混合工质两相区热力性质隐式拟合方法

本文通过建立混合工质制冷剂两相区热力性质的隐式拟合模型,给出了混合工质制冷剂两相区热力性质的隐式拟合、显式计算的方法,保证了物性计算的快速和稳定性。本文以美国国家标准局开发的程序REFPROP6.01的计算结果作为数据源,对R410A和R407C的两相区物性分别在工况范围64.77-3825.32kPa和43.62-3972.58kPa内进行了拟合。与数据源相比,得到的快速计算公式的最大相对计算误差在0.56％之内,平均误差在0.025％之内,计算速度较REFPROP6.01提高三个数量级。     

CO_2亚临界压力区物性的快速计算——基于马丁-侯方程的显式快速计算模型

基于马丁-侯方程,提出二氧化碳亚临界压力区具有统一形式的热力性质和传输特性的显式计算模型。显式形式保证了热物理性质计算的高速性和稳定性;同时所有热物性的计算模型形式统一,便于系统仿真的调用。以REFPROP7的计算结果作为数据源,对环保制冷剂中重要的工质二氧化碳的热物性在压力为三相点压力至临界压力,过热度0—200K,过冷度0—100K的数据范围内进行拟合,并将该计算模型与REFPROP7相应公式的计算结果和计算速度进行对比。对比结果表明,所有快速计算模型的总平均偏差小于0.7%,最大偏差小于12.928%;计算速度较REFPROP7提高了2个数量级。。     

超临界区制冷剂热力性质快速计算方法

提出超临界区制冷剂热力性质的隐式拟合模型,给出了超临界区制冷剂热力性质的隐式拟合、显式计算方法.该方法能够保证超临界区热力性质计算的可逆性、高速性和绝对稳定性.以REFPROP 7的计算结果作为数据源,以CO2为例对该模型作了验证.对CO2超临界区热力性质在温度为304.15～393.15 K,压力在7.3773～12.0 MPa的数据范围内作了隐式拟合,给出了各个热力性质对应的显式快速计算公式,其计算速度比REFPROP 7程序的计算速度平均提高了2个数量级,并且平均误差在1.8%以内.     

基于Aspen的超临界CO2布雷顿循环性能研究

超临界二氧化碳(SCO_2)布雷顿循环发电系统与传统火力发电系统相比,具有系统尺寸小、循环效率高、工质易获取等优势。本文首先采用Aspen HYSYS与Aspen Plus软件分别建立了三种循环模型:简单循环、再压缩循环和分流再压缩循环;并使用三种物性方法对每种循环进行了模拟;对比实验室的数据,研究了不同物性方法的模拟精确度,数据表明Aspen Plus软件下的REFPROP物性计算方法精确度较高。然后在不同的工况参数下,使用该物性方法计算对比了三种循环在相同工况下的循环效率,结果证实:为获得高效率,回热尤为重要。最后,以再压缩循环模型为基础,在不同的回热条件下,研究了循环中五个主要参数对循环效率的影响。本文结论可为SCO_2的再压缩循环模型设计提供参考。     

一种基团贡献法的非共沸工质气液相平衡模型

本文引入一种基于基团贡献的逸度系数模型来解决常规模型对非共沸混合制冷剂气液相平衡预测精度不足的问题,该模型只使用较少的共性基团参数就能推算大量多元混合物的物性.使用PR状态方程结合vdW混合规则来描述气相逸度、UNI-FAC模型来描述液相逸度.通过对R32+R236fa非共沸混合工质对的气液相平衡饱和蒸汽压力进行计算,并将结果与实验数据、REFPROP 8.0商业软件计算值对比分析.结果 表明:本文模型比REFPROPS.0软件更适应于混合工质;此外,该模型只考虑基团间相互作用,简化了热物性计算.基于提出的模型,绘制了R32+R236fa非共沸混合工质在278.15～363.15 K的相图.     

变物性对微通道内流动与传热的影响

分别采用入口物性、平均物性和变物性对Dh=0.333 mm、Re=101～1775的矩形微通道内层流流动与传热进行了三维流固耦合数值模拟.将不同方法下局部和平均流动与传热特性的计算结果与新近文献中的实验结果、常见关联式及近似理论解进行了对比分析.结果表明,与入口物性法相比,平均物性和变物性法均获得明显较低的fapp和较高的hz和Nuz.与平均物性法相比,变物性法在通道起始段具有更高的fapp Reave和较低的hz,而在后段具有较低的fapp Reave和较高的hz.Nuave的计算结果与Sieder-Tate关联式吻合良好,表明传统的宏观数学模型能够正确用于预测本文尺度和Re范围内微通道内的流动与传热特性.     

R125/R600a二元混合物的热力学性质

基于制冷剂物性计算软件NIST REFPROP 7.0及R125/R600a气液相平衡实验数据,使用MBWR状态方程结合Lemmon-Jacobsen混合物模型,对R125/R600a(50/50 mass%)混合替代工质的热力学性质进行了计算,并制作给出了其压焓图(p-h)、温熵图(T-s)和比定压热容图(c<,p>-T)及饱和性质表.最后理论计算分析了其空调制冷工况的性能,结果表明该混合工质具有与R22相当的压缩比和COP值,比R22较低的排气温度和较高的单位质量制冷量.     

冷凝式油气回收系统设计研究

设计了一种冷凝式油气回收系统,其制冷系统由单级压缩预冷单元与单级压缩2级自动复叠单元复叠而成。应用物性软件REFPROP对混合制冷剂的性质进行分析,应用大型通用流程模拟软件对油气负荷及制冷流程进行了模拟计算,研究了非共沸混合制冷剂配比变化对自动复叠单元压缩机性能的影响;通过对系统的模拟运行,研究了该冷凝式油气回收系统的工作性能,分析了冷凝温度对油气回收率和尾气油气含量的影响;在系统分析和模拟研究的基础上,为冷凝式油气回收系统关键设计参数选择提供了理论依据。     

光纤纤芯及包层模有效折射率计算及仿真

光纤结构设计、模间色散求解、光纤光栅模式耦合等问题的研究, 都需要对光纤纤芯及包层模的有效折射率进行精确计算. 本文以光纤三层结构模型为基础, 结合该模型下的模式本征方程, 使用截弦法求解了纤芯模有效折射率, 并将计算结果与COMSOL软件模拟的对应纤芯模的传输光场进行对比, 验证了计算结果正确.使用区间遍历算法对包层模有效折射率进行了求解, 与已有的传统方法相比, 该方法可以有效防止求解过程中根的遗漏、避免特征方程产生的奇点, 并能保证模式的正规性.本文采用Mathematica软件对求解过程进行仿真, 获得了纤芯模和包层模有效折射率与波长关系曲线. 关键词： 光纤传输模式 有效折射率 截弦法 区间遍历算法     

生物组织光学参数与热物性参数的相关性研究

基于组织光学和人工神经网络理论,提出了一种全新的确定生物体热物性参数的方法.利用积分球系统测量介质组织光学特性参数,以该特性参数作为人工神经网络输入变量,以热物性参数为目标变量,利用神经网络的自学习系统,最终建立光学特性参数与热物性参数间的非线性映射一黑箱模型.为验证模型,测量了多种热物性参数已知物质的光学特性参数,然后由黑箱模型得到热物性参数计算值,计算值和已知真实值的相对误差均在5%以内.该方法可用于测量生物体的各种热物性参数.