集热器进行热性能分析及优化设计,建立其分布参数均相流动数学模型.该模型基于直膨式太阳能热泵热水系统,利用换热管内、外换热方程和热平衡方程,对过热区和两相区按焓差均分进行划分,采用二分法以换热管长为迭代判据进行求解.通过理论计算分析集热管内制冷剂状态变化和结构参数、运行参数、环境参数对集热器集热效率的影响.模拟结果表明:两相区制冷剂干度变化近似为线性;室外环境温度升高和集热板厚度增大可显著提高集热器集热效率;太阳辐射强度、水箱水温和集热管间距增大使集热效率降低;增加集热管内径对提高集热效率作用不大.     

波纹管传热性能与污垢特性实验

采用污垢热阻动态试验法对波纹管和光管的流动阻力、污垢性能和传热性能进行实验研究,用氯化钙和碳酸钠配制硬度为800mg/L的硬水,在流速为0.25m/s,水浴温度为60℃的条件下,对两者析晶污垢进行了对比实验.两套实验系统都在一个恒温水浴内,设备系统的主体用两根管模拟换热器,一根为光管,另一根为波纹管.实验中,水泵将工作介质由低位水箱送至高位水箱,高位水箱向实验管分别同时提供水源,通过溢流式水位调节器保持恒定的水位.结果表明,波纹管具有良好的抗垢性能,表现出诱导期长、结构速率慢、污垢热阻小等优点;其平均传热系数都大于光管,表现出了良好的强化传热特性.     

表面增强型强化传热管换热特性实验研究

对制冷工质R22在表面增强型强化传热管外的凝结与沸腾换热进行实验研究.实验分别使用4根不同几何参数的表面增强型蒸发强化传热管和3根不同几何参数的表面增强型凝结强化管.实验结果表明:管内水流速为0.3~1.3 m/s范围内,4根蒸发管中2#管和4#管换热性能最好;管内水流速为0.4~2.0 m/s,3根冷凝管中2#管换热性能最佳.     

金属蒸气激光管中温度径向分布的计算

考虑了辐射、传导和对流传热,在改变输入功率、环境温度、管外空气对流、不锈钢套管内表面光洁度、冷却水温度和保温层厚度的情况下,计算两种不同结构的金属蒸气激光管内径向温度的分布。结果表明,减薄Al_2O_3纤维的厚度,适当缩小管子的直径,对放电管的温度影响不大。此外,提高不锈钢套管内表面的光洁度,有利于温度的升高。     

不同强化换热管内流动沸腾换热特性对比

采用实验方法对比制冷剂R410A在6根强化换热管和1根光滑管内的流动沸腾换热特性. 实验测试段饱和温度为6 ℃,进出口干度分别为0.2和0.9,质量流速变化范围为80～350 kg/（m²s）.实验结果表明：三维强化管相对光滑管流动沸腾换热系数的强化倍率可达1.14～1.53,因为强化表面上的凹痕阵列能够增强两相间湍动、提高汽化核心数目并打断液膜边界层制造分离流和二次流从而强化换热. 三维强化管中,管1EHT在低质量流速范围内具有较好的换热性能,而管2EHT在相对较高的质量流速时强化性能更优;齿形参数不同的3根内螺纹管间的换热系数差距较大,其中当内螺纹管螺旋角足够大时齿高与液膜厚度之比相近的内螺纹管具有较好的换热性能.     

内置螺旋叶片转子换热管传热及污垢性能

在相同管长,相同管径及相同实验工况下,对内置螺旋叶片转子换热管和光管进行换热实验,研究了该两种换热管的传热性能,并对比分析实验后两种换热管的污垢沉积厚度,最后利用FLUENT软件研究内置螺旋叶片转子换热管和光管的z=290 mm、z=710 mm两处截面的污垢分布.结果显示:在同样的条件下,内置螺旋叶片转子换热管比光管具有更好的传热性能,前者的传热系数大约是后者的1.3倍左右;相对于光管螺旋叶片转子换热管的传热效果趋于稳定;螺旋叶片的换热管内部污垢沉积分布均匀,并且叶片转子两端区域的污垢沉积分布大致一样;光管内整体污垢分布不太均匀,同一截面处顶端污垢厚度明显大于底端;从光管的入口到光管的出口,颗粒的污垢沉积厚度逐渐增大.内置螺旋叶片转子换热管相对于光管具有良好的抗垢特性,提高了传热效率.     

螺旋翅片管结构对锅炉省煤器性能影响的研究

介绍了螺旋翅片管在电站锅炉省煤器的改造和设计中的应用情况.研究了螺旋翅片管省煤器的传热、阻力特性、结灰和磨损等方面的机理.分析了螺旋翅片管的直径、翅高、翅间距、翅厚、管间距等参数和管束布置方式对省煤器的传热、阻力特性、结灰和磨损等方面的影响.     

新型毛细管辐射供冷和独立新风系统的设计

根据建筑冷热负荷特点,设计了毛细管辐射供冷与独立新风联合系统.该系统中,毛细管辐射板承担室内的显热负荷,新风机组承担室内的湿负荷及新风负荷.由于毛细管和新风机组进水温度要求不同,设计了两台地源热泵机组分别提供16 ℃和7 ℃供水输送到毛细管和新风机组用于供冷.通过对毛细管、新风机组冷冻水管路和地埋管冷却水管路进行水力计算和校核,阻力平衡,满足设计要求.     

土壤源热泵单U型埋管换热器短期运行换热分析

单U型管是当前土壤源热泵系统广泛使用的地下换热器形式,而地下换热器是地源热泵系统的重要组成部分。考虑U型管的实际形状,借助数学方法和数值分析软件,建立了地下垂直埋管换热器传热模型,并通过编程求解数学模型,得到了系统短期运行不同工况下埋管周围土壤的温度场分布情况。通过分析得出土壤导热系数、土壤比热、钻孔回填材料导热系数以及U型管间距的大小对埋管的换热性能具有直接影响。得出的结果可为合理设计地下埋管换热器提供参考。     

低合金高强钢换热管开裂原因分析

某公司生产的一种换热器,其管程介质为调温水,壳程介质为低压蒸汽。换热设备在运行不到半年突然发生泄漏事故,导致设备停车。维修检查时发现多处换热管的管头处存在裂纹,且裂纹为环向裂纹,有的管头甚至出现断裂现象。为此,对换热管的化学成分、硬度、力学性能、金相组织进行了检测和分析,用SEM扫描电镜对裂纹的微观形貌进行观察和分析,同时用EDS能谱仪对换热管断口处的产物进行分析。结果表明,夹杂物是引起换热管开裂的部分原因,换热管中的腐蚀介质是导致换热管失效的重要原因,换热管中内应力过大是引起换热管失效的根本原因。