带吸液芯的倾斜式蒸馏器降膜蒸发实验研究

以电加热作为供热热源来模拟太阳能,研究了不同工况下蒸馏器的降膜蒸发特性,实验表明,热流密度、给水流量以及给水温度是影响蒸馏器产水速率的主要因素.其他条件相同时,冷却水流量对产水速率的影响很小,产水速率随着热流密度与给水温度的增大呈线性增加.得到的产水速率的实验关联式可为倾斜式蒸馏器的设计和优化提供参考.     

不同特征尺寸管式降膜太阳能海水蒸馏器热性能分析

为提高小型太阳能海水蒸馏器热能利用效率和产水速率,设计一种管式降膜太阳能海水蒸馏器,基于小高径比环形封闭空间水蒸气传热传质特性,分析特征尺寸和运行温度对装置单位冷凝面积产水速率的影响机理,研究不同特征尺寸管式降膜太阳能海水蒸馏器蒸发冷凝温差、竖直方向冷凝温度梯度等变化规律。结果表明,运行温度为85℃时,特征尺寸为0.015 m的管式降膜太阳能海水蒸馏器单位冷凝面积产水速率为0.696 kg/(h·m~2),比特征尺寸为0.035 m的蒸馏器增加10.48%,冷凝温度T_4为81.94℃,比特征尺寸为0.035 m的蒸馏器高3.83℃,在测试范围内蒸发冷凝温差最小为1.9℃,该研究可为强化管式太阳能海水淡化装置热质传递过程提供技术参考。     

锥台式降膜蒸发太阳能苦咸水淡化装置实验研究

针对传统太阳能苦咸水淡化装置运行过程中水体热容量大、传热距离长的问题,文章提出并设计了新型锥台式降膜蒸发太阳能苦咸水淡化装置,通过倾斜冷凝面以拦截浮升水蒸气,从而缩短了苦咸水液膜蒸发传热距离,减少了蒸发冷凝腔内不凝气体量,实现了封闭环形空间内小特征尺寸传热,通过对比分析冷凝面倾斜角度为70°（装置一）和冷凝面倾斜角度为45°（装置二）两装置产水速率和性能系数（GOR）,得到影响该装置性能的关键因素。结果表明,在进水流量为0.30 kg/h时,装置一最大稳态产水速率为0.24 kg/h,比装置二增加了8.33%,其最大蒸发冷凝温差为3.8℃,竖直方向冷凝温度差为1.7℃,性能系数为0.63,该研究为提升小型太阳能苦咸水淡化技术热能利用效率做了有益的探索。     

户用多效太阳能苦咸水蒸馏器产水特性研究

工业化太阳能苦咸水淡化装置占地面积大、初始投资高,难以应用于分布式户用苦咸水淡化过程。文章设计了一种户用多效太阳能苦咸水蒸馏器,该蒸馏器具有占地面积小、低品位热能驱动、运行简单等特点,可以实现分布式制备淡水。文章在实际天气条件下,测试了由平板太阳能集热器供能的户用多效太阳能苦咸水蒸馏器的产水速率,研究了该蒸馏器蒸发冷凝温度的变化情况,以及竖直方向冷凝温度梯度的分布情况。研究结果表明,晴天稳态运行时,户用多效太阳能苦咸水蒸馏器内蒸发冷凝温差的最大值约为22℃,沿竖直方向第一效冷凝套筒的冷凝温差约为9.8℃,该蒸馏器的最大产水速率为23.53 g/min,可以满足偏远地区小型户用淡水的制备需求。     

DSG太阳能槽式集热器聚光特性模拟

在槽式集热器光学理论的基础上,以DSG太阳能槽式真空集热器为研究对象,建立DSG集热器模型,并运用蒙特卡罗光线追踪法进行辐射计算及分析.通过研究集热器几何聚光比和边界角对集热器吸热管表面圆周方向热流密度分布的影响,获取了集热器的聚光特性.结果表明：计算结果与文献数据吻合良好;随着几何聚光比的增大,吸热管表面圆周方向的热流密度分布趋势不变,数值相应增大;随着集热器边界角的减小,热流密度的最大值增大,热流密度的分布曲线向圆周角-90°方向偏移相应的角度.     

海水冷却水过冷沸腾及析晶结垢实验研究

通过海水冷却水在换热面过冷沸腾下析晶结垢的动态监测实验,研究在不同的换热面热流密度、海水入口温度和流速下,析晶污垢的微观形态及对换热性能影响。研究表明:海水冷却水温度对污垢层的结构影响较大,流速则明显影响垢层的厚度;流速的改变对结垢速率影响最大,流速增加一倍,结垢速率降低61%;热流密度增大一倍,换热系数的降幅增加89%。     

超临界CO2/R41混合工质在螺旋槽管内冷却流动传热特性的数值研究

为降低超临界CO₂的工作压力并强化传热,在恒热流冷却工况下对螺旋槽管内超临界状态下CO₂和CO₂/R41混合工质的流动传热过程进行了数值模拟,分析了热流密度、质量流速和倾斜角度等因素对流动传热过程的影响。结果表明：相较于超临界CO₂,超临界CO₂/R41混合工质在临界压力差更大的情况下,其最大传热系数提高了7.7%,且传热系数衰减幅度更小;螺旋槽管在高温区的传热系数相较于低温区有明显提升,且热流密度越大,传热系数越大;受浮升力影响,倾斜角度小于0°时传热系数较大,倾斜角度在45°～90°时会发生传热恶化,且倾斜角度为-45°～45°时凹槽处会形成涡旋。     

系统参数对超临界水冷堆子通道熵产影响分析

利用流体力学计算软件CFX,采用结构化网格,研究系统参数如系统压力、热流密度以及质量流率对超临界水冷堆堆芯子通道内熵产行为的影响。湍流模型选择SSG雷诺应力模型,近壁面采用加强壁面处理方法。研究结果表明:系统压力对子通道熵产的影响有限,而热流密度和质量流率的影响则更为显著。随着热流密度的升高,传热对熵产的贡献增大,子通道内主流熵产增加;随着质量流率的升高,流体摩擦阻力对熵产的贡献增大,子通道内主流熵产减少。为了从热力学角度综合评估系统参数对主流熵产行为的影响,引入无量纲熵产数,进一步获得合理的热流密度和质量流率的系统参数设计方案,为超临界水冷反应堆的概念设计提供一定的理论指导。     

水平光滑细管内R32的冷凝换热特性

对流体R32在内径2 mm的水平光滑圆管内的冷凝换热特性进行实验研究。实验设定的流体饱和温度为35、40和45℃,质量流量为100~500 kg/(m2·s),热流密度7~28 k W/m2。实验获得R32在不同工况下的冷凝换热系数和摩擦压降梯度。发现其换热系数随质量流量增加而增大,随饱和温度提高而减小。入口干度和热流密度对其影响不大。摩擦压降梯度随质量流量增加而增加,相同质量流量下,随饱和温度升高而降低。并将该次实验值与其他经典换热模型和压降模型进行对比分析,发现Baird模型对该次实验的换热系数预测较好,Müller-Heck模型和Chisholm模型对R32的摩擦压降预测较好。     

基于热流固直接耦合法的柴油机冷却水腔结构优化分析

针对495ZLQ柴油机原冷却水腔结构存在机体水腔周向流动不善,缸盖水腔后部及底部存在低流速区的问题,提出了三套改进优化方案。采用热流固直接耦合法分别建立机体-缸盖-缸套-缸垫-冷却水腔的整机流-固耦合传热模型,利用自适应网格划分技术进行网格划分,进行了不同柴油机工况下的数值模拟计算。研究结果表明:在不同工况下,方案3为最优方案;对于机体冷却水腔,采用双侧进水使得优化后的机体第一、第二缸排气侧冷却水流量比原机增大了约2.5倍,改善了机体水腔内冷却液的周向流动,降低了缸套内表面进排气侧的周向温差;对于缸盖,降低主喷孔高度及设计引流帽结构可以提高缸盖鼻梁区冷却液的流速,从而改善该处的热负荷状况。