微通道换热器复合翅片的传热特性研究

研究了管径对微通道换热器传热性能的影响,并在百叶窗翅片的基础上开发了两种复合翅片。计算结果表明:在同一迎面风速下,1mm管径的百叶窗翅片Nu数分别比1.5mm和1.8mm管径的大4.8%~10.5%和24.6%~25.8%。JF值增加11%~15%和26%~28%,说明管径为1mm时微通道换热器的综合性能更好。与百叶窗翅片相比,百叶窗-三角翼复合翅片的换热系数减小1.9%~5.4%,但压降降低7.8%~12.7%,表明复合翅片是一种高效低阻翅片。     

复合热源热泵系统集热/蒸发器的模型

提出了一种新型太阳能-空气复合热源热泵热水器,它通过独特设计的螺旋翅片蒸发盘管的平板型集热/蒸发器,综合利用太阳能和空气中的热量作为低位热源,经过热泵循环制造热水.论文针对自行设计的集热/蒸发器建立数学模型和进行热性能分析,以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性.模拟结果显示,该装置可以一年四季全天候高效、节能地制造55℃生活热水。     

气液双热源耦合热泵空调性能模拟研究

建立了气液双热源耦合换热器的耦合换热模型,并对其在耦合热源热泵空调中应用时的制热工况进行了性能模拟研究。模拟结果显示,使用该气液双热源耦合式换热器的耦合热源热泵空调系统,气液双热源模式与单空气热源模式相比,制热量和COP均有明显提高,低温时性能提高更为显著。当室外温度为-15℃时,双热源热泵的制热量较单一空气源热泵提高比例进一步增大,制热量提高近40%,COP提高近30%。     

纵向翅片扁管换热器的结构优化

通过建立数值优化模型,对纵向翅片扁管换热器进行结构优化,得到了翅片长度、翅片间距及翅片高度对换热器热阻及空气侧对流换热系数的影响,同时还研究了不同热源温度、不同风速时换热器的优化结构,为工程应用提供了参考。     

双蒸发器连接形式对双源复合热泵系统制热性能影响研究

传统热泵采用单一热源(空气源或水源),虽然也有利用多热源(蒸发器)的复合热泵,但往往采取蒸发器切换的工作模式,这种工作模式难以同时利用多热源能量来达到制热目的。双蒸发器耦合的复合热泵系统通过太阳能水源蒸发器与空气源蒸发器协同工作来提高其制热性能,但不同的蒸发器连接形式(串联与并联)必然导致复合热泵系统的制热性能发生变化。本文利用热力学方法对双蒸发器采用不同连接形式的复合热泵系统的热力学性能进行了比较分析。研究结果表明:无论双蒸发器并联还是串联连接的复合热泵系统均较单一热源(空气源)的热泵的制热性能均显著提高;双蒸发器并联连接的复合热泵系统的能耗较双蒸发器串联连接的复合热泵系统的能耗明显下降,双蒸发器并联连接的复合热泵系统需要增加一台压缩机,但其节能性显著,也更具经济性优势。     

复合发动机预冷器换热特性研究

复合发动机预冷器以其轻质紧凑的结构且高效的传热性能逐渐应用于超音速飞机发动机中,研究高流速高温差极端环境下微小尺度紧凑结构内换热机理对于提高发动机性能具有重大意义。本文针对Sabre复合发动机的预冷器,建立三维稳态可压缩流体横掠叉排管束的强制对流换热模型,研究管内流体速度,管外流体速度,入射角度以及管间距对于管外空气换热性能的影响机制。结果表明,通过增大管内制冷介质的流量,缩小管间距以及空气垂直入射等几种手段,均能达到提高预冷器换热效率的效果。     

空气-地源双热源复合热泵低温制热特性实验研究

为缓解单一空气源热泵低温供热性能差的突出问题,设计了空气-地源双热源复合热泵系统。实验研究结果表明,即使在室外-15℃的超低温环境温度工况下,利用少量的低温地下水,复合热泵的制热量较单一空气源热泵提高近50%;能效比提高40%以上。     

单向开缝翅片管换热器传热与阻力特性试验研究

通过模化试验研究了翅片间距对单向开缝翅片管换热器翅片侧流动、传热特性的影响。结果表明:在翅片间距为2.1～2.5mm范围内,当Re<2700时,减小翅片间距能提高单向开缝翅片管换热器的传热性能,当Re>2700时,增大翅片间距能提高其传热性能;单向开缝翅片管换热器翅片侧的阻力随翅片间距的增大而减小;增大翅片间距能提高单向开缝翅片管换热器的综合性能。     

结露工况下平行流蒸发器性能模拟研究

通过对百叶窗翅片平行流蒸发器空气侧换热性能进行数值模拟,分析了翅片间距、百叶窗间距和角度对空气侧流动特性、换热性能和结露过程的影响,得到了不同情况下空气侧进出口压降、换热系数及蒸发器表面凝结水量的变化规律。研究表明:百叶窗间距增加导致空气进出口压降增大,空气侧换热系数和蒸发器表面凝水量则随之呈现先增后减的趋势;翅片间距增加造成空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝结水量逐渐减小;百叶窗角度增加使空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝水量逐渐增大。综合考虑,当压降在可以接受的范围内时,可考虑选择较小的翅片间距、较大的百叶窗角度,百叶窗间距范围在1.4mm~1.6mm间为佳。     

太阳能辅助空气源热泵空调低温特性研究

为了改善和提高空气源热泵空调冬季低温环境下的工作性能,设计了以翅片-套管复合式换热器为核心部件,以太阳能低温热水作为辅助热源的太阳能辅助空气源热泵空调,并对该热泵空调进行了低温工况性能测试。实验结果证明,当室外环境温度低至-15℃时,太阳能辅助空气源热泵空调与单一空气源热泵空调相比,系统性能得到明显改善,COP提高50%以上。     

自然循环预冷和低温热管耦合系统的初步实验研究

介绍的高效低温传热方法主要包括 :自然循环冷却法和基于自然循环预冷及低温热管的高效低温冷却方法。自然循环冷却法的特点是在大温差条件下实现物体的快速冷却。一旦被冷却物体到达或接近低温液体的温度 ,将产生循环动力不足的情况 ,必须采用诸如气体引射或容器自增压等方法加以解决。而低温热管的特点在于能在小温差条件下 ,传递大量的热能。文中将自然循环预冷法及低温热管技术有机结合 ,综合自然循环和低温热管的优点 ,取长补短 ,既可以在很短的时间内使被冷却物体的温度降低下来 ,又可以保证被冷却物体的温度波动较小。文中还详细给出了基于自然循环预冷及低温热管的高效低温传热单元的设计及试验结果     

气液双热源耦合换热器性能研究

设计了一种由管翅式换热器和套管式换热器耦合而成的气液双源耦合式换热器,该换热器可以实现一种介质同时与气态热源和液态热源进行同步耦合换热.对该换热器进行了详细的介绍,并对其耦合换热特性及该换热器在耦合热源热泵空调中应用时的制热工况进行了的性能测试.研究结果证明,使用该气液双热源耦合式换热器的耦合热源热泵空调系统,气液双热...     

供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响

为探究热泵供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响,保持室外环境温度15.5℃不变,调节热泵供水温度,测试冷却水流量、气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力、压缩机耗功量、系统制热量、气冷器热交换完善度、系统COP的变化情况。结果表明:供水温度由45℃升至85℃,气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力随之增加,冷却水流量随之减小。系统制热量增加了7.3%、气冷器热交换完善度下降了20.0%、系统COP下降了35%、压缩机功耗增加了65.1%。     

小型复叠式空气源热泵采暖系统性能影响因素的实验研究

本文探讨了循环水流量﹑热水温度及环境温度等参数对小型复叠式空气源热泵采暖系统性能的影响。实验结果表明:在一定温度范围内,随着制取热水温度的升高,热泵的制热量逐渐降低,热泵的输入功率逐渐增大,系统COP呈下降趋势;当制取的热水温度相同、环境温度较高时,热泵的制热量、热泵平均COP值较高;在一定流量范围内,循环流量越大,热泵的制热能力越高,当制取热水的温度相同时,大循环流量下高温环路的压缩机排气温度越低,运行越稳定。     

管肋式辐射器排热特性的数值分析与优化设计

为得到按单面辐射方式布置的管肋式空间辐射器的排热特性，建立了相应的数学模型．采用数值模拟方法分析了管内流体温度、肋片几何尺寸和等效热沉温度对辐射器排热特性的影响，得到了不同参数值下辐射器单位面积排热量以及特定参数范围内的辐射器肋片最佳宽度和肋片效率．数值模拟结果对辐射器的工程结构设计以及空间站热管理方案的优化分析具有一定的参考价值．     

基于(火积)耗散率最小的复杂肋片对流换热构形优化

基于构形理论, 以基于(火积)耗散率定义的当量热阻最小为优化目标对复杂肋片进行构形优化, 得到同时考虑肋片导热和对流换热(火积)耗散性能的肋片最优构形, 并比较不同形状和不同优化目标下的肋片最优构形. 结果表明: 存在最佳单元级直肋、中部空腔以及肋片末梢高度和长度比使得复杂肋片当量热阻取得三重最小值. 当量热阻最小的复杂肋片最优构形与T-Y形肋片最优构形相比, 复杂肋片结构使得肋片整体传热性能大大提高. 当肋片传热为二维传热且根部较宽时, 肋片根部温度越不均匀, 当量热阻最小和最大热阻最小的复杂肋片最优构形差别越大. 在保证热安全性的前提下, 工程上对肋片进行优化设计时可选择当量热阻最小的肋片构形设计方案以降低其平均传热温差、提高整体传热性能. 本文从传热优化角度为复杂肋片的优化设计提供了参考.     

弹性管束换热器动态特性分析及仿真系统设计

在对弹性管束换热器进行合理简化和分析的基础上得到了描述其工作物理过程的数学模型,对其动态特性进行 了理论分析和数值求解,确定了当进水流量和蒸汽压力发生扰动时,弹性管束换热器出水温度的动态响应规律。为该类型 换热器控制系统的设计提供了依据。本文开发的仿真环境也可用于其它换热设备的动态特性模拟。     

喷射-闪蒸复合制冷性能研究

为充分利用工业废热、提高能源利用效率、减少热排放,将喷射制冷与闪蒸制冷进行有机结合,以工业生产中产生的大量废热蒸汽为动力,利用喷射器的抽吸原理,通过蒸发冷却将闪蒸器中的水冷却至5～10℃,混合冷凝器则可输出50～60℃热水,达到同时实现制冷和制热,满足不同用户要求的目的.