冷库用翅片管风冷式冷凝器仿真与实验研究

针对某一低温实验冷库的翅片管式风冷冷凝器,建立其稳态分布参数数学模型。从冷凝器的结构型式入手,详细分析了换热管路的布置方式,针对制冷剂与空气间的流动换热方式,在热质平衡原理的基础上以划分微元的方式建立了冷凝器的稳态分布参数数学模型。最后,实验验证仿真数学模型的准确性。在-25℃、-30℃、-35℃和-40℃等四种库温点下进行了稳态实验,测得了四种库温点下冷凝器各监测点的温度和制冷剂侧、空气侧的换热量,分析了制冷剂冷凝过程中过热、两相和过冷状态的变化以及各个状态区的长度。然后以实验工况为计算条件,运行仿真计算程序,得到了四种库温点下冷凝器各监测点的温度和制冷剂侧、空气侧换热量的计算值,通过曲线图分析了计算值和实测值之间的偏差,验证了换热模型的准确性。结果表明:模型具有一定的可靠性和精度,可为该类装置的以及整个冷库系统的仿真和优化设计提供了一定的理论基础。     

蒸发冷凝器在太阳能复合制冷系统中的仿真研究

基于EES软件,利用分布参数法建立蒸发冷凝器仿真计算模型,并实验验证模型的准确性,选取R236fa为工质,计算分析不同管长、管径、微肋等结构参数变化对蒸发冷凝器换热性能的影响。研究表明:蒸发冷凝器的结构参数对其换热性能影响较大,在文中的研究工况下,长度为7~9m,内管外径为9~11mm,外管内径为30~36mm时,蒸发冷凝器换热效果最优。另外,微肋管的齿高、螺旋角、齿顶角变化也会影响蒸发冷凝器的换热性能,换热量随着肋高和螺旋角的增大而增大,随着齿顶角的增大而减小,本研究可为下一步蒸发冷凝器的优化设计提供参考和理论依据。     

家用空调风冷冷凝器的数值分析

对单排管的家用空调风冷冷凝器进行了CFD的数值模拟,并搭建了冷凝器的实验系统对3D模型的CFD模拟进行验证.比较结果表明;两者存在一个小偏差(<9%),但是两者的趋势完全一致.CFD计算可以得到一些实验无法得到的内部流动信息,有助于我们更好地理解冷凝器的机理.本文在实验的范围以外进行了"数值实验",冷凝器的其它结构不变,翅片的间距存在一个最优值,同样管间距也存在一个最优值,为设计新的冷凝器提供了合理、可靠的方向.     

套管式冷凝器热平衡实验研究

套管式冷凝器结构简单,广泛应用于石油化工、制冷空调和动力等行业。如果换热器与外界环境没有热量交换,则冷流体的吸热量与热流体的放热量相等。主要研究套管式冷凝器的换热量、表面传热系数和总传热系数的测试和计算方法。通过对冷凝器实验台的工作原理和使用方法的实验研究,得出水蒸汽冷凝时套管式换热器的总换热量、热平衡误差和总换热系数的变化规律,分析了不同进出口温度时表面传热系数的变化规律。     

汽车空调平行流冷凝器的仿真研究

分析并选取汽车空调平行流冷凝器传热和压降的数值计算模型,基于平行流冷凝器中的过热段、饱和段和过冷段的数模形态,分别进行压降和传热的仿真计算程序编制。该程序基于给定的冷凝热负荷,可计算出过热、饱和、过冷段各段扁管长度和压降值,对某大型客车平行流冷凝器模拟仿真结果显示,冷凝器扁管总长度模拟值与实测值误差为6.2%,说明仿真模型切合实际。该仿真程序可用于类似新型平行流冷凝器的开发研究,以达到提高开发效率、节省研究成本的目的。     

商用空调用多元平行流冷凝器的实验研究

针对商用空调应用环境,在换热器实验台进行多组平行流冷凝器性能实验,重点研究环境温度和流程分配对平行流冷凝器的流动和传热性能的影响,并与翅片管式换热器进行对比。实验结果表明:平行流冷凝器的换热量及制冷剂流动阻力均随蒸发温度上升而增大;平行流冷凝器的流程分配对制冷剂流动阻力影响显著;同等条件下平行流换热器的传热性能是翅片管式换热器的3~4倍。合理的流程分配可以提高平行流冷凝器的流动和传热性能,拓展其应用范围。     

R22与R410A热泵中冷凝器性能随支路数变化的比较

利用软件EVAP-COND,模拟对比了在室内换热器中分别采用R22与R410A制冷剂时冷凝器的性能随支路数的变化,结果表明:室内换热器作为冷凝器时,R410A的换热量比R22的要大,换热量的差别是由两排管共同造成的,两排管中R410A的换热量都比R22的要大;随支路数的增多,第一排管对冷凝器换热量差值的影响越来越显著,而第二排管的影响逐渐减弱;第一排管换热量的差别主要受传热系数的影响,而第二排管受传热温差和传热系数的综合影响。因此,支路增多时制约R410A和R22冷凝器换热量差别的因素,从传热温差和传热系数共同作用逐渐转变为传热系数起主导作用。     

平行流冷凝器性能测试实验台的研制

根据平行流冷凝器性能测试需求,研制了一套冷凝器性能测试实验台,可从空气侧和制冷剂侧测试换热量,两者偏差在5%以内,制冷剂侧换热量进一步验证了测试的准确性。空气侧布置成环路风洞,采取直接引入环境空气与试验工质空气混合的方法进行节能改造,可减少制冷系统的使用、降低能耗。采用PID控制方法,使实验台能满足对温度、压力及风量等技术要求,实现对冷凝器的性能测试。试验证明,实验台能够很好地满足冷凝器的测试需求。     

高温出水CO2气体冷却器特性研究

通过实验和数值计算对套管式气体冷却器在不同出水温度时CO_2侧物性参数分布进行了分析和比较,并利用仿真计算在特定出水温度下,套管式气体冷却器不同换热面积对其传热特性的影响。分析结果表明:在不同出水温度下CO_2的物性参数分布有明显区别,且其平均值随着出水温度的升高而降低,尤其是平均定压比热容;对数传热温差随着换热面积的增加而减小;总传热系数在换热面积为1.05A时达到最大值,当换热面积继续增大时总传热系数减小;在管长增加20%时,换热量提升4.6%;水侧对流换热随着换热面积的增大而增大;CO_2侧对流换热系数在流动过程中存在极值,并且其极值随着换热面积的增大而减小且位置向入口处移动。     

JMCT程序临界安全基准校验计算与分析

JMCT程序是北京计算数学与应用物理研究所自主开发的蒙特卡罗方法粒子输运计算程序。从国际临界安全实验数据库中选取棒栅类、U系、Pu系、233U系实验方案对JMCT程序进行验证,验证涵盖了常见裂变元素（如U,Pu等）从低富集度到高富集度的快、热能区,同时也包含了常见的中子毒物以及反射层材料。将JMCT程序的计算结果与基准实验值进行对比,并且与MCNP,MONK程序的计算结果进行了比较。结果表明,在检验的范围内,JMCT程序具有与国际通用蒙特卡罗方法粒子输运程序一样良好的计算精度。     

凝汽器喉部结构优化的理论及模化研究

本文应用数值模拟和模化实验的方法研究了凝汽器喉部(接颈)内部设备对其整体性能的影响,分别从流动阻力和流动状态两个方面比较了不同设备的影响权重,并着重分析了微型模化实验的可行性.结果表明,喉部内大量布置设备对凝汽器以及整个汽轮机机组的效能将带来很大的影响,对其内部设备豹优化布置具有极其重要的意义.     

冷凝器动态性能仿真研究

本文应用移动边界法(MB)对冷凝器建立了动态仿真数学模型,模型体现了冷凝器内各个相区长度随时间的变化,模型最终可以化为常微分线性方程组的形式,在求解上更为方便且兼顾了仿真的效率和精度,模型可提供冷凝器详细的性能参数;研究了在系统不同的控制参数阶跃情况下冷凝器的动态响应,获得了冷凝器的动态特性,冷凝器的动态特性是冷凝器动态优化设计和编制系统控制规律的基础。本文中的冷凝器建模方法适合于系统级仿真研究。     

纯铝熔体的微观动力学行为

利用反映原子多体相互作用的紧束缚模型及分子动力学计算机模拟技术,研究了液态金属Al的熔体结构与微观动力学行为。计算了纯金属熔体Al在不同温度下的双体分布函数,平均平方位移及速度自相关函数。模拟结果与实验结果吻合得很好,表明紧束缚模型能够描述纯铝熔体中原子间的相互作用     

开关放电分散性对FLTD模块输出的影响模拟

建立了包含开关放电分散性的电路模型,模型通过电压控制开关和自击穿开关模型的结合,可对开关抖动及支路间放电的相互影响进行模拟,利用研制的300kA单级直线型变压器驱动源(FLTD)模块进行了实验验证,模拟结果与实验相吻合。进而针对设计的20支路FLTD模块建立了电路模型,模拟分析了模块支路开关放电分散性对输出电流峰值和上升沿的影响,模拟结果表明,开关抖动小于5ns时对模块输出影响较小。     

喷射式空调系统的实验与数值模拟研究

利用二维轴对称,真实气体模型对喷射式制冷空调系统的喷射器进行CFD计算。搭建喷射式空调实验系统,进行喷射式空调实验,验证CFD模型的可行性。利用验证的CFD模型,进行实验工况以外的数值计算,得到了喷射器在不同发生条件、蒸发条件和冷凝条件下的性能变化。在喷射器结构确定,其它条件不变时,发生温度tg必须要在一定范围内,71℃≤tg≤95℃,喷射器才能正常运行。在计算条件下,蒸发温度te越高,喷射器的性能越好。冷凝温度tc要在一定范围内:20℃≤tc≤40℃,喷射器才能正常工作。当冷凝压力低于临界压力时,喷射器的性能表现出恒能力特性。     

近高超声速高温蓝宝石窗口下中波红外成像退化分析仿真与性能测试实验

本文基于高温红外窗口热辐射红外成像探测器干扰机理,开展高温红外窗口成像分析、仿真与实验验证研究工作. 根据流体仿真计算获得的高温窗口温度及实验测得的窗口发射率、吸收率等参数,开展窗口热辐射计算;建立了光学窗口介质内部辐射传输路径和强度计算模型,并给出了窗口辐射出射模型以及相应红外成像模型;基于光学追迹方法,把窗口热辐射成像的计算问题转换成了光学计算问题;设计了一种基于高温蓝宝石红外窗口的加热实验,对红外成像仿真结果进行了检验. 通过仿真结果与窗口加热实验结果对照,将基于模型分析获取图像与实验结果图像作差,得到的平均每个像素误差值为0.45;实验发现在窗口约773 K条件下,设计的中波红外成像系统的信噪比、对比度分别降低到原来三分之一左右,而整个红外成像系统NETD值由原来的约52 mK上升到了954 mK. 本文提出的窗口热辐射分析方法可以有效估计窗口热辐射对中波红外成像的影响,设计的实验对成像系统的指标验证有较好的用途,同时对红外成像系统波段细化优选和成像参数调整,降低图像退化程度,都有着重要的指导意义. 关键词： 近高超声速 高温蓝宝石窗口 气动效应 仿真与实验     

蒸发式冷凝器经济技术分析

分析了蒸发式冷凝器的传热机理、结构和技术特点 ,基于投资经济学理论及其分析方法建立了经济技术分析模型 ,应用该模型对制冷装置的冷凝器选型做了运行期经济效益分析计算。结果表明 ,采用蒸发式冷凝器可大幅节约运行费用 ,间接产生较大的投资回报。文中建立的分析模型对投资和设计方案的评估分析具有广泛的参考价值。     

模拟分析R134a和R12在汽车空调“两器”中的换热

模拟分析Ｒ１３４ａ和Ｒ１２在汽车空调“两器”中的换热史琳，付屹东，韩礼钟，朱明善（清华大学热能工程系北京１０００８４）关键词汽车空调；模拟；Ｒ１３４ａ；热物性１前言Ｒ１３４ａ是目前国际上公认的汽车空调冷剂Ｒ１２的替代物［１］。当汽车空调采用Ｒ１３４ａ...     

复合冷凝空调机组的分析

以家用分体式空调作为节能改造对象,将传统单一冷凝改进为复合冷凝,即在压缩机排气管路上串联一个水冷冷凝器,吸收部分冷凝热制备生活热水。并在此基础上建立了分析模型。模拟计算结果表明,复合冷凝空调的目的效率得到了大大的提高,当空调的蒸发温度为0℃、冷凝温度为30℃时,空调目的效率由单一冷凝时的52%上升到70%。     

Thermal—fluid modelling of an air—cooled condenser for refrigerants

A steady state thermodynamic model for an air—cooled finned—tube condenser, used in a typical deep freezer vapour compression system, operating with pure and refrigerant mixtures has been developed using finite difference method. The heat transfer aspects in the condenser are treated uniquely for superheated, two—phase and subcooled regimes and studied for various heat load, pressure, temperature, and mass flow rate. The condensation heat transfer coefficient, the tube length required for condensation, the degree of subcooling, and the temperature glide for different ambient temperatures are estimated. The simulation and the experimental results are in good agreement.