PCHE叶轮整流效果数值模拟研究

PCHE入口处有着成千上万的微型通道,流体进入通道时存在流量分配不均匀的问题,导致PCHE整体换热性能差,本文提出了一种叶轮型整流器来提高流量的均匀性分配。通过数值模拟的方法,以流体流量不均匀系数α和压降P_(l)作为性能指标进行了参数化对比,分析了整流器结构参数(中心圆环D、叶片的数量N和叶片螺距P)对入口封头内流场的影响。研究结果表明,叶轮对中心集中流量的破坏、诱导产生的多个涡流对流场均匀发展起到关键性作用,中心圆环直径越小,螺距越小时,叶轮的整流效果更好,四叶片叶轮由于其几何对称性,引导流体更均匀的分布在流道。

有限空间内电子芯片风冷系统的优化研究

芯片的冷却问题已经成为限制电子设备发展的技术瓶颈之一。本文通过数值模拟,对某人脸识别电子芯片在有限空间内的散热问题展开优化研究。研究芯片温升与轴流风扇流量、进风面积、芯片工作功率的关系,并通过多目标优化得到更加符合当前目标需求的芯片及风扇的工作参数。研究结果表明,轴流风扇流量从0增加到9CFM范围内,芯片温升下降约56%;风扇进风面积从0.031 m^(2)增大到0.196 m^(2),芯片温升上升13%;随着芯片功率增加,芯片稳定工作的温升呈线性提升。通过多目标优化设计,得到的芯片及风扇的工作参数为P=5.87 W,Q=1.056 CFM,A=0.041 m^(2)。

地源热泵小负荷状态下的运行优化

针对地源热泵在小负荷状态下满负荷间歇运行,系统频繁启动造成额外消耗大量能量的缺点,本文利用最优化原理,对系统运行优化。优化计算得出对于每一个热负荷都存在一个最优运行负荷(即最优值),使得该系统运行能耗最低;在热容量和散热量与最大散热量比值组成的二维空间中可以分成几个运行区域,在这些小区域中,最优值恒定不变。

辐射器漫反射定向管表面热辐射方向性

为了得到辐射能的方向分布特性,利用蒙特卡罗法,研究了定向管内壁面为不等温灰体、其底部假想圆型辐射器为黑体时,管内壁发射率、管长与半径比、管内空气流速等参数的变化对管口表面当量定向发射率的影响,计算结果表明:管长与半径比增加,管口表面较大的当量定向发射率向小角度的天顶角方向移动,空气流速仅影响当量定向发射率数值大小。

纤维层中纤维的排列与散射相函数

针对纤维层中两种典型的纤维排列求得其相函数：纤维在空间随机排列和平行于边界面的平面上随机排列。被考虑的两种入射辐射为垂直于边界面的入射和边界表面的表面辐射。纤维层的相函数以纤维层坐标系中的天顶角的函数形式表示。对入射辐射形式，尺度参数，纤维的排列及复折射率对辐射传递的影响进行了研究。

用共轭梯度法与蒙特卡洛法求解三维系统的辐射热负荷反问题

采用蒙特卡洛法与共轭梯度法确定三维矩形炉膛中燃烧器或加热表面的温度分布与热负荷分布。讨论了测量误差对计算结果的影响 ,结果表明 :当测量值不含误差时 ,用共轭梯度法计算得到的加热表面的温度值和热流量值与其真实值吻合很好。实验测量误差对计算精度的影响与加热表面及受热表面之间的辐射热交换系数有关 ,辐射热交换系数越大 ,测量误差对计算结果的影响越大。图 4参

地源热泵的技术经济性评价

针对地源热泵钻井费昂贵、初投资比普通供暖空调高的问题 ,利用经济评价方法 ,以哈尔滨地区供暖面积 10 0 0 0m2 为计算对象 ,分析比较了地源热泵 3种驱动源 (电动机、燃气机、柴油机 )、3种辅助热源 (电锅炉、油锅炉、燃气锅炉 )、共计 9种系统组合的经济参数 (初投资、年经营成本、年总成本、净现值 ,净现值率及投资回收期 ) ,分析计算得出燃气机驱动。

燃生物废料流化床锅炉

介绍了国内外生物质燃料开发与利用现状 ,燃生物废料锅炉炉型的选择以及生物废料在流化床中燃烧存在的烧结问题及解决措施。

糠醛渣在流化床中燃烧特性的试验研究

介绍了糠醛渣生物质燃料的工业分析、临界流化速度、着火温度、与煤掺烧时的烧结特性、灰成分分析以及热天平分析。重点研究了糠醛渣燃烧后灰成分分析及热重分析。解释了没有烧结的根本原因在于 ,糠醛渣燃烧后形成的灰中 ,钾盐主要以硫酸盐物质存在 ,熔点较高所致。试验发现 ,糠醛渣中氯含量较高 ,燃烧后灰中氯含量很低 ,说明主要以HCl气体析出 ,同时糠醛渣中含有呋喃甲醛 ,当燃烧不充分时将会产生多氯二苯并呋喃 (PCDFs—二恶英 ) ,提出合理的燃烧温度及停留时间。

盐穴地下储油库热质交换及蠕变

为了确保盐穴储油库的密闭性和安全性,建立了油、卤水和围岩的热交换模型以及由于温度变化而引起的溶腔压力变化模型,同时建立了岩盐蠕变和渗透模型.通过TDMA算法对模型进行了求解,结果表明,油在7a的放置过程中,温度升高了8.635℃,压力升高了8.97MPa,即温度升高1℃压力约升高1MPa.另外,盐穴的蠕变量随着放置时间的增加而减小.岩盐的渗透率很小,油的渗透量可以忽略.温度变化对溶腔压力有重要的影响,油和卤水的热膨胀系数与可压缩系数的比值决定了温度变化对压力的影响程度.在实际注油时,要准确测量油和卤水的可压缩系数和热膨胀系数,以便对溶腔内液体的温度和压力做出正确的预测和判断.

等温圆柱型空腔表面辐射传递方向分布特性

用蒙特卡罗法计算了圆柱型空腔底面与管内壁面单元之间的辐射传递系数,研究了底面为黑体表面、管内壁面为等温灰体、漫发射、漫反射时,管内壁发射率、管长与半径比的变化对管口表面定向发射率的影响,结果表明:管长与半径比增加,管口表面定向发射率极值点向小角度的天顶角方向移动,管长与半径比超过30,管口表面最大定向发射率对应天顶角<2°;管内壁发射率为变量时,距离管出口1倍管内直径处的发射率对管口表面最大定向发射率的影响较大;管内壁的发射率越小,管口表面定向辐射集中特性越好.

波节形状对波节管结构稳定性和传热特性的影响

针对不同形状的波节管的成形精度、结构稳定性以及传热特性差异较大.通过实验研究、理论校核和数值模拟相结合的方法,重点研究不同的波节形状(波谷圆角半径R和波节高度H)对波节管成形精度、轴向补偿能力、平面抗失稳能力以及传热特性的影响规律.研究结果表明:内高压成形波节管的成形精度随着波谷圆角半径R的增大而提高;波节管的轴向位移补偿能力随波节高度H的增加而增大;抗平面失稳能力和抗疲劳能力随波节高度H的增加而降低;综合传热因子η随着波谷圆角半径R增大和波节高度H的增加均是先增大后减小.综合考虑上述各个因素,对于所研究的内高压成形波节管,当波节高度H为2.5 mm,波谷圆角半径R为30 mm时,波节管具备良好的综合特性.

己二胺有机废液在流化床中焚烧的实验研究

在实验室规模的热态流化床试验台上 ,进行了含 5 %己二胺有机废液的焚烧实验研究 .在 70 0— 90 0℃范围内 ,研究温度及空气过剩系数对NOx 沿床高的变化规律 ,以及它们对NOx 排放浓度的影响 .实验结果表明 ,沿高度方向上NOx 浓度逐渐降低 ,并且存在NO2 浓度大于NO浓度这一有趣现象 .在 90 0℃下氧量增加有利于密相区NO、NO2 浓度的降低 ,说明在有氧条件下NH2 促进NOx 的还原 ,在不同空气过剩系数下稀相区出口NOx 几乎为零 ,表明 90

循环单井地下水多流态流动特性

为研究循环单井地下水流动机理,引入渗流-管流耦合模型,建立了循环单井地下水多流态流动的统一数学模型,并通过数值模拟与试验结果相比较验证了模型的正确性。该模型将流量边界移至井口,并将井孔壁的流入流出边界转换为求解区域,避免了流量大小和分布的预先给定。应用该模型对一典型循环单井的地下水流动特性进行了模拟计算,结果表明:循环单井运行时,含水层上部产生回灌效应,下部产生抽水效应,地下水通过井孔壁与含水层进行质量交换,算例中循环单井的原水交换比达到29.6%。

煤粉着火温度与煤的元素分析及工业分析间的关系

煤粉着火特性对煤粉炉的设计和运行具有重要的指导作用,煤粉的着火温度是其着火特性的一个重要指标。本文采用热天平研究了煤样升温速度对煤粉着火温度的影响;同时给出了煤粉着火温度与煤的元素分析和工业分析间的关系式.

地源热泵运行经济性分析

根据北方寒冷地区冬天室外温度偏低的特点,提出利用地源热泵供暖。地源热泵存在三种驱动方式:电动机、柴油机、燃气机。三种辅助供暖热源:电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉。本文对其一次能源利用率和燃料价格变动时,系统运行经济性进行比较分析,得出燃气热泵的供暖费用比锅炉房集中供热的费用要高6%;电动热泵的供暖费用比锅炉房集中供热费高40%;柴油机热泵的供暖费用比锅炉房集中供暖高出57%。

寒冷地区土壤源热泵系统供暖运行特性研究

建立了土壤源热泵系统各部分的数学模型,其中对地埋管换热器热阻的求解采用边界元法。结合寒冷地区的气候特点和供暖要求,对供暖系统运行特性进行模拟研究。在实地建造的土壤源热泵系统运行过程中,利用专门研制的测试装置对其供暖运行特性进行测试,并将实验结果与模拟结果进行对比分析。分析结果表明,系统各项性能的模拟结果和实验结果偏差不超过4%,从而证明了所建立的土壤源热泵系统的数学模型和模拟程序的正确性,可较准确地模拟出土壤源热泵在寒冷地区冬季供暖的动态工况。

城市规划实践中的热气候评价

为量化评价城市规划方案对城市热气候的影响,提出了适用于城市区域热气候预测模型的不同下垫面传热、蓄热和蒸发量计算方法.以北京地区某大型生态城规划项目为实例,引入城市区域局部温升作为评价指标.利用该计算模型和该指标,分析了规划方案实施前后该区域热气候变化程度,并与常规规划方案进行比较,说明在夏季高温、太阳辐射较大的情况下,通过有效的规划设计(提高绿地和树木面积率、降低建筑能耗和减少建筑排热等),可以显著缓解城市化过程对热气候的影响.

燃生物质流化床锅炉

本文介绍了国内外生物质燃料开发与利用现状，以及哈尔滨工业大学热能工程教研室研制燃生物质流化床锅炉所采用的关键技术和所取得的经济效益和社会效益。

空气源热泵相变蓄能除霜系统动态特性实验研究

为研究空气源热泵相变蓄能除霜系统的除霜过程动态特性及性能,开展了空气源热泵相变蓄能除霜系统的实验研究,并与传统逆循环热气除霜进行了比较.实验结果表明,与传统空气源热泵逆循环除霜相比,相变蓄能除霜可使系统的除霜时间减少至少4 min,压缩机的排气压力、吸排气温度、功率及室外机平均壁温回升速度均明显加快;相变蓄能除霜可使除霜时压缩机吸气压力提高0.3 MPa,有效地避免了压缩机低压保护性停机;当系统由除霜转向恢复供热时,采用蓄能除霜,室内机出风温度比传统除霜高且升高速度较快,更有利于提高供热房间的舒适性.