换热器流体温度的直接求解方法及对■耗散均匀性原则的分析

本文基于对换热器结构特点和换热特点的认识,在未知冷热流体出口温度的情况下,通过数学推导,不仅求解得到了换热器的换热量和出口温度,而且得到了换热量和流体温度在换热器中具体分布的表达式。同时基于求解得到的冷热流体出口温度,对换热器设计中的■耗散均匀性原则进行了分析,发现对于同一换热器,相同的冷热流体进口温度、热容流量,■耗散一定而且是取得最小值时,并不能保证局部■耗散的均匀性。     

液氮汽车的无霜换热器的数值分析

提出新型高效液氮汽车主换热器的数学模型 ,并对其传热特性进行动态模拟仿真 ,得到新型无霜换热器空气侧、氮气侧以及换热器管壁的温度分布 ,三者自身的温度分布 ,三者相互影响情况比较合理。氮气的出口温度为 2 93.0 5 K。与设计要求温度 2 93.15 K基本一致     

基于EPICS的颗粒传热实验测控系统应用研究

颗粒传热实验测控系统是为颗粒换热平台设计的测控系统。该系统基于分布式系统EPICS架构设计,通过对NI硬件平台、红外热像仪设备以及Oracle数据库进行集成,实现了颗粒换热平台实验的在线采集、监测、控制与实时存储。由于红外热像仪具有灵敏度高、测温范围广、非接触测温等优点,因此在该测控系统中用于测量颗粒在换热器出口处的温度。本文使用SDK将其集成到EPICS系统中,利用红外图像更加直观地呈现出颗粒的实时温度分布,并提取红外图像中的数据,与热电偶的测量数据对比,进一步检测利用红外热像仪作为一种颗粒实时温度测量设备的可行性。实验结果表明,集成后的红外热像仪操作软件能够实时提取并存储红外图像中的温度数值,并且采用EPICS架构设计、开发的颗粒传热实验测控系统完全可以满足颗粒换热平台的数据采集与存储需求。     

紧凑式换热器均布性研究进展

紧凑式换热器具有结构紧凑、换热效率高的特点,广泛地应用于多种工业场合。综述了不同换热器内流体和温度的不均匀分布、不均匀性对不同传热设备的影响、换热器入口处流体的分布和流型对换热器性能的影响。指出入口封头和分布器的设计对换热器性能具有重要影响,可通过CFD和实验相结合对其进行模拟计算。     

基于C++Builder的换热器性能试验平台测控软件的开发

换热器性能测试是换热器设计过程中的重要环节,对其结构优化及性能评估具有重要作用。针对传统的换热器性能测试系统存在试验周期长、组合方案少,自动化水平不高、可重用应用性较差等不足,文章基于工业控制计算机和C++ Builder软件平台开发了换热器性能试验测控与仿真系统。该系统实现了试验工况参数的控制与过程仿真、试验数据的采集记录与分析处理等各项操作的自动化。文章在简要介绍换热器性能测试系统硬件设计的基础上,具体结合系统硬件介绍了利用C++ Builder制作的换热器仿真实验测控系统的方法及过程,最后给出换热器性能测试仿真实验用户界面及仿真实验运行结果。试验结果表明,测控系统具有交互界面良好、使用方便,可靠性高等特点,能够较好地满足换热器性能测试的要求。     

具有前置公用工程的换热器网络的通用解法

本文在罗行等人提出的分级超结构换热器网络的通用解的基础上,提出一种将热冷公用工程放置于换热器网络每一级的冷热流体之前的带分流的分级超结构换热器网络数学模型,并根据这种新型的模型推导出换热器网络的出口温度和每一级流股节点的温度的计算公式,从而增强了分级超结构换热器网络模型的适用性.最后用实例证明所提出的数学模型的正确性.     

二氧化碳热泵热水器充注量的不动点优化

二氧化碳跨临界循环应用于热泵热水器具有供水温度高、能效高的优点,而最优高压控制是保证其高能效的关键之一。为了避免实际系统最优高压控制的复杂性,提出通过系统设计实现最优充注量近似不变的充注量不动点优化方法,可避免最优高压控制,在保证系统高能效运行的同时极大地简化了系统控制。仿真计算表明,通过调节换热器大小并在气体冷却器出口添加高压储罐,可以使不控高压系统的平均能效衰减减小至-0.8%。     

换热器的效能与熵产分析

本文给出了以进口冷热流体温度、热容量流比和传热单元数表示的顺流、逆流及两边混合的叉流换热器熵产数的分析表达式，研究了这三类换热器熵产数随热容量流比及传热单元数变化的规律，给出了由于不平衡流动和传热面积有限产生的熵产数的表达式。分析表明，在进、出口温度均匀条件下换热器效能与熵产数之间存在一一对应的关系，效能与熵产数一样，所表征的是换热器热力学第二定律的完善程度。     

利用单片机设计农业温室温湿度智能控制系统

针对现有的温室智能控制系统主要针对大规模的农业温室、成本相对较高的问题，选取MCS-51单片机中性价比最高的机型，编写控制温湿度传感器的软件系统，开发价格相对较低的农业温室温湿度智能控制系统。实验结果表明该系统实现了温室温度、湿度的智能控制，运行稳定，经济实用，适用于较小规模、中低档农业温室。     

PAPS超流氦低温系统中2K负压换热器的设计与优化

先进光源技术研发与测试平台(PAPS)需要2K超流氦系统为超导腔提供低温环境,2K负压换热器是低温系统的关键部件,考虑氦工质的物性随温度变化较剧烈,采用分段法对换热器进行计算,建立了2K负压换热器的计算模型,基于该模型编写了换热器的设计及校核计算程序,并对换热器进行了优化。结果表明,结构参数对换热性能有较大的影响,优化后的换热器所需的换热面积减小,换热系数增加,低压侧压降降低。     

耦合热泵换热器的原理及变工况性能研究

工业能耗占我国总能耗超过70%,而其能源利用效率不足50%,因此工业余热高效回收利用是节能减排的重要途径之一。热泵技术是提升能量品位的有效方法,但吸收式热泵需要配置三个不同温度品位的热源或热汇,而电动热泵受热力学循环、工质物性、压缩机耐温耐压限制以及避免润滑失效一般只能工作于有限温度范围(<100℃)之内,因此该研究将吸收式循环与压缩式循环进行深度耦合,用于直接回收工业余热制取高温热水,同时确保压缩机的安全稳定运行.该文首先分析耦合热泵换热器的运行原理,其次建立了耦合热泵换热器的数学模型,最后对模型进行求解分析了关键参数对耦合热泵换热器性能影响变化规律。在设计工况下,当制取133℃热水时,耦合热泵换热器COP达到3.6,压缩机排气压力为1.2 MPa,排气温度为79℃,远低于压缩机耐温耐压上限和润滑油失效温度,因此耦合热泵换热器在利用余热制取高温热水或蒸汽领域具有一定的应用潜力。     

混合工质高温水源热泵计算机模拟

针对高温混合工质热水热泵,本文提出了纯质及混合工质的热泵模拟程序;本程序详细考虑了混合工质纯传递特性对换热的影响,在只输入热泵系统结构参数以及外部换热参数的条件下,应用本程序能进行热泵系统冷热水温度、换热器温度场、制冷制热量及系统的性能参数计算。     

热泵负荷调节中的两类模糊关系

为了解决热泵系统输出能量和用户需求能量之间的动态平衡问题,合理的调节策略是必不可少的,本文对此进行了初步的尝试。在本文中,作者针对供需匹配效果较好的热泵运行数据进行了模糊聚类研究,并编程计算得出了环境温度和热泵供水温度以及环境温度和热泵系统COP之间的模糊关系,利用这一关系可以方便地确定它们之间的隶属函数, 为制定热泵系统的能量匹配控制策略奠定了基础．     

电动汽车空调热泵微通道换热器扁管布置方式对制热性能的影响

本文针对电动汽车空调热泵系统的室内微通道换热器制热性能进行了研究.首先对换热器的流程排布进行了优化分析,得到四流程12-13-13-12模型性能最优.在优化分析的基础上,实验研究了室内换热器扁管横竖布置方式对单体及系统制热性能的影响.结果发现在单体实验中,扁管竖置布置时的内部制冷剂分布均匀度远好于扁管横置布置,其换热量与出风温度比扁管横置布置分别提高了11.2%~16.5%与6.3%~8.4%.系统制热实验结果表明,扁管横置布置的制冷剂分布均匀度仍小于扁管竖置布置,且其受压缩机转速影响较大.而当扁管竖置布置时,制冷剂分布均匀度随着压缩机转速增大而减小.而随着室外环境温度的降低,扁管竖置布置的优势减弱。     

R116跨临界热泵循环性能分析

文中对R116跨临界热泵循环进行了理论分析,分别计算了压缩机最优排气压力和回热器对系统性能的影响。计算结果表明,系统存在最优排气压力,最优排气压力与制冷剂气冷器出口温度、蒸发温度以及过热度都有关系,利用多项式函数对最优排气压力进行了拟合,拟合的最大相对误差为-5.92%,平均相对偏差为1.77%;在蒸发温度-5℃、0℃、5℃,过热度5℃、10℃、15℃,气冷器出口温度25℃—70℃的情况下,分别对系统回热循环性能进行了分析计算,结果表明回热循环性能较无回热循环有大幅的改善,改善幅度介于12—95%之间。文中结果可以为R116跨临界热泵系统的设计和控制提供理论参考。     

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。     

Thermo-Hydraulic Behavior of Microchannel Heat Exchanger System

This article presents an experimental study of thermo-hydrodynamic phenomena in a microchannel heat exchanger system. The aim of this investigation is to develop correlations between flow/thermal characteristics in the manifolds and the heat transfer performance of the microchannel. A rectangular microchannel fabricated by a laser-machining technique with channel width and hydraulic diameter of 87 μm and 0.17 mm, respectively, and a trapezoidal-shaped manifold are used in this study. The heat sink is subjected to iso-flux heating condition with liquid convective cooling through the channels. The temporal and spatial evolutions of temperature as well as total pressure drop across the system are monitored using appropriate sensors. Data obtained from this study were used to establish relationships between parameters such as longitudinal wall conduction factor, residence and switching time, and thermal spreading resistance with Reynolds number. Result shows that there exist an optimum Reynolds number and conditions for the microchannel heat exchanger system to result in maximum heat transfer performance. The condition in which the inlet manifold temperature surpasses the exit fluid temperature results in lower junction temperature. It further shows that for a high Reynolds number, the longitudinal wall conduction parameter is greater than unity and that the fluid has sufficient dwelling time to absorb heat from the wall of the manifold, leading to high thermal performance.     

基于Fluent的列管式换热器性能校核方法研究

结合数值模拟方法和叉排逆流式换热器的工程算法,针对航空用列管式换热器提出了一种性能校核方法。为获得更精确的叉排最大流速,采用Fluent对冷热侧流场进行了分析,并通过一组迭代估算了冷热侧的压差使出口压力边界条件得以确定。数值计算得到的冷热侧流速作为工程算法的输入条件进行后续计算。通过与试验对比发现,该方法可完成对列管式换热器的设计校核,计算结果与实验数据间的误差在工程应用允许范围内。     

飞机环境控制系统的焓参数匹配方法

提出了一种飞机环境控制系统性能参数匹配的焓参数匹配法,该方法尤其适用于有相变换热器的环境控制系统。以某型号飞机的环境控制系统为例进行了对比计算,说明了新方法比传统方法简单可靠。此外,应用焓参数匹配的基本思想和水蒸发的物理机理,提出了当量温降法与等温蒸发法处理初级热交换器冷边的喷水效应。