翅片管式相变储能换热器蓄放热性能的数值研究

针对目前换热器热量利用率不高、换热效率低的问题,提出一种翅片管式相变储能换热器。建立翅片管式相变储能换热器的二维传热模型,采用ANSYS软件对翅片管外相变材料的熔化和凝固过程进行数值模拟,分析不同翅片参数对相变熔化和凝固时间的影响,得出蓄放热阶段的传热规律。结果表明:在蓄热阶段,相变材料在同一高度优先在靠近换热管管壁处开始相变;在同一垂直面上,自上而下熔化。在放热阶段初期,相变区域对流作用较明显,相界线弯曲程度较大;后期时,对流换热作用逐渐减弱,固液相界线趋于平直。翅片的导热系数、厚度、间距的变化会影响相变材料熔化和凝固的时间,其中翅片间距起主要作用。     

板状相变蓄冷单元快速释冷特性实验研究

间歇工作高通量发热设备的紧凑高效冷却系统中需用到快速相变蓄冷单元。以膨胀石墨基定型相变材料为主要原料制备了板状相变蓄冷单元,在自建实验台上通过改变取冷流体的进口温度和流量对其快速释冷特性进行实验研究。结果表明:在释冷过程中,瞬时释冷强度q持续减小,先快后慢;累积释冷量Q持续增大,亦先快后慢;综合传热系数K则先快速减小,继而平缓波动;取冷流体流量仅对K有明显影响,进口温度对K、q和Q均有明显影响。在8种实验工况下,潜热释冷阶段K的平均值在279～402W/(m^2·K)范围内,10min内q的平均值为2.67～3.82kW,Q可达2 300kJ以上,基本满足特定情况下的使用要求。下一步应优化板状快速相变蓄放冷单元表面的传热纹理结构,进一步改善释冷特性。     

蓄冷空调采用相变材料作为蓄冷介质的特性研究

采用高温相变材料作为蓄冷介质的蓄冷空调成为蓄冷系统的研究热点之一。针对一种新型相变材料灌注的蓄冷球,采用ANSYS软件模拟相变材料在球内的融化过程,得到了在不同工况下蓄冷球内相界面随时间的变化以及蓄冷球内温度场随时间的分布特性,为进一步优化蓄冷系统提供了理论依据。     

冰板式蓄冰装置的模拟计算及实验研究

运用一维换热热阻网络理论,对冰板蓄冷装置的蓄冷过程和释冷过程进行了动态数值模拟,并进行了实验验证,计算结果与实测值有较好的吻合,说明该模型对产品开发和工程实践具有指导意义。     

扩展表面在相变储热中的强化换热研究进展

相变储热在节能、电力调峰等领域日益得到关注,然而相变材料热导率普遍较低,导致储热系统热性能较差。文中从强化换热角度出发,对以扩展表面技术强化相变储热单元热量传递相关的翅片、热管、翅片耦合热管或泡沫金属进行了综述。文献分析表明,上述强化换热元件均可显著提升储/释热效率,翅片结构和布置方式会影响相变材料的强化换热效果;热管与相变材料普遍有着较好的相容性,其对相变过程中的均温性较好;翅片耦合热管综合利用了二者之间的传热特性,且热管数量较翅片几何参数对相变材料的凝固/熔化影响更大。在未来研究中,通过拓扑优化获取几何结构更为优异的翅片、热管以及翅片与热管耦合对相变材料传热强化的机理具有重要的研究价值。     

几种环形翅片管通道内流体流动与换热特性的对比研究

采用Fluent软件,对基管相同的圆翅片管和5种椭圆翅片管用稳态RNGκ-ε模型进行三维数值模拟,5种椭圆翅片管A_(fin),A_(min),D_e,P_(er),β分别与圆翅片(C_(ir))有相同的翅片面积、最小截面面积、翅片当量直径、翅片周长和翅化比.通过对不同雷诺数(Re)下流场及翅片表面局部努塞尔数(Nu)的分析比较,得到翅片管通道内流体流动及换热的特征,并提供了圆翅片管和5种椭圆翅片管的综合换热性能Nu/f的结果.研究表明,圆翅片C_(ir)的Nu大于椭圆翅片A_(fin),D_e,P_(er),β,但小于椭圆翅片A_(min).圆翅片的阻力系数f大于椭圆翅片A_(fin),P_(er),β的f,且小于椭圆翅片A_(min)的f.椭圆翅片D_e在Re较小(Re≤8 000)时与圆翅片C_(ir)的f的差值较小,在Re较大(Re8 000)时与圆翅片C_(ir)基本相同.椭圆翅片A_(min)的综合换热效果最好.     

椭圆H型翅片管压降与换热特性数值模拟

利用商业软件Fluent模拟了烟气在不同流速下流经椭圆H型翅片管的流动和换热过程.利用软件生成了翅片的温度分布云图和烟气的速度云图,比较分析了在不同烟气流速下,翅片的开缝情况对翅片管换热以及阻力特性的影响.结果表明,横开缝的椭圆H型翅片管与纵开缝的相比,其传热效率更高,阻力更小.     

翅片盘管式相变储热器传热性能研究

翅片盘管可以强化盘管外侧的换热.本文研制了一种翅片盘管式相变储热器,以石蜡R54为相变材料,在3组不同流量工况下,分别对3种不同翅片间距的储热器进行了实验研究,分析了其不同工况下的温度分布和传热系数情况,得出了该类型相变储热器的储热效率及传热系数与流量成正比、与翅片间距成反比的结论.     

翅片间距对两流路双排管蒸发器换热影响分析

翅片管蒸发器换热性能直接影响制冷空调机组能效,调整翅片间距是增大换热面积、改进换热效果的有效途径。文章建立了翅片管蒸发器的流体流动简化模型,利用EVAP-COND软件模拟了外掠气流中三角风速分布工况下,不同翅片间距对两流路双排管蒸发器换热性能的影响。结果表明:翅片间距越大,蒸发器的换热量越小,翅片间距为1.75、2.00、2.25、2.50 mm时的换热量分别比1.50 mm时减小了4.4%、9.02%、14.1%和18.2%;翅片间距越大,制冷剂流量就越小,蒸发器的总换热量也就越小;蒸发器中显热比随翅片间距的增大而降低,综合考虑空气阻力损失及换热,翅片间距为2.00 mm较为合理;不同翅片间距工况下,制冷剂在不同支路每根管内吸热对外掠空气降温影响与换热量一致。     

哈尔滨季节性土壤蓄冷不同蓄冷模式

为降低夏季空调能耗,减少土壤源热泵系统初投资,提出自然冷源季节性土壤蓄冷系统,建立季节性土壤蓄冷垂直U型埋管和室外空气换热器的非稳态传热模型.引入显热容模型对哈尔滨地区系统的运行特性进行模拟计算,研究5种不同蓄冷模式,得出不同模式下系统的蓄冷量、预蓄冷时间、释冷量、释冷温度、COP值以及埋管周围土壤的温度场.模拟结果显示系统的COP值在9.92～14.15,节能效果显著,释冷温度和释冷量可满足空调需要,证明该系统应用于严寒地区是可行的.     

数值仿真注塑充模过程

使用CFD软件Polyflow,数值研究了注塑机注射充模过程中模具型腔内聚丙烯熔体的二维非等温流场,分析了不同时刻模具型腔内熔体的速度、压力、温度和剪切速率分布。研究结果表明,在充模过程中流场的各个物理量变化比较均匀,在流动前沿温度较高、压力最小。在充填过程的不同时刻,随着时间的增加,熔体的平均压力不断升高、平均温度不断降低。不同熔体的注射温度影响模具型腔内熔体的流场。较高的注射温度升高熔体平均温度,减低模腔熔体的平均压力,使熔体的粘度降低,改善熔体的流动性。研究结果对注塑机模具的设计和注射充模工艺参数的选择有一定的理论指导意义。     

铝硅合金潜热变化规律的DSC分析

通过真空电弧炉制备不同Si质量分数的铝硅合金,利用差示扫描量热分析仪测量合金的潜热,分析了Al-Si合金的成分与潜热之间的相互关系。结果表明,Al-Si合金初生相和共晶相的潜热需要进行单独求解,在Si的质量分数为4.16％～21.4％范围内,Al-Si合金潜热随Si的质量分数增加呈线性增加,亚共晶潜热、过共晶潜热具有不同的线性关系,分别为:L_hypo=353.4+12X(亚共晶)和L_hyper=409.6+7.54X (过共晶),其中X为Si的质量分数;过共晶Al-Si合金中初生Si相的潜热与纯Si的潜热相差较大是由Al-Si熔体中与纯Si熔体中Si的形态差异引起的。     

用高低温熔体混合法制备Al- 18%Si合金

采用熔体混合法将不同温度的纯铝熔体与600 ℃半固态Al-36%Si合金熔体混合制备Al-18%Si合金,研究纯铝液温度、保温温度和保温时间对Al-18%Si合金初生硅相显微组织及力学性能的影响。实验结果表明:熔体混合法可制得初生硅为颗粒状且均匀分布的Al-18%Si合金;在一定范围内,初生硅的粒径随熔体温差的增大而减小,随保温时间的延长呈先减小后长大的趋势;900 ℃的铝液与600 ℃半固态Al-36%Si合金熔体混合后于750 ℃保温20 min获得的Al-18%Si合金力学性能最好,初生硅平均粒径最小。     

The effect of melt overheating on the melt structure transition and solidified structures of Sn-Bi40 alloy

Evolution of the electrical resistivity of Sn-40wt%Bi melt with time under different overheating temperatures during isothermal experiments has been studied, and the relationship between different melt state, solidification behavior and solidified structure has also been investigated. The results show that the melt structure transition revealed by the abnormal change of resistivity would take place within a certain holding time just when the holding temperature is above a certain critical, and that the higher the temperature above the critical, the shorter the “incubation period” of the melt structure transition, and the faster the transition speed. The results of solidification experiments suggest that the melt structure transition caused by different holding time at the same temperature can lead to a higher solidification undercooling degree, finer grain size and change of microscopic pattern. Further exploration indicates that the solidification undercooling degree can come to a head when the melt is held at the specific temperature for a given time. The functionary mechanism of the phenomena above is also discussed briefly. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50571033, 50371024) and the Natural Science Foundation of Anhui Province(Grant No.070414178)     

熔融指数对聚丙烯熔体流动性及纤维强度的影响

研究了不同熔融指数的聚丙烯熔体的表观粘度对温度、切应力的依赖关系以及切应力与切变速率的关系,研究比较了相应聚丙烯纤维的拉伸强度.结果表明:熔融指数对聚丙烯熔体流动性具有显著影响;在相同的纺丝、牵伸条件下,用熔融指数较低的聚丙烯(相对分子量较高)制得的纤维强度较高.     

EFFECT OF BURNING METHOD ON THE FORMING PROCESSES OF PORTLAND CEMENT CLINKER

The forming temperature of Clinker meltunderdifferent burning conditions has been studiedby appearance examination and thermal shrinkerdetermination, and the viscosity of melt has beendiscussed by studying the coordination number ofAl~(3 ) and Fe~(3 ) in cement clinker burned by differentmethod with x~- ray fluorescence analysis and Moss-bauer spectroscopy. The results show that the clin-ker melt under rapid burning may come into exis-tence at lower temperature and It's viscosity islower. So the forming processes of clinker may bedifferent at rapid burning from ordinary burning.They are probably an important factor to promote theformation of clinker burned at lower temperaturewith rapid burning method.     

四组分阳离子可染聚酯纤维的制备和性能研究

在DMT和EG熔融缩聚时加入PEG和SIPM,制得不同配比的改性聚酯共聚物。共聚物通过熔纺成纤维。考察了PEG和SIPM用量对共聚物熔点,冷结晶温度,纤维的回潮率,静电性能和上染率的影响。     

Parameters Relevant to Bubble Detachment when Gas-injecting into Polymer Melt Flow Field

The bubble deformation processes were reported when gas was injected into polymer melt flow field in another paper, the experiments showed that the deformation was severely affected by the volume of the bubble, and in turn, for the different bubbles, several different deformation processes were presented during their movement along the flow channel. In addition, we could find that the magnitude of the bubble volume was dependent upon the pressure difference of the gas injection pressure and the melt pressure, In this paper, more experimental conditions were changed to investigate the parameters relevant to the detachment of bubbles from the injection nozzle. The experimental results show that the pressure difference, the melt flow velocity as well as the melt pressure were all critical for the purameters, such as the bubble detachment time, the maximum bubble diometers and the magnitude of the bubble volume. The morphology changes of bubble were very large when the flow field was abruptly changed, and the situations were more complicated.     

Preparation and Properties of Phenolic Resin/Montmorillonite Intercalation Nanocomposites

1　IntroductionIntercalationcompoundingisoneoftheeffectivemethodstopreparepolymerbasecompositeswithexcellentproperties .Thepolymercanbeintercalatedintotheinor ganicmaterialswithlayeredstructures ,especiallysilicateclay ,throughintercalationcompoundingtoformthepoly merlayeredinorganicintercalationcomposites[1] .Amongmanylayeredsilicateclays ,montmorillonite (MMT)isof tenusedtopreparetheintercalationcomposites .MMTisasilicateclaymineralabundantinthenaturalworld .Itbe longsto 2∶1layeredsilica…     

气体压力对聚合物气辅挤出成型影响实验及模拟

实验发现了气辅挤出中气体压力对熔体挤出影响较显著,为了探明气体压力对熔体挤出成型的影响机理,建立了气体/熔体两相流气辅挤出模型,通过有限元方法对气辅挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,得到了不同气体压力下,熔体的挤出形貌、流速、压力、法向应力差分布等变化规律。模拟结果表明,气体压力对熔体挤出流场分布及成型形貌具有较大影响,在气体压力相对较小且能形成稳定的气体层时,熔体速度场分布均匀,压力、法向应力差较小,挤出无形变;随着气体压力增大,熔体的速度、压力、法向应力差和形貌收缩程度等均显著增大。研究表明,由于气体的作用,在气体/熔体入口交界面处产生的第一法向应力差是引发熔体挤出形变和流场分布变化的主要原因。