LiCl溶液真空蒸发过程的实验研究

对LiCl溶液在真空状态下的蒸发过程进行研究,为温湿度独立控制空调系统的应用奠定理论基础和技术支持,对保证空气品质、节能减排等的发展都具有重要意义。具体的研究是以单位时间内单位体积LiCl溶液的平均水分蒸发量为评价指标,从当量厚度和传热温差两个方面,对不同真空度条件下,分别使用球形蒸发瓶和锥形蒸发瓶进行实验。结果表明:蒸发瓶的结构对溶液再生过程有一定的影响,且当量厚度和再生压力对LiCl溶液的真空蒸发再生过程的影响趋势不是单调的。     

真空条件下除湿溶液再生的模拟与实验研究

除湿溶液的高效再生是除湿空调系统运行的重要保障。为研究除湿溶液的再生效率,将真空技术应用于溶液的再生过程,搭建了真空条件下的除湿溶液再生试验台。真空再生罐由低温热水提供所需热量,蒸发的水蒸汽在捕水器中凝结。在一定真空度下,分析了溶质质量分数、热水温度、冷水温度等不同因素对再生性能的影响。以水分蒸发率作为评价指标。实验台操作压力为5kPa,溶质质量分数取值为28%~34%,热水温度区间为56~62℃,冷水温度区间为14~20℃。实验结果表明:溶质质量分数和热水温度对蒸发率的影响较为显著,热水由56℃增加到62℃,蒸发率提高了34.5%。利用混合模型和自定义函数对再生过程进行了数值模拟,模拟结果与实验结果基本吻合。     

封闭腔体通风散热系统仿真分析北大核心CSCD

为了解决封闭腔体内器件散热的问题,设计了通风散热系统,基于COMSOL的多场耦合仿真,对其进行有限元分析,研究对比了不同的通风口位置、腔体结构的散热效果,得到温度和气流的仿真结果,分析了不同位置的通风口对于系统散热的利弊,以及腔体和器件内气体的流向。结果表明:腔体通风口的布局对于散热有明显的影响,优化的布局可以提高散热效率;通过在腔体内增加挡板的方式,将腔体分割成两部分,配合器件的内部结构,形成了良好的风道,能够提高散热效率。     

基于真空膜蒸馏的空调除湿溶液再生实验研究

为解决传统填料塔式溶液再生方法热效率低、受环境影响大、存在飘液等问题,本文提出一种基于真空膜蒸馏的溶液再生方法.通过实验和模拟研究了溶液温度、流速、质量分数以及系统真空度对膜通量、热效率、跨膜传质系数、截留率的影响.结果表明:膜通量随溶液温度、流速、系统真空度的升高而增加,随溶液质量分数的升高而急剧下降,膜通量实验值与...     

单向切割真空绝热板热桥效应研究北大核心CSCD

为了提高单向切割真空绝热板应用的广泛性,重点在于研究其绝热性能,提出以热桥效应为对象进行研究。文章采用线性传热率这一概念作为评价热桥效应的基准量。运用理论分析的方法、建立数学模型,进行了单向切割真空绝热板热桥效应分析。根据稳态传热边界条件,提出了热流传递模型,对阻隔膜的厚度和VIP的总厚度两个参数进行分析和计算。实验结果表明,芯材的厚度与导热、阻隔膜厚度与导热、VIP的大小与拼接之间的缝隙都会对热桥效应造成影响。其中芯材导热和厚度得到提高,阻隔膜导热和厚度降低,拼接缝内填充介质导热和厚度降低,VIP尺寸增加,热桥效应呈减弱趋势。文章通过对比有无热桥效应的单向切割真空绝热板,其有效导热系数可提升42%,进而实现对单向切割真空绝热板的高效利用率,增加其绝热性能。     

真空密封圈气密性研究北大核心CSCD

主要就真空马桶中密封圈的气密性进行了仿真研究,并建立了相应的几何模型,利用橡胶的单轴拉伸实验验证出符合的本构模型,在将本构模型运用到workbench中对其进行有限元分析,模拟了在不同的真空度、摩擦系数、几何公差下接触应力大小。发现不同的条件下密封圈的密封效果存在差异,密封圈与球阀接触面之间的应力情况,接触间隙都有一定范围变化,运用MATLAB分析模拟所得数据得出最优的设计参数。在结合相应的设计手册,对比模拟结果,验证接触应力是否符合相关标准,进行样机的实验测试,所设计的真空密封圈符合密封要求。     

真空蒸发冷凝制备超细铜粉的研究

借助激光粒度分析仪、扫描电镜、辉光放电质谱仪和X射线衍射仪等手段研究了真空蒸发冷凝制备超细Cu粉的方法及规律。实验表明,金属Cu的蒸发速率受蒸发温度和真空度的影响较大,所得Cu粉为面心立方晶体,形状规则,平均粒径小于2μm,分散性好,而且在真空条件下有利于制备高纯Cu粉。考察了蒸发温度、真空度、保温时间和冷凝条件四个因素对超细Cu粉粒度和形貌的影响规律,并用成核理论进行了分析。     

基于热管传热的除湿溶液真空再生过程实验研究

溶液再生是溶液除湿的一个关键过程,其效率直接影响整个系统的性能。本文设计了一种利用热管传热传递(40～80℃)电厂低温余热驱动除湿溶液再生的装置,并对质量分数为30%～45%的氯化钙除湿溶液进行再生实验,以水分一次分离率作为衡量溶液再生性能的指标。结果表明:利用热管传热可以实现40～80℃低位热源在真空环境下高效再生氯化钙除湿溶液;再生溶液微小流量时真空再生器内的平衡压力主要受冷却水温度制约,温度越低压力越低;水分一次分离率均随热源温度的提高而提高,当热源温度由60℃提高到70℃,呈跳跃式显著增加;由于氯化钙溶液特殊的吸水性分子结构,溶度逐渐升高时会明显减弱水分一次分离率,可通过控制降膜速度显著改善水分一次分离率。     

液体真空蒸发冻结过程的动力学研究

简要介绍了液体物料真空蒸发冻结过程中出现的暴沸、过冷、冻结等实验现象.针对溶液由液相表面蒸发为汽相、由冻干室向冷阱室流动迁移、在冷凝器上凝结的全过程,从质量与能量守恒原理、热力学原理和气体动力学原理出发,建立了完整的数学模型,并以纯水为例进行了模拟计算.同时利用专门组建的实验装置,对纯水的真空蒸发冻结过程开展了实验观测研究,得到整个过程的质量、温度、压力-时间曲线.通过对比理论模拟计算和实验测试的结果,说明了所建立的动力学模型的正确性.     

低压环境下闪蒸喷雾冷却不同润湿性表面的实验研究北大核心CSCD

对低压环境下闪蒸喷雾冷却不同润湿性表面的实验现象和换热特性开展研究,结果显示:喷雾至亲水表面和光滑铜表面的汽化过程分为四个阶段,即液膜形成阶段、液膜剧烈汽化阶段、固定液膜接触线的汽化阶段和液膜界面收缩阶段。进而研究了表面润湿性、环境压力、工质温度对两种表面温度变化的影响。结果表明,表面温度随时间都呈下降的趋势;亲水表面润湿性较好,喷雾阶段表面温度下降较快;环境压力越低,液体汽化越剧烈,表面的最终平衡温度也越低,但在喷雾阶段存在最佳环境压力使冷却效果最好,本文实验条件下,最佳环境压力为1.9 kPa;工质初始温度对表面最终温度影响很小。     

真空干燥动力学实验平台的设计及测试北大核心CSCD

真空干燥既能保证干燥后物料品质,又能提高干燥速率,且具有干燥温度低,温差热应力小和适用于热敏性物料干燥等优点。相对于传统热风干燥,作为热敏性作物的稻谷采用真空干燥可以有效降低爆腰率和提高发芽率。为研究稻谷真空干燥动力学特性,设计搭建了可准确控制相对压力、温度并实时测量质量的干燥动力学实验平台。该平台包括真空控制模块、温度控制模块、质量称量模块、实时数据采集与控制模块以及数据处理模块。对实验平台的真空控制、温度控制和质量测量性能进行测试分析,结果表明该平台能够实现相对压力和温度的准确控制并实现干燥数据的实时精确采集。     

基于图像处理技术的真空电弧参数化研究北大核心CSCD

真空电弧的演变规律对于真空断路器的设计具有重要意义。本文结合图像处理技术,利用拆除屏蔽罩的玻璃真空灭弧室,对交流电弧和直流开断电弧进行了拍摄及数字化分析。并采用改进的双阈值灰度图像分割算法,将电弧图像分割为三个特征区域,并计算出电弧直径、高灰度值区面积、高灰度值区面积率三个特征参数。结果表明,在纵向磁场下的作用下,交流电弧在2 ms左右的初始扩散过程后,会继续稳定燃烧直至电流自然过零熄灭;而直流开断电弧在被引燃后,存在1 ms左右的高灰度值区面积率较高的过程,随后经历短暂的扩散过程后,由于换流电流的投入而快速熄灭。     

填充二氧化碳的低温真空管道绝热性能研究北大核心CSCD

填充二氧化碳(CO_(2))的真空绝热结构在低温下因其真空度提升而改善绝热性能,有望被用于低温工程的绝热层。建立并验证了填充空气和CO_(2)的真空绝热板的热导率计算模型,并比较采用空气和CO_(2)填充时真空绝热板的绝热性能;针对有填充材料的真空绝热层建立了表观热导率计算模型,预测了不同条件下管道绝热层的表观热导率。结果表明,当其它条件相同且填充物为玻璃纤维时,填充气体为CO_(2)的真空绝热层的表观热导率低于填充空气的绝热层;相较于二氧化硅气凝胶,绝热层内填充玻璃纤维的绝热性能更佳;当CO_(2)填充压力为10 Pa时、绝热层平均温度为140 K时,表观热导率小于1 mW/(m·K);当CO_(2)填充压力为100 Pa、绝热层平均温度为210 K时,该结构用于LNG输运管道绝热层的表观热导率约为聚异氰脲酸酯硬泡(PIR)的1/10。预制的CO_(2)冷凝真空绝热结构在低温工程领域(如低温液体输送管道)具有较好的应用前景。     

Fe催化生长β-SiC纳米分支结构北大核心CSCD

采用直流电弧等离子辅助法合成了β-SiC纳米分支结构。用扫描电镜和透射电镜,X射线电子能谱和拉曼光谱等对样品进行表征,发现分级生长的SiC纳米线为单晶结构,沿<111>方向生长。β-SiC纳米分支结构通过气-液-固(VSL)机制合成。β-SiC纳米分支结构在425 nm处有一个强的发光峰。     

利用冷凝热再生低浓度除湿溶液的实验研究

为了获得系统重要运行参数对利用冷凝热实现低浓度除湿溶液再生性能的影响,本文在热泵驱动溶液除湿空调系统实验平台上,以低浓度的Li Cl水溶液作为再生盐溶液,再生量和冷凝热利用率作为再生性能的评价指标,对利用冷凝热实现溶液再生过程进行了实验研究。结果表明:空气流量、温度和溶液流量、温度的增加都有利于提高再生量。在夏季典型工况下,当溶液浓度为21.20%~24.91%时,冷凝热利用率在0.416~0.507波动,降低溶液浓度有利于提高冷凝热利用率。并根据实验数据拟合出了利用冷凝热再生除湿溶液过程中的耦合传热传质系数关联式,为后续如何在溶液再生过程中充分利用冷凝热提供了实验依据。     

真空热还原冷凝过程冷凝盘温度场有限元分析北大核心CSCD

应用Comsol Multiphysics软件建立冷凝盘多物理场耦合模型,对真空碳热还原冷凝过程温度场进行有限元数值模拟。结果表明,冷凝过程冷凝盘内最大温差从832降低至429 K,温度梯度从44降低至24 K/cm,槽内最高温度由928降低至763 K,冷凝槽中心温度迅速降低至625 K并保持稳定。因此,选择传热性能优良的坩埚并改善炉内隔热材料性能以及优化真空炉水冷系统结构,使冷凝盘内最高温差增大冷凝槽中心保温温度降低,将有利于还原产物的冷凝分离还原富集。     

真空管道双层衬砌结构力学特性研究北大核心CSCD

为了保证真空管道运输系统的密封性能,提出了盾构管片与二次衬砌组合的真空管道结构。基于双层衬砌数值仿真模型,以上海淤泥质粘土为模拟地层,分别分析了复合式衬砌结构和叠合式衬砌结构真空管道的内力分布。在与常规盾构隧道内力对比的基础上,分析了复合式和叠合式两种结构形式的真空管道内力分布差异、压差荷载引起的轴力增量及层间接触压力等力学特性,探讨了压差荷载、竖向荷载、结构形式等因素对双层衬砌结构内力的影响规律。结果表明:双层衬砌结构的真空管道在压差荷载作用下对衬砌的弯矩无影响,但会引起轴力增量;当竖向荷载较小时,压差荷载会使真空管道双层衬砌结构产生脱离区,脱离区随着竖向荷载的减小逐渐发展扩大;复合式真空管道的管片、二衬的弯矩量值大于叠合式真空管道;在较大的荷载条件下,复合式真空管道横断面轴力分布不均匀比叠合式真空管道更加凸显。     

光致导电FSS用于红外光学窗的仿真与实验北大核心CSCD

提出将光致导电FSS用于红外光学窗,利用其光照导电特性改变FSS导电区域尺寸,实现带通频段的调控。以方孔型FSS为例进行仿真,结构尺寸变化前后中心谐振频率分别为13.2、14 GHz。采用镀膜及光刻工艺按设计参数在蓝宝石基底上制备光致导电FSS并测试,结果显示:配比为CdS∶CdSe(1∶1~5∶1)、掺杂Cl^-∶In^(3+)∶Cu^(2+)(3.6∶2.6∶1.3)的光致导电膜对600 nm的可见光敏感度最高;平均光功率200 mW/cm^2的光照射前后中心频率从13.1变为14.2 GHz;该样件与只有金属FSS的蓝宝石样件相比,红外透过率降低约4%,与FSS表面占有率对红外透过影响计算结果一致。证明了光致导电FSS用于红外光学窗的可行性。     

面向药材贮藏的热泵干燥系统实验研究

目的 针对药材贮藏前传统干燥处理方法效率低,药材易变质,处理能耗高,不利于药材高品质贮藏等问题,优化药材干燥处理方法至关重要。方法 采用真空低温干燥技术,设计一套以真空干燥箱为传质系统进行低温干燥的热泵干燥处理系统。系统包含基于热泵压缩机驱动的真空低温干燥系统、真空泵、变频风机等设备,通过对其进行干燥性能实验研究,分析获得热泵冷凝温度、空气入口风速以及空气入口温度对该系统干燥性能的影响。结果 在环境真空压力-40～0 kPa实验条件下,热泵真空低温干燥系统的干燥量、干燥效率、传质系数及传热系数最大值分别为3.96 kg/h、44.19%、3.75 g/(m²·s)、3.25 W/(m²·℃),析湿过程传质系数及传热系数最大值分别为44.51 g/(m²·s)及36.03 W/(m²·℃),热泵系统最大能效为6.08。对实验数据进行回归分析,得到热泵真空低温干燥系统干燥效率模型,模型计算值与实验值的最大偏差在±21%以内,平均偏差为9.18%,预测效果较好。结论 相较于常压下热泵低温干燥技术,基于真空...     

真空保温杯常用材料放气特性研究北大核心CSCD

材料放气是真空保温杯真空度保持和寿命的重要技术指标。本文利用新型基于转换气路法材料放气率测试系统,对钛合金钢、304不锈钢和银等三种真空保温杯常用材料在室温、200℃、400℃真空条件下的放气率和放气成分等特性进行了研究。结果表明,室温下三种材料的放气率由小到大依次为钛合金钢、304不锈钢和银,放气成分均主要以H2分子和H2O分子为主;在温度升高过程中,三种材料放出的H2O分子含量均会缓慢减少,但是放出的H2分子含量的变化趋势却有所不同,304不锈钢和银的H2分子含量随温度升高呈现先增大后减小的趋势,而钛合金钢中H2分子含量则快速增大。因此,在真空除气工艺中,304不锈钢和银的烘烤温度设置400℃以下即可,而钛合金钢内部H2分子含量较高,较难除去,除气工艺应高于400℃。