北方地区岩土导热系数及换热量的测试研究

岩土导热系数是地源热泵地埋管换热器的重要设计参数;测井单位深度换热量是地埋管换热器系统的设计依据。掌握工程区域岩土的热物性及换热性能,是保证地源热泵系统高效、稳定运行的关键。文章建立了现场测试岩土导热系数及换热量的方法,并结合沈阳浑南高新技术产业开发区某地源热泵工程,测试分析了岩土导热系数和测井单位深度换热量。结果表明,该区域的岩土具有较好的导热能力,适合采用地埋管地源热泵系统;在特殊地理条件下设计地源热泵系统方案前,应对拟建区域的地质条件进行全面勘探,以优选工程区域,为岩土热响应测试结果的可靠性提供保障。     

含湿沙导热系数的测试与实验研究

采用Hot Disk热常数分析仪(TPS 2500)对不同含湿率沙子的有效导热系数进行测量和实验研究.研究发现,非饱和含湿堆积沙的有效导热系数随含湿率的增加而增大.低含湿率(体积含湿率低于25%)情况下,堆积沙的有效导热系数难以准确测得,其主要原因是测试过程中,由于加热影响,贴近探头附近的水分因蒸发扩散而逐渐减少,探头周围试样构成不能保持恒定,导致测试环境持续发生变化.     

分层岩土体综合导热系数的加权平均估算方法

为了探究利用加权平均估算方法来评估分层岩土体综合导热系数的合理性,以及提高评估结果的准确性,文章基于不同岩土层导热系数在加权平均估算方法中的权重差异,提出了权系数改良方法,并通过实例对权系数改良前后的加权平均估算方法进行比较。研究结果表明:由于地埋管沿程换热特性的影响,岩土体分层导热系数对综合导热系数的影响权重沿深度方向近似呈现出线性减小的变化趋势;利用简单加权平均估算方法得到的岩土体综合导热系数与本文模拟结果之间的相对误差δ1不超过11.9%,并且利用该估算方法只能得到岩土体综合导热系数的大致范围;利用改良加权平均估算方法得到的岩土体综合导热系数与本文模拟结果之间的相对误差δ2低于δ1,且二者的最大差值为4%。综上可知,改良加权平均估算方法的估算结果更加准确。     

瞬态热线法测量煤层气水合物导热系数的实验研究

煤层气(瓦斯)的储存和运输是实现煤层气能源利用的重要前提,水合物法是将来煤层气等气体固化储运的主要技术之一。煤层气水合固化储运过程受热量传递的控制,而开展瓦斯水合物的热量传递机理研究,其导热系数是必须要知道的热物性参数。基于瞬态热线法原理,建立了一套测试设备对瓦斯水合物的导热系数进行了实验研究,获得该瓦斯水合物样品导热系数及其和温度的关系。从瓦斯水合物的热物性因素方面支持了以NGH(水合物储运)形式对瓦斯进行水合固化储运的可行性。     

基于激光快速加热的金属材料热扩散率及导热系数快速测量方法的研究

基于激光高能快速加热和多点温度计算机自动采集技术,以一维不稳定导热模型为核心,设计了金属材料导热系数的实验测量方案,并实测了304不锈钢的导热系数,测试结果具有较高的工程精度。     

常温土壤导热系数的试验及预测研究

探究土壤导热系数的变化规律,对地源热泵系统和土壤储热等领域具有重要意义。利用TEMPOS热性能分析仪对不同干密度、不同饱和度下黄土和砂土导热系数变化规律进行研究。结果表明,饱和度、干密度均对土壤导热系数影响显著,黄土、砂土的导热系数随饱和度的增加总体呈增大趋势,但黄土和砂土的导热系数变化规律差异明显;黄土和砂土的导热系数随干密度的增大而增加,但黄土较砂土变化幅度较小。根据试验数据对16种预测模型进行评价,结果表明,CCM模型表现最好。     

新型高温真空集热管端部热损失的实验研究与分析

建立了真空集热管端部热损失的两种实验评估方法,研究表明端部覆盖时的热损失曲线明显低于端部暴露实验,并更接近一维模型的理论曲线。吸收管温度约300℃时,暴露端部的热损失约为200W,造成24.77%的额外热损失,覆盖端部的额外热损失仅为7.24%,且端部暴露时热损失对风速敏感。总的来说,集热管的热损失测试应在端部覆盖的情况下进行,以得到精确的热损失曲线;在实际运行中,集热管的端部也必须有保温材料完全包裹,以避免额外的热损失。     

保温材料热物性测试的实验及数值研究

针对保温材料导热系数低,采用常规的导热系数测试方法难以获得准确结果的问题,根据瞬态法导热系数测试原理,对常功率平面热源法进行了研究。建立传热的二维瞬态数学模型,借助FLUENT有限体积软件对常功率平面热源法中试样的温度分布和热量传递规律进行数值模拟,开发了一套保温材料导热系数测试装置。测试结果与文献数据能较好的吻合,最大误差不超过4％。测试结果可靠,测试精度较高。     

热再生氨化学电池的实验研究及热力学分析

热再生化学电池是一种利用低品位热能的新型途径,其中,热再生氨化学电池(TRAB)具有能量密度高的优势。为了提高电池容量,本文对电解液含0.1~3.5 mol/L Cu(NO_3)_2的TRAB进行了实验与理论研究。在常压、293.15~323.15 K温度范围内,实验测得TRAB阳极对Cu(NH_3)_4~(2+)/Cu的温度系数为-0.879 mV/K,与理论计算值相差6.14%。进而对一个TRAB基本循环进行热力学分析,研究TRAB工作温度和再生温度的影响。当TRAB工作温度从293.15 K升至323.15 K时,放电效率从50.77%提高至54.91%;当再生温度为373.09 K、环境温度为303.15 K时,发电效率为0.49%,相应的循环热力学完善度为5.51%。     

Vacuum insulated panels for sustainable buildings: a review of research and applications

New research has identified vacuum insulation panels (VIPs) as highly efficient insulators for use in building construction. They are reported to be several times more effective than conventional materials of a similar thickness in terms of thermal conductivity. Because of their smaller space requirement, VIPs maximize the internal usage area of buildings and so reduce the cost of construction. There are however some obstacles that have hindered the application of VIPs, notably their high cost, susceptibility to perforation and the long‐term water and gas effects that worsen their performance. This paper reviews the contemporary research on VIP as a state‐of‐the‐art material for building insulation. The main components and physical principles of VIP performance are discussed. Finally, the review of VIPs available on the market and their performance is provided. © 2013 The Authors. International Journal of Energy Research published by John Wiley & Sons, Ltd.     

板壳式换热器传热准则关系式的分析与实验研究

假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验控制进出口流速相同,验证实验控制热侧流速不变,改变冷侧流速,采用实验获得的数据拟合传热准则关系式,计算出传热系数的相对误差.结果表明:传热系数的相对误差小于5%,所得传热准则关系式是合理的,表明板式换热器的研究方法适用于板壳式换热器.     

蒸发冷却板式换热器的传热与阻力实验研究

通过对板式换热器传热的理论分析和在干工况、喷淋工况下的实验研究,得出板式换热器在喷淋情形下空气侧喷淋水量对强化对流传热系数的影响关系,进而拟合出喷淋情形下空气侧的对流传热系数的关联式。同时为了综合考虑由于喷淋造成的换热器性能的变化,还对喷淋前后空气侧的阻力变化进行了测试分析。     

等流速法在板式换热器传热试验中的应用

在换热器的传热性能试验中,对流换热系数的测定是一个重要的组成部分。对于板式换热器而言,用等雷诺数法来获得其对流换热系数是比较合适的一种方法,但对试验过程的控制要求比较高。文中阐述了一种修正的等雷诺数方法－－等流速法,它使试验过程的控制十分方便,通过实例,介绍了该方法的具体应用。     

锅筒截面瞬态温度场的导热正反问题耦合解法

针对外壁受热的增压锅炉锅筒,提出了求解其截面瞬态温度场的导热正反问题耦合解法.根据锅筒外壁是否受热,将其外壁划分为受热和不受热2个区域.对于不受热区域,沿外壁周向布置热电偶,根据实际测量所得温度,利用导热反问题解法求解该区域的温度场;对于受热区域,利用导热正问题解法求解其温度场;对于耦合边界区域,将不受热区域反问题解法得到的交接边界处温度赋值给受热区域正问题解法作为已知边界条件,从而实现正反问题耦合,得到整个锅筒截面的瞬态温度场.利用Ansys软件对锅炉冷态启动过程中锅筒的温度场进行了计算,并与正反问题耦合解法的计算结果进行了对比.结果表明:正反问题耦合解法具有较高的精度,在复杂边界条件下具有很好的适应性,能够满足工程应用的需要.     

辐射屏法输热管网隔热保温的参数确定方法及计算结果

在实验和工程应用的基础上,介绍了利用辐射屏法对热网管道进行隔热保温中的确定辐射屏的层数及间隔的方法,并给出了40种不同管径或温度的计算结果,在工程应用中可予以采用。     

真空条件下珠状凝结传热特性的理论分析与试验研究

从理论分析和试验研究两个方面研究了真空状态下珠状凝结的传热特性.首先从蒸汽流场、气膜热阻和表面能3个角度进行理论分析,分析结果表明,珠状凝结的换热系数K值随着真空的提高而增大.然后进行真空条件下的珠状凝结试验,经过数据分析表明,试验结果与理论分析相吻合,即在真空条件下,凝结换热系数K值随着真空度的提高而增大,在较大Re数时(Re＝34755),真空度每提高0.01 MPa,换热系数可提高10%左右.     

T型沸腾强化换热管传热性能的实验研究

对一种T型翅片内螺纹沸腾强化换热管进行换热性能实验研究,管外以制冷剂R134a为工质,管内以水为介质,在定热流密度(q=9 000 W/m2)与定水流速(v=1.5 m/s,v=2.6 m/s)的工况下得到一系列实验数据.利用Wilson图解法得到管内外的换热系数,并与理论光管计算值进行比较,得出T型翅片管管内外沸腾换...     

TiO_2纳米颗粒对相变悬浮液流变和导热系数特性影响研究

通过实验方法研究了掺入TiO2纳米颗粒的相变悬浮液粘性和导热系数。研究表明,当纳米颗粒浓度不超过5%时,悬浮液仍可被视为牛顿流体,悬浮液的粘性随纳米颗粒浓度增加以非线性方式增加;当纳米质量颗粒浓度为5%时,相变悬浮液的粘性提高约23%。纳米颗粒的加入能够显著提高相变悬浮液的导热系数,当纳米颗粒质量浓度为5%时,相变悬浮液导热系数提高约7%。当纳米颗粒浓度较低时,纳米颗粒对相变悬浮液导热系数的提高幅度要高于对水的提高幅度。文中从不同方面分析了使用这种新型悬浮液作为传热工质的优势。     

船用真空海水淡化装置液_汽引射器的数值模拟及试验研究

根据一维引射特性方程估算理想的用于船舶真空海水淡化装置的引射器参数,然后用数值计算和试验的方法对液-汽引射器的工作特性进行了研究。结果表明:随着工作流体压力的增大引射系数增大,一定程度后对引射系数的贡献不再显著;引射流体压力越大引射系数越大,但考虑到海水在低温下蒸发的要求引射流体压力不宜过高,工程中需综合考虑;喷嘴直径与接收室直径之比为0.4324时,引射器性能最佳。