板管式换热器背板温度场和传热研究

以背板为控制容积,将背板的自然对流和辐射传热视为热汇,建立了板管式换热器数学模型.引入一个导热因子来考虑背板导热对盘管换热的影响,先求解盘管的换热量和温度,然后采用亚松弛法迭代求解背板的温度场和传热量.在23个工况下将板管式冷凝器和冷凝管的模型传热量和温度场的计算值与实验值进行了比较,发现模型传热量的预测误差在10%以内,背板温度场的计算平均误差为2 5℃,表明模型合理,而且具有较高的精度.该思路和方法可用于求解耦合导热、自然对流和辐射的非等温平板传热问题.

汽车空调暖风机热交换器的优化设计

提高汽车空调性能的主要方式是提高热交换器的换热效率.由于汽车内部空间的限制,不能单纯依靠增加热交换器体积的方法来提高热效率,因此对热交换器结构优化设计将具有现实意义.利用Flnent求解和正交设计的方法对汽车暖风机热交换器进行优化设计.Fluent软件可以模拟热交换器的流动和传热过程,正交设计的方法可以建立回归方程,因此可以得到出口温度的数学模型,该模型定量地描述了翅片间距、翅片高度及水管间距对换热效率的影响,优化汽车暖风热交换器的结构,最后通过试验证明了优化设计结果的准确性.优化热交换器的结构参数:翅片间距为1.1mm,翅片高度为6.9mm,管距为5.2mm.根据Fluent模拟仿真得到出口温度的回归方程:Y=307.308+2.333X1+0.667X2+0.561X3-2.501X12,影响出口温度的因素依次为翅片间距、翅片高度和水管间距.Fluent模拟仿真和正交试验设计相结合的方法有助于产品结构分析和优化设计.

激光器射流冲击冷却系统的模拟与实验

对一种紧凑式矩形阵列喷射冷却系统进行了系统设计、喷射性能模拟和实验。模拟采用Eulerian模型得出射流两相区相界面和不同壁面温差下的热流量及其在冷却表面的分布;通过模拟和实验比较,分析射流冲击冷却的特点及适用范围,并通过实验分析了冷却表面热流量与壁面温差的关系,以及该设计系统的冷却能力。

换热器管路布置的直接数学描述方法

针对已有换热器管路布置数学描述方法不能直接描述制冷剂流程,以及部分方法不能描述任意管路布置的换热器的问题,提出了一种直接描述流程的管路布置描述方法——制冷剂流程数组.新的方法克服了以上问题,适合应用于换热器的管路优化.将该方法与已有的管路描述方法进行了比较,并将其应用在实际换热器仿真中.

紧凑型发生精馏器的实验研究

提出了一种氨水吸收式制冷机紧凑化的方案，特别是采用螺旋板式换热器作为发生器和分凝器以降低发生精馏器高度的新设计，给出了采用上述改进方案所研制的乙醇蒸馏装置的实验结果．

回收电厂余热的新型吸收式热泵系统

火力发电厂中仍存在大量废热浪费的现象,回收该部分余热可有效提高电厂供热性能.提出一种由两级蒸发器串联耦合成的新型吸收式热泵系统以提升热泵机组性能与电厂能源利用率,新系统采用电厂锅炉排污水作为第二蒸发器的热源,同时回收循环冷却水与排污水余热,采用AspenPlus软件进行模拟,以中国东北某200MW火电机组典型供热系统为例与新系统进行对比分析.研究结果表明,新系统较典型系统COP提高6.21%,年节约煤资源15358.91吨,投资回收期约3.82年,新型吸收式热泵系统具有良好的社会经济效益,新系统的提出为火力发电厂能量梯级利用提供了理论支撑,对节能减排与环境保护有着重要意义.

变容量家庭能源中心单独制热水模式的实验研究

提出了可全年供应空调和热水需要的变容量家庭能源中心系统,并提出单独制热水模式下的性能系数计算方法。通过对该模式瞬时动态特性的研究,指出变容量压缩机可以有效地保证机组的安全可靠运行。实验研究了单独制热水模式在不同环境温度、不同压缩机负荷条件下的性能。结果表明,在同一压缩机负荷条件下,热水性能系数均随环境温度的升高而升高,与传统热泵热水器的变化趋势相同。而压缩机负荷变化对机组热水性能系数的影响在不同的环境温度下呈现不同的规律,因此,可根据不同的环境温度优化控制压缩机负荷,以提高制热水效率,节约能源。

套管换热器近分相流动态分布参数模型的改进算法

近分相流动态分布参数模型是套管换热器仿真动态的主要模型,但目前求解方法的稳定性与初始压力估计值密切相关,一旦初始压力估计不当,计算就会发散.对于现有算法导致计算不稳定的原因进行了分析,提出了一种改进算法.新算法基于质量引导,在求解相变流体的质量流量分布之前通过质量对压力进行迭代,以确定合适的压力迭代初值,增强了算法的稳定性,扩展了算法的适用范围.新算法的计算速度与现有算法相当.

低温区余热源驱动的第二类吸收式热泵温升特性研究

第二类吸收式热泵能提升低温余热源的温度,而热泵的温升直接关系到余热利用的价值,这对于工程应用具有重要的意义,因此文中研究低温热源驱动的热泵温升特性.首先分析了在低温余热源下,余热源初温、终温及冷却水初温对热泵吸收温度的影响,分析结果表明,余热源温升不仅与余热源初温和冷却水温度有关,还取决于余热源回收利用后的终温,并且在相同的条件下,并联模式比串联模式能够得到更高的吸收温度;然后根据热力计算结果绘制了余热源初温在低温区(50℃~80℃)热泵的温升能力随余热源初温和冷却水初温变化的特性曲线;最后拟合出了相应温区下吸收温度与余热源初温、终温及冷却水初温之间的经验关联式,解决了热泵热力计算复杂,计算工作量大的问题,为实际工程中确定第二类吸收热泵的温升能力提供了依据.

核电站给水加热器建模仿真

给水加热器是核电站二回路系统的重要设备之一,能否正常运行对于核电站的安全性和热经济性具有重要影响,采用仿真手段研究给水加热器的运行特性,可为给水加热器的设计和运行提供重要的理论依据。本文针对压水堆核电站的给水加热器建立了分布参数仿真模型,在处理两相流体时采用了近分相模型,对实际核电站给水加热器在不同工况下的运行特性进行了仿真分析,并将仿真值与实际电站运行值进行了对比。结果表明,所建仿真模型的精度有明显改进。

CSNS退耦合液氢慢化器中子物理-热工耦合模拟

本文分析了中国散裂中子源(CSNS)退耦合窄化液氢慢化器(Decoupled Posioned Hydrogen Moderator,DPHM)热沉积分布,对慢化工质、窄化片和容器进行了流固共轭传热三维数值分析。针对DPHM热源的不规则分布,提出了适合DPHM的中子物理-热工热源耦合方法,考察了不同流量对慢化器的慢化工质-液氢的平均温度的影响。计算结果表明:中子物理-热工耦合方法能更真实地在热分析计算中反映CSNS的热源分布,液氢的温度随流量增加呈现非线性降低,在选定流量下液氢的温度分布符合中子物理要求。本文的分析结果为中子物理、慢化器结构以及低温系统的设计和优化提供理论依据。