基于沸石-水为工质对的高功率吸附热池储冷研究

为了实现高能量密度/功率密度的储热/储冷,本文采用沸石13X-水为吸附工质对设计构建了一台基于低压吸附诱导水闪蒸的高功率吸附热池储冷样机,储冷阶段利用高温循环水驱动沸石13X脱附,供冷阶段利用沸石13X的低压吸附作用诱导水低温闪蒸实现冷量输出。实验结果表明:该系统在制冷前14 min内,制冷功率可保持在20kW及以上,最大制冷功率达23.45 kW,系统最大单位质量吸附剂制冷功率(SCP)可达321.2 W/kg,空冷器进出口空气温差在制冷前3 min到12.8 min内保持在10℃及以上,当吸附床吸附水蒸气的平均速率为71g/min时,系统在开始制冷后近36 min内能够保持10.4 kW的稳定制冷量。

基于无管束蒸发换热强化策略的吸附热池的供热性能研究

为改善吸附热池的传热传质性能以提高吸附热池的能量/功率密度,提出无管束蒸发换热强化策略,通过理论仿真分析了该策略的有效性并建立了储热容量为30 kWh的吸附热池系统。研究结果表明:与有管束蒸发器相比,所述无管束蒸发器的热阻减小了94.9%,吸附-蒸发速率提高了24.2%,因此,与基于有管束蒸发器的吸附热池相比,基于无管束蒸发换热强化策略的吸附热池的平均供热温度提高了3℃,充分证明了无管束蒸发策略对提升吸附热池传热传质性能的有效性。同时,该研究也表明,提高脱附温度和降低冷凝压力也可以有效提高吸附热池的能量/功率密度,从而使吸附热池获得更好的供热性能,当吸附热池的脱附温度升高到170℃、冷凝压力降低到7.5 kPa时,吸附热池的能量密度和功率密度分别达到了113.21 Wh/kg和149.45 W/kg,供热温度和制热水能力分别达到了55℃和1980.2 L/h,验证了所设计吸附热池系统向多用户同时供热或向单用户长时间供热的能力,为提高未来吸附热池的能量/功率密度,实现大规模储热提供了理论和实验基础。

大型相控阵天线局部热试验验证技术

针对大型相控阵天线试验验证需求,提出一种局部热试验验证方法,选取代表大型相控阵天线阵热分布特征的局部构件开展模块级热试验,针对主导误差源开展局部热试验获取其影响,将局部热试验与仿真分析相结合,实现大型相控阵天线热试验验证。结果表明:基于局部试验的热分析结果与整星热试验结果具有较好的一致性,可为大型相控阵天线的热试验验证提供技术支撑。

膨胀石墨/有机金属骨架复合吸附材料的制备及性能研究

粉末状有机金属骨架材料(MOFs)普遍存在密度低热导率低的不足,是限制其在水蒸气吸附领域应用的关键因素之一。以典型的高吸水量MOFs材料对苯二甲酸铬(MIL-101(Cr))为研究对象,采用干混法将膨胀石墨(EG)与该MOFs材料复合并模压成型,制备了一系列不同密度不同石墨含量的复合吸附材料。利用光学显微镜表征了材料微观结构,分析了压制密度、EG含量对材料内部结构的影响;使用恒温恒湿箱测试了纯MOFs材料及复合吸附材料的饱和吸附量,发现纯MOFs粉末在压制压力超过3 MPa后吸附能力大幅下降。在此基础上制备了密度适宜的复合材料,测试发现复合材料的饱和吸附量随着EG含量的增加而显著降低,但EG对MOFs本身的吸附量未造成显著影响;采用体积法研究了材料的吸附动力学,其中片状纯MOFs相比粉末状MOFs吸附速率大幅下降,而复合材料由于内部产生了更多的传质通道使其表面传质系数相比于片状纯MOFs提高了2.7倍。热导率测试结果表明复合吸附材料的热导率随着石墨含量的增加而显著升高,而材料的密度对热导率的影响相对较小。采用干混法制备的石墨含量50%,密度408kg·m-3的复合吸附材料,其热导率相比纯MOFs材料提高了22倍达到2.76 W·m-1·K-1。