毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式研究

准确预测毛细管内两相流制冷剂的压降是提高毛细管分流精度的基础,而高精度的毛细管内制冷剂两相流摩擦因子关联式又是准确预测毛细管压降的关键。本文拟合得到毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式,并给出基于近似积分的毛细管压降计算模型。试验验证表明:基于Blasius公式拟合的毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式的平均预测误差为±5.3%,95%的数据点的预测误差在±20%以内,而基于本文提出的毛细管内R410A两相流摩擦因子关联式的压降计算结果与试验数据的误差在±12%以内,平均误差在±5%以内,相比Blasius公式具有更高的计算精度。     

空冷式换热器中两相制冷剂质量的新计算模型

在制冷装置压缩机刚开机过程中,空冷式换热器两相区制冷剂质量计算需考虑干度强非线性分布。在此建立了分区集中参数换热器模型两相区质量制冷剂新计算模型。通过分布换热器模型预测两相区干度分布,引入相对长度实现通用化描述换热器结构在不同运行工况下两相区任意点位置,进而拟合基于相对长度的两相区制冷剂干度分布多项式分布模型,从而推导出两相区的平均空泡系数,最终可用于预测两相区制冷剂质量。将新模型与已有的基于干度线性分布的两相制冷剂质量计算模型进行对比,结果表明:当干度分布呈现非强非线性分布时,两种模型的预测精度的差别可忽略;但是当两相区制冷剂干度分布呈现强非线性分布时,以分布参数计算为基准,新计算模型相对于已有模型的平均误差和最大误差分别减少为原来的59%和55%,新计算模型具有很好的精度;同时两种模型的计算速度相当。     

5 mm微肋管内R404A沸腾换热模型的适配性

本文针对5 mm微肋管内R404A流动沸腾换热进行实验研究,并将研究结果与筛选出的一批换热模型进行适配性验证。实验工况:热流密度5～25 kW/m²、饱和温度0℃、质量流率200～500 kg/(m²·s)、干度为0.1～0.9。结果表明:Zhang Xiaoyan等的模型由于工质热物性差异较大,过高的预测了部分数据; Liu Zhongliang等的模型低估了热流密度对传热系数的影响,过低的预测了实验数据; S. M. Kim等的模型不能体现高干度区域传热系数的衰减,整体预测精度不高; K. E. Gungor等的模型能够很好的解释管内传热的过程,同时预测精度较高,平均绝对偏差仅27.46%。乘以修正系数1.372后的模型平均绝对偏差仅为8. 95%,落在30%偏差带上的数据多达98.18%。     

数据中心两相冷却技术现状与展望

随着数据中心行业的不断发展,IT设备能耗、热通量均逐渐提高,配套的制冷设备能耗占比增大,因此高效节能冷却技术逐渐受到关注。本文对现有的两相冷却技术进行了归纳、分类,并在此基础上提出了一种分布式两相冷却方法。同时介绍了两相冷却技术所涉及的冷却液物性、强化换热方法和系统热力学评估3个层面的研究进展。目前,数据中心冷却液的物性研究主要针对液相,缺少气相物性;沸腾换热和冷凝换热主要是通过对气泡和液滴的形成与脱离过程进行强化,缺少针对冷却液强化换热方法的研究;两相冷却系统具有优越的热力学性能,但存在相变引起的压力变化问题。     

适用于制冷系统动态仿真的全封闭式压缩机准动态模型

制冷系统动态仿真中要求压缩机模型能够适用于吸入制冷剂状态从两相到气相的宽变化范围,并且能够快速地反映其关键的动态特性,为了解决这个问题,提出了可覆盖进口状态从气相到两相制冷剂的准动态压缩机模型。此模型按其热力过程分解为吸入气相或两相制冷剂与腔内制冷剂混合过程的动态模型、壳体换热过程的动态模型和气缸内制冷剂压缩过程的稳态模型。此压缩机模型克服了通常压缩机模型中忽略腔内制冷剂混合过程所导致预测的流量大于实际流量的缺点,以及全部采用动态模型导致计算复杂的问题。通过某压缩机厂生产的全封闭式压缩机的稳态实验数据和模型预测值的比较,结果表明:模型预测的稳定工况时的质量流量和输入功率与实验数据误差小于5%;开机过程质量流量和输入功率与实验测量值趋势一致,误差小于10%。     

基于延迟均衡的CO_2两相引射器模型研究

引射器对跨临界CO_2引射制冷系统性能有极大的影响。本文考虑CO_2两相引射器中存在的非平衡相变、超音速和壅塞等复杂流动现象,构建了CO_2两相引射器的1D分布模型,并采用延迟均衡理论分析喷嘴中的非平衡相变过程。与实验结果比较显示,所建立的延迟均衡模型能够很好的预测引射器的性能。此外,通过与均衡模型的相比显示,在本文所选工况下,延迟均衡模型计算所得的主动流流量比均衡模型预测值低12.39%~25.30%,同时非平衡现象将延缓喷嘴中的膨胀过程,使得喷嘴出口压力比均衡模型预测值高。本文采用所建模型进一步分析了引射器的结构对性能的影响,结果显示在一定的工况下存在最优的混合室直径使得引射系数和升压比都较高;而当混合室直径一定时,较长的混合室有利于提高引射器的升压比。     

面向可热插拔式通讯机柜的两相自然循环系统的能力研究

对为解决高集成、高功率的通讯机柜的散热要求,设计了一种利用R22为工质,基于相变和自然循环散热技术,面向可热插拔通讯机柜的散热方案,并按照实际通讯机柜尺寸搭建了一套实验系统。通过模拟实际通讯模块的运行环境,进行了实验,结果表明:系统在没有额外驱动、冷却水温度在低于28℃的情况下,具备了3000W以上的散热能力,并能满足模拟电子设备的模块侧温度不超过65℃的要求。此外,非平衡热载荷的测试结果表明,非平衡载荷的启动、变化等情况不影响系统的稳定运行,说明该系统可以满足通讯模块载荷发生变化和热插拔等实际应用的需求。     

板翅式换热器两相流体的均布

阐述了两相流进口结构设计的必要性,详细介绍了五种两相流进入板翅式换热器的结构型式及气、液夹带的最小速度计算方法,分析了五种结构型式的优缺点及选择依据。图3。     

双锥流量计气液两相流测量模型研究

设计了一种直径比为0.8的新型双锥流量计.在管道内径为50 mm、干度范围为0.002 5～0.04的工况下,采用该流量计对水平管道气液两相流流量的测量进行了实验研究.在水流量标准装置上对该流量计进行了标定,分析了其流出系数.基于均相流和James模型,提出了一种混合密度的修正方法.利用双锥流量计的差压信号,分别对均相流模型、James模型以及修正的模型进行气液两相流总流量测量误差分析.实验结果显示,经密度修正的模型对总流量测量的相对误差可控制在6%以内,均方根误差为2.94%,表明修正后的模型可对总流量进行有效的测量,双锥流量计用于气液两相流测量可以获得较好的效果.     

套管双壳程对螺旋折流板换热器传热和阻力特性的影响

利用数值模拟法,通过改变套管双壳程内壳直径探究螺旋折流板换热器传热和阻力特性,获得其(壳侧外直径为250 mm系列的换热器)局部压力、温度及流场分布,同时分析不同内壳程管径对螺旋折流板换热器性能的影响。结果表明:合理的管径设置可以让换热器壳侧总压降最大降低比率达53.2%~55.4%,壳侧传热系数最大提升至4.32%~10.7%,内壳直径为108 mm时换热器的综合性能最好;内壳直径低于某一值(约95 mm)时,壳侧压降增长剧烈,而高于该值时,随着管径的增大,压降波动相对平缓,管径过大或过小均会弱化换热能力;套管双壳程结构虽然能有效改善螺旋折流板换热器性能,但是其管径的设置会舍弃掉部分换热管束,换热管束数量牺牲过多时,限制了换热能力的上限,即最优的管径布置也弥补不了它的换热缺陷。     

某大型热泵地埋换热器换热模拟研究

本文首先建立了德阳火车站地源热泵地埋换热器模型。然后利用ANSYSY有限元分析软件进行网格划分和数值模拟,通过实测进出口温度及单位井深换热量等值与相关模拟值对比,验证模型的正确性。在此基础上了主要模拟分析了流体不同入口流速对地埋换热器换热特性的影响,不同土壤物性参数对换热特性的影响。此外,还模拟研究了某一非稳态运行时间段内,不同径向处土壤温度分布。     

干盘管用平行流换热器翅片参数对空气侧换热系数及压降的影响

为了使平行流换热器在干盘管中得到推广应用,本文根据传热及压降关联式,采用数值模拟计算的方法,研究了干盘管用平行流换热器翅片参数对其空气侧换热性能及压降的影响,为干盘管用平行流换热器的设计提供参考依据。     

微通道平行流冷凝器两相流传热和压降的修正方法

本文通过建立以R134a为制冷剂的微通道平行流冷凝器的分布参数模型,使用交复检验非线性法对微通道冷凝器两相区的传热和压降关联式进行修正,并与无修正的仿真模拟结果、传统简单多项式拟合修正法的结果进行了比较。结果表明,运用交复检验非线性法修正的效果要优于无修正及传统简单多项式拟合法,使用前者修正后可将换热量误差减少64. 5%,均方误差控制在3%以内;制冷剂侧压降误差减少82. 05%,均方误差控制在10%以内,该方法为换热量和制冷剂侧压降的修正提供了一种预测精度更高的思路和方法。     

板式蒸发器换热与压降关联式的改进BP网络模型辨识

为了获得精确的换热及压降关联式以提高仿真模型的精度,本文在建立板式蒸发器数学模型的基础上,提出了用换热及压降关联式修正系数以修正经验关联式计算结果,并采用改进BP网络模型(IBPNM)对修正系数进行了辨识研究；与已有的板式蒸发器的换热和压降关联式相比,本文得到的结果与试验数据吻合更好,优于现有的研究结果。     

板翅式换热器封头型式的改造

采用计算流体力学(CFD)方法研究大型板翅式换热器封头内的流体流动,根据流动特征提出在封头段加入导流分布板改善流动分布均匀性的方法.与未加入导流分布板比较结果显示,加入导流分布板后,流体分布得到改善,传热系数亦有显著提高.     

点波板式换热器内流体流动换热及压降特性的实验研究

介绍了丹佛斯提出并开发的点波板式换热器。分别通过单相水-水换热测试和制冷剂(R410A)-水蒸发换热测试,实验研究了点波板式换热器与传统人字波板式换热器的传热及流动性能。结果表明,新型点波钎焊板式换热器,作为单相换热装置,具有较好的传热和流动性能。与传统的人字波板式换热器相比,较大雷诺数下,点波板式换热器强化传热20%以上,沿程阻力因子降低为传统结构的1/4左右。同时,作为蒸发器,在相似的制冷剂流动特征下,点波板式换热器比人字波板式换热器具有更好的流动和传热性能,这些性能优势,随着制冷剂流动特征的加强将变得更为明显。     

蜂窝板换热器内部流动传热特性研究

建立了蜂窝板换热器湍流流动的物理数学模型,并应用数值分析方法模拟了蜂窝板换热器的三维流动传热过程;分析了不同雷诺数下通道内流动阻力和换热性能及其随雷诺数的变化规律,并与相同当量直径的平行平板通道的流动换热性能进行了对比。结果表明,蜂窝板换热器在换热系数提高的同时流动阻力也增大了,在雷诺数Re=3000~15000的范围内,其传热努塞尔数比平行平板增大了0.93~2.12倍,阻力系数增大了2.24~2.35倍。最后从场协同理论的角度分析了蜂窝板强化传热的机理。     

管壳式换热器壳程的传热强化

本文介绍管壳式换热器壳程的强化传热技术,简述换热器壳程的典型结构、性能,分析强化传热机理。     

管壳式换热器换热管的传热强化

本文介绍管壳式换热器的传热节能元件-换热管的强化传热技术,指出传热技术发展新途径。简述典型强化换热管的构造、性能,分析换热管强化传热机理。