The Study of Latent Heat Transport Characteristics by Solid Particles and Saccharide Solution Mixtures

The purpose of this study is the development of latent heat transport system by using the mixture of the minute latent heat storage materials and the saccharine solution as medium. The experimental studies are carried out by the evaluation of viscosity and pressure loss in a pipe. Polyethylene (P.E.) is selected as the dispersed minute material that has closeness density (920kg/m3) of ice (917kg/m3). D-sorbitol and D-xylose solutions are picked as continuum phase of the test mixture. The concentration of D-sorbitol solution is set 48mass% from measured results of saturation solubility and the melting point. 40mass% solution of D-xylose is selected as the other test continuum phase. The non-ion surfactant, EA157 Dai-ichiseiyaku CO. Ltd, is used in order to prevent of dispersed P.E. powder cohere. The pressure loss of test mixture is measured by the straight circular pipe that has smooth inner surface. The measuring length for pressure loss is 1000 mm, and the inner diameter of pipe is 15mm. The accuracy of experiment apparatus for measuring pressure loss is within ±5%. The pressure loss data is estimated by the relationship between the heat transport ratio and the required pump power. It is clarified that the optimum range of mixing ratio exists over 10mass% of latent heat storage material.

利用变分法计算西北典型干旱区地表通量的研究

利用 2 0 0 0年 5～ 6月在敦煌进行的陆面过程野外观测试验加强期的观测资料 ,采用变分法计算了西北干旱区荒漠戈壁的地表感热通量和潜热通量 ,并与Bowen比能量平衡方法 (简称BREB法 )的结果进行了对比。结果表明 :变分法由于同时应用了地表能量平衡方程和相似性廓线方程 ,充分利用了边界层观测资料的信息 ,避免了BREB法中出现在Bowen比接近于 - 1时产生的计算不稳定和虚假的峰值 ,使计算的通量结果更趋合理和稳定。同时也计算了动量和感热的总体输送系数 。

一次降水过程对青藏高原高寒草甸CO2通量和热量输送的影响

青藏高原高寒草甸的热量输送和碳收支对气候变化的响应十分敏感,降水过程对其影响较为复杂。利用三维超声风速仪和红外CO2/H2O分析仪,以及常规微气象要素的涡度相关观测系统,分析了2002年8月8—17日的一次降水过程对青藏高原高寒草甸CO2通量和热量输送的影响。结果表明:降水过程使气温、地温和辐射等有所降低,大气湿度和CO2通量有所升高;气温、地温、总辐射、地表反射辐射、光合有效辐射(PAR)、净辐射、土壤热通量、潜热通量和显热通量分别下降了23.3%、23.1%、61.9%、58.9%、61.7%、57.9%、268.3%、61.6%和71.0%,大气湿度和CO2通量分别升高了27.0%和38.6%;降水削弱了PAR对白天净生态系统CO2交换量(NEE)的影响,而增加了地温对夜间呼吸的控制;降水强度对白天NEE几乎没有影响,但能降低夜间呼吸。

四丁基溴化铵包络化合物浆在铜管内的对流传热特性

四丁基溴化铵(TBAB)包络化合物浆是在常压下由TBAB水溶液被冷却到0～12℃时生成的,是一种理想的冷量输送和蓄冷媒体,以固液两相悬浊液的形式存在。作为冷量传输媒体,由于存在相变过程,其冷量传输密度远高于相同温差下的冷水。另一方面,TBAB包络化合物浆具有良好的流动性,可以像液态水一样方便地通过泵和管道系统输送。因此,在中央空调及区域集中供冷系统中具有很好的节能应用前景。本文研究了TBAB包络化合物浆在水平铜管内的传热特性。在定热流边界条件及不同Reynolds数下测量并分析了对流换热系数。实验中发现固相粒子的扰动和表观黏性的下降都能破坏或拉薄包络化合物浆流动的动量边界层,结果导致了传热系数的提高。在不同的Reynolds数下固相含量(Φ)对Nusselt数的影响很微弱。通过与文献的比较发现,本文所测取的包络化合物浆Nusselt数均高于冰浆甚至单相水。最后获得了Nu与Re之间的实验关联式。

水合物浆和冰浆高密度潜热输送研究进展

概括了高密度潜热输送介质——水合物浆和冰浆的研究进展。对比了水合物浆和冰浆的生成方法、生成条件、输送特性等,指出了水合物浆作潜热输送有更大的应用潜力。

TBAB包络化合物浆的管内流动再层流化现象

TBAB包络化合物浆是一种新型高密度潜热输送材料,在中央空调或区域供冷等系统中作为替代常规冷水的冷量输送媒体具有显著的节能应用前景。采用实验方法研究了A型TBAB包络化合物浆在水平直管内的层流和湍流流动特性。通过分析流动阻力随流速和固相含量等参数的变化规律,发现固相含量的增加有利于维持流动的层流趋势,在定流速条件下随着固相含量的增加流动状态会由湍流转变为层流,即出现"再层流化"现象,并且由于再层流化现象的出现,包络化合物浆的流动会出现"阻力降低区"。

包络化合物浆管内流阻特性的初步研究

针对一种新型潜热输送材料—TBAB包络化合物浆,因其在水平管内的流动阻力特性的影响因素众多,难以进行一步到位的实验研究。本文利用正交设计法,实验研究了影响流动阻力的三个因素—固相含量、管内平均流速和管径,得出了三者对流阻作用程度的大小关系,为下一步深入研究指明了方向。

相变流体在高密度潜热输送中的研究进展

相变流体由于在相变前后都能保持流动状态，可以像普通流体一样通过泵和管道系统输送。由于存在固一液相变，相变流体储能密度及输送密度远高于相同温差下的水，因此可以使循环流量大幅降低，从而降低循环能耗，实现节能。综述了相变乳状液、相变微胶囊、水合物浆在蓄能及潜热输送方面的研究进展，并对其发展前景进行了展望。

冰浆潜热输送矿井空调设计及其经济分析

由于井下热负荷很大,空间位置狭小,使用传统矿井空调系统已无法有效解决井下热害。在前期研究的基础上提出一种冰浆潜热输送矿井空调,利用冰浆的可流动性、潜热大的特点,可以大大提高冷量的输送密度,减小管道和换热器的尺寸,节省空间,同时可根据不同的工作条件在三种工况下自由切换。该系统在初投资及运行费用上都比传统的矿井空调大幅下降,具有良好的经济性。

TBAB包络化合物浆水平管内的传热特性研究

TBAB包络化合物浆具有易生成、高潜热及可流动性等特点,是一种良好的蓄冷及潜热输送介质,在中央空调系统中表现出光明的节能前景。本文采用实验方法,研究了B型TBAB包络化合物浆在定热流密度条件下,水平不锈钢管内的对流换热特性,流速涵盖了层流-湍流。通过研究流速V、固相含量X_s对换热系数α的影响,发现"换热降低区"和再层流化现象,得到层流区与湍流区的临界线。最后整理出对流换热的无量纲准则式,其计算结果与实验结果的相对误差在±20%以内。

一种适合潜热输送的高温相变石蜡乳状液的热性能

针对太阳能利用、余热利用、集中供暖等应用背景,采用差示扫描量热法(DSC)遴选了一种相变温度合适(相变峰值87℃)、相变潜热值较大(203.9J/g)的工业石蜡,并以此为相变材料,采用非离子型乳化剂及助乳剂复配的方法研制了3种浓度的石蜡乳状液高温潜热输送材料。测定了石蜡乳状液高温潜热输送材料的相变点、相变潜热等热物性,并研究了其蓄热特性。结果表明,该材料是一种在80～90℃之间存在相变的储、传热工质,在相变区间内的储、载热密度远大于水,是一种良好的潜热输送材料。

石蜡乳状液高温潜热输送材料的传热特性

石蜡乳状液高温潜热输送材料是一种在80～90℃之间存在相变的流体。由于相变潜热的存在,石蜡乳状液在相变区间内的储热、载热密度远大于水,且集储热与潜热输送于一体,适用于余热利用、太阳能利用和集中供热等领域,具有广阔的应用前景。研究了定热流条件下石蜡乳状液在管内的强制对流换热特性。结果表明,与纯水相比,虽然石蜡乳状液的有效比热大,但其对流传热系数低,且浓度越高,对流传热系数越低。实验发现入口温度对石蜡乳状液对流传热系数的影响不大,但随着入口温度升高,对流传热系数有增大的趋势。最后获得了石蜡乳状液对流换热量纲1关系式。

石蜡乳状液潜热输送材料的研究进展

石蜡乳状液潜热输送材料是由相变石蜡与水乳化而成的悬浮液,具有较大的热容,能量储存密度及输送密度远高于相同温差下的水,因此可以使循环流量大幅降低,从而降低循环能耗,实现节能。根据相变石蜡材料及应用背景不同,分别综述了低温石蜡乳状液潜热输送材料、高温石蜡乳状液潜热输送材料的研究现状。指出了石蜡乳状液潜热输送材料在导热性能和稳定性等方面存在的共性问题,并探讨了解决措施:纳米颗粒强化传热是提高其导热性能的有效方法,研制纳米级相变石蜡微乳液是提高稳定性的有效途径。

冰浆潜热输送矿井空调能耗及运行策略研究

针对淮南某矿井,在相同热负荷下对比分析了冰浆潜热输送矿井空调与常规冷水空调的能耗。研究了矿井空调运行策略,依据矿井负荷匹配最优原则,计算分析了矿井空调在冷水直供模式、冷水蓄冷模式、冰浆直供模式、冰浆蓄冷模式等4种模式下的系统能耗和运行费用。结果表明:相比于常规冷水空调,冰浆潜热输送矿井空调节电率在8%以上,运行费用节省40%以上。

绿洲农田作物的显热和潜热输送

本文根据波文比一能量平衡法，利用观测资料计算了荒漠一绿洲交界处绿洲农田作物（棉花、水稻）的显热和潜热，并进行了分析和比较．

南海潜热交换年际与年代际变化的分析探讨

根据一套客观分析潜热通量、基于绕岛理论诊断的南海贯穿流(LST)、南海热含量等月平均资料,分析南海表层潜热通量的年际和年代际变化特征。南海地区的潜热通量冬季强,春季的潜热通量弱;在秋冬季节,南海北部的潜热通量远大于南部;夏季南海潜热通量南部高于北部;从20世纪80年代初潜热通量逐渐增加。使用EOF经验正交分解,M-K检验方法分析南海潜热通量的多时间尺度变化,前3个模态的方差贡献率分别为:53.01%(主要为长期趋势)、17.4%(年代际变化)、6.71%(年际变化)。分析表明在年际尺度上南海贯穿流(LST)减少导致南海海表温度(SST)增温幅度上升,海气温差比湿差减小,从而导致潜热释放减少,潜热通量呈负异常;反之LST进入南海增多,海气温差比湿差变大,导致南海潜热损失减少,潜热通量呈正异常。

冰浆潜热输送矿井空调系统火用分析研究

针对冰浆潜热输送矿井空调系统进行了设计,提出存在峰谷电价下的井上、井下设计方案。以淮南某矿井为例,根据冰浆潜热输送深井空调功能特性,将系统分为一次侧循环系统和二次侧循环系统,采用系统火用平衡分析法,代替传统的能量平衡分析法,得出了冰浆潜热矿井空调系统的火用损失分布。

南海地区潜热输送与长江流域夏季降水的关系

利用美国NCEP的1958—2006年高斯网格月平均再分析资料,以及国家气象中心的全国160站1958—2006年月平均降水资料,使用奇异值分解(SVD)方法,分析了南海及周边地区(简称南海地区,0°—20°N、100°—125°E)夏季潜热输送和长江流域夏季降水的相关关系。结果表明,南海地区夏季潜热输送与长江流域夏季降水呈显著负相关,显著相关的区域分别是南海中部和长江以北的川北、陕南地区以及以南的东部地区,潜热输送和降水都在20世纪70年代中期出现突变。典型旱、涝年潜热通量合成分析表明,南海中部潜热输送与降水也呈明显的负相关。

采用温度回升法对任意结晶区间的铸件凝固结晶潜热的数值计算

铸件凝固结晶潜热的释放行为与凝固传热、溶质传输及铸造合金种类与成分等诸多因素有关,合金凝固过程中其温度、固相体积分数与液相成分(T-fs-C_L)三者之间一般存在着非线性强耦合关系,采用合金凝固传输统一模型及温度回升(补偿)法提出的处理任意结晶温度区间(包括零结晶区间)凝固潜热释放问题的数值迭代计算方法,对不同合金成分与不同固相反扩散效应的二维Al-Cu合金铸件定向凝固传输过程进行了数值计算,表明该方法对于从纯金属到共晶成分的不同成分合金及从Scheil模型到Lever—Rule模型之间的任意凝固模式均是有效的,将该方法推广应用于叶片铸件三维凝固传输过程的T—fs—C_L耦合数值模拟仍显示出高的计算效率,通过对计算结果进行的三维图像数据处理,展示了铸件几何形状对凝固传输行为的重要影响。

潜热通量异常对西北太平洋热带气旋活动影响的机理研究

使用1958—2001年的中国气象局台风年鉴资料和欧洲中心再分析资料,初步揭示了潜热通量异常对西北太平洋(含南海)热带气旋活动的可能影响机理。统计分析发现,西北太平洋(含南海)热带气旋年频数与北太平洋副热带(简称关键区)的潜热通量在过去40余年中均表现为显著的减弱趋势。诊断分析表明,关键区的潜热通量通过低层信风向西的水汽输送—整个西北太平洋热带气旋活动区水汽低层辐合上升而凝结—潜热释放这一链条改变西北太平洋(含南海)大气环境场条件(包括中层湿度场、高低层涡度场和高低层散度场),进而调制热带气旋活动。使用SAMIL模式进行关键区内潜热通量加倍和减半的敏感性试验,进一步证实了关键区潜热通量异常对西北太平洋热带气旋活动调制作用的可能机理,而对南海热带气旋活动影响较小。由此可推断,在过去40余年中,北太平洋副热带中部区潜热通量的减弱趋势可能是造成西北太平洋(含南海)热带气旋频数下降的主要原因之一。