有机朗肯循环的热力学分析

应用热力学第一定律和第二定律对有机朗肯循环低温余热发电系统进行了热力计算、能量分析和火用分析.并以R245fa为工质,针对100℃左右的热源,在给定工况下分析计算了系统的热效率.研究结果表明:影响热效率的因素为蒸发器出口、膨胀机出口以及冷凝器内的工质状态参数;要减少系统的不可逆损失,需减少各热力过程的有温差传热和摩擦损耗,即选取高效传热的蒸发器和冷凝器及设计制造适合有机工质的膨胀机;在冷凝器入口前加装回热器,可有效减少传热温差引起的不可逆损失,加装回热器后整个系统的热效率提高了0.32%.研究结果可供有机朗肯循环系统设计作参考.     

因次分析π定理的应用理论研究

在分析π定理概念和基本方法的基础上，利用数学方法论证、补充和完善了因次分析π定理的内涵，找出了描述某一物理过程的一般性规律。中例举了因次分析中无因次准数的变化情况，找出了减少无因次准数的途径。同时，本对因次分析π定理有关在燃烧学中应用问题，作了简单的论述。     

轴向槽道热管的加工制作及传热性能研究

轴向槽道热管具有较高的传热能力和可靠的运行稳定性,在航空航天和电子领域具有广阔的应用前景。文章针对“Ω”形轴向槽道热管的特点,设计并搭建了专门的加工和实验平台,通过讨论温度分布规律、当量导热系数、热阻和最大传热能力等参数,对成品热管的传热性能进行了研究和分析。结果表明:热管具有良好的动态响应热性;在相同工作温度下,热管的冷热端温差与加热功率的增加呈正向关系;当热管的工作温度升高时,当量导热系数逐渐增大,并随着功率和充液率的升高而升高,而总热阻在加热功率增加时呈下降趋势;随着充液率的增加,热管的最大传热能力增加,但是增幅会趋缓。     

布雷顿与斯特林联合循环的热力学性能优化

构建了一个由不可逆布雷顿循环与斯特林循环组成的新型联合循环,用有限时间热力学的方法分析了不可逆布雷顿与斯特林联合循环性能。导出了在牛顿传热律下联合循环无因次功率、效率的解析式,得到了对应于循环最优功率和最优效率的底循环的最佳质量流率;通过数值算例研究了各种参数对联合循环的性能影响。     

太阳能热管式吸热蓄热器的(火用)分析

从热力学的角度(火用)来分析热管式太阳能吸热蓄热器,结合实例计算热管式太阳能吸热蓄热器热平衡和(火用)平衡.得出热管式太阳能吸热蓄热器(火用)损失的主要原因是传热的不可逆性引起的(火用)损失.减少(火用)损失的关键措施是减小冷热源之间的传热温差、提高冷热源的温度水平.     

渤海J油田化学驱无因次产液指数的变化规律

针对渤海J油田化学驱过程中部分井产液能力明显下降的问题,运用J油田的有关数据,通过建模计算,分析了聚合物驱与聚表二元复合驱阶段无因次产液指数的变化规律。结果表明:无因次产液指数在聚合物驱阶段先呈上升趋势,聚合物驱见效后开始下降,并在含水率最低点附近出现最低值,而后随着含水率的回返而升高,在聚合物产出质量浓度突破600 mg/L后则止升为降。转为聚表二元复合驱后,各井的无因次产液指数普遍进一步下降。在聚合物驱阶段,受效井无因次产液指数的最大下降幅度为74. 26%,大多数井的下降幅度为40. 00%～60. 00%,平均值为47. 82%。在聚表二元复合驱阶段,受效井无因次产液指数的最大下降幅度为86. 15%,平均值为61. 59%。     

江河水污垢对小管径恒壁温管内对流换热影响

为有效提高江河水冷热源的利用率,应用热力学第一、第二定律和湍流流动理论,讨论和分析了污垢对恒壁温小管径管内对流换热过程热力学性能的影响。分析结果表明,有污垢存在时,污垢层导热引起的熵产在管内对流传热熵产中占主要部分,而温差传热引起的熵产则相对较小,且在雷诺数较大,管径较小的流动中,会出现粘性流动引起的熵产大于温差传热引起的熵产;随雷诺数的增大和污垢热阻的产生,熵增率都是单调增加的。因此在利用江河水发展水源热泵时,要充分考虑污垢热阻对换热器性能的影响,尤其是污垢层导热热阻的影响。     

气井指数式无因次IPR曲线图版的建立与应用

推导符合指数式产能方程的气井无因次IPR方程,并绘制相应的图版。应用无因次IPR方程推导气井的预测IPR方程,并绘制4口气井的IPR曲线。通过实例验证该无因次IPR曲线图版能够快速准确地拟合气井动态指数,能够很好的预测气井的井底流入动态。     

离心风机的无因次性能曲线

从相似理论原理出发,扼要阐述了离心风机的相似条件和相似风机的无因次性能参数及其曲线,并由此推出了风机相似定律算式和比例定律算式.文中通过2例说明在相似风机中无因次性能参数与性能参数之间的换算;另举2例说明无因次性能参数在风机选型中的应用.     

纳米Cu/R11池沸腾可视化实验

为研究纳米颗粒对制冷剂整体性能的影响,设计了一套可视化实验装置,对纯制冷剂（氟里昂R11）和纳米Cu/R11为工质的泡核沸腾现象进行了可视化对比研究.通过摄像技术观察了工质沸腾汽化过程,以及在泡核沸腾过程中的生长与跃升过程.实验结果表明,纳米Cu颗粒的添加强化了R11制冷剂的传热性能,纳米质量浓度（0.05%~1%）及冷-热源温差（15 ℃~30 ℃）越大,工质的传热性能越强,且验证了纳米Cu/R11在小温差下强化传热的特性更为显著,为今后热虹吸管蒸发段流动与传热机理研究提供参考.     

变截面微通道散热器流动和传热特性

为了解决电子芯片散热问题,通过数值模拟的方法,研究了去离子水流经微通道散热器时的流动和传热特性.微通道散热器由无氧铜层叠焊接而成,散热器内微通道当量直径为0.23 mm,去离子水流经散热器时平均雷诺数为252~1 060,加热面热流密度为2×106W/m2.结果表明:不同雷诺数时,三角凹穴周期性变截面微通道散热器的传热性能明显优于矩形等截面直通道散热器;前者加热面平均温度和最高温度均比后者低2~3℃,且两者压降相差不大;随着去离子水流量的增加,散热器加热面平均温度降低,但当流量增加到一定程度后,加热面温度变化不明显,说明不能单靠增大泵功来强化传热.     

瞬态分子扩散传质过程中质量迁移特性理论研究

对瞬态扩散传质问题的物理过程进行了分析。依据热量、质量传递的类比关系，提出了质量传播速度的概念，继而对传质本构方程－费克第一定律进行修正，以此为基础，建立了瞬态分子扩散传质问题质量传递微分方程式，并以一维瞬态扩散传质问题为例对本文所述问题进行了理论上的分析。     

小型平板热管的传热特性

以丙酮、乙醇和水为工质,对小型平板热管在充液率为20%~90%的传热性能进行了实验研究。测量了热管蒸发段和冷凝段管壁、加热和冷却风道进、出口截面等处的温度分布,计算了传热量和传热系数。根据实验结果总结出了工质、充液量和热流密度对热管传热系数的影响。得出该平板热管以乙醇为工质的传热性能最好,传热极限qmax为16~17 kW/m2,最佳充液率为50%,并给出平均传热系数综合关联式。实验结果可供工程设计参考。     

影响地埋管换热器侧换热量因素分析

利用线热源模型,结合约束最优化方法,使用河北工程大学自主研制的岩土热物性测试仪,测试并计算出石家庄市正定区岩土综合导热系数和地埋管侧换热量值。根据测试结果,分析实验中的测试时间、地埋管内进出口水温平均值、测试功率等因素对地埋管换热量的影响。测试结果表明：20 h后,测试计算出的岩土综合导热系数趋于稳定;岩土综合导热系数、地埋管内进出口水温平均值、测试功率对地埋管侧换热量值有影响,且影响依次减少。     

CO2空气源热泵热水器的实验研究

为了研究跨临界CO2热泵系统外界因素对系统性能的影响规律,在自行搭建的实验台上通过改变冷却水体积流量、冷却水进口温度和环境温度研究系统性能变化,分析CO2质量流量、压比、制热量和制热系数(COPh)等系统参数的变化趋势,研究压缩机绝热效率和换热器热交换完善度对制热系数的影响.在测试工况范围内,实验结果表明:当冷却水体积流量增加或冷却水进口温度降低时,CO2质量流量、压比和压缩机功率减少,制热量和制热系数增加;当环境温度升高时,CO2质量流量和制热量增加,压比和压缩机功率基本不变,制热系数增加;压缩机绝热效率与气体冷却器的热交换完善度成为制约制热系数提高的2个重要因素.     

多功能热泵空调热水器的模拟与实验分析

为了降低家庭热水能耗,提高设备利用率,减少初投资,设计了一种兼有空调与热水供给功能的多功能热泵空调热水器.对压缩机额定功率1.3 kW、热水容量60 L的样机进行了热泵制热水模式的性能模拟与实验研究.实验结果显示,在8℃的环境温度下将水加热到50℃,系统能效比为2.2.通过模拟进行系统优化,提出了进一步提高系统整体性能的措施;循环水流量由0.06 L/s增加到0.24 L/s,能效比提高16.8%;冷凝器面积增大一倍,能效比提高16%.     

固体中亚表面缺陷的非傅里叶热波散射问题

基于非Fourier热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了固体介质中亚表面圆柱缺陷的热波多重散射问题．首次基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解．温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热．具体分析了结枸几何参数和物理参数时温度分布的影响,并给出了温度变化的数值结果．本研究结果可为红外测试技术、热波成像技术等提供理论基础和参考数据．     

小直径热虹吸管传热性能实验研究

进行了小直径热虹吸管性能试验，试验结果表明：热管运行时，管内流型及流型变化对热管壁面温度有影响．表面温度波动大；热源温度对热管内流型有影响，热源温度越高，冷凝段温差越小；热源温度低时．热管长度对表面温度影响大：加热段长度越长，热管表面温度越高；热管传输功率并不随热源温度升高而线型增加．     

软粘土非线性一维固结有限差分法分析

用有限差分法求解了软粘土非线性一维固结问题,编制了计算程序,并通过详细的计算得到了有关固结曲线,由此对软粘土地基非线性一维固结性状进行了分析。     

U型埋管换热器及其周围土壤非稳态传热的数值分析

针对地源热泵U型换热器埋管、周围回填材料及土壤传热过程,建立了将U型管壁的边界换热取为第三类对流换热条件的二维非稳态传热模型,并对其温度分布进行了数值模拟分析．分析结果表明：U型埋管换热器管壁内对流换热热阻和管壁导热热阻对U型埋管换热器及其周围土壤非稳态传热过程的影响较小,但相互热干扰造成进、出水管壁自身各角度的温度存在明显差异．各处土壤温度达到准稳定阶段所需要的时间随其与U型埋管的距离增加而增加．