水蒸气对碘化铅薄膜作用的实验研究

PSC(钙钛矿太阳能电池)被认为是具有潜力的第三代光伏电池,并具备取代硅电池的可能。然而,钙钛矿薄膜制备时难以控制的结晶过程阻碍着它的大规模生产和商业化进程。因此,提出两步法分步沉积碘化铅和甲基碘化铵薄膜,该方法的成膜质量很大程度上取决于第一步沉积的碘化铅层薄膜形貌。为了研究高质量的碘化铅薄膜制备方法,观察高湿度环境下碘化铅薄膜的形貌变化,对比实验前后的碘化铅薄膜的晶体质量,发现水蒸气对碘化铅薄膜形貌具有调控作用。实验结果表明,水蒸气与碘化铅晶体之间存在某种化学作用,从而导致碘化铅的重结晶。在高湿度环境下,合适的作用时间可以改善碘化铅薄膜,为提升钙钛矿薄膜的质量提供思路。

高低温试验箱速度场实验与数值模拟分析

本文对1 000 L高低温试验箱进行了速度场测试实验和数值模拟。通过在试验箱内不同高度平面内各均匀布置9个热线风速仪测试风速并加权平均算出通过各平面的风量,对各平面风量进行平均处理校核高低温试验箱的风量,结果表明该方法能够较好地测出试验箱的风量。对一平面更密集地布置30个热线风速仪进行测试,所得风量与均匀布置9个风速仪的方案结果相差3.8%。对高低温试验箱进行数值模拟,并读取30个对应测试点的速度与实验的30个测试点的速度进行对比验证,结果表明模拟值与实验值整体趋势基本吻合,平均相对误差在15%左右。数值模拟显示,高低温试验箱内会存在明显的回旋涡流现象,近内壁处风速大,中间区域风速小。本文为后续改进速度场均匀性提供了理论依据和基础。

一种新型环路重力热管的数值模拟和性能优化

研究了一种新型的环路重力热管(LGHP),并提出一种基于VOF方法的简化两相流数值模型,能够有效地模拟热管蒸发器内部气泡的产生和干涸区的位置,从而研究蒸发器内部工质的流动特性。在数值模拟的基础上改进了蒸发器的流道结构,以延缓水平放置时蒸发器干涸区的出现。通过实验验证发现改进后蒸发器的传热性能得到了很大的提高,蒸发器中制冷剂的液相积存量得以提升,使其极限热通量(CHF)提高到140 kW/m2(加热功率2000.7 W),为改进前CHF的两倍。证明该简化模型在模拟干涸区位置方面具有准确性,可以为进一步的设计和改进平板蒸发器流道结构提供参考。

低环温空气源热泵外流场模拟及换热性能影响分析

空气源热泵作为一种高效、节能装置,具有广泛的应用前景和市场价值。建立了低环境温度空气源热泵物理模型,对1×1机组、3×4阵列以及4×6阵列低环温空气源热泵外流场进行三维数值模拟,分析水平风速、机组布置、墙面阻碍等因素对机组平均入口空气温度和机组换热性能的影响。结果表明,水平风速越大,机组布置数目越多,有墙面阻碍下的低环温空气源热泵机组平均入口空气温度越低。当水平风速增大到5m/s,无墙面阻碍下1×1机组、3×4阵列以及4×6阵列平均入口空气温度与环境温差分别为0.92℃、1.16℃和1.57℃;有墙面阻碍下温差分别为0.92℃、1.4℃和1.98℃。对于单一机组热泵,水平风速越大,机组换热量越大。对于阵列机组,水平风速越大,机组平均换热量出现先增大后下降的趋势。特别的当水平风速大于2.5m/s后,背风侧阵列机组入口空气温度降低,阵列机组平均换热量开始下降,有墙面阻碍下24台机组平均换热量为原来机组换热量的91.9%。阵列机组布置时,应增大机组距墙间距,减小墙面对风机出口冷空气扩散的阻碍。进行具体定量分析对实际工程和系统研究具有重要意义。

非共沸混合工质在制冷循环中浓度偏移分析

非共沸混合工质在制冷循环中应用越来越广泛,其工质的浓度偏移对制冷机的性能影响显著。为此建立了非共沸混合工质两相区流动换热工质浓度偏移数学模型,推导出两相流动中气液相流速不同是发生浓度偏移的必要条件,得到了混合工质两相区当地浓度偏移规律并根据流动工质浓度计算出两相区的当地浓度,通过J-T制冷机蒸发器的工质浓度偏移实验进行了验证,计算与实验结果吻合较好。数学推导和实验结果均表明,当j组分工质在当地气液相中浓度相等时,两相流动中j组分工质浓度不存在浓度偏移,而当j组分工质在当地气相中的浓度大于当地液相中的浓度时,j组分工质当地总浓度小于其循环流动浓度,反之亦相反。J-T制冷循环中低沸点工质当地浓度低于循环流动浓度,而高沸点工质当地浓度将高于循环流动浓度。进一步分析表明混合工质J-T制冷循环中低沸点工质循环浓度高于其充注浓度,而高沸点工质循环浓度低于其充注浓度。因此,为了获得既定运行浓度的循环系统,需要充注相比此浓度更多的高沸点组分。

工艺条件下(1+n)多股流一维传热组织原则优化

在满足多股流换热工艺要求的前提下,分析了一股冷流与多股热流(或者一股热流与多股冷流换热)形成的(1+n)多股流换热过程的最佳组织原则.通过泛函数法,在给定火积耗散条件下求解所需最小换热面积.结果表明:换热工艺条件下,换热过程中保持换热系数的开平方与换热温差的乘积均匀时,(1+n)多股流换热过程最优,所需换热面积最小,而温差场均匀性原则并不是换热器设计的最佳原则.

非共沸混合工质自复叠热泵循环试验研究

单级压缩式热泵冷凝温度与蒸发温度之差一般为40-50℃，非共沸混合工质自复叠循环具有工作温差大的优点，将其应用于热泵循环，则可产生较大的供热温差。该文通过搭建一个空气源自复叠热泵实验台，利用NIST公司的制冷剂物性数据库Refprop7，绘制出了混合工质的温度-浓度图。经过实验，分析了自复叠热泵循环工作温差的影响因素，得出了自复叠热泵气液分离器简单分离对增大工作温差的作用有限，增加工质的相对挥发度也不能显著改善热泵的运行性能等结论。并进一步得出了增设分凝设施可显著增大工作温差的结论。

自复叠制冷中节流阀开度对流量影响实验研究

自复叠制冷循环中节流阀的开度对于整个系统循环的性能有直接影响。文中针对自复叠制冷循环中主节流阀和支节流阀开度对流量的影响进行了实验研究。实验结果表明:主节流阀开度、支节流阀开度对于主流流量和支流流量都有显著地影响;在相同开度变化下,主节流阀与支节流阀的交互效应对于主流的影响比支流的影响大。

基于分布参数的制冷装置制冷剂充灌量的研究

采用分布参数积分方法建立了制冷剂积存质量的计算模型,计算模型中考虑到了换热系数对制冷剂积存质量的影响,并利用实验数据与计算结果进行了比较,验证了模型的参考价值。结果表明冷凝器中制冷剂积存质量所占比例最大,是总充灌量的55%~64%,而蒸发器制冷剂积存质量所占比例为17%~32%。

用于低干度混合工质制冷的板翅式换热器传热系数

对于中小型天然气液化装置,板翅式换热器被广泛应用于回热换热。然而,目前对低干度混合工质在板翅式换热器中低温换热性能优化等问题的研究甚少。因此,搭建一套采用单级压缩、一级回热的Linde-Hampson制冷循环系统,并以N_2-CH_4-C_2H_4-C_3H_8-i C_4H_(10)作为混合制冷剂制取-160℃低温,用以重点分析板翅式换热器中的总传热系数以及影响板翅式换热器传热系数的因素。实验结果表明:低干度下板翅式换热器中总传热系数在2.6~22.7 W·m^(-2)·K^(-1)之间,受制冷温度和循环浓度变化的影响不明显,而目前对低干度低流速下混合制冷剂的低温换热性能预测仍存在一定的偏差,其中Cavallini和Modified Granryd的计算模型经修正后可推荐使用;同时,也从制冷剂流速、压降等方面对板翅式换热器优化设计提出了相关建议。

变频离心式冷水机组部分负荷下的节能分析

针对实际运行中变频离心式冷水机组的节能效果偏低的状况,本文从离心压缩机的机理出发,介绍了离心压缩机运行的各种损失。分析得出分离冲击损失及叶轮进口气流冲角对不同调节方式下的离心压缩机运行效率影响最大。在此基础上,首先分析了部分负荷下导叶调节的损失及其内在机理,得出了导叶调节对离心机防喘振的重要性。并重点分析了不同的冷却水温与负荷率变化关系下采用变频调节的节能效果。最后给出了理论上的最佳负荷率对应的冷却水温,在此关系下,变频离心机调节可以获得最大的节能效果。但在实际工况中,负荷率的变化速度更快,因此变频离心机运行将偏离最佳工作点,负荷率降低时,叶轮进口气流将产生正冲角,压缩效率降低较大,节能效果大打折扣。

浸梗机补水温度控制优化改进

针对浸梗机生产预热时间长、生产过程蒸汽消耗大、补水温度波动大、烟梗消耗较大等问题,通过对余热回收系统的热水进行混水改造,修改控制程序,优化水温控制,改进后预热时间减少17.9 min,补水时水温平均偏差2.09℃,每小时节约蒸汽耗量104.89 kg,烟梗出丝率增加0.74%,浸梗机处理后烟梗无明显干芯,有效提升了烟梗的耐加工性,取得较好的效果。

电子秤全生命周期管理系统设计与应用

针对电子秤运营、维护、监测不适应大数据发展的需要,通过对电子秤全生命周期管理系统进行整体规划设计,对系统运行的安全性、可靠性、易用性以及稳健性进行设计,包括设备管理、在线监控、数据查询与统计分析、设备管理知识库、维修经验库等功能,达到降低设备维护成本、提高维修效率、提高控制能力的目的,取得了较好的效果。

乙烯深冷分离中变温冷却过程制冷系统的设计与优化

根据乙烯装置中的用冷需求,将乙烯装置的深冷分离过程分为变温冷却过程和定温冷凝过程,变温冷却过程指的是裂解气的预冷过程,定温冷凝过程指的是乙烯装置中各塔塔顶冷凝器中的换热;分析了乙烯-丙烯复叠制冷系统的换热集成曲线,可知在裂解气的预冷阶段,冷热物流换热温差大。提出一种组合制冷系统,它集成了纯工质复叠制冷和混合冷剂制冷,其中的多元混合冷剂制冷系统为乙烯深冷分离的变温换热过程提供冷量。并用Aspen Plus软件对混合冷剂系统进行建模,使用遗传算法优化,优化结果表明在替代原制冷系统6895.5kW冷量负荷的情况下,功耗降低521.6kW,节能14.7%。

体育馆水冷空调系统能耗计量

随着社会的发展和人们生活水平的提高．我国空调能耗在社会耗能中所占的比重越来越大．空调节能也越来越受到关注。在节能降耗的过程当中．计量扮演着重要角色。一方面．计量能耗必须用数据说话，从而引导和监督整个社会的能耗．促进社会节能：另一方面．计量技术机构应积极参与能耗标准的制定。

基于氟泵增压的机房空调系统性能实验研究

为解决蒸气压缩式制冷空调系统在低冷凝温度时供液不足以及寒冷季节自然冷能利用率低的问题,本文设计了氟泵增压空调系统并实验研究了系统运行特性。该系统可以在夏季炎热季节、过渡季节和冬季寒冷季节分别以蒸气压缩、氟泵增压、单氟泵驱动3种模式运行。结果表明:实验中使用毛细管/电子膨胀阀的传统压缩蒸气制冷系统分别会在室外温度低于25℃/15℃时发生供液不足、制冷量下降的问题,使用氟泵增压系统在室外温度为-5~25℃的工况范围内均可实现100%以上的额定制冷量,COP可达3.96~6.25,满足过渡季节工况下的运行需求。室外温度低于-5℃时,使用单氟泵驱动可满足额定制冷量,且COP>19。

Linde-Hampson制冷机混合工质充灌量分析及实验研究

制冷剂充灌量对制冷系统性能有着重要的影响。对于一个确定的混合工质节流制冷系统,其合适的制冷剂充灌量由压力、温度以及混合工质组分等多种因素决定,通过实验方法确定适合的制冷剂充灌量十分困难。因此本文将Linde-Hampson制冷系统分为4个部分,基于分布参数积分方法,建立混合工质充灌量预测模型,求出了各组分制冷剂在系统中的质量分布和液相积存量,并进行实验分析。计算结果表明,在实验范围内,实验系统的回热器热通道中制冷剂质量最多,占总充灌量的60%以上;液相制冷剂占80%以上,且随制冷温度降低,液相制冷剂质量增加。通过对比实验结果,计算模型在制冷温度为-100^-60℃的工况中,充灌量及各组分比例的计算值与实验值的偏差误差均不超过20%。

用于高热通量电子散热的平板环路重力热管

为解决高热通量电子设备散热问题,设计一套蒸发器上下表面由多个方柱相连的平板型环路重力热管(LGHP)。通过实验研究其换热性能,包括在不同加热功率下平板热管的传热特性及均温特性,以及蒸发器摆放方式和不同种工质对平板热管传热性能的影响。实验结果表明,环路热管工质采用R134a的工作性能比R600a好,平板竖直放置比水平放置好。采用R134a且竖直放置时,其临界热通量(CHF)可达212.3 kW/m^2,对应传热系数为16.2kW/(m^2·K)。该平板换热器可以保证电子设备工作温度不超过60℃,且运行过程中平板蒸发器与热源接触的壁面各测点间除出口处外温度差值小于5℃,均温性能优异。

自复叠制冷系统降温过程组分浓度优化及控制策略

混合工质低温制冷系统存在能效比较低、降温速度慢的问题。为提高混合工质自复叠制冷系统的降温性能,减小系统工作能耗,采用遗传算法集成Aspen Plus进行混合工质组分浓度优化,给出了不同工况下最优循环组分的需求规律。模拟结果表明,随着温度的降低,高沸点组分的需求逐渐降低,低沸点组分的需求逐渐增加。据此提出了一种有效的组分浓度控制策略并进行实验验证,实验结果表明,以膨胀储气罐和控制阀联合作用的方法可以增加系统降温速度,减小压缩机总功耗,控制系统的开机压力。

制冷工况下降膜冷凝器的制冷剂积存特性与传热性能

为探索在保证空调器性能的同时,减少制冷剂充注量的解决方案,对家用分体空调室外机的制冷剂积存量进行了实验研究,结果表明:冷凝器中两相段及过冷段的液相积存量较大,导致冷凝器内积存的制冷剂质量较多,占总充灌量的60%以上。故利用竖直管降膜冷凝来减少制冷剂积存量的思路,设计了翅片管降膜冷凝器并对其进行了实验研究,结果表明:在保证系统性能的同时,总充灌量由1050 g减少到550 g。