相变腔冷凝现象对沸腾-凝结共存相变传热的影响

针对平板热管均热器内部狭小空间存在着强烈的沸腾与凝结相互作用,以去离子水为工质,可视化实验研究了冷凝面上发生的凝结现象及其对相变腔传热性能的影响。通过分析冷凝面上液滴的形成、长大、汇聚成液膜、滴落,以及气液界面产生气泡随气流运动对冷凝液膜的冲刷作用,揭示了不同热流密度和充液率时相变腔冷凝面传热传质特性对沸腾-凝结共存相变传热影响的内在机理。实验结果表明:受重力影响,水蒸气在冷凝面上凝结有液滴和液膜共存并相互转化的特性,冷凝面热阻在相变腔总热阻中占比65%~88%,适宜的充液率有利于沸腾气泡冲刷冷凝壁面,加快冷凝液的回流,改善冷凝面及相变腔的传热性能;随着热流密度的增大,沸腾过程变得剧烈,冷凝面受沸腾气泡的冲刷频率提高,冷凝液回流速度加快,冷凝面热阻减小,传热性能得到提高。

平板热管相变传热特性的实验研究

平板热管具有很好的均热性,能够避免电子器件散热时热点的产生,使热沉具有更好的散热效果。为了研究平板热管的相变传热特性,制作了可视化平板热管,通过实验研究了加热功率、冷却风速、不同工质对平板热管性能的影响。同时,还研究了槽道结构对平板热管内部沸腾换热的强化作用。

低熔点熔盐蓄热罐内温度分布与散热损失实验

为了研究熔盐蓄热罐内的温度分布变化与散热规律,采用课题组搭建的槽式聚光熔盐集热、传热与蓄热实验台中的熔盐罐作为实验装置,通过加热、内循环及冷却等实验,得到了罐体在各运行状态下的温度分布数据,并分析拟合得到了自然冷却降温阶段熔盐罐散热功率随时间和温度的变化曲线。实验结果表明:加热时,加热器下部熔融盐出现明显的温度分层现象。混合均匀后的冷却降温过程,熔融盐基本不出现温度分层现象。

太阳能高温蓄热熔融盐优选的实验研究

为满足聚光太阳能热发电和高温太阳能热化学中对高温的要求,选择了应用在太阳能传热蓄热系统中的具有使用范围广,性质稳定的氯化钠、氯化镁和氯化钾的混合盐,配置了36种不同配比的混合氯化熔盐,采用差示扫描量热仪(DSC)测定了不同配比熔盐的熔点,结果表明:36种混合熔盐的熔点集中在36种混合盐的熔点都分布在400℃和460℃附近;在此基础上测定了熔点在400℃附近的11种不同配比熔盐的比热,并进行了蓄热成本分析,结果表明,当氯化镁、氯化钠和氯化钾的质量比为2:7:1时,蓄热成本最低,是最佳的传热蓄热介质。最后采用最小二乘法得到了这种混合盐在熔融状态下比热与温度的回规方程。

电子芯片冷却用微型制冷系统实验研究

电子器件和芯片性能的提高带来电路及其芯片的散热问题日益突出,迫切需要开发研究高效的电子冷却系统,蒸汽压缩式制冷被认为是最具有应用前景的制冷方式。针对一套用于电子冷却的微型蒸汽压缩制冷系统,在固定制冷负荷为101.4 W时,通过实验研究了制冷剂充注量和毛细管长度的不同匹配对系统压力、蒸发器侧的制冷效果、压缩机功耗及性能系数的影响关系。结果表明:增加充注量或减短毛细管长度都会导致蒸发压力升高,两组热沉被冷却至平衡时的表面温度也升高,且压缩机功耗增大,系统性能系数下降。当充注量为120 g、毛细管长度为3 m时,实验系统的整体性能较好,两组热沉温度能维持在约12℃不变,压缩机功耗41 W,系统制冷COP能达到2.48。

光催化去除室内污染物HCHO的实验研究

为了模拟光催化净化器去除室内污染物的最佳条件,搭建了光催化污染物HCHO去除循环实验台,利用浸渍涂膜法分别以活性炭颗粒及活性炭网为载体制备纳米TiO_2催化剂膜,通过实验对其光催化性能进行分析.实验结果表明,在HCHO浓度较高时,2种催化剂膜对HCHO的光催化去除随流速的增加表现为从传质控制过程向光催化控制过程过渡,且以活性炭网为载体的催化剂膜对HCHO的去除效率大于以活性炭颗粒为载体的催化剂膜;而在HCHO浓度较低时,由于HCHO驻留时间的影响,2种催化剂膜对HCHO的去除随流速增加而降低.

熔融盐(LiNO_3)强制对流换热实验

由于熔融盐使用温度高、热稳定性和传热性能好,被认为是太阳能塔式发电系统和新一代槽式发电系统中最有前途的传热蓄热介质之一。本文通过搭建高温熔融盐传热试验台,成功实现了LiNO_3熔融盐与导热油的强制对流换热试验循环,得到了总的对流换热系数,初步得到了在旺盛紊流区熔融LiNO_3在不同雷诺数下对应的努塞尔数。

U型管地下换热系统非稳态传热数值模拟

地下换热器是地源热泵系统重要的组成部分,单U型管是当前广泛使用的地下换热器形式。本文建立了单U型管地下换热器的真实尺寸三维数值模型,通过模拟结果同试验实测数据的对比,验证了模型的正确性。本文随后对单U型管地下换热器在冬季工况下连续运行和间歇运行的换热率进行了数值计算,得出了换热率随时间变化的规律。本文还对连续运行工况下U型管作用半径随时间变化的规律进行了研究。本文得出的结果可以用来指导地源热泵工程的设计。

U型管传热量影响因素的数值模拟研究

地下换热器是地源热泵的重要组成部分,竖直U型管是最常见的地下换热器形式。U型管与土壤间的传热受诸多因素的影响。为分析这些因素对于U型管传热的影响,本文建立了地源热泵竖直U型管地下换热器的三维全尺寸数值模型,在此基础上采用CFD软件FLUENT对U型管的埋管深度、进口水温、管内流速等一系列因素在冬夏不同工况下对U型管传热量的影响进行了数值模拟研究。经过整理分析得出的各种因素对传热量影响可以为优化工程设计提供依据。

混合氯化熔融盐的腐蚀性实验

混合氯化盐是一种非常有前途的高温传热蓄热介质。为了确定混合氯化盐传热蓄热系统适用的金属材料,本文对2520、304、321和316L四种常用不锈钢在混合氯化盐中的腐蚀情况进行了实验研究,并与混合硝酸盐的腐蚀特性进行了对比。结果表明,混合氯化熔盐比混合硝酸盐对四种不锈钢的腐蚀性要大几十倍,混合氯化盐对四种不锈钢腐蚀速率从大到小依次为316L、304、321和2520。

流体横掠圆形微针肋热沉流动与传热特性

本文以去离子水为冷却工质,对流体横掠当量直径为90～200μm的圆形微针肋阵列热沉的流动与传热特性进行了实验研究。实验数据显示:对于叉排实验件热沉,摩擦阻力系数对雷诺数的依变关系在Re=100前后发生转变;端壁效应、高径比和布置方式对摩擦阻力系数有很大影响;努塞尔特数随雷诺数的增大显著增大,其依变关系在双对数坐标下呈现较好的线性关系。

流体横掠方形微针肋阵列热沉的传热特性

本文以去离子水为冷却工质,对流体横向冲刷方形微针肋阵列热沉的传热特性进行了实验研究.结果表明流体横掠微针肋热沉具有优越的换热特性。实验得出,冷却液的雷诺数对热沉的换热性能影响显著;总热阻随着泵功的增大而降低;对流换热热阻在总热阻中所占比例较小,流体吸热焓变热阻成为影响热沉性能的主导因素.

新型槽道式平板热管的实验研究

提出了一种新型槽道式平板热管均热器.这种新型结构能使平板热管均热器具有较强的轴向和径向导热能力。并且能在反重力条件下工作.通过实验验证了其良好的性能,得到了最佳充液量.通过比较平板热管与铜板扩散热阻计算值,得到了平板热管的适用条件.

光导管冬季采光性能的实验研究

为了优化其采光性能,并为照明工程提供设计依据,对某一光导管进行了在冬季3种典型天气情况下的测量。通过本试验工作,得到了冬季各种典型天气情况下光导管的光通量、室内照度分布值,证明了光导管对散射光的采集作用。

光导管采光性能实验研究与分析

该文从实验出发,通过测量夏季3种典型天气状况下光导管的采光性能,得到光通量变化和照度分布的曲线,并同冬季的试验结果进行比较,结果表明夏季晴天时室内光通量值是冬季晴天时的4倍,多云天和阴天时都为冬季的2～3倍。通过比较分析证明,季节变化对光导管的光传输量的影响很大,太阳高度角于室内照度分布的影响也很大。

硝酸盐重力热管启动特性初步实验研究

熔盐是一种高效传热工质,广泛应用于太阳能热发电传热、核反应堆传热、金属热处理的工业过程中。以配制的一种混合硝酸熔盐作为热管的传热工质,设计制造了管壳为316L不锈钢、外径Φ22 mm、壁厚2 mm、管壳长度980 mm的硝酸熔盐重力热管,并对硝酸熔盐重力热管的启动性能进行了初步实验研究,分析了混合硝酸盐重力热管的启动特性、稳定性以及倾角对热管启动的影响。然后将采用40 g混合硝酸盐工质的重力热管实验结果与采用40 g萘工质的重力热管的实验结果进行了对比。实验结果表明,混合硝酸盐热管的启动时间比萘热管的时间短,且启动后稳定性高于萘热管;分析认为,该混合硝酸盐的沸点在250℃左右,在倾角为50°时热管启动性能优于在30°、70°、90°时的情况。实验结果初步证明了混合硝酸盐作为热管工质的可行性。

NTP协同光催化降解甲醛的实验研究

为了提高光催化室内空气净化效率,将催化技术与低温等离子体(NTP)技术相结合,通过实验分析了NTP协同作用下室内污染物甲醛的光催化去除效果.结果表明,NTP协同光催化技术可以大幅提高污染物去除效率,且污染物去除率随着等离子体激发电压的增加而增大,在最大激发电压下,污染物去除率达到最大值.因此,将光催化技术与NTP技术相结合是光催化技术实际应用的一个研究方向.

室内污染物甲醛的光催化去除实验

为了分析流速、湿度、温度对室内污染物甲醛的光催化氧化影响,在搭建光催化氧化分析动态实验台的基础上,利用浸渍准膜法制得TiO2光催化剂薄膜,并进行甲醛的光催化去除实验。结果表明,随着流速的增加,污染物的光催化氧化逐步由传质控制过程过渡到光催化氧化控制过程,湿度对甲醛的光催化氧化存在一最佳范围,温度对甲醛的光催化氧化无明显影响。

电液动力微泵的实验分析

本实验运用MEMS技术在硅片上加工了一种新型电子冷却微泵—电液动力微泵,微泵由一组平面电极组成,施加直流来驱动流体。相关实验研究表明微泵的性能与施加电压、工作介质,电极结构和材料以及工作环境有关。

外电场对自然对流条件下霜层生长影响的实验研究

研究了自然对流条件下直流电场对竖直表面上霜层的厚度和结霜质量的影响．拍摄了有、无电场的情况下霜层生长的照片,发现外加电场可以控制霜层的厚度．另外,还分别研究了在电场条件下冷壁温度和环境温度对霜层厚度和结霜质量的影响．实验结果表明:在电场条件下,冷壁温度能够影响霜层的厚度,但对霜层质量影响较小;环境温度能够明显地影响霜层的质量,但对霜层的厚度影响较小．