组合表面调控液滴特性强化蒸汽冷凝传热

制备了具有不同疏水区宽度和面积分率的疏水-亲水间隔规则排列的组合表面。观测常压蒸汽在组合表面上冷凝时疏水区液滴的特性(液滴移除方式和最大液滴半径),利用格子Boltzmann方法模拟组合表面上凝液的运动。考察疏水区、亲水区宽度和表面过冷度对组合表面强化蒸汽冷凝传热的影响。利用滴状-膜状组合传热模型分析组合表面蒸汽冷凝传热性能的影响因素,并与实验结果比较。发现疏水区液滴自发地向亲水区定向迁移,精细设计的组合表面可以实现蒸汽滴状冷凝传热的强化,实验中强化因子可达1.20。疏水区宽度约为0.55 mm时组合表面的传热性能最大。表面过冷度越大,组合表面强化传热的效果越差,模型分析与实验结果吻合良好。

干-湿冷却系统对空冷机组热经济性影响的分析

受环境温度影响,空冷机组夏季工况的运行背压高,严重限制了机组的带负荷能力,并影响机组的热经济性和安全性。分析了一种干-湿混合冷却系统,将汽轮机排汽分流出一部分通过循环水冷却,以降低机组夏季工况背压。建立了干-湿混合冷却系统对机组热经济性影响的数学模型,并以某330 MW直接空冷机组为例揭示了机组背压和净功率随主蒸汽流量、湿冷分流量以及环境温度的变化规律。结果表明:主蒸汽流量为1120 t·h-1、湿冷分流量为175 t·h-1时,机组出力从326.266 MW达到330 MW满负荷运行,提高了3.734 MW,背压由46.8 k Pa下降到31.9 k Pa,机组的热耗率降低了110.9 k J·(k W·h)-1,发电标准煤耗率降低了4 g·(k W·h)-1。

车速变化对吸收/压缩混合制冷循环的影响

通过对不同车速下客车发动机排气参数的定量分析和吸收/压缩混合制冷循环计算,确定了发生器的结构形式和换热面积,建立了发动机排气参数和发生器内工作流体的传热分布参数模型。进而分析了在不同车速下发生器负荷特性对混合制冷循环的影响。结果表明,制冷负荷为30kW的条件下,车速大于100km/h时,废热制冷就能满足客车冷负荷需求;车速在35～100km/h时,废热制冷和压缩制冷联合运行才能满足客车冷负荷需求;车速低于35km/h时,客车冷负荷完全由压缩制冷提供。

吸收-压缩混合制冷循环的稳态特性分析

在汽车废热和动力联合驱动的吸收-压缩混合制冷循环中,建立了发动机排气参数和发生器内工作流体传热的分布参数模型和其他换热设备的集中参数模型。分析了混合制冷循环的稳态特性。结果显示,在满足汽车冷负荷为30kW条件下的混合制冷装置,在汽车怠速或是低速行驶时,主要由压缩子循环满足汽车用冷需求;在中高速时,客车冷负荷主要由吸收子循环来提供。

地道风系统的研究现状及进展

作为可再生能源利用技术,地道风系统已被广泛应用到建筑空调通风领域中。本文首先对地道风系统换热特性的研究进展进行总结概括,然后对当前地道风系统性能影响因素的研究成果进行归纳汇总,包括地道参数、地道结构、土壤特性和通风时间,再对四种与地道风系统相结合的复合式技术进行介绍,最后,基于上述研究成果对今后地道风系统的发展方向进行展望。

航天器用低温多层隔热性能计算方程

航天器常用有效发射率表征多层的隔热性能,其经验值范围为0.02~0.04,经验值仅与多层单元数有关,不随温度变化。有效发射率经验值的适用条件是多层的热面温度约-10℃~50℃,多层的冷面不照太阳。使用条件偏离得越多,有效发射率的经验值导致的计算偏差就越大。针对该问题,提出采用辐射项加导热项的混合传热模型,取代传统的纯辐射模型,并给出了方程中导热项系数和辐射项系数的计算方法。以国产10单元多层为例,给出了方程系数的详细计算过程,该系数已用于工程实际。用多种工况验证了该方程的准确性,并阐述了纯辐射模型导致较大偏差的问题根源。采用混合传热模型使高温/低温区的计算偏差从20℃降低至5℃。混合传热模型比纯辐射模型更适于描述多层的传热过程。最后,研究了选取多层隔热性能热平衡试验工况的原则。

基于相变材料的电动汽车电池热管理研究进展

锂离子电池作为电动车的动力核心,其性能和安全性直接关系到整车质量和行驶里程。电池的充放电性能和循环寿命受到温度的影响。本文简要介绍了电池发热机理和温度对电池性能的影响,主要综述了基于相变材料的电动汽车电池热管理技术的应用和发展。从材料角度,文中列举并分析了具有合适相变温度的PCM的潜热、导热系数等热物理性质,结论是:有机材料在满足潜热和相变温度的同时,还具备优异的成型性,而其较一般的导热性能和机械性能可通过添加改性剂来增强和优化;从装置角度,基于相变材料的热管理模块可以在被动模式下实现电芯间更均匀的温度分布、较小的温度波动和较低的能耗,而与传统的空冷、液冷方式结合后,混合热管理系统显示出更好的协同效果。目前,有关集成相变材料的电池组实验研究仍较少,但已有的计算流体动力学研究表明,借助相变材料,电池温度性能得到了优化和完善。最后分析了该新型热管理技术的发展瓶颈、可行的解决方案和未来研究方向。

碳纳米管/氮化硼混杂填料对尼龙6导热性能的影响及其机理

利用熔融共混工艺,首先制备了尼龙6/氮化硼(PA6/BN)复合材料。根据复合材料的热导率确定BN添加量后,在PA6/BN体系中添加碳纳米管(CNTs)并引入相容剂以改善填料与基体的界面相容性,通过测定材料的热导率,并借助差示扫描量热分析、动态力学热分析、扫描电镜等手段,探讨CNTs/BN混杂填料对于PA6材料性能的影响,在此基础上建立了相应的三维导热模型来解释体系的导热机理。结果表明,2%CNTs和20.83%BN混杂可显著改善复合材料的导热性能,热导率达0.76 W/(m·K),为纯PA6的2.45倍,同时保持较好的绝缘性;复合材料的动态力学分析结果与扫描电镜图及所搭建导热模型吻合较好。该PA6基导热材料有望应用于LED等电子电气的外壳材料。