水蒸气在低能表面相变形态的热力学分析

1前言滴状冷凝具有很高的传热速率，其冷凝传热系数是膜状冷凝的几至几十倍。而现行的冷凝器一般采用界面能较高的金属材料制成，所以膜状冷凝是现行冷凝器中的普遍现象。为在金属壁面上实现滴状冷凝，必须在最大限度上降低其界面能。对此，前人进行长期大量的工作，提出了很多方法，但是均未达到工业应用的要求［‘－’］。本文对应用低能复合股作为表面处理技术，改善在该膜表面水蒸气相变形态，以实现冷凝器中的滴状冷凝、改善热泵一空调装置中的蒸发器的传热性能和通风阻力，以及制冷装置中的抑制蒸发器结霜而进行热力学分析。所谓低能…     

磁盘润滑膜全氟聚醚的分子动力学模拟研究

纳米润滑膜全氟聚醚(perfluoropolyether，简称PFPE)在固体表面的结构和迁移特性对于计 算机磁盘磁头驱动系统的可靠性具有重要的作用. 采用基于粗粒珠簧模型的分子动力学模拟 方法，考察了不同壁面和端基极性对于PFPE膜静态特性（如分子构型、单体密度分布、端基 密度分布）以及动态特性（如自扩散系数）的影响. 静态特性的模拟结果表明，非极性PFPE 膜在壁面附近具有单层厚度为一个单体直径的层状结构，而极性PFPE膜则具有复杂的层状结 构. 动态特性的模拟结果表明，PFPE膜的扩散能力因壁面作用而增强并因端基极性作用而减 弱. 关键词： 全氟聚醚膜 分子动力学模拟 薄膜润滑 固液界面结构     

不同壁面结构与传热情形下低温壁面结霜特性

壁面结霜致使低温换热设备传热性能下降,甚而产生设备安全和生产安全问题。通过实验研究了涂覆疏水涂料壁面结构的结霜特性,不同倾斜角度壁面的水滴凝结与滑落特性,以及添置了太阳能吸热膜的表面传热特性。结果表明:涂有疏水材料的壁面较普通壁面初始结霜时间能延迟约10分钟;一定的壁面倾斜角度通过影响水滴的滚动角,促进凝结的水滴滑落,可阻碍霜层生长;当换热壁面利用太阳能吸热膜对低温壁面进行补热时,吸热量为5.27J/cm2,为普通壁面的1.44倍。这些改进措施可以减少冷壁面结霜量,有助于提升低温设备传热效果。     

不同壁面结构与传热情形下低温壁面结霜特性北大核心

壁面结霜致使低温换热设备传热性能下降,甚而产生设备安全和生产安全问题。通过实验研究了涂覆疏水涂料壁面结构的结霜特性,不同倾斜角度壁面的水滴凝结与滑落特性,以及添置了太阳能吸热膜的表面传热特性。结果表明:涂有疏水材料的壁面较普通壁面初始结霜时间能延迟约10分钟;一定的壁面倾斜角度通过影响水滴的滚动角,促进凝结的水滴滑落,可阻碍霜层生长;当换热壁面利用太阳能吸热膜对低温壁面进行补热时,吸热量为5.27J/cm2,为普通壁面的1.44倍。这些改进措施可以减少冷壁面结霜量,有助于提升低温设备传热效果。     

换热器表面结霜状态下翅片效率公式的理论分析及改进

１引言制冷设备中换热器是重要的部件，在进行换热器设计或对实际系统中换热性能进行计算时，采用的翅片效率的准确与否将会关系到整个系统的工作状况。对于换热器表面处于干或湿工况时，文献中的翅片效率公式形式较统一，但对结霜情况下的研究相对没有一致的结论［１］。Ｓａｎｄｅｒｓ［１］、Ｂａｒｒｏｗ［２］和Ｋｏｎｄｅｐｕｄｉ［３］都曾提及霜工况下换热器翅片效率公式，此外还有包含析湿系数的翅片效率形式。由于所采用的结霜翅片效率表达式不同，最终得到的翅片效率及翅片温度分布也难免存在差别。因而，从众多公式中选择相对准…     

珠状凝结换热的数学物理模型及数值模拟

首次应用随机分形模型建立了珠状凝结液滴的空间和尺度分布,然后利用已有的单个液滴的传热规律,得到了冷凝壁面的换热边界条件,进而求解冷凝壁的温度分布,最后得到了平均的珠状凝结换热系数.应用上述模型对铜表面以水为介质的冷凝壁换热进行了直接数值模拟,并与各种压力条件下的试验数据进行了比较.     

水和酒精Marangoni凝结换热特性研究

本文首先构造了一个在常温水冷却时,纯水蒸汽凝结时表面温度差可以达到11℃的黄铜试件。利用该试件在蒸汽流速为0.3m/s时,进行了不同浓度水-酒精混合蒸汽以及纯水蒸汽的凝结换热特性和凝结状态的实验研究。实验结果表明:由于凝结表面存在温度差,水-酒精混合蒸汽出现珠状凝结,凝结换热系数最大可以达到纯水蒸汽凝结的2.8倍;混合蒸汽凝结换热系数随表面过冷度减小而增加,并在较小过冷度时出现陡增;凝结换热量随表面过冷度增加存在最大值;观察得出了不同表面过冷度下不同酒精浓度时的凝结状态。     

疏水微通道内流动冷凝流型实验研究

实验观测了水力直径为150μm,宽深比3,通道壁面水接触角为130°的疏水矩形微通道内的流动冷凝过程。发现疏水微通道内的流型主要有珠状流、珠状-环状复合流、珠状-喷射复合流和弹状-泡状流。由于壁面的疏水性,喷射流处仍能观察到珠状凝结。珠状-喷射复合流的位置随入口蒸汽Reynolds数的增大而向通道出口移动,喷射频率随Re_v增大而增大。珠状-喷射复合流之后为弹状-泡状流,喷射流产生汽泡会冲击前一汽泡并合并流向通道出口。     

PMMA低温表面液滴凝结过程的实验研究

为了解不同温度下有机玻璃(PMMA)表面蒸汽凝结相变、液滴生长以及传热的过程,对有机玻璃表面的液滴冷凝过程进行了可视化实验观测,将液滴的凝结形态、面积率、接触角及尺寸变化等参数进行了分析并绘制出变化曲线,发现蒸汽在有机玻璃表面凝结时可形成颗粒分明的珠状液滴,凝结时间越长液滴直径越大;底板温度越低,面积率越大,接触角越大。控制以上变量可以有效改善蒸汽凝结效果,有利于提高热量传递效率,为液滴相变(汽-液)特性和换热表面结霜除霜技术提供理论支持。     

结霜工况下R410A热泵空调器动态特性的数值模拟

将选用R410A工质的热泵室外换热器表面的结霜视为准稳态过程,建立了热泵系统的分布参数模型,用有限差分法对其在结霜工况下的动态特性进行了数值计算。换热器采用分相流模型,并考虑了室外换热器表面结霜引起风量下降及换热器管排布置的影响,毛细管模型中考虑了"闪点延迟"和"壅塞流"现象。计算结果表明,在霜开始形成阶段,室外换热器表面结霜有助于改善空气源热泵性能,而在结霜循环的后期,霜层厚度快速增长,热泵的制热量、性能系数等迅速下降。     

空气源热泵机组结霜问题的实验分析

基于空气源热泵在低温寒冷地区运行中遇到的结霜问题,对不同风速工况下,结霜过程中设备性能的变化进行分析,以换热量、换热系数为指标对不同翅型换热器的换热特性进行研究.实验结果显示:换热器结霜过程中,换热过程主要分为初始增加段、换热平稳段、缓慢衰减段、后期平稳等四段,结晶体在增加空气湍流度强化换热的同时,也增加了换热热阻使换...     

Analysis of frost visualization over a fin and tube heat exchanger by natural convection

In this article, studies are made on frost formation and flow over a fin and tube heat exchanger due to natural convection for various conditions of relative humidity, air ambient temperature, and mean refrigerant temperature. The results include frost deposition, steps of frost formation, and its effect on heat transfer rate for different conditions. The results show that frost is formed only on the tip of the fins with higher thickness from top to bottom due to small distance between the fins. Frost causes to trap the air which increases the thermal resistance and reduces heat transfer in the system.     

霜形成对翅片管换热器空气侧表面传热系数影响的实验研究

在空冷系统中,换热器空气侧的表面结霜问题是影响其应用和发展的主要问题。通过对结霜条件下翅片管换热器空气侧换热性能的实验研究,得出了空气湿度、翅片间距、风速等参数变化对空气侧当量表面传热系数的影响;结果表明在一定的范围内,结霜前期h0值随结霜时间τ急剧下降,在结霜后期,这些参数对h0值的影响大为削弱。     

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     

翅片管换热器结霜时霜密度和厚度的变化

本文根据理想气体状态方程和Clapeyron-Clausius方程推导出了计算用于霜密度变化的结霜量变化率的公式。计算时同时考虑了结霜的密度和厚度随时间的变化,得到了不同工况下用于霜密度变化的结霜量变化率、用于霜厚度变化的结霜量变化率随时间的变化规律以及霜的密度和厚度随时间的变化,为采取有效的除霜控制方法提供了依据。     

霜形成对翅片管式蒸发器性能影响的研究

符号表A面积，mZ7汽化游热、kJ／kgi冰a热扩散半，m‘／s。运动粘度，m勺sdn进口C质量百分数6厚度，mfat潜热D质扩散｝．4｛，ma／sP密度，ng／m‘e出口7烩，＊U一，时间，S，管排m质量，kgA导热系数，W／inKs饱和状态M质流量，ug／s。含湿量，ng水儿g空气sen显热Q制冷量，W下角T总的R气体常数a空气I管S间距，mb翅片间的中心位置。蒸气T温度，KF霜w壁面。；。；w，x，y，z向速度，m／s／翅片x和距离有关的局部分量1目u竟亏目前，热泵的应用越来越广泛，所遇到的最大问题就是蒸发器的结霜问题。结霜使蒸发器的传热情况恶化，同时使…     

风速对空气源热泵翅片管换热器结霜特性影响

针对风速对空气源热泵翅片管室外换热器结霜特性的影响进行了实验研究.实验结果表明,结霜量随风速的增加不是成线形增长,在风速为1.3m/s时结霜量最小.霜层厚度随着风速的增加反而减小,而翅片管换热器的最大换热量随着风速的增加而增加.     

采用铜铝复合管的翅片管换热器性能试验研究

针对铜铝复合管(ACC管)在空调用翅片管换热器中替代铜管应用进行了试验研究。分别对Ф7.94mm型管的全铜管、过冷段铜铝复合管、全铜铝复合管三种换热器进行了性能比较和成本分析。研究结果表明,在风速和风量不变的情况下,过冷段铜铝复合管换热器能力为8634.22W,高于全铜铝复合管的换热器的8389.36W,低于全铜管换热器的8989.07W。制冷剂侧能力测试中,过冷段铜铝复合管换热器平均值为8.885kW,与全铜铝复合管换热器平均值8.775kW相比高1.24%,与全铜管换热器平均值9.101kW相比低2.37%,与能力测试结果基本一致。与原换热器铜管相比,在相同条件下,铜铝复合管可以降低管材成本29.5%。综上所述,过冷段采用铜铝复合管的换热器能够取代铜管换热器应用在空调中,在不影响其换热性能的基础上,降低成本效果明显。     

小型通风换热器的实验研究

对自行设计加工的用于回收空调系统中余热的通风换热器进行了实验研究,并在冬季工况下对其工作特性进行了性能测试,得到了空调房间室内外温差和不同迎面风速对换热器的换热性能和流动阻力特性的影响。实验结果表明,该换热器具有换热效率高、阻力小的特点。其换热效率达到64．5％,具有明显的节能效果。