硅胶粒径对太阳能吸附制冷系统性能的影响

针对以硅胶-水为工质对的太阳能吸附式制冷系统,实验研究了不同粒径的硅胶材料对吸附床传热传质特性及系统制冷能力的影响。三组对比实验的硅胶材料平均粒径分别为1mm、3mm和5mm,在太阳辐射接近的条件下完成实验测试,结果表明粒径中等的硅胶材料表现最优,其制冷系数COP和按照循环周期定义的比制冷功率SCP2均最高。小粒径材料虽然使吸附剂填充量有所增加,但是会导致吸附床轴向传质阻力增加,影响其末端吸附能力的发挥。而材料的粒径过大,则会降低吸附床的吸附剂填充量及其传热性能,从而导致预热脱附和冷却过程的时间延长,不利于系统的制冷性能改善。实验结果表明,吸附剂粒径是影响太阳能吸附式制冷系统工作性能的一个重要因素,在系统设计中需要给予重视。     

太阳能压气机系统优化及实验研究

针对太阳能空气压气机结构优化问题进行实验研究,测试并分析压缩空气罐内加装扰流风机之后的加热、冷却特性及太阳能利用率的变化情况。实验结果表明,在风机风速2.0~6.7 m/s的变化范围内,存在一个最佳风速使得太阳能热机效率最高,其冷却系数从0.34~0.44提升至0.78~0.84,压气机在冷却之后的吸气能力也显著提升。以名义太阳能利用率来衡量,风机+肋化吸热管结构相比于不设置风机的肋化吸热管或光滑吸热管结构有大幅提高,提高幅度在10.8%~145.8%之间,风机强化传热效果明显。     

关于管内单相对流换热强化的极限问题

从场协同理论出发,分析了通道内表面全部为射流冲击换热表面时的极限换热率;将全射流冲击管内换热与普通流动管内换热进行了比较。给出了层流和紊流工况下全射流冲击换热可能达到的最大强化比。针对相同R e,分析得出:在层流充分发展段,全射流冲击通道的强化极限是16.9倍;在紊流充分发展段是3.5倍。综合现有各种通道内强化换热的研究结果进行比较,其换热率均低于全射流冲击管内换热率,其中层流工况以折流翅片式通道和交叉缩放椭圆管的换热率与极限换热率最为接近;紊流工况以内插螺旋丝强化管最为接近。     

真空环境中硅胶-水工质对吸附平衡实验研究

文章基于真空称重法通过实验研究了不同吸附温度和吸附压力下,硅胶对水蒸气的吸附过程和平衡吸附量。实验结果表明,在同一吸附温度下,硅胶对水蒸气的吸附量随着相对吸附压力的升高而增大;当相对吸附压力一定时,硅胶对水蒸气的吸附量随着吸附温度的升高而减小。此外,文章还利用几种拟合方程对硅胶的吸附等温线进行拟合,并根据各方程拟合结果的相对误差确定适用于硅胶平衡吸附量的拟合方程。     

高空飞行器舱内强制对流换热随压降的衰减变化

在理论分析了气压下降与舱内强制对流换热关系的基础上,利用实验的方法对理论分析进行了验证。结果表明,低气压下,处于连续介质流的流体对流换热仍然可以利用常规情况经验准则关系式进行分析计算;舱内对流换热能力随气压下降不断衰减,气压越低,衰减越快。研究结果对飞行器设备舱热控制有一定的参考作用。     

矩肋强化换热通道中三维湍流流动与换热特性的数值模拟

对沿流向间断性布置矩肋的新型强化换热通道在Ｒｅ＝５×１０３～５×１０４的湍流范围内采用Ｋ－ε湍流模型进行了数值计算,并与实验结果进行了比较．计算结果表明,在相同质量流量下此种强化换热通道的换热系数可以达到光滑通道换热系数的４～９倍．减小通道截面高宽比使得强化换热效果增强．     

漏斗状储热水箱边界斜度对热量损失的影响

为了研究太阳能跨季节蓄热过程中,漏斗状储热水箱的侧壁倾角对其内部自然对流换热情况的影响,文章采用Fluent软件对漏斗状储热水箱内非稳态自然对流换热情况进行了三维数值模拟。模拟结果表明:水箱侧壁倾角对漏斗状储热水箱内部的自然对流换热过程有一定的阻碍作用,水箱侧壁倾角θ越小,阻碍能力越大,但对流换热过程与水箱侧壁倾角之间并没有呈现出线性递增关系,此外,存在使壁面平均Nu数达到峰值点的水箱侧壁倾角;比表面积对漏斗状储热水箱的散热量有一定的影响,比表面积越大,漏斗状储热水箱的散热量越大;当水箱侧壁倾角θ为45°时,漏斗状储热水箱的储热效果最佳。     

一种协同式强化表面的换热特性

根据场协同理论发展了一种新型强化换热表面,对其紊流流动和换热特性进行了实验测定,考察了翅片倾角、通道高度和Reynolds数的影响,并且在相同泵功条件下进行了强化效果评价。结果表明,在翅片倾角β=0～23.2°范围内,强化效果随翅片倾角单调增加,但是随Re的增大而单调减小。对于一定的翅片倾角,通道高度大者呈现较好的低功耗、高换热率特性。     

太阳能蓄热空气罐供暖系统实验研究

菲涅尔透镜式太阳能集热器具有环保、经济和结构简单等优点。文章利用带有自动跟踪控制系统的小型菲涅尔透镜式太阳能蓄热空气罐对空气进行循环加热,通过观测太阳辐射强度、外界环境温度以及通风管出口温度的变化情况,分析太阳能蓄热空气罐供暖系统的各项性能。分析结果表明:太阳能蓄热空气罐供暖系统集热效率的最大值可以达到60%;通风管出口温度比环境温度约高出50℃。利用太阳能蓄热空气罐供暖系统在冬季进行供暖是可行的。