聚光型光伏电池冷却热管蒸发端的数值模拟

针对碟式聚光型太阳能光伏电池效率受温度制约的问题,采用两相闭式热虹吸管(重力热管)散热的方式,工质采用水.热管的蒸发端与聚光太阳能电池接触,其温度场对电池性能和热管效率影响显著.通过FLuENT建立了蒸发端底部的数学模型,计算过程中考虑热流密度、蒸汽饱和温度以及充液量对蒸发端性能的影响.计算结果表明,在聚光倍数为140...     

单环路平板脉动热管定向循环的数值研究

根据脉动热管薄液膜蒸发和凝结相变换热的特点,对基于体积分数法的VOF相变进行了改进,建立了单环路板式脉动热管的三维流固耦合仿真模型,对高充液率下的定向循环工作特性和传热性能进行了数值研究。结果表明:仿真得到的泡状流,柱塞流以及环状流的分布以及转换规律和可视化实验结果较好吻合;在一定的充液率下,随着热负荷的增加,热阻先减小,然后上升,充液率越低,热阻越小,和实验结果的热阻误差在10%以内。分析发现,除了相变换热系数,脉动热管的热阻还和系统压力密切有关,高充液率、高功率下,内部压力(相变温度)上升过快,是其热阻升高的主要原因之一。     

两相闭式热虹吸管加热段内的传热特性

两相闭式热虹吸管加热段内的蒸发沸腾,在一般情况下可分为液池和液膜(即下降液膜)蒸发沸腾两段。为了较精确地描述该两段的换热规律,首先要解决液池高度的确定方法。文献[1]对充液量、热流密度及物性参数对沸腾液池高度的影响进行了研究,并提出了计算公式。本文对两相闭式热虹吸管加热段内的传热进行了实验研究,试图把加热段分     

充液率对小型重力热管传热特性影响实验研究

开展了矩形槽道铝-乙醇小型重力热管的传热特性的实验研究,分析讨论了充液率对壁面温度分布、气液两相分布、热阻等热管传热性能的影响。研究表明,充液率对高热负荷工况的两相流动状态和传热特性有显著影响。两相脉动是高热负荷工况小型重力热管特有的两相流动现象.低充液率时,液塞易被气流冲破形成环状流,壁面温度几乎无波动。中等充液率时,在蒸汽和液塞的交替冲刷作用下,热管各段壁面温度均表现出脉动特性。高充液率时,液塞脉动速度的减小削弱了液塞对壁面的冲刷作用,壁面温度未出现明显波动.并且,中等充液率工况下气液两相的快速脉动增强了热管的传热性能,使得均温性和传热极限均优于低充液率和高充液率的情况.     

以R134a为工质的分离式热管换热性能分析

以核电站乏燃料水池散热及太阳能热利用等为应用背景,实验分析了R134a作为工质的分离式热管在不同热源温度和不同充液率条件下的换热特性。在热源温度从40℃以5℃间隔递增到65℃的条件下,共进行了6组不同的充液率实验,分别为43.7%,51.7%,60.1%,68.5%,75.2%,82.9%。实验结果表明,系统充液率达到68.5%以后,换热量和换热系数随着充液率的增加波动小,存在最佳充液率区间,并且管内蒸发温度和换热量随着热源温度的升高而升高。与氨工质关于蒸发段换热系数和换热量两方面进行数据分析对比,结果表明随着充液率的增加,两种工质在管内换热系数和换热量上存在较大差异。     

用于CEPC探测器超导磁体的小型氦虹吸回路实验研究

在环形正负电子对撞机(CEPC)大型探测器超导磁体拟采用低温虹吸冷却系统的预研背景下,搭建了氦低温虹吸冷却回路实验平台,进行了气-液两相自然循环传热传质特性实验研究。实验测量了不同充装量下,压力、温度随热流量的变化规律,计算了实验段的表面传热系数。研究表明,充装率对热虹吸冷却循环具有重要影响,在40%55%合适的充装率下能够保证该系统的正常运行;另外实验段不同位置的表面传热系数不同,烧干先在上端发生,然后逐渐向下端发展。     

蒸发冷却发电机内介质两相流及传热理论研究

本文分析了采用蒸发冷却的发电机线棒空心导线内冷却介质的两相流动规律。在分析了冷却介质在单相和两相流动段的循环动力和流动阻力的基础上,建立了循环流量、流体温度分布及空心导线内壁温度分布的计算方法。为发电机定子所有方向上的传热和温度分布计算打下了基础。     

部分重力条件下气液两相流型研究

本文分析了“和平号”空间站气液两相流实验中获得的部分重力(0.1g和0.014g)条件下的流型特征及其相互转换条件,并将其和常重力与微重力两相流研究中较常用的流型转换模型的预测结果进行了比较。     

平板热管内气液两相流动与传热的可视化实验研究

本文基于高速摄像仪设计搭建了平板热管气液两相流动与传热的可视化平台,开展平板热管受限空间内气液两相工质运行状态和相变传热行为的可视化观测。研究结果表明,平板热管存在突然启动和渐进式启动两种启动方式,在高充液率情况发生突然启动,而在低充液率情况下发生渐进式启动。在准稳定运行阶段,蒸发面先处于能量积累状态,随后热量伴随着核态沸腾快速释放到冷凝面,热管蒸发段和冷凝段壁面温度表现出周期性的温度脉动变化。在热量积累过程中平板热管蒸发段与冷凝端之间的传热性能弱,在核态过程中蒸发段与冷凝端之间的传热性能强。     

不同重力条件下气/液两相流实验研究

利用俄罗斯“和平号”空间站进行了国际上首次长时间微重力（１０－５ｇ）条件下气／液两相流型实验,并利用实验装置旋转产生的低重力（０．１ｇ和 ０．０１４ｇ）条件进行了低重力对比实验．实验结果和现有模型进行了比较,并通过比较不同重力条件下气／两相流型的特征,得到了两个气／液两相流型非重力依赖性准则。     

水平-S型柔性立管系统中空气-水两相段塞流压力信号的特征分析

本文对水平-S型柔性立管中空气-水两相流进行了实验研究,着重对各种流型下的立管底部压力信号进行了特征分析,给出了立管底部压力的变化速率、振幅谱特性以及分布律规律.分析结果表明,从严重段塞流到稳态流型,立管底部压力变化速率变化更加剧烈且频繁;压力波动频率增大且周期性减弱,波动模式复杂;压力分布律峰值从较高压力区域移向较低...     

直接供液与重力供液制冷系统的对比研究

重力再循环供液是指蒸发器依靠制冷剂自身的重力送入蒸发器,在供液高度大于蒸发器对制冷剂的阻力情况下,部分制冷剂液体在蒸发器和气液分离器所形成的回路中再循环。由于再循环作用不需要外加动力,并强化管内制冷剂的沸腾换热,蒸发器的效率得以明显提高。文中介绍了重力再循环供液制冷系统和蒸发器的结构,提出采用J.Chawla关系式和Shah关联式相结合的方法预测再循环蒸发器制冷剂侧的换热系数。采用空气侧热平衡法,对直接膨胀供液和重力再循环供液制冷系统分别进行了多蒸发温度下的性能测试。表明重力再循环供液制冷系统比直接膨胀供液制冷系统的制冷量平均增加26%,COP平均增加18%,蒸发温度平均升高1.1℃,传热系数是直接供液的1.57倍。J.Chawla关系式和Shah关联式相结合预测再循环蒸发器制冷剂侧的换热系数,其曲线结构与实验值近似,平均误差不大于20.6%。文章还对各热工参数的变化原因进行了分析。     

过载条件下流动沸腾压降振荡的建模与仿真研究

流动沸腾系统中,压降振荡是系统不稳定性的主要型式之一。过载条件下流动沸腾压降振荡缺乏研究。本文采用数值仿真方法,对过载条件下管内流动沸腾的压降振荡特性进行了研究。建立了不同重力条件下压降振荡计算的数学模型,基于此,对过载条件下R134a在2.168 mm水平管内的压降振荡进行了仿真分析,得出了1.41 g、3.16 g(g=9.8 m/s^2)过载条件下的压降振荡特性及其引起的流量振荡、流体温度振荡和壁温振荡,并与对常重力(1 g)下的压降振荡特性进行了对比。结果表明,随着重力增加,流动特性N曲线的负斜率段缩短;一定条件下,当过载增加时,系统从稳定状态趋于不稳定状态。     

船载系泊状态下基于原子重力仪的绝对重力测量

重力场是反映地球质量分布及变化的重要参数,动态重力测量在地质调查、地球物理、资源勘探等领域有着重要应用.目前动态重力测量均基于相对测量原理,动态相对重力仪存在零点漂移问题,影响其测量性能.动态绝对重力仪可以为相对重力仪提供同步同址校准,解决其长漂问题,因此备受关注.本文基于原子重力仪和惯性稳定平台,搭建了一套船载绝对重力动态测量系统,并在船载系泊状态下开展了绝对重力动态测量实验.经评估,船载系泊环境下的重力测量灵敏度为16.6 mGal/Hz^-1/2,1000 s积分时间内重力测量的分辨率可达0.7 mGal.通过两周的绝对重力测量,评估了系统的稳定性.为了评估绝对重力的动态测量精度,将船上测量点与码头高精度绝对重力基准点的绝对重力值进行了比较,两点之间的绝对重力值差及其不确定度评估结果为(–0.072±0.134)mGal.本文结果为海洋相对重力仪的同时同船校准提供了一种新方案.     

The fluctuation property of blown sand particles and the wind-sand flow evolution studied by numerical method

Sand particles blown by wind cause serious environmental problems and many researchers are trying to understand the dynamic properties of blown sand better. But the existing numerical approaches have not been able to simulate many important characteristics of wind-sand flow. In this paper, the evolution and fluctuation properties of blown sand at a dynamic steady state are investigated by using a more effective method. Using the LES (large eddy simulation) method for air phase movement and the DEM (discrete element method) for solid phase movement along with the existing particle-bed splashing function, we have characterized the whole movement property of the wind-sand system. The results indicate that the saturation time decreases with the inlet friction velocity, and it gradually reaches the shortest saturation time of about 1s; the saturation length, which is about 14 m at the usual wind velocity, first increases with wind velocity and then reaches a plateau; within the saturation length, the sand transport rate at different positions varies with time; the sand transport rate of the stable wind-sand flow is non-uniform with distance downwind and time, and has a notable correlation with the inflow friction velocity.     

毛细抽吸回路中反向式蒸发器内汽、液两相流动的理论分析

本文在建立物理模型的基础上，采用了一个二维计算模型对CPL的单个蒸发器的管内两相流动状态进行了分析和数值计算，分别得出汽、液相流体的速度、压力的分布．并完成系统的过程分析．     

基于引力约束的复杂网络拥塞问题研究

如何在保证网络传输效率的同时提高网络的吞吐量是目前研究的主要问题. 通过研究节点对数据包传递过程的引力作用,提出了一种具有引力约束的路由算法. 为检验算法的有效性,通过引入一个状态参数H, 利用由稳态到拥塞状态的指标流量相变值来度量网络的吞吐量, 同时利用数据包的最大传输时间〈T_max〉 与平均传输时间 〈T_avg〉来分析网络的传输效率. 针对算法在不同引力约束条件下的路由情况进行了仿真.仿真结果表明, 若数据传递过程只考虑路径长度最短,则会导致网络吞吐量较低且流量分布极不均匀; 若只顾及等待时间最短,会导致传输路径过度迂回且大部分节点都会陷入拥塞状态; 同时考虑路径长度和等待时间的引力作用并选取适当引力的节点进行传递, 可以显著提高网络吞吐量并缓解网络的拥塞程度.     

INTERNAL FLOW PATTERNS OF AN INCLINED CLOSED TWO-PHASE THERMOSYPHON AT CRITICAL STATE: CASE STUDY II,EFFECT OF BOND NUMBER

The effects of Bond number (Bo) on internal flow patterns of an inclined, closed, two-phase thermosyphon at critical state are considered in this article. The thermosyphons used employed a glass tube for the evaporator and the adiabatic section, and a copper tube for the condenser section. The internal diameters of the thermosyphon were 10, 12, and 28.5 mm. The aspect ratios were 5 and 30, with inclination angles of 90 degrees, 60 degrees, and 5 degrees (against the horizontal axis). R123 was used as working fluid, with a filling ratio of 80% and 150% of the evaporator section. A solution of water and ethylene glycol was used to carry heat from the condenser, while water was employed to supply heat to the thermosyphon. A video camera was used to record all the flow patterns, while a still camera was used to record the internal flow patterns at specific times. Heat transfer rate was measured by means of a calorimeter in the condenser section. It was found from the experiments that, as under normal operating conditions, an Le/d of 10 is an important value at which changes of internal flow patterns can be observed. At an Le/d< 10 and with low Bo, the internal flow pattern at critical state changed from bubble flow at vertical to slug flow at an inclined position. Although the flow patterns were the same as with high Bo, the bubbles generated were smaller and appeared only on the upper side. In cases of Le/d>10, the pattern changed from annular flow at vertical to stratified flow at inclined positions for all Bo. Generated bubbles were comparatively small at low Bo. A flow pattern map at each angle was also created by using modified Kutateladze numbers and Reynolds numbers of the vapor.     

风速分布形状对空调中翅片管蒸发器性能的影响

通过建立空调蒸发器分布参数模型,并对模型进行了验证,进而研究了四种不同风速场对R22和R290翅片管蒸发器流动和换热性能的影响规律。研究表明:在上三角型、下三角型和三角型风速场分布下,蒸发器单位面积换热量、质量流量以及压降均较均匀风速场降低;上三角型较均匀型单位面积换热量下降达7%左右,下三角型和三角型较均匀型下降4%左右;在不同风速场下,各换热温差基本持平,总传热系数起主导作用;R290质量流量均较R22小40%左右,且压降均较R22小24%左右。在满足换热量的要求下,R290在协调压降与质量流量具有一定的优势,可以作为现有空调制冷剂R22的环保型替代工质。