室外造雪机用旋流喷嘴雾化性能实验研究

喷嘴作为室外造雪机成雪过程重要的雾化部件,是决定成雪速率和成雪量的关键。本文针对国产室外造雪机用旋流结构喷嘴,搭建了通用的雾化性能测试装置,研究了供水压力对喷嘴雾化效果和液滴与环境换热表现的影响。结果表明:旋流结构喷嘴雾化过程的低压段,流体呈空心纺锤状,其锥角随压力变化显著,雾化效果较差;而高压段流体呈空心锥状,锥角相对稳定;雾化稳定后,喷嘴的流量随压力进一步提高,索特平均粒径(Sauter mean diameter,SMD)则逐渐降低,雾化锥角稳定在约76°;同时压力升高可缩短喷雾换热至环境温度的时间,表现为更高的热传递效率。研究结果可为高性能雾化部件结构设计提供理论支撑。

冷却温度对平板脉动热管传热特性影响的试验研究

为了探究冷却温度与脉动热管传热性能的关系,以氟代醚HFE-7100,HFE-7300和HFE-7500为工质,改变冷却水浴温度及加热功率,试验研究了加热功率与冷却温度对脉动热管传热的综合影响。结果显示,沸点更低的HFE-7100及HFE-7300脉动热管在30~50 W成功启动,适用于低加热功率,而沸点更高的HFE-7500适用于高加热功率(110~170 W);当给定加热功率或冷却温度时,分别存在一个最佳冷却温度或加热功率使得脉动热管传热性能最优,因此应根据脉动热管的加热功率及运行温度区间合理选择工质。氟代醚脉动热管受冷却温度的影响较大,高冷却温度下过渡时间明显增加;受沸点影响,HFE-7500过渡时间变化相对较小。高加热功率下,冷却温度对脉动热管的影响减小,过渡时间也减少。低加热功率配合较高冷却温度及高加热功率配合较低冷却温度均可使脉动热管达到最佳运行状态,不同的是低加热功率下脉动热管的最佳运行区间较小,高加热功率下最佳运行区间增大。

基于RANS模型的不同边界条件风机三维流场模型应用研究

为了更加真实地分析风机流场,并缩短数值计算时间,分别建立不同参数(尺寸、转速)的轴流风机的三维流场模型,基于RANS模型中的Realizable k-ε模型,分别采用速度边界、Fan边界、3D Fan zone 3种边界条件对风机内部流场、射流通风流场进行稳态计算,并将计算结果与文献中风机试验数据进行了对比验证。为了进一步验证风机内部流场模拟结果的准确性,对1台SF3-4轴流式风机进行性能测试,结果表明:采用3D Fan zone和Fan边界条件计算内部流场的气动性能数据与试验值最接近,平均误差分别为1.59%和4.42%,但要求的网格数较多,计算时间长,而采用速度边界条件虽平均误差为10.3%,要求的网格数较少且计算时间短。在模拟风机射流通风流场时,采用3D Fan zone与Fan边界条件能实现流场边缘处的微小尺度旋流及流场各处的温度变化,而采用速度边界条件虽能实现流场中心处的大尺度射流,但无法实现流场其他位置的流动、传热现象;3种边界条件的计算结果都与风机内部流场的实际性能参数吻合度高,研究结果可为风机流场研究提供参考。

抽水蓄能电站地下厂房开挖期通风风量研究

抽水蓄能电站地下厂房开挖期通风量计算时需要考虑多个因素,包括稀释柴油机产生尾气所需的空气量,却忽略了不同洞室及同一洞室中柴油机同时工作时需要的空气量。以抽水蓄能电站地下厂房开挖期通风风量计算为参考基础,详细说明各因素通风量计算方法及各系数取值依据,分析可得不同洞室及同一洞室内柴油机同时工作系数的抽水蓄能电站地下厂房施工开挖期风量计算方法,并进行工程实例计算,为地下厂房洞室施工开挖通风量计算、风机风管等通风设备的选择提供参考依据。

非共沸不互溶混合工质脉动热管启动特性分析

针对低加热功率下脉动热管难启动的问题,本文提出一种用于脉动热管相变传热的非共沸不互溶混合工质(HFE-7100和水),其中低沸点工质潜热小、比热容低、密度大,高沸点工质潜热大、比热容高、密度低。选取水为高沸点工质,HFE-7100为低沸点工质,并将两者按照4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4比例混合,实验研究了不同混合比例工质在不同充灌率和不同加热功率下的启动特性。结果表明:相对于水,HFE-7100的低汽化潜热值和高(dp/d T)sat值等特点能够加快蒸发段气泡的形成,加速脉动热管的启动;相对于纯工质脉动热管,非共沸不互溶混合工质相当于缩短了脉动热管的有效长度,加快系统启动;在低加热功率下,纯工质脉动热管无法启动,但混合工质脉动热管能够正常启动,且混合比例为2∶1、1∶1和1∶2时启动较快;在高加热功率下,混合比例2∶1启动最快。同时,对于非共沸不互溶混合工质脉动热管,充灌率为30%时启动效果最好。

正火预处理对脉动热管启动时间的影响

启动时间是脉动热管的重要性能指标,与管内壁的表面结构及工质润湿性密切相关。本文分别采用氧乙炔、钎焊炉正火与马弗炉500℃保温5h、480℃保温9h退火等4种处理方式对脉动热管进行预处理,观察了热管的内表面结构,测试了工质在相应表面的润湿性,并与未经处理的脉动热管内进行了对比,分析了脉动热管内表面性质对启动过程的影响机理。以几何参数相同的脉动热管为对象,以无水乙醇为工质,在50%充液率、垂直底部加热的条件下针对氧乙炔正火预处理前后的脉动热管的启动性能进行了对比实验。结果显示,经氧乙炔正火预处理后的脉动热管,工质在管内壁面的润湿性得到改善,热管的启动时间缩短且加热功率越小影响越大,在加热功率30W时启动时间缩短了74s。

人工智能技术在配电网故障抢修中的应用

文章分析了人工智能技术在配电网故障抢修中的实践应用,包括配电网故障抢修“虚拟指挥员”产生背景,探讨了配电网故障抢修“虚拟指挥员”的功能,包括基于物联感知技术的智能研判、基于文本转语音技术的智能督导、基于流程自动化技术的智能指挥、基于数据挖掘技术的智能评价。通过配电网故障抢修“虚拟指挥员”的应用,能够提升配电网故障抢修管理水平,强化配电网故障抢修工作效率。

异型管管翅式换热器性能研究

管翅式换热器的翅片优化为研究热点,而对管型的研究较少。本文提出一种与圆管相同水力半径的异型管的设计方法,建立了异型管管翅式换热器空气侧换热的数值计算模型,研究了管型、迎风方向和翅片间距对异型管管翅式换热器性能的影响。结果表明:对于双排的异型管换热器,第一排管大圆迎风,第二排管小圆迎风时,空气流动最均匀,压降最低,是综合性能最佳的迎风方向排布;在所研究的圆管、椭圆管、异型管和扁平管管翅式换热器中阻力特性和综合性能最好的是异型管i,在4 m/s风速下,异型管i的压降比圆管低31.86%,性能强化评价指标(Nu/Nu_(0))/(f/f_(0))值为1.456,主要由于管间空气的净流通面积大,流经换热器受到的扰动小;此外,翅片间距越大,管型对空气侧流动换热的影响越大,在大翅片间距下,管型对换热器阻力性能及综合性能的改善效果优于小翅片间距。

平板回路型脉动热管启动阶段传热特性的试验研究

笔者搭建了平板回路型脉动热管可视化实验台对其启动特性进行试验研究。根据蒸发段与冷凝段之间的温差随时间的变化,将平板回路型脉动热管工作过程划分为启动、过渡和稳定工作3个阶段。试验结果表明:启动阶段传递的热量是显热;随着热负荷的增大,平板回路型脉动热管的启动时间逐渐缩短;最佳充灌率在50%左右,最佳倾斜角在50°~70°之间。工质的热物性对启动时间也有影响,λ越大,ρc越小,(d P/d T)sat越大,启动时间越短。

工质表面张力和黏度对脉动热管启动及传热热阻的影响

以表面活性剂全氟辛酸钾(potassium perfluorooctanoate,PFOK)为溶质,以纯水为基液,配制了质量分数为0.02%、0.05%、0.1%、0.2%、0.5%共5种溶液并进行了物性测试,发现PFOK对水的表面张力改变较大,黏度其次,比热容、密度、热导率等参数影响较小;实验研究了不同表面张力及黏度工质对内径为2.5mm的脉动热管在不同加热功率下的启动时间和传热热阻的变化规律。结果表明:加热功率对启动时间的促进作用在≤60W时较为明显;由于黏度增加的影响,表面张力对启动时间及传热热阻的变化规律都呈现W形图像;并且随着加热功率的增加,表面张力和黏度对传热热阻的影响作用下降。

基于BP神经网络的不凝性气体对脉动热管传热影响的分析

不凝性气体的存在会影响脉动热管的传热性能。本文以去离子水和聚丙烯酰胺(PAM)溶液为工质,搭建了脉动热管半可视化传热性能实验系统,研究了不凝性气体的存在对脉动热管传热特性和运行特性的影响;通过建立BP神经网络模型,在不同不凝性气体压力条件下,对脉动热管传热热阻做出了回归预测,并进行了验证。结果表明:不凝性气体的存在会恶化脉动热管的传热性能。随着加热功率的增加,在不同不凝性气体分压力条件下的热阻呈现下降趋势。而随着不凝性气体分压力的增大,工质的蒸发段平均温度明显增大。通过BP神经网络可以对不同不凝气体分压力下脉动热管热阻作出可靠的回归预测,可为脉动热管运行状态的优劣提供判定思路。

造雪机用旋流式喷嘴的雾化性能研究

喷嘴的流量、雾化锥角、雾化粒径等是决定室外造雪机成雪过程的重要因素。针对国产室外造雪机用旋流式喷嘴,本文基于VOF方法和RNG k-ε湍流方程建立了雾化模型,对水在喷嘴内的雾化过程进行研究,分析了入口压力和喷嘴内壁面光洁度对雾化效果的影响。结果表明:雾化锥角和液膜厚度对入口压力变化的敏感性较弱;雾化粒径随入口压力的增大而减小,粒径减小的主要原因是流体速度增加,液膜不稳定性增强,增强了液滴的二次破碎;喷嘴内壁面光洁度减小,雾化产生的空气涡减小,水雾化锥角减小,但有助于获得较大的雾化流量。

CPC微通道太阳能集热器运行特性实验系统设计

提出了一种以平行流微通道为吸热器的复合抛物聚光器(Compound Parabolic Concentrator,CPC)太阳能集热器,设计并搭建了此集热器运行特性的实验测试系统,该系统由CPC微通道太阳能集热单元、恒温水循环系统、测试及数据采集系统组成。为了验证微通道平行流扁管对非均匀热流密度的均化作用,开发了微通道管内温度测试模块,实现了微通道平行流扁管11个通道管内进出口温度的测试。基于LabVIEW虚拟仪器软件开发了集热单元运行参数实时采集及处理程序,实现了集热器性能的实时记录和测试。

我国台湾地区和大陆地区综合管廊运维管理对比分析

随着国内综合管廊的快速建设发展,急需出台国家层面上权责明确、操作性强的运维管理办法。因此,通过对我国台湾地区和大陆地区的综合管廊运维管理办法进行比较,重点分析了管理机构及权责、进入与使用管理办法、巡检与考核制度方面的差异。研究结果认为,台湾地区运维管理办法的优势在于,条文全面且注重细节,强条突出,权责明确,并有防止相关单位拖延工作或推卸责任的具体措施,可实施性强,这对大陆地区综合管廊运维管理办法的进一步修订与完善具有参考价值。

直膨式双源热泵运行特性实验系统设计与应用

设计并搭建了以微尺度平行流换热器为太阳能集热/蒸发器的双源热泵热水器运行特性测试实验系统。实验系统由压缩机、微尺度平行流太阳能集热/蒸发器、毛细管、盘管式冷凝储热水箱以及实验数据采集系统组成。利用LabVIEW虚拟仪器软件开发了热泵运行参数采集及运行特性分析软件,实现了热泵系统压力、温度等参数的实时采集,同时进行了热泵系统运行状态参数(温度、压力、焓、过热度、过冷度等)和运行性能(性能系数COP、蒸发器换热量、冷凝器换热量、水箱得热量、输入电功率等)的实时计算。同步数据采集及后处理软件开发可以实时观察热泵系统动态运行特性,有利于对热泵运行机理的理解。

数据中心精密空调室外机散热问题研究

针对数据中心风冷型机房空调存在的室外机散热不良的问题进行分析研究,主要探讨了其影响因素及系统危害,提出了多种解决方案,为数据中心精密空调的问题改造及运维工作提供了一定的指导意见。

我国大陆与台湾地区综合管廊规划法规对比分析

"先规划,后建设"的理念应该贯彻于每一处的综合管廊建设中,而详细合理的规划是保证综合管廊正常建设和运营的前提。因此,通过汇总我国台湾地区与大陆地区关于综合管廊规划的法规,对比分析了其中关于主管单位、前期调查、建设区域的选择、断面设计和入廊管线的规定,提出了大陆地区还需完善法律法规、量化建设区域进行科学选址、设计标准化断面、燃气管线入廊和重力流污水管线满足条件入廊等观点。

光伏直驱直膨式热泵热水器变转速运行特性实验研究

本文提出了1种基于无保温微通道光伏/吸/集热器(PV/T组件)的直流直驱直膨式热泵热水器系统,PV/T组件的光电通过最大功率跟踪控制器(MPPT)直接驱动热泵系统的直流压缩机,光热由热泵系统的蒸发器吸收提质加热水箱中的热水,实现了太阳能与热泵品位对口的系统集成。为提高系统运行效率及可靠性,设计了压缩机转速随太阳辐射变化而阶梯变化的变转速运行工况,并进行了实验研究。结果显示:系统发电量大于热泵运行电量消耗,可实现离网运行。随太阳辐射强度增加而采用压缩机转速升高的运行方式,可控制PV/T组件温升,其平均电效率、热效率与总效率分别为19.65%,48.8%和68.4%;90 L水从18.8℃加热到52.8℃仅用时210 min,系统平均能量利用效率和性能系数分别为68.4%和6.84。随太阳辐射强度减小而采用压缩机转速降低的运行方式,可维持较高的能量利用效率与系统性能系数,系统平均能量利用效率与性能系数分别为93.8%和5.52。

水电站地下厂房爆破施工烟尘扩散规律模拟研究

了解爆破产生的粉尘及有害气体的扩散分布规律,对改善现场施工环境,保证工程作业安全,提升生产效率有重要作用。本文通过流体模拟软件Fluent,对于水电站厂房爆破烟尘的扩散过程进行数值模拟,分析烟尘的扩散分布规律,得出:爆破产生的粉尘向厂房内扩散,大部分粉尘沉降到地面,小部分粒径较小粉尘排出厂房;厂房内通风可起到抑尘作用,防止粉尘在空间中积聚;采用压入式通风,可降低爆破产生的CO浓度,且随着通风时间的延长CO浓度高的区域逐渐变小且整体浓度降低;采用压入式通风,2294 s后厂房内空气品质达到规范要求,施工人员可进入厂房内施工。并得出结论,以期对厂房施工爆破烟尘扩散及施工作业安全防护提供借鉴。

多片平板微热管阵列运行特性

将多片平板微热管阵列进行堆叠可以提高传热量。实验研究了不同叠加片数下平板微热管阵列在不同加热功率下的热阻、传热极限、温度分布及变化规律、不同层热管传热等运行特性。实验表明:随热管片数增加,热管整体的传热量增加,最大传热量由单片的60.0 W提升至5片的180.0 W;传热热阻降低,最小传热热阻由单片的1.09℃/W下降为5片的0.24℃/W。而且,随着片数增加,热管间的传热热阻开始影响多片平板微热管阵列的整体运行:外侧热管的传热量高于内侧热管,热阻低于内侧热管,且当片数为4片及以上时,热管整体性能提升会越来越不明显。在相同的加热功率下,多片平板微热管阵列的外侧蒸发段、外侧冷凝段和内侧蒸发段温度均随片数增加而降低,但内侧冷凝段温度先升高后降低。最理想的热管叠加片数为3~4片。