基于CFD小型冷库预冷过程的数值模拟

以吊顶式小型冷库为研究对象,对冷库预冷时风机的不同摆放位置下库内温度场的降温特性、流场的流动曲线进行深入研究。采用标准k-ε湍流模型、第一类壁面边界条件和UFD自定义速度入口对冷库物理模型进行设置,对冷库模型预冷过程进行三维非稳态求解。分析不同时段库内特定截面上的温度场、流场,对采集实际值与模拟值进行比较。研究结果表明:实际值与模拟值两组数据拟合曲线拟合度R~2=0.96,这充分验证了CFD技术应用在冷库上的准确性。模拟实验揭示了风机不同摆放位置下此小型冷库预冷的变化状态,实验的结果证明,三种风机摆放方式下风机与门相对布置最优。     

水的密度极值和相关性质的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法对NVT系综中水的密度极值问题以及分布函数和扩散系数等相关性质进行了模拟.运用极值思想,通过引入新的能量-压力关联判据和线性插值的方法,可以将水的密度极值的温度值点上移到2℃,与实验值更加接近,相对于前人用TIP4P水分子模型的模拟结果-13℃或-23℃具有较好的改进,并且避开了临界点附近统计压力值的困难.模拟获得的径向分布函数和扩散系数的值与实验基本吻合,分子间作用能分布也与文献报道的趋势一致.     

近饱和区过热水蒸汽性质的分子动力学模拟研究

本文根据统计热力学理论,应用分子动力学模拟方法,对过热水蒸气的热物性进行了研究.选取实验压力为10MPa,利用TIP4P模型和不同经典方程,模拟计算温度从320℃到800℃时水蒸气的压力.从结果可以看出:近饱和区标准维里方程模拟压力值偏离实验值较远,径向状态方程和段式状态方程模拟结果的误差要小于维里方程的.随温度的增加,三种方程的模拟结果均趋于实验值.另外,本文还对影响模拟结果的一些因素进行了详细的讨论.     

基于智能控制的制冷系统的节能优化研究

建立了小型冷库制冷系统的数学模型,搭建了小型冷库制冷系统试验台,对基于智能控制的制冷系统的节能优化效果进行了实验研究。实验值与模拟值的变化趋势一致,表明了控制系统良好的控制性和跟踪性。实验结果还表明,基于智能控制的制冷系统在变频情况下要比定频情况下节能10%左右,而且在变负荷情况下具有良好的调节性能。     

冷库内制冷量测量方法的实验研究

制冷量是评价制冷系统性能好坏的重要指标,对于冷库系统制冷量的测量也是十分重要的。为了探究系统制冷量的测量方法,首先采用实验与理论结合的方法计算出冷库系统的热容值,再通过库温的变化曲率及热平衡关系式,计算出该制冷机组在不同库温下的制冷量。这种方法的优势在于对测试设备的要求较低,能够得到制冷量的连续变化曲线。对于冷库热容的计算,介绍了三种计算方法。对于库温为-20℃时,计算得到的冷库系统内热容值为368000W/℃,而实验测得的冷库系统内热容值为371000W/℃。     

太阳能热声发动机热力性能的实验研究

设计搭建了太阳能热声发动机实验系统,它由双轴全自动跟踪菲涅尔透镜聚焦型集热器和小型化驻波热声发动机两大组件构成。分别对充注不同压力N_2、He、Ar三种工质的太阳能热声发动机的起振温度、起振时热声核温度分布、压力振幅进行了实验研究。结果表明,氮气、氦气和氩气在相同充气压力下,He起振温度最高,N_2起振温度最低;N_2在充气压力1.0 MPa时达到最低起振温度394.8℃,且其压力振幅对充气压力变化不敏感;Ar在充气压力1.0 MPa时达到最低起振温度418.2℃,且其压力振幅随着充气压力的升高而逐渐增加。实验结果为优化太阳能热声发动机系统的热力性能提供了实验依据。     

风机频率变化对轮流降温制冷系统性能的影响

以轮流降温制冷系统为实验对象,在不同环境温度下,改变冷库的温度范围,调节风机频率,运用运行时间系数衡量系统能耗,探究冷库性能随各影响因素的变化。实验结果发现:库温不同时,随着风机频率的增大,对冷间降温时间影响降低;库温为0℃～2℃,风机频率50 Hz时,运行时间系数为0.24,系统处于"大马拉小车"状态,降低风机频率至30 Hz,运行时间系数提高到0.38,使冷库低能耗运行,为进一步优化系统设计提供了依据。     

空气与高温烧结水泥颗粒球间气固换热规律研究

本文对空气与高温烧结水泥颗粒的气固换热规律进行了非稳态实验研究和数值模拟。通过实验分析了空气速度、颗粒初始温度、颗粒大小对对流换热系数的影响,水泥颗粒直径为8.88 cm和5.94 cm,水泥颗粒初始温度约为500℃和700℃,空气速度范围1～4 m/s,得到了实验范围内空气绕流烧结水泥颗粒的对流换热经验关联式。结果表明:高温烧结水泥颗粒冷却过程中辐射换热热流密度与对流换热热流密度相当,不可忽略;实验所得准则数Nu_f与Re_d的指数关系为0.5。对直径为8.88 cm的水泥颗粒对应的试验工况进行了数值模拟,数值模拟结果与实验结果符合较好,误差在20%以内。     

集中送风式冷库结霜与除霜性能的研究

为解决集中送风冷库在不同工况下的除霜问题,系统通过单独的温度控制和电动风阀控制对多间冷库同时进行制冷,利用加湿器使房间相对湿度保持在85%,观察在不同工况下冷风机结霜情况,并采用热空气除霜的方法进行除霜,分析不同热空气温度、不同工况对除霜时间的影响。实验结果表明,库温从-15℃降到-20℃的结霜速率比库温从-10℃降到-15℃的结霜速率降低了25.8%。改变热空气的温度对冷风机进行除霜,当热空气流量不变时,热空气温度越高除霜时间越短。当工况为-20℃时,热空气温度分别是20℃和40℃,前者的除霜时间比后者的除霜时间多19.6min。考虑到冷库的运行性能可以在提高热空气温度的情况下减少结霜时间。     

CO_2自动化立体冷库库温与能耗实验研究

本文研究对象为某自动化立体冷藏库,该库采用地埋管作为冷凝器,CO_2作为制冷工质,相对于传统冷库在库内制冷温度方面做了改进,并对冷库的制冷温度及机组能耗进行了测试,结果库内均匀度维持在0.6℃左右,波动范围为0.05~0.4℃,且中层波动最小;冷库能耗较低,每立方米年耗电量仅为6.2k Wh。