R141b气体水合物的晶体结构与结晶特性分析

通过搭建制冷剂气体水合物晶体制备与X射线衍射(XRD)测试装置,制备了以0.10 g SDS作为表面活性剂的R141b气体水合物晶体,获得了水合物结晶过程的反应温度曲线和实验样品的X射线粉末衍射图谱。结合反应温度曲线对实验样品衍射图谱的定性分析,确定了水合物制备过程中仅生成II型笼状水合物晶体;利用绝热法对实验样品的衍射图谱进行物相定量分析,发现制备样品时R141b加入量对样品中II型与Ih型晶体的平均质量之比及两相分布规律具有直接影响;结合气体水合物结晶理论对结晶反应温度曲线和衍射图谱进行了讨论,认为R141b加入量对气体水合物生成的结晶微观环境有关键影响,从而导致结晶反应温度曲线与实验样品衍射图谱呈现较大差异。

相变微胶囊悬浮液喷淋换热特性实验研究

根据相变微胶囊储存和释放潜热的特殊性质,分别使用相变微胶囊悬浮液(MPCMS)和纯水作为喷淋介质,搭建了一个小型喷淋塔装置,其中相变微胶囊的芯材为正二十二烷(C22H46)。实验设定了五个喷淋温度(35、40、44、47、51℃)、三个空气流量(0.011、0.018、0.025 m^(3)/s)和两种直径(SMD=80、240μm)的大、小液滴作为实验变量,探究了上述两种介质与空气之间的换热特性。实验结果表明:相变微胶囊的过冷会影响换热过程。常温常湿条件下,对于小液滴,当空气流量为0.018、0.025 m^(3)/s时,喷淋温度为44、47℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热;当空气流量为0.011 m^(3)/s时,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热。对于大液滴,在三种空气流量下,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水作为喷淋介质时换热效果更好。

粒数衡算与多相流耦合求解刮削制冰的晶粒特性

在考虑晶粒成核、生长、聚并和破碎的情况下,采用分组法求解粒数衡算方程,通过耦合粒数衡算与多相流方程,建立了多尺度的结晶模型,模拟了表面刮削式制冰装置内水的动态结晶过程,获得不同温度、刮削速度、制冰时间等外界条件下晶粒数密度分布、云图等信息,分析了外界宏观条件对水的动态结晶过程的影响。结果表明:由于碰撞引起的晶粒聚并和破碎使得晶粒的尺寸分布更为集中和均匀;在过冷温差(流体局部温度与水的相变温度差值)不大于20℃,刮削速度不大于10r·s-1范围内,降低壁面温度、增加刮削速度可以加速水的结晶与生长。

蓄电池柜散热气流均匀分配方案优化仿真

蓄电池柜内气流分布对电池组散热效率和散热均衡性有重要影响。蓄电池柜气流分配易形成低速涡旋,电池组表面流速分布不均匀,气流组织难以控制等问题,提出三种气流组织优化方案,基于计算流体力学(CFD)建立蓄电池柜气流分配区域气流组织模型,采用标准k-ε湍流模型对蓄电池柜气流分配腔进行数值仿真,获得腔体内气流组织的速度场和出口流速的分布规律,并与原始气流组织方案的实验结果对比,计算气流分配腔出口风速的不均匀系数。结果表明,使用控制方案后分配腔内气流分布更加均匀,出口气流速度分布更加合理,增加导流板能够降低速度场的不均匀系数,但同时会增大气流动能损失。

相变微胶囊悬浮液的喷淋换热特性研究

针对传统流体换热效率低的问题,使用芯材为正二十二烷(C_(22)H_(46))的相变微胶囊悬浮液(MPCMS)和纯水作为喷淋介质,搭建了1个小型喷淋塔装置。设定了5个初始喷淋温度(35℃、40℃、44℃、47℃、51℃)和3个空气流量(0.011 m^(3)/s、0.018 m^(3)/s、0.025 m^(3)/s)作为试验变量,探究了上述两种介质与空气之间的换热特性。研究结果表明:在常温常湿环境下,相变微胶囊悬浮液在不同工作温度区间的换热效果各有不同,当空气流量为0.018 m^(3)/s、0.025 m^(3)/s时,使用初始喷淋温度为44℃、47℃的MPCMS作为喷淋介质,比纯水更能提高换热效果;当空气流量为0.011 m^(3)/s时,使用初始喷淋温度为44℃的MPCMS作为喷淋介质比纯水更能提高换热效果。

SⅡ型R134a水合物稳定性的分子动力学模拟

SⅡ型R134a制冷剂笼状水合物是理想的蓄冷介质之一。基于分子动力学(MD)方法,建立晶体结构模型,在NPT系综下运算,通过观察最终构象,分析计算体系中粒子的均方位移(MSD)和径向分布函数(RDF),从微观上揭示了小分子和温度对SⅡ型水合物晶体结构稳定性的影响。结果表明:小分子对小晶穴(512)占有率从0.25变化到1.00,占有率为0.25和0.50时,水合物晶体结构分解严重,体系中分子混乱,晶体结构难以稳定存在,占有率在0.75以上时,水合物晶体结构清晰有序,能够稳定存在;当体系温度由260K增大到290K时,水合物结构的稳定性逐渐降低,在280K时晶体结构出现扭曲变形,此时有部分水合物开始分解。

带有能源塔的自复叠热泵系统及其热力分析

提出一种将闭式能源塔热泵技术与自复叠系统相结合的热泵系统,该系统在保证提供55℃热水的前提下,利用自复叠系统-39℃^-14℃的蒸发温度,通过能源塔提取空气能,实现冬季寒冷地区的能量传递,系统运行中通过制冰浓缩方式控制乙二醇喷淋液的浓度;通过REFPROP软件,进行了该热泵系统的热力分析;分析表明,系统具有较好的可行性。