基于毛细润湿机理的PVDF中空纤维换热毛细管制备及其性能研究

针对高分子材料的换热器普遍存在传热系数低的问题,提出了基于毛细润湿机理的PVDF中空纤维换热毛细管。首先采用非溶剂致相分离法制备具有多孔结构的PVDF中空纤维换热毛细管,利用换热毛细管壁中的非贯通孔在换热过程中,空气隙被水填充后,微孔中的水分受传热过程中管壁两侧温差而产生微循环,可增强传热从而提高传热系数,还对换热毛细管的力学性能、孔隙率、表面结构、断面结构等方面进行表征,揭示换热管表面微孔对传热的促进机理。亲水化改性后的总传热系数比改性前可提升104%。

海床砂土源热泵毛细管前端换热器换热性能研究

海床砂土源热泵是典型的清洁能源供能系统之一。为探究其毛细管前端换热器的换热性能,利用Matlab软件构建了换热器各个毛细管的数值传热模型,并基于该模型分析了管席不同位置处毛细管出口温度变化情况以及毛细管间距、埋深、管长对换热器换热性能的影响。模拟结果表明:当换热达到稳定时,管席顶部管和底部管的换热效果均优于中间各管的换热效果,并且毛细管间距、埋深和管长的增加有利于毛细管换热器换热性能的提升,毛细管间距从20 mm增大到60 mm时,冬夏季毛细管换热量分别增加了51.9%和17.8%,埋深从0.5 m增大到2.5 m时,冬夏季毛细管换热量分别增加了74.3%和53.9%,管长从0.5 m增大到3.0 m时,冬夏季换热量则均扩大了3.9倍。研究可为海床砂土源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。

浅滩毛细管前端换热器换热数值模拟研究

采用CFD模拟方法,针对埋置于浅滩中作为海水源热泵前端换热器的毛细管换热器,模拟了冬季和夏季的传热过程.结果表明,埋置于浅滩中的毛细管换热器应用于海水源热泵的前端换热换热效果较好.毛细管换热器单位席面积换热量夏季可达到125 W/m^2左右,冬季可达到100 W/m^2左右.从传热角度看,毛细管内流速取0.05~0.15m/s相对合理.

地表水地源热泵塑料毛细管换热器设计

毛细管作为空调系统的辐射末端,逐步得到重视和应用,但应用在闭式地表水地源热泵系统中,作为地表水体的换热器的研究较少。建立了毛细管简化的数学模型,通过大量数值计算,得出影响其换热能力的显著因素。给出了适用工程设计的线算图,当管材、进出口温差与线算图计算条件不同时,进行管长修正。在此基础上,给出了毛细管换热器的设计方法和算例分析。

塑料毛细管换热器传热系数影响因素分析

毛细管席作为空调系统的辐射末端,得到逐步的重视和应用,但对于应用在闭式地表水源热泵系统中,作为地表水体的前端集热器的研究资料较少.建立毛细管简化的数学模型并通过大量数值计算,确定影响k值的各个参数,得出不同参数对k值的影响曲线,通过对影响曲线进行分析,区分出影响传热系数的主要、次要因素,对毛细管前端换热器的设计及应用提供理论基础.

毛细管壁面换热器用于地铁隧道的可行性分析

针对地铁车站采用水冷机组空调形式时存在的冷却塔布置困难及运营能耗大且经济性差等问题,提出了将毛细管网敷设于地铁隧道围岩内作为地源热泵系统前端换热器的空调系统形式。对毛细管壁面换热器的传热特性进行了模拟分析,并与普通空调系统进行了经济性对比分析。结果表明,毛细管壁面换热器有较好的换热性能,且在经济性方面有明显优势。

地表水源热泵毛细管换热器多目标模糊优化研究

毛细管换热器具有高效和施工方便等特点,作为水源热泵系统的换热器逐渐被重视。但在设计时涉及因素较多,包括管内流速、进出口水温、管长、分路数目等参数,其设计目标也相互影响,因此通过优化设计提高换热器的性能对于节能有重要意义。提出了将传热面积、阻力和传热效率作为3个独立目标函数的换热器多目标优化设计方法,建立了毛细管换热器多目标模糊优化数学模型,采用线性加权法将多目标优化问题转化为单目标优化求解,得到了满足经济性、高效性要求的毛细管换热器设计参数。通过实例计算,与参考文献的设计方法进行对比,证明了该方法的可行性和优越性。

地铁隧道内应用毛细管网换热器传热理论研究

文章采用C FD模拟方法，针对某地铁地下站作为前端取热器使用的毛细管网换热器，模拟了夏季和冬季气-固介质之间的三维非稳态传热过程，分析了换热器所在隧道围岩内的温度场分布。研究结果表明：冬、夏季运行期内毛细管网换热器对围岩温度场的影响范围大约为5m ；换热器换热量随流速的增加而增加，从传热效率和功耗2个方面考虑，毛细管内水流速取0.04～0.06 m/s范围是相对合理的；夏季毛细管网换热器传给围岩的热量大于传给隧道空气的，说明其可以有效地利用浅层地热能，传热效果理想；冬季毛细管网换热器吸收隧道空气的热量大于围岩的，有利于空气的降温。

应用于地铁隧道的毛细管换热器降温效果模拟研究

地铁的运行会造成隧道区间温度的不断上升从而导致地下空间热环境恶化,可以在地铁隧道壁面铺设毛细管换热器,利用热泵系统排出隧道内的热量.通过数值模拟的方法研究了毛细管壁面换热器的降温效果,分析了隧道内热环境的变化情况,并对距隧道中心不同距离处的岩体温度进行了对比分析.结果表明,在地铁隧道壁面铺设毛细管换热器可有效改善地铁热环境.

毛细管换热器的换热特性研究

作为地表水源热泵的前端换热器,毛细管换热器具有优良的性能,对毛细管的结构优化设计研究对地表水源热泵的推广与应用具有重要意义。建立不同管间距下的毛细管换热器三维模型,搭建试验台进行换热实验来验证数值模拟的准确性。利用Fluent对毛细管换热器进行放热工况下的数值模拟,通过分析在不同地表水流速下的各个模型的进出口温差、单位席面积换热量、单位体积换热量、传热系数,来确定最佳管间距。并分析毛细管换热器换热性能指标随地表水流速的变化,研究它对毛细管换热器换热的影响。

应用于地铁隧道毛细管换热器的管间距分析

地铁隧道毛细管换热器是将毛细管网敷设于地铁隧道岩壁,作为热泵系统的前端换热器.采用CFD仿真软件,建立物理模型,分析不同管间距下地铁隧道毛细管换热器的冬夏季换热特性,结合系统调节及运行情况,得出适用于地铁隧道毛细管换热器最佳管间距.经分析,毛细管管间距与管内水流速共同影响毛细管水流量,从而影响毛细管的换热量.当管间距为20-30mm,流速控制在0.04-0.08m/s时可以在保证毛细管换热器换热量的基础上,降低系统总阻力,方便系统调节运行.

圆形隧道衬砌内毛细管前端换热器流-热耦合传热模型

隧道衬砌内置毛细管前端换热器(CHE)的热泵系统是解决地铁运营高能耗和隧道热堆积问题的有效途径之一。以青岛地区某示范工程为对象,对其CHE的物理模型合理简化,建立了基于面热源假设的圆形复合介质内CHE流-热耦合传热模型,采用理论与数值相结合的方法,求得了该耦合传热模型的解。基于理论模型及上述求解方法,在TRNSYS平台搭建了CHE流-热耦合传热模型仿真模块。采用现场毛细管换热器传热性能测试数据对模型进行了验证,结果表明,该仿真模块运行可靠且精度满足工程需要。该传热模型为地铁源热泵系统的设计提供了理论基础。

毛细管网辐射顶板换热性能的CFD模拟

本文运用CFD软件对毛细管网的三维流固耦合传热模型进行数值计算,探讨夏季工况下相关参数对贴附式毛细管网的换热性能的影响情况,为工程设计中优化毛细管网结构和确定设计参数提供一定的参考依据。

运行模式对毛细管换热器换热性能影响研究

利用地源热泵系统实现地铁隧道中热量的转移,不仅缓解了隧道热堆积问题,还有效利用了可再生能源.以地源热泵系统毛细管前端换热器为研究对象,利用基于TRNSYS软件所建立的传热模型,通过实测数据验证了其正确性,研究了运行模式对毛细管换热性能的影响情况,模拟计算了毛细管与周围岩体及隧道空气之间的传热过程,分别分析了连续运行以及不同间歇运行工况时毛细管换热性能的变化情况,间歇运行有利于提高毛细管前端换热器的换热性能,间歇运行日运行时间小于等于8 h时,夏季时毛细管单位面积换热量可提高18%,冬季时提高28%.

毛细管换热器在地浸采铀中的应用分析

针对含有地热能的地浸液水质差、腐蚀性强的特点,提出将毛细管换热器作为水源热泵系统的前端换热器。分析了毛细管换热器在集液池中换热的传热模型及适用公式,给出了毛细管换热器的管内水流速度及单位管长传热系数范围。对某地浸采铀工程进行了可行性分析。效益分析表明,以毛细管换热器作为前端换热器的水源热泵系统高效节能、前景可期。

毛细管换热器在养殖水体温度调节中的应用

本文从传热学的基本原理出发,利用毛细管换热器的传热过程热量计算公式,探讨了不同毛细管长度、管间距及流量下的毛细管换热效果,为毛细管换热器在养殖水体温度调节提供参考。结果表明,管内介质流量和管长的增加,皆会增大毛细管换热量;管间距的增大伴随着换热面积的减小,换热效果降低。同时,根据毛细管换热的特点及海水温度和管内介质温度变化可知,进口温度与海水的温差越大,换热越明显。

毛细管换热器在海水源热泵中的应用研究

模拟冬季取热和夏季放热两种情况下毛细管换热器在同流速、同介质、不同管长下单位面积换热量的变化情况,以及同管长、同流速、不同介质对单位面积换热量的影响。结果表明,适合选择管长较短的毛细管换热器,冬季和夏季分别适合将体积分数较小的乙二醇水溶液和水作为管内换热介质。

毛细管换热在高超声速飞行器热力循环中的应用

针对高超声速飞行器在高速飞行中产生大量摩擦热却难以再利用的问题,本文提出了以毛细管换热系统为基础的热防护及热生电装置解决方案。在毛细管换热系统高效便捷特点的基础上,将飞行过程中表面摩擦所损耗的热量进行有效收集以达到热防护的目的,并通过自由涡轮及发电机构成的热生电装置加以回收利用。本文详细阐述了该方案的工作原理,同时论证了相关的适用可行性。该方案对于高超声速飞行器的飞行表面热防护及能量整体循环利用上是一个很好的完善,与当下可持续发展,节约资源的趋势相吻合。

供暖季能源隧道内热环境变化规律研究

能源隧道是解决地铁隧道热污染难题的有效技术之一。目前,其内部热环境变化规律有待研究。本研究基于TRNSYS建立了能源隧道动态仿真系统,模拟分析了典型工况下隧道空气温度及毛细管换热器(CHE)热流密度的变化规律。结果表明:隧道空气温度以24 h为周期变化,与CHE进口温度、隧道产热量、围岩初始温度成正比,与隧道风速成反比;在隧道产热量为0 W/m或隧道风速为7 m/s工况下,存在冷热抵消的现象。本研究可为能源隧道的工程设计应用提供理论基础。

潮汐潮流对浅埋式毛细管热泵系统运行影响试验研究

基于1种现有的新型浅埋式毛细管换热器,通过搭建海水源热泵系统测试平台进行长期的供冷工况下的现场试验,重点研究海水涨落潮对浅埋式毛细管前端换热器换热的影响,并对毛细管换热器的进出口温差、单位片面积换热量,热泵系统制冷系数、热泵机组制冷系数等指标进行分析.结果表明:海水涨落潮过程中,换热器进出口温差不断变化,当海水流入毛细管埋设区后,进出口温差趋于稳定;海水覆盖埋设毛细管换热器区域持续时间越长,越有利于热泵高效运行;海水温度对于毛细管换热器的换热量以及机组和系统制冷系数有一定影响;在夏季最不利(高温)工况下,热泵机组的EER由4.61降至3.6,均值为3.9;热泵系统的EERS由3.63降至2.76,均值为3.14.