一种吹吸式排风罩的流场测试及数值模拟

采用计算流体动力学理论建立吹吸式排风罩流场的数学模型 .通过数值解法 ,得出了流场内各点的流函数 ,从而绘制成等速度线图 ,实现这种吹吸式排风罩作用范围的预测 .阐述了测试该流场所用的热球风速传感器微机采样系统的主要组成部分、标定原理和结果 .利用该测试系统实测风速绘制的等速度线图与理论模拟所得等速度线图进行了验证和对照 ,它们的作用范围是相符的 。

真空预冷实验装置计算机检测系统

为了揭示真空预冷机理,优化真空预冷设备,需要实时测量真空预冷过程中真空室中的压力、捕水器的温度、果蔬的温度和质量等多个参数的变化。本文简述了自行设计的真空预冷实验装置的组成及设备的数据采集系统。将质量传感器成功地引入真空室,完成了产品质量在真空预冷过程中的在线监测。

球形食品真空冷却过程中参数分析

建立了描述球形食品在真空冷却中传热、传质的数学模型。通过数值求解得到真空压力、产品质量、产品温度 (表面温度、中心温度、质量平均温度 )随时间的变化曲线。实验装置中高精度的数据采集系统能够在线测定和记录真空室压力、产品质量、产品不同位置的温度随时间的变化。在春收甘蓝的真空冷却实验中 ,模拟的压力和实测的压力在 10 0 0 0～60 0Pa的降压过程中最大相差 10 0Pa ;模拟值和实测值间温度的最大差值小于 1℃ ;真空冷却中 ,模拟的甘蓝的水分损失率是 3 .3 2 % ,实测的甘蓝水分损失率是 2 .97% ,相差 0 .3 5 %。研究结果对真空冷却中产品的蒸发换热特性提供了一些基本的流动和传热规律。

混合工质配比对自复叠制冷循环影响的理论模拟和实验研究

随着制冷行业的快速发展,结构简单、运行可靠、系统效率较高的自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。由于自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题不利于其在大中型系统中的应用,在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比间关系的基础上,对传统的单级自复叠系统进行改造,分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐、精馏器等部件以更好地调节混合工质的质量流量。采用Matlab软件编程,调用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 9.0进行模拟计算,并把三种压比下的模拟计算与实验结果相对照。结果表明:在R23浓度(质量分数)为0.32~0.40时,改进的自复叠系统具有较高的COP,且实验与模拟结果相吻合。实验结果表明系统?效率几乎不受R23浓度变化的影响。进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响,具有可行性,为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广提供了依据。

真空预冷后甘蓝组织显微结构和超微结构的改变

目的:观察不同真空处理对甘蓝组织形态的超微结构影响。方法:对采后甘蓝进行真空预冷处理,制作光镜和电镜样品观察甘蓝组织的超微结构。结果:光学显微镜照片表明在各种条件处理下甘蓝组织的形态保持完整;透射电子显微镜(TEM)观察表明甘蓝经过真空冷却及冷藏后,经过慢速的156 Pa/min压降率和快速的624 Pa/min压降率处理的甘蓝,其组织的TEM成像表明无论是内部膜系统还是细胞器都显示明显的毁坏。而在312 Pa/min压降率下,甘蓝组织的TEM成像中没有发现受到损害的细胞器。结论:光学显微镜照片表明各种真空处理对甘蓝组织的影响不大,但透射电镜成像表明不同的真空处理和甘蓝的品质相关,经过中等压降率312 Pa/min处理的甘蓝获得了较好的质量和较长的货架期。

一种吹吸式排风罩流场的数值计算

提出了一种新的吹吸气流的组合方式，并建立这种吹吸式排风罩流场的数学模型，通过数值解法求解，得出了流场的流线图和等速度线图，且用实验结果对数值解加以了验证。

一种气幕式排风罩性能参数优化的研究

通过模型实验确定了形成稳定吹吸流场的条件及这一条件下吹吸流量比和喷口宽度的变化范围。回归分析得出了该气幕式排风罩有效控制距离的计算式。

果蔬真空预冷过程中传质系数的实验研究

为了对真空预冷系统的运行和管理提供完善的理论依据,以具有代表性的球形甘蓝为实验材料,采用理论和实验相结合的方法确定实验装置的泄漏面积和甘蓝的传质系数。实验结果表明,该实验装置的泄漏面积是6.932 6×10-8 m2,甘蓝在真空预冷状态下的传质系数为7.385×10-5 kg/(s.Pa.m3)。该理论方法可推广应用到其它真空预冷系统中,为真空预冷系统的优化奠定了基础。

冻干工艺中升华结束点和残余水分测量方法简述

升华结束点和残余水分的在线测定是冷冻干燥科学实验及其工艺中的重点和难点 ,着重对其常用确定方法理论模型法、产品温度响应法、压力升高法、湿度传感器法、残余气体分析仪、脉冲核磁共振法 (NMR)、称重法 (重量传感器法 )等 7种方法加以总结和概括。

果蔬真空预冷过程中热质传递的理论分析

从基本理论和基本定义出发建立了描述球形果蔬在真空冷却中传热、传质的数学模型。通过数值解算得到系统总压、产品温度(表面温度、中心温度、质量平均温度)、产品质量随时间的变化曲线。并用文献中可得实验资料对模拟的趋势加以验证,得到了较好的模拟效果,表明数学模型用来预测真空冷却中球形产品的特征参数如温度、压力和质量的变化过程是正确的,具有一定的理论意义。

热球风速传感器微机采样系统

给出了热球风速传感器微机采样系统的主要组成部分，并对该数据采集系统进行了标定。

冷却T恤温度场及速度场的模拟仿真研究

针对冷却服装的进风口设计问题,本文采用Fluent软件中的RNGk-ε模型,对直吹型、进气口带均流器型、进气口加挡板型3种不同设计方案的空气冷却服进行数值模拟,并应用Ansys-Fluent软件,对3种不同方案冷却服的温度场、静压场和速度场进行对比分析。分析结果表明,进风口增加均流器平均温度最低,进风口加挡板平均温度最高,但温度分布最均匀;进风口增加均流器人体舒适性最佳,而进风口增加挡板超出了人体舒适范围。说明增加均流器能有效改善冷却服的功效,而且与其它两种风口设计相比,在一定程度上提升了人体舒适性。增加的平板可以使温度分布更均匀,但由于袖口空气速度超出人体舒适范围,会影响舒适性。该研究为空气冷却服的进风口设计提供了理论参考。

单效溴化锂吸收式太阳能制冷系统仿真研究

为了得出溴化锂吸收式制冷系统的制冷系数(coefficient of performance,COP)随热源温度变化的曲线,本文基于单效溴化锂吸收式制冷系统的工作原理,采用集中参数法,建立了单效溴化锂吸收式太阳能制冷系统数学模型,并以Matlab/Simulink为仿真平台进行了数值仿真。仿真结果表明,在溶液循环量不变的情况下,随着热源水进口温度的升高,发生器的换热量增加,该研究表明出口的溴化锂浓溶液的质量分数增加,放气范围变大,产生的制冷量增多,循环倍率减小,COP上升;当热源温度减小时,浓溶液的质量分数降低,放气范围减小,机组制冷量也减小,COP减小。该研究表明制冷系统COP与热源温度的变化趋势一致。该研究具有较大的应用前景。

真空预冷设备中捕水器的理论模拟和结构优化

为研究捕水器最佳的结构参数并使系统不过于复杂及成本太高,本文给出了真空预冷的原理,建立了真空预冷装置捕水器数学模型,采用Fluent和Gambit软件,选用k-ε湍流模型及连续性方程来封闭N-S方程组,通过编写用户自定义函数名称凝固与融化(solidification and melting,SAM),对不同直径、不同长度和不同壁面温度组合而成的18种壁面凝结式捕水器进行理论模拟与分析。分析结果表明,当管径为200mm,管长为700mm,壁面温度为-30℃时,该捕水器的捕水率可达72.4%,说明当捕水器总材料一定时,选用第18组的结构尺寸,其捕水率最高。该研究为实际捕水器的优化改进提供了理论依据。

不同风速对冷库温度场和流场性能影响的研究

为了使冷库内温度场均匀,本文基于数值模拟软件Fluent,对不同风速进入冷库所形成的空气流场及其对温度场的影响进行了数值模拟。当进入冷库的风速分别为1,3,5m/s时,对冷库的影响情况进行模拟和分析。分析结果表明,在一定速度范围内,随着风速的增加,降温能力增强,换热效果好,降低到冷库所需温度的时间减少,但超出该范围,制冷效果并不明显。通过对3种情况的研究表明,当进风口风速为3m/s时,该冷库整体换热效果最好,最为节能。该研究具有一定的创新性和实际应用价值。

单级自复叠制冷系统中冷凝器的换热分析

针对自复叠制冷系统中非共沸混合工质在冷凝器内的换热特性,本文基于R134a和R23混合工质,以-50℃单级自复叠速冻箱为研究对象,通过测量速冻箱冷凝器沿程温度,并用焓差法校核冷凝器的换热,同时对冷凝器换热过程进行分析。分析结果表明,自复叠制冷系统中的非共沸混合工质在冷凝器内部传热过程的不可逆性小,热损失小;非共沸混合工质在两相区流动时,存在工质质量浓度偏移,相变时温度滑移且温度变化与焓差呈非线性关系。同时,已冷凝的液体工质在管内形成附面层,阻碍传热传质,低沸点的R23相当于不凝性气体,因此影响冷凝器性能。本研究对自复叠系统中冷凝器的优化设计提供了理论依据。

自复叠与单级压缩制冷系统冷凝换热实验分析

为了满足对-40℃^-60℃这一温区的需求,并使系统不过于复杂及成本太高,本文提出了自复叠制冷系统。搭建了自复叠制冷系统与单级压缩制冷系统的实验台,并通过温度巡检仪与红外热像仪对冷凝器的温度进行了记录。得到了冷凝器不同位置的温度随时间变化图,并进行了分析。分析结果表明,由于非共沸工质存在温度滑移,自复叠系统的冷凝器换热过程与传统的单级压缩系统存在明显不同;自复叠制冷系统冷凝器内的温度变化并不是先降低后不变,而是一直降低,在相同的时间节点上,冷凝器的不同部位温度不同,温差可以达到30℃,甚至更大;而且自复叠系统冷凝器的损失要比单级压缩小,说明使用非共沸工质的自复叠系统在能量利用方面要优于单级压缩系统,换热特点独特。该研究具有广阔的应用前景。

低电压下空气源热泵系统优化实验研究

针对我国偏远地区电网中热泵系统难适用于低电压且不稳定的环境及低电压情况下启动困难的问题,本文以名义制冷量3 600 W的定频空气源热泵系统为实验对象,在2P焓差实验室进行了低电压启动、风量切换、除霜控制3个方面的系统性能优化实验。实验结果表明,只有解决外风机在低电压下的启动问题,才能实现热泵系统在低电压下启动;当风机开启延时2s,外风机停机对应室内换热器温度52℃;外风机重启对应室内换热器温度47℃时,可使室外风机运行正常,但高温截止温度和外风机重启温度都不宜过低,否则会导致制热效率低下。同时,控制外风机启停的温度差也不宜过小,否则会导致外风机的频繁启停;在压机累计运转超过45min,内机连续运行20min的条件下,实测能力为标称能力的75.6%>75.0%,符合要求,并且7min内除霜干净无残留。该研究对热泵系统在低电压的稳定运行具有重要意义。

低温冷库温度波动数值分析

针对低温冷库进行开门存取货物时,存在库门处与外界环境发生强烈的热湿交换,并且随着时间的增加造成库内温度较大波动而影响存储货物质量的问题。本文利用ANSYS Fluent有限元分析软件,对初始库温为243 K冷库存取货物开门过程进行温度场分析,同时对存取结束后库内降温过程进行温度场分析。研究结果表明,在冷库库门开启30 s,冷库与库外环境热交换比较强烈,库内温度波动较大,且大部分在260 K以上。冷库冷风机开始工作前10 s,冷库上部降温速度要比下部快,在10 s之后冷库上部和下部降温速度放缓。冷风机工作30 s时,库内温度不能降低到开门以前的温度,为了消除开门对冷库温度波动的影响,冷风机工作时间必须在30 s以上。冷库开门时外界环境的热湿空气会因密度差而聚集在冷库上部,造成冷库上部温度高,下部温度低的现象,为了消除温度波动带来的影响,库内冷风机需要工作较长时间。该研究对有效控制冷库温度的波动具有重要意义。

低温超强制热家用空调器研究

家用普通热泵型空调作为一种高效、节能、便捷的空气调节装置,在人们的日常生产、生活中扮演着重要的角色。但在严寒区域,由于家用空调本身低温效率低下,输出制热能力低,严重影响该地区用户使用舒适性。从理论上分析了补气增焓(REID)对空调系统低温制热性能的影响,实验研究了补气增焓空调系统在低温工况下的性能,对低温制热空调产品的设计及普及起到重要作用。