微小通道内超临界R134a流动传热特性

超临界有机朗肯循环(supercritical organic Rankine cycle,SORC)是回收中低品位能源较理想的新型动力循环技术之一,而超临界有机工质的传热特性严重影响了系统能效,目前已成为制约有机朗肯循环技术向前发展的瓶颈。基于此,本文实验研究了超临界R134a在2mm微小通道内的流动传热特性,参数范围为:热流密度60~120kW/(m^(2)·s),质量流速800~3000kg/(m^(2)·s),压力4.1~5.1MPa,工质进口温度20~100℃,探讨了热流密度、质量流速、压力、流体焓值等参数对传热特性的影响规律。结果表明,传热系数随流体温度的升高先增加后减小,随质量流速的增加而增加,随着热流密度和压力的增加而减小。流体焓值在拟临界值附近出现压降平缓区。根据实验数据拟合得到了微通道内R134a的传热关联式,该关联式预测误差均在±10%之内,具有良好的预测精度。

R134a及其混合物管外凝结换热特性的试验研究

针对制冷剂R134a及其与R125的混合物,在光管及强化管外的凝结换热特性进行了试验研究。研究表明:R134a在光管外凝结换热系数的变化与Nusselt理论解相吻合;与光管相比,强化管外凝结换热系数更高,当热流密度为25 kW/m^(2)时,R134a的强化倍率为15.27,而R134a/R125在R125占比分别为6%、12%、18%下的强化倍率分别是7.45、5.74、5.38,R417A的强化倍率为6.69。对于光管,含R125的R134a混合物凝结换热系数随热流密度的增大而减小;对于强化管,则随热流密度的增大而增大。

亚临界R134a萃取樟树叶精油的工艺优化及抑菌研究

为研究樟树叶精油的高效提取技术,拓宽其应用范围,以1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)为萃取溶剂,通过正交试验优化亚临界R134a萃取樟树叶精油工艺,并比较其和传统方法水蒸气提取的樟树叶精油化学成分差异和抑菌活性。研究结果表明:亚临界R134a萃取樟树叶精油最佳工艺条件为原料粒度≤2 mm,液料比为6∶1(L∶kg),萃取温度45℃,萃取时间40 min/次,萃取4次,得率为(2.87±0.08)%,GC-MS分析水蒸气提取和亚临界R134a萃取得到的2种叶精油分别鉴定出39和35种化合物,相对总峰面积分别为99.97%和99.91%。2种叶精油的化学组分均以醇类和烃类化合物为主,龙脑是2种叶精油的主要化学成分,水蒸气提取精油的龙脑相对峰面积(64.29%)大于亚临界R134a萃取精油的龙脑相对峰面积(58.09%)。2种叶精油对植物病原菌均有不同程度的抑制作用,亚临界R134a萃取樟树叶精油对病原真菌的抑菌效果优于水蒸气提取的,2种叶精油均对辣椒疫霉病菌的抑制率最高,分别为71.74%和62.87%。

Tween 80强化R134a水合物蓄冷的实验研究

基于压缩式制冷循环的R134a水合物连续制备系统,研究不同压力下添加不同质量浓度的Tween 80对R134a水合物生成和蓄冷特性的影响。结果表明:与纯水体系相比,三种不同初始压力(0.15 MPa、0.20 MPa和0.25 MPa)下,添加不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%)的Tween 80对R134a水合物生成均有促进作用。当初始压力为0.25 MPa、Tween 80浓度为1.5%时,系统的蓄冷性能最好,此时蓄冷时间最短(35.44 min),总蓄冷量最大(943.65 kJ),水合物生成量最大(1200.56 g)。在初始压力为0.25 MPa条件下,1.5%浓度的Tween 80与不同浓度(0.1%、0.5%、1.0%和1.5%)正丁醇进行复配时,随着正丁醇浓度的增大,系统蓄冷性能先升高后下降,在正丁醇浓度为0.5%时系统的蓄冷性能最优,与只添加1.5%浓度Tween 80体系相比,当正丁醇浓度为0.5%时,蓄冷时间缩短了33.89%,总蓄冷量增加了2.60%,平均蓄冷速率提升了55.19%。

R134a-DMF吸收式制冷系统流程仿真分析

基于Aspen Plus软件,选取PENG-ROB物性方法,假设条件,根据系统工艺流程,搭建了某一工况下R134a-DMF吸收式制冷系统仿真系统。在其余参数不变的情况下,研究溶液换热器冷端温差变化、不同发生温度下,冷凝温度的变化、R134a质量比变化对系统运行特性的影响,得出结论:随着溶液换热器冷端温差增加,蒸发器负荷保持不变,发生器负荷会逐渐减小,系统COP会逐渐增加;冷凝温度不变,随着发生温度升高,发生器负荷与蒸发器负荷会逐渐增大,系统COP会逐渐减小;发生温度不变,随着冷凝温度升高,发生器负荷保持不变,蒸发器负荷会逐渐减小,系统COP会逐渐减小;随着R134a质量比增加,为保证在吸收器中R134a完全溶于DMF,吸收温度会逐渐降低,进而发生器负荷与蒸发器负荷会逐渐增加,系统COP会逐渐增加。为R134a-DMF吸收式制冷系统实际工程提供指导。

新型混合制冷剂R1234yf/R152a/R134a的热力学性能实验研究

为了提高制冷剂R1234yf的循环性能,取代温室气体潜能值高的R134a,开发出性能优越的汽车空调制冷剂。本文提出了一种新型环保混合制冷剂LMR01,其由三种制冷剂R1234yf/R152a/R134a(质量百分比为80/10/10)按一定比例混合而成,并通过实验对比分析了变工况下三种制冷剂R1234yf、LMR01和R134a的热力学性能。结论如下:R1234yf和LMR01的COP比R134a分别小6.5%和2.5%;LMR01的COP相比R1234yf提升4%;R1234yf和LMR01的排气温度分别比R134a小11℃和7.5℃;R1234yf的制冷量比R134a小约7%;LMR01的制冷量和R134a相似,非常有利于直接充灌;LMR01的温度滑移很小,可看作共沸混合物;环保性能高,ODP为0,GWP为145,符合F-gas法规;可燃性低,安全性能高。对LMR01的研究可进一步提升汽车空调环保制冷剂的推广。

新型制冷剂HFO-1234yf/R134a/DME的理论与试验研究

提出一种在汽车空调应用中替代R134a的新型制冷剂HFO-1234yf/R134a/DME。利用数据库REFPROP 9.0,通过自行编制的软件对该制冷剂的热力学性能和循环性能进行理论分析,并在电量热器制冷剂循环性能测试装置上,对R134a和HFO-234yf/R134a/DME进行试验研究。理论与试验研究发现,新型制冷剂的制冷量比R134a略小,循环性能系数(COP)也略低,而排气温度比R134a低12℃左右。该新型制冷剂具有替代R134a的潜在可行性。

R1234yf/R134a混合工质应用于汽车热泵系统的可行性研究

针对汽车空调广泛使用的制冷剂R134a存在严重的环境问题,课题组提出将2种不同混合比例的R1234yf/R134a混合工质应用在汽车热泵空调系统中,并通过实验对比分析了不同工况下R1234yf替代R134a的可行性。通过REFPROP 9. 0分析了混合工质及R134a的环境性能和热力学性质,理论上表明混合工质可替代R134a;通过搭建汽车热泵空调试验台在不同的制冷、制热工况下进行实验,并得出结论:在各个工况下,混合工质的排气温度均低于R134a,排气压力差别不大;制冷量、制热量方面,混合工质与R134a相差很小;另外,由于混合工质对压缩机功耗的要求更高,因而混合工质系统的能效比值CCOP略低于R134a系统,但差值不超过7%,在可接受范围内。因此,R1234yf/R134a混合工质具有替代R134a应用于汽车热泵空调系统中的可行性。

R134a应用于直接膨胀式太阳能热泵系统

利用平衡均相理论建立了太阳能集热器两相流模型 ,用四阶 Runge- Kutta方法对其求解 ,实验验证了其可靠性 .利用该模型从理论上研究了以 R1 34 a作为工质的直接膨胀式太阳能热泵的性能 ,并与采用 R1 2作为工质的结果进行比较 ,指出了 R1 34 a应用于此类热泵的适用性 .理论结果还表明 ,在较宽的环境温度、冷凝温度和太阳能辐照度范围内 ,采用 R1 34 a作为工质 ,热泵系统的性能系数可达到 4.0～ 6 .5 .

R134a空气源热泵热水器实验研究与性能分析

对一台工质为R134a的空气源热泵热水器样机进行了实验测试,研究了在环境温度为20/15℃工况下,最佳充灌量(1500 g)的70%,85%,100%和115%下的系统特性,并在最佳充灌量下研究了膨胀阀开度分别为30%,45%,60%时的系统性能。结果表明系统性能随充灌量增加呈先增大后减小趋势。膨胀阀开度对系统逐时COP影响较大,在水箱温度超过32℃时,增大膨胀阀的开度可以提高系统的COP。此外,基于实验研究,论文对系统损失进行了分析。结论表明系统主要的损失分布在压缩机和冷凝器。系统效率随着水箱温度的升高而不断减小,在开度为30%和60%下,系统效率分别下降约8%和10%左右。

R134a/CO_2复叠制冷系统的实验研究

针对R134a/CO2复叠制冷系统搭建实验台,研究不同工况下系统性能参数的变化规律,考查了压缩机效率对系统性能的影响,并与传统R404A系统性能进行比较。研究表明:在高温级冷凝温度48℃,低温级蒸发温度-30℃,冷凝蒸发器传热温差为3℃的工况下,CO2冷凝温度为-2℃时系统COP出现最大值,并在最优值±5℃内系统性能变化不大;不同实验工况下,CO2压缩机绝热效率最大偏差不超过4%,影响系统制冷量的主要因素是压缩机的容积效率;相同工况下,R134a/CO2复叠制冷系统性能可比常规R404A系统性能高3%。

卧式螺旋管内R134a沸腾两相传热特性实验研究

在蒸发温度为5～15℃,热流密度范围为5～20 kW-m-2,工质质量流速变化范围为100～400 kgm-2s-1和干度范围为0.1～0.8的条件下,采用低电压、大电流的直流电源直接电加热的方法,对R134a在卧式螺旋管内的沸腾两相流传热特性进行了实验研究。结果表明,传热系数随工质干度和质量流速的增加而显著增加;热流密度对传热系数的影响也比较明显,传热系数随着热流密度的增加而增加,干度较小时热流密度对传热系数的影响更为明显;系统压力的变化对传热系数的影响较小。通过对实验数据的非线性回归分析,发展了R134a卧式螺旋管内流动沸腾局部传热系数的计算关联式。

R134a和R417A应用于热泵热水器灌注式替代R22的实验分析

在空气源热泵热水器中,对R22、R417A和R134a进行了理论计算及实验分析。结果表明,R417A的制热量和COP更接近于R22,并且排气温度比R22低25℃左右,排气压力也比R22平均低0.17MPa;尽管R134a也具有较低的排气温度和排气压力,但其制热量远远小于R22,低温工况下,吸气压力过低,而且需更换压缩机润滑油,因此,R417A比R134a更适合在空气源热泵热水器中对R22进行直接灌注式替代。

亚临界R134a萃取金银花挥发油

采用亚临界1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)萃取的方法从干燥的金银花中提取挥发油,考察了萃取压力、温度、时间和R134a流量对挥发油提取率的影响。结果表明,萃取温度和时间是影响挥发油提取率的主要因素,萃取压力和R134a流量的影响较小。当萃取压力、温度、时间和R134a流量分别为6MPa、50℃、2h和10g/min时,挥发油提取率达到2.17%。利用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析金银花挥发油的化学成分,共分离得到27个组分,其中主要成分是棕榈酸(19.12%)、亚油酸(18.43%)、亚麻酸(9.06%)等,脂肪酸酯达到29.34%。

R134a两相流换热可视化平台设计与运行

为分析两相流传热特性和实现流型可视化研究，以替代工质R134a凝结换热两相流动为对象，设计了一个由循环动力、冷热源、对比实验段、储液蓄能装置和数据采集系统等部分组成的环路。重点制作了卧式螺旋管和水平直管对比实验段、可视化电熔石英玻璃储液罐及流型观察实验段。调试运行结果表明，保温热损失小于5％，密封试压在2．0MPa条件下漏率小于6kPa／24h，电熔石英强度高、透明度好，适于流型观察；在压力0．20—1．30MPa，质量流速61～550kg／（m2·s），干度0．02-0．52条件下拍摄到泡状流、弹状流、分层流、波状分层流和环状流等5种典型流型，并观察到一种介于波状分层流和环状流之间的波环状流的新流型。在调试运行范围内实验系统工作稳定可靠，满足中低压条件下两相传热特性和流型研究的要求。

太平洋磷虾油的亚临界R134a萃取工艺及脂肪酸成分分析

研究亚临界R134a萃取太平洋磷虾油的萃取工艺,探讨萃取压力、萃取温度及动态萃取时间对磷虾油得率的影响,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对所萃取的磷虾油进行分析。结果表明:适宜萃取工艺条件为萃取压力12MPa、萃取温度30℃、动态萃取时间40min,在此工艺条件下,太平洋磷虾油得率为6.69%。通过GC-MS分析,太平洋磷虾油中含有20种脂肪酸,不饱和脂肪酸含量为62.35%,其中二十碳五烯酸(EPA)与二十二碳六烯酸(DHA)占总脂肪酸含量的21.82%。

R134a螺杆制冷压缩机的泄漏特性研究

螺杆制冷压缩机已广泛用于工业制冷和中央空调装置中 ,在商用制冷与空调领域也有着良好的应用前景。本文利用一套螺杆压缩机设计计算软件 ,对R134a螺杆制冷压缩机的泄漏特性进行了研究。首先根据螺杆压缩机的结构特点 ,定义了五种泄漏通道 ,并针对这些通道的特点 ,建立了相应的数学模型。然后针对不同转速和运行工况 ,计算了制冷剂通过这些通道的泄漏及其对压缩机效率的影响。借助分析有关计算结果 ,得出了一些可用于指导实际机器设计的结论。

R134a卧式螺旋管内流动沸腾CHF特性研究

为探索低潜热工质在卧式螺旋管内流动沸腾的临界热流密度（CHF）特性,采取大电流直接对实验段通电,利用不锈钢电阻加热的方式,在出口压力p=0.40~1.05 MPa,质量流速G=51~257 kg/m2s,入口热平衡干度Xi=-0.18~0.43的条件下开展了R134a在卧式螺旋管内流动沸腾的CHF特性研究。实验用螺旋管内径7.6 mm,螺旋径300 mm,节距40 mm,有效加热长度7.07 m。重点分析了实验段壁温沿管长和管截面周向的变化规律,以及压力、流量、干度等参数对CHF值的影响,并把实验数据与Bowring和Shah关联式的计算值进行了验证比较,结果发现这2种关联式在该实验条件下均不适用。

R134a亚临界流体萃取沙棘籽油的工艺优化及品质评价

研究采用R134a(1,1,1,2-四氟乙烷)亚临界流体萃取沙棘籽油。在原料粒度、萃取时间和萃取温度三个单因素筛选的基础上,以籽油提取率为响应值,对这三个因素进行响应面优化,得到最佳工艺参数:原料粒度32目,萃取时间60 min,萃取温度55℃,在此条件下籽油提取率可达80.7%,所得籽油的碘值、过氧化值、酸价和VE含量分别为(178.83±0.54)g/100 g、(0.151±0.001)g/100 g、(3.412±0.112)mg KOH/g、(198±1.73)mg/100 g,以上指标均满足行业标准(SL 493-2010)的要求,其中碘值和VE含量分别高出行业标准下限27.74%和65%,过氧化值和酸价分别低于标准上限39.6%和77.25%。综上所述,采用亚临界R134a法萃取沙棘籽油具有籽油提取率高、加工成本低及理化品质优良等特点。

R134a在水平三维内微肋管内的沸腾换热

本文以 Ｒ１３４ａ为工质，在外径为 １６ ｍｍ的两种不同几何结构的水平三维微肋管内进行了沸腾换热实验，研究了质量流率、热流密度、蒸汽干度等因素对沸腾换热系数的影响。与相同工况下的水平光管比较， １＃微肋管的换热强化因子在１．５～２．１之间，２＃微肋管的换热强化因子在１．９～２．８之间。两种三维微肋管的比较结果显示，单位内表面积上具有更多的微肋数目的 ２＃管的平均沸腾换热系数比 １＃管增加了 ２８～４３％。