热泵空调系统中相变蓄热特性及系统性能试验研究

将相变蓄热装置与空气源热泵空调系统进行结合,主要研究在部分冷凝热回收模式下,相变蓄热箱中分别采用单一相变材料(纯石蜡)和复合相变材料(纯石蜡/泡沫铜)进行冷凝热回收的试验。通过试验数据比较加入促进导热材料前后蓄热材料在进行部分冷凝热回收时的蓄热温变速率,以及系统的吸排气压力、制冷能效比、综合能效系数等系统参数的改善情况。结果表明:空气源热泵空调系统在部分冷凝热回收模式下,复合相变材料与单一相变材料相比,蓄热速率提升了6.5%,温差减少了44.1%,温度分布更为均匀;系统性能中,制冷性能系数(EER)提升4.1%,综合能效系数(COPt)提升30.5%,各项指数在复合相变材料蓄热系统中均有提升。试验数据和结论为复合相变材料蓄热的推广及进一步研究提供参考。     

圆柱形相变单元的蓄热装置蓄热特性分析

设计了基于圆柱形相变蓄热单元的相变蓄热装置，通过循环实验对蓄热装置的运行特性进行分析，研究了装置的蓄热影响因素。研究结果表明；在等质量相变材料（Phase Change Material,PCM）时，相变单元数量对装置蓄热速率的影响较大；蓄热单元布置间距对装置蓄热速率的影响较小；当增大换热流体（Heat Transfer Fluid,HTF）的流量时，装置总蓄热时间分别缩短了14.5%和29%；提高换热流体入口温度时，不仅增加了蓄热装置的总蓄热量，并且总体蓄热时间分别缩短了10.6%和16.5%。     

泡沫金属基相变蓄热单元管蓄热性能研究

用LB方法研究了相变蓄热单元管内融化过程,以蓄热量及融化速率为评价标准分析了不同操作参数及泡沫金属结构对相变蓄热单元管的强化蓄热作用。填充泡沫金属有利于提高管内的融化速率,是一种可行、高效的方法。泡沫金属的结构对融化速率影响较大,孔隙率越小融化速率越高,但孔隙率的减小使得单管内相变材料装载量急剧下降;泡沫金属体积热容越大,温度变化越慢,不利于融化速度的提升;导热系数对融化速率的影响较大,导热系数越高相变材料融化越快,同一时间段内,管内整体温度相对较高,蓄热量大。     

高导热能力的蓄热装置传热性能研究

固液相变材料的导热系数极低,往往不能在规定时间内完全相变融化以吸收电子设备工作的热负荷,导致电子设备出现局部超温现象。文中采用数值仿真和试验测试的方法对高导热能力蓄热装置进行研究。采用均温板与蓄热装置一体化设计,均温板将点热源转换为面热源消除了电子产品温度峰值导致局部超温的问题,也增加了相变材料的吸热面积。同时在相变材料中设置铝合金板以及铝合金波纹板。通过上述设计,增大了石蜡的当量导热系数,增加了短时间内石蜡的融化量进而提高了蓄热能力。     

翅片缩放管相变蓄热体热工特性数值模拟

蓄热式换热器是高温有机化合物废气氧化器的核心部件之一。提出了一种带有赤藓糖醇相变材料的翅片缩放管式蓄热体,并用数值模拟的方法对蓄热体蓄放热过程的热工特性进行研究,分析了翅片厚度对蓄热体传热性能的影响。模拟结果表明：翅片缩放管（翅片厚2 mm ）在蓄/放热阶段的传热速率分别比光管缩放管高13％和9％,一定条件下适度增加翅片厚度有助于提高蓄热体的蓄放热性能。所得结论为今后翅片缩放管相变蓄热体的优化设计提供了理论依据。     

填充泡沫铜对石蜡相变蓄热性能的试验研究

以石蜡作为相变蓄热材料,泡沫铜作为填充材料加工制作了相变蓄热装置,并搭建了蓄热器热性能实验台,对填充泡沫铜和未填充泡沫铜的蓄热容器分别进行了相变蓄热试验,测量相变材料的温度并通过数据采集仪进行采集,整理绘制了在不同条件下的温度时间曲线并进行了分析讨论。结果表明泡沫铜的添加不仅使蓄热器内温度分布均匀,而且大大缩短了蓄热所需时间。     

螺旋凹槽相变球蓄热效率仿真与研究

为了提高蓄热装置内蓄热球的蓄热效率,该文设计了一种表面有螺旋凹槽的蓄热球,用ICEM CFD建立了三维模型并进行网格划分,在fluent中分别仿真了一种基于凹槽蓄热球和光滑蓄热球的相变储热水箱在初始温度308 K、入口流速0.1 m/s、入口温度363K和初始温度308 K、入口流速0.15 m/s、入口温度363 K两种工况下的蓄热过程,得到了蓄热过程中相变材料(PCM)温度和液相率随时间的变化曲线以及液相率的分布云图,截取了蓄热过程中某一时刻的水流速度矢量图.研究结果得出:与光滑蓄热球相比,螺旋凹槽蓄热球的凹槽结构既增加了PCM与热媒体的热交换面积,又增强了蓄热箱内的对流传热,提高了换热效率,避免了热量的流失.对整个蓄热箱而言,大大减少了蓄热时间,提高了蓄热箱的蓄热效率.     

一种环保型可蓄热太阳能烘干设备

为了改善农作物烘干产业中能耗大、污染排放严重的现状,构建了一种由空气集热器、载有相变蓄热材料的蓄热装置、绝热干燥箱、通风装置、排湿装置等组成的可蓄热式太阳能干燥设备,研究了该太阳能干燥系统在满足烘干功能前提下的集热性能、蓄热性能,对红薯进行烘干试验,与自然晾晒的干燥实验做对比,以验证其干燥性能.试验证明,太阳能干燥设备干燥周期(14h)较自然晾晒干燥周期(23h)有明显缩短,另外装载有石蜡相变材质的蓄热箱延长了烘干有效时间,特别是在外界太阳能辐射不稳定的状况下,保证了太阳能干燥作业的稳定进行.     

碳纳米管在热管理领域的应用研究进展

碳纳米管凭借其高导热率、大比表面积、低膨胀系数和低密度,成为热管理领域的研究热点.文中根据热管理技术的分类,分别调研了碳纳米管在热界面材料、微通道散热、热管及高导热基板等中的应用研究现状.调研发现,碳纳米管可在一定程度上提高散热性能.然而,由于工艺及传热机理的复杂性,许多实验结果比理论预期要差.随着传热机理和工艺的进一步成熟,碳纳米管将在热管理领域展现出更加优异的性能,且其军事应用和商业应用均指日可待.     

套管型相变蓄热装置蓄热过程动态模拟

对一种用于热泵热水器的套管型相变蓄热装置建立了数学模型,用Fluent软件对其蓄热过程进行了动态模拟,得出以月桂酸为蓄热介质的套管型蓄热装置在蓄热过程中,PCM管内不同半径处温度、液体比、热流密度随时间的变化情况,以及制冷剂与蓄能材料之间的热流密度随时间的变化规律.     

水润滑下Al2O3 、Al2O3+13%TiO2等离子喷涂层的摩擦磨损特性

针对纯水液压元件摩擦副实际工况，研究了水润滑状态下Al2O3和Al2O3 13%TiO2等离子喷涂试环分别与整体烧结Al2O3块之间的摩擦磨损特性，考察了摩擦系数及试环磨损量随时间的变化，利用扫描电子显微镜（SEM）观察了磨痕的表面形貌，利用X射线能量色散谱仪分析了磨痕表面的元素组成。研究结果表明：水润滑条件下两种摩擦副的磨损机理主要是脆性断裂、微切削与腐蚀磨损；摩擦副Al2O3环/整体烧结Al2O3块的摩擦学性能优于Al2O3 13%TiO2/Al2O3块，它们更适合作为纯水液压元件的摩擦副材料。     

氧化铝材料力学性能的分子动力学模拟

基于Al2O3材料在各大领域的重要性,提出了运用分子动力学方法来计算Al2O3材料的力学性能(杨氏模量、体模量、剪切模量、柯西压等),所得的结果与材料的实际值相近。计算结果不仅对Al2O3材料的力学性能进行了预示,还从侧面验证了该方法的准确性与可靠性,为材料的研究提供了一种可靠的理论方法。     

热管导热板当量导热系数研究

对用于高热流密度分布式点热源的散热的预埋热管铝基导热板进行了传热性能试验研究,结合模拟仿真,通过求解导热反问题的方法求得热管导热板的当量导热系数。研究结果表明,采用的热管导热板具有优良的热传导能力,当量导热系数随传输功率的增大而降低,当量导热系数范围为1 100～7 600 W/(m.K)。     

Al_2O_3-H_2O纳米流体冻结过程的数值模拟和试验研究

纳米流体作为强化换热介质,是目前的研究热点,但关于其相变过程的研究较少。利用当量比热法,在COMSOL有限元模拟软件中对质量分数为5%,不同粒径(10、20、50、100、500nm)的Al2O3-H2O纳米流体和去离子水的冻结过程进行数值模拟,并将模拟结果和试验结果进行了对比。二者具有较好一致性,表明烧杯中心和壁面附近的温度变化趋势有较大区别,中心处的温度变化更能反映样品的冻结过程;当质量分数为5%时,Al2O3-H2O纳米流体的相变时间与去离子水相比较短,且纳米流体的相变时间随Al2O3粒径的增大而增加。     

功率超声在电沉积Ni/纳米Al2O3复合镀层中应用

研究功率超声在纳米电沉积技术中的作用机理。结果表明 ,在电沉积Ni/纳米Al2 O3 复合镀层过程中 ,引入功率超声可有效解决纳米Al2 O3 粒子在镀液中的分散问题 ,使纳米Al2 O3 粒子均匀分布在复合镀层中 ,促进纳米Al2 O3 粒子与镀层基质金属的共沉积 ,并细化基质金属Ni的晶粒     

机械活化-放电等离子法烧结FeAl/Al2O3纳米复合材料

利用机械活化-放电等离子（MASPS）的方法,将铁粉、铝粉和Al2O3粉的混合粉末通过高能球磨进行机械活化,并利用放电等离子快速烧结得到FeAl／Al2O3块体材料,讨论了Al2O3的活化作用及烧结工艺对复合材料组织与性能的影响。结果表明：利用MASPS法可以制备出致密且晶粒细小的FeAl／Al2O3纳米复合材料,最高致密度可以达到96.4％。     

低能核反应产物~(26)Al的AMS测量方法研究

分别选用 Ti N、Al2 O3和 2 6 Al7+为靶材料、载体和被测离子 ,用加速器质谱计 (AMS)分别测量了 O、N重离子低能熔合反应产物和标准样品的 2 6 Al,研究结果显示测量方法是准确、可信的     

Al2O3颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的切削特性

利用YAG激光对Al2O3颗粒增强铝基复合材料加热，进行车削试验，通过对切削过程中的三向切削力、刀具磨损、切削表面参与应力及表面组织成分的分析，利用组织错配理论建立了颗粒增强金属基复合材料切削的物理模型，阐述了颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的内部作用机理，利用物理模型解释了复合材料激光加热辅助切削过程中切削力下降，刀具磨损降低，表面机械性能提高的主要原因。     

Al_2O_3/Ti(CN)复合刀具材料的制备及切削性能研究

利用热压烧结工艺制备出Al2 O3 /Ti(CN)复合陶瓷刀具材料。测得该材料的平均抗弯强度为 82 0MPa ,平均断裂韧性为 7.4MPa·m1/ 2 ,维氏硬度为 2 0 .4GPa。通过与陶瓷刀具材料LT5 5、SG4的切削性能进行对比试验 ,发现其连续切削淬硬钢的性能高于SG4,但耐磨性能比LT5 5稍低 ,是一种适合连续切削铸铁与淬硬钢、尤其适合断续切削淬硬钢的刀具材料。     

纳米Al2O3弥散强化复合涂层的制备及耐磨性研究

将纳米Al2O3与Ni基自熔性合金F102的复合粉末用氧乙炔焰热喷焊工艺制各复合涂层，研究了纳米Al2O3的加入呈对组织和耐磨性的影响。结果表明，当纳米A12O3质量分数为0．25％时，涂层的耐磨性最好，与25％WC复合涂层的耐磨性相当。