PIV在膜蒸馏系统流场测量研究中的应用

空气隙膜蒸馏系统热容腔内料液的流动状态直接影响到温度和浓度边界层效应,决定系统的膜通量。本文采用三根沿圆周平均分布的入流管,喷管是鸭嘴形,应用PIV系统测试膜面附近流动状态。在5种喷管中心线与热容腔径向夹角β和3种喷管前端和膜面间距离δ下,测试得到膜面附近的速度场数据,并计算得到涡量场信息。结果表明,所研究的膜组件结构参数β和δ对热容腔内料液的流动状态影响很大,适当的热容腔结构参数可以有效地改善温度极化边界层和浓度极化边界层的影响,增大膜通量。研究结果为空气隙膜蒸馏系统热容腔入流装置的优化设计提供了实验数据和研究经验。     

膜蒸馏与热电制冷耦合传质通量分析

分析了膜蒸馏与热电制冷耦合关系,获得耦合的充要条件为热电制冷器应提供充足制冷量及较大温差。通过拟合温差和传质通量及冷端冷负荷分析,建立了热电制冷与膜蒸馏过程耦合的热量平衡方程及耦合特性参数方程,定义了耦合特性参数、耦合工况。理论分析表明,随着制冷温度的增大,膜蒸馏通量预测值的最大值先增大后减小,当制冷温度为279.65 K、热腔入口工质温度为362.15 K时取得最大值65.99 kg/(m~2·h)。本文为热电制冷膜蒸馏实验研究奠定了基础。     

高通量空气隙膜蒸馏传热研究

本文研究了空气隙膜蒸馏的传热过程,给出了其主要的传热计算公式。实验结果表明热腔内进液流量的增加,使传热强化,膜通量增加,但提高膜通量最有效的方式还是提高进液的温度。针对膜蒸馏热腔内切向旋转入流的特点,本文认为采用近似对流外掠平板的经验公式更加合适,并根据实验结果拟合出热腔对流换热的经验公式,计算结果与实验结果吻合较好。空气隙厚度大于3mm后,由于空气隙内自然对流换热的影响,空气隙传递的热量反而增加,并且进液温度越高,自然对流换热对总热流密度的影响越大。根据实验结果给出了水蒸气在冷壁表面凝结换热的表面传热系数计算公式。     

空气隙膜蒸馏系统中超声应用研究

首次将超声激励技术用于膜蒸馏系统以提高蒸馏通量,并采用连续和间隙性超声激励研究超声参数对传质传热的影响并探讨其影响机理．结果表明。（１）蒸馏通量随着超声功率的增大而增加;本实验的超声激励可使蒸馏通量提高３０％;连续激励比间隙激励效果好．（２）超声空化、声学流和膜面振动改善了温度和浓度极化并清洗了膜面,这是超声激励提高蒸馏通量的主要机理,其中声学流与空化对温度和浓度极化的改善更为重要．本文还证实了文献１０提出的关于膜蒸馏通量的理论计算公式也适用于有超声激励的情况．     

气隙式膜蒸馏中空气隙内流动与换热研究

本文针对膜蒸馏实验中开放式的窄空气隙,研究其内流动与换热机理.研究发现,对于开放式的大宽隙比(120:1)空气隙,即使其厚度仅为 1 mm,也会形成向上流动的流场,其流动状态为层流,温度分布为直线分布.空气隙内按实验结果求得的热流密度大于按导热公式计算的结果.本文给出的数值模拟结果与实验结果吻合较好.     

膜蒸馏装置热容腔流场数值模拟的可行性分析

本文运用CFD软件,采用水作为工质,在第Ⅲ代膜组件基础上,对旋转切向入流空气隙膜蒸馏热容腔内的流场进行了模拟计算,通过数值模拟结果与实验数据的比较分析,验证了针对膜组件热容腔进行理论模拟所设置的物理模型和边界条件是符合实际的,理论模拟值和实验值的误差在20%范围内,其结果较为理想.     

低温空气制冷速冻系统性能的实验研究

对使用空气动压轴承的升压式空气制冷速冻系统进行了实验研究,分析了压气机进口压力、散热器冷边风量及回热器对系统性能的影响。实验结果表明:增大压气机进口压力和散热器冷边空气流量均可降低涡轮出口温度,提高系统制冷量;系统COP随着压气机进口压力的升高而增大,但是增大幅度逐渐减少;系统增加回热器后,涡轮出口温度最多可降低约67%,系统制冷量和COP最多约可增加45.5%,其中涡轮出口温度最低约可降至-50℃,系统COP最大可达0.7左右。     

R410A和R22在水平内螺纹管内冷凝性能的实验研究

实验研究了环保替代制冷工质R410A和R22在冷凝温度40℃时在内螺纹强化管(外径为9.52mm)内的冷凝换热特性,对二者的冷凝换热性能进行了对比,并研究了测试管外冷却水流量对换热系数的影响。结果表明:在管外冷却水流量相同时,R22的总换热系数K普遍比R410a小,而管内传热系数hr比R410A大。R22与R410A的总传热系数K均随管外冷却水流量的增加而增加,当制冷剂流量Gm大于300kg.s-1.m-2时,管外冷却水流量对总传热系数K的影响变小。     

基于AlN膜钝化层VCSEL激光器热特性的研究

 用ANSYS有限元热分析软件模拟了基于AlN膜钝化层和SiO2膜钝化层的高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)器件内部的热场分布和热矢量分布。经模拟得到基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.123℃/W,而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.377℃/W。经实验测得基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.54℃/W,而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.75℃/W,模拟结果与实验结果吻合较好。     

纤维膜在膜蒸馏过程中的膜内毛细冷凝现象

膜蒸馏过程中的膜内冷凝现象是该技术在实际应用中不可忽视的一个重要问题。本文以疏水化改性处理的纤维膜作为研究对象,采用实验现象观察和理论分析并用的方法,研究了纤维膜在膜蒸馏过程发生膜内毛细管冷凝的影响因素包括膜蒸馏模块结构、蒸馏膜参数、热力学参数,探讨了毛细冷凝对膜蒸馏的影响。实验表明毛细冷凝可以在膜蒸馏过程中发生,但并不终止膜蒸馏过程,而是减小了传质系数。毛细冷凝容易发生在蒸馏膜厚度小、热料液温度高、冷却液温度低或气隙小的情况下。实验结果和理论分析表明,传质系数实验值的降低可作为膜孔内发生毛细冷凝的判定依据。通过简化蒸气在疏水多孔介质的传递过程,建立了膜蒸馏过程发生毛细冷凝时的传质平衡模型。     

一种内螺纹强化管的冷凝实验研究

实验研究了环保替代制冷工质R410A、R22在水平强化管内冷凝换热特性,探索了热流密度、水流速度对换热特性、压降的影响。实验测试管为内螺纹强化管,长度为5.2 m,外径为9.52 mm。实验结果表明:制冷剂R410A、R22的传热系数和压降随热流密度的增大而增大,同时内螺纹管的换热系数还随管外冷却水流量的增加而升高,压降随冷凝温度的升高而降低,而R410A比R22有更好的换热效率和较小的压降。     

基于气隙式膜蒸馏的常压吸收式制冷装置性能分析

设计了一种基于气隙式膜蒸馏的常压吸收式制冷装置,通过建立基于装置特性方程的数学模型,分别调整发生-冷凝器中LiBr浓溶液温度、冷却水温度、LiBr浓溶液浓度、气隙宽度和吸收-蒸发器中LiBr稀溶液温度、冷水温度、LiBr稀溶液浓度、气隙宽度等运行参数,模拟计算了运行参数变化对装置性能的影响,分析讨论了装置性能的变化规律。     

超低温血浆速冻箱性能实验研究

选择R404A、R23作为超低温血浆速冻箱复叠制冷系统高、低温制冷循环的制冷剂,设计并建造了速冻箱实验系统,研究了速冻箱的性能。实验结果表明,系统高温级制冷循环启动后约0.5h速冻箱内温度下降到-70℃,温度波动度小于0.5℃,高、低温级制冷压缩机的压比分别为10.8和5.6,吸排气压力稳定,说明速冻箱的设计达到了要求。     

基于热电效应的水源热泵的制热性能研究

该研究结合热电理论推导出了制热性能系数、电流与冷热端温差的解析式,并搭建实验台进行研究,分析了水源温度、电流和水冷板流量对制热性能的影响。结果表明:制热性能系数随水源温度的升高而增大,在实验范围内可达2.15;随着冷热端温差的增加,最大制热性能系数所对应的电流也不断变大,当温差由23℃增至34℃时,最佳工作电流由3.0 A增至3.5 A。     

压缩式热泵膜蒸馏系统的分析与实验研究

本文将探索应用减压膜蒸馏技术制取纯净水,同时采用压缩式热泵回收水蒸气冷凝潜热用于加热原料液,以提高能源利用率的可行性。压缩式热泵系统以R142b为工质,在热源(原料液)温度为55~65℃、冷源(水蒸气)温度为30℃-50℃的条件下,系统的COP可达3.0以上,系统单耗173 Wh／kg。与TIMES相比,不仅提高了产水率,而且明显降低了系统的单耗。指出了进一步降低制冷温差,提高系统运行经济性的技术途径。     

基于单片机和半导体制冷片的热敏电阻实验

介绍了半导体制冷片的基本结构,基于单片机和半导体制冷片设计了热敏电阻温度特性研究实验,设计完成了温度特性研究系统的硬件电路和软件构造,探讨了单片机和半导体制冷片在物理实验中的应用.此实验平台具有很好的扩张性,可用于设计组成各种温度控制类的实验内容.所完成的温度特性研究实验系统具有集成度高、体积小、使用方便等特点.     

退火对含氮氟非晶碳膜结构及光学带隙的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积法,在不同条件下制备了含氮氟非晶碳膜,着重考察了退火温度对膜结构和光学带隙的影响. 研究发现：在350℃时,膜仍很稳定,当退火温度达到400℃时,其内各化学键的相对含量发生很大的改变. 膜的光学带隙随着退火温度的升高而增大,红外和拉曼光谱分析显示其原因是：退火使得膜内F的相对浓度降低,sp²相对含量升高,导致σ-σ^*带边态密度降低. 关键词： 含氮氟非晶碳膜 退火 光学带隙     

地下工程组合式空调机组性能仿真研究

针对地下工程热湿环境与地面不同,导致使用过程中组合式空调机组性能存在差异的现状,建立了直接蒸发式组合式空调机组各部件的模型及机组的整体仿真模型,运用Matlab,对某地下工程夏季和冬季工况进行运行仿真。结果表明,夏季运行风量一定时,随进风干球温度的升高,单位输入功率除湿量(SMER)先增大(幅度约20%)后减小,且在24℃时达到最大,随冷却水流量和进风相对湿度的变大逐渐增大但增速越来越小,随冷却水温度的降低逐渐增大且近似呈线性;输入功率随进风干球温度的升高缓慢增大,随冷却水流量的变大逐渐减小但减速越来越小,随进风相对湿度的增加逐渐增大且增速逐渐变大,随冷却水温度的升高逐渐增大且近似呈线性。冬季运行时,加热加湿效果主要取决于加热器功率和加湿器湿蒸汽质量流量。     

基于平行流扁管吸附式制冷系统性能实验研究

设计了一种新型平行流铝扁管吸附床结构,搭建了吸附式制冷实验台。通过实验研究不同运行参数下的吸附式制冷系统性能差异,比较不同热源和冷源温度、换热流体流量下吸附式制冷系统COP的变化。结果表明,当冷、热源温度为10℃和60℃,换热流体流量为0.26 kg/s时,新型吸附式制冷系统COP达到最大值0.35。当冷源温度在20℃附近时,增大热源温度可有效提高吸附式制冷系统COP,并且换热流体流量越大,增加的幅度越明显;当换热流体流量在0.13~0.26 kg/s范围内时,系统COP随着冷源温度的增大剧烈下降,并且换热流体流量越小,下降趋势越显著;当热源温度在55~60℃范围内时,COP随着换热流体温度的增大明显增大,并且冷源温度越高,COP增大的趋势越明显。     

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管温度传感器特性

本文制作了基于无栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构的温度传感器,并对其温度相关的电学特性进行了表征.实验测试了器件从50℃到400℃的变温电流-电压特性,研究了器件灵敏度随着器件沟道长宽比的变化,并研究了在300—500℃高温的空气和氮气中经过1 h恒温加热后器件的电学特性变化.理论与实验研究结果表明,随着器件沟道长宽比的增大,器件的灵敏度会随之上升;在固定电流0.01 A下,器件电压随温度变化的平均灵敏度为44.5 mV/℃.同时,稳定性实验显示器件具有较好的高温保持稳定性.