CO2滚动活塞转子膨胀机样机的研制

随着对环境问题的日益关注,自然制冷工质CO2跨临界循环系统的研究受到重视.但其效率还不能满足实际应用的需要,需要开发新的设备提高其运行效率.本文对替代节流阀的CO2滚动活塞转子膨胀机进行研制开发,对流量,气缸的容积,以及吸气控制系统进行了分析与设计,得到了在设计条件下的吸气关闭角和排气角,以及采用机械方法控制吸气量,同时对滚动活塞转子膨胀机内CO2膨胀过程的压力进行了分析,得到了压力随角度变化的情况.     

碳氢化合物/阻燃剂混合工质替代HCFC22的研究

为推进碳氧化合物(HCs)自然工质的安全应用,本文尝试引入阻燃组元,组成以自然工质为主体,环境特性、 安全性和循环性能俱佳的HCs/阻燃剂混合工质。对阻燃组元的选择原则和性能进行了探讨,通过理论循环分析,得出了 CO2/HC1270/R13I1等6种HCFC22替代物。     

制冷空调系统替代工质的发展现状及方向

本文主要针对CFC11、CFC12以及HCFC22介绍了目前替代工质的发展现状,阐述了混合工质以及氨、二氧化碳、碳氢化合物等自然工质作为替代工质的特点以及其发展现状,总结了制冷空调系统替代工质的发展方向。     

新型制冷剂的研究现状及应用前景

本文提出近自然工质的定义.发达国家环境日益恶化,美国率先研发用以替代汽车空调常用的R134a的新型制冷剂,并已在多个国家进行了替代测试实验.文章简述了一种制备此制冷剂的方法.通过对比分析几种常用汽车空调制冷剂的系统循环性能,指出在新旧制冷剂的替代过程中,我国应采用适合的过渡替代工质,并鼓励自主研发适用于我国的新型制冷剂.新型制冷剂的发展方向将是近自然工质和直接采用自然工质.     

二氧化碳低温制冷特性与跨临界应用研究

在工业制冷、食品冷冻冷藏和室内外热舒适调节等方面,CO2作为一种自然环保制冷剂愈来愈受到人们的青睐。近年来,CO2制冷剂的应用范围由原来的热泵热水器逐步扩大,从小型制冷装置上的饮料零售机、制冰机到大型超市的带热回收装置的并联机组等;而用于CO2工质的制冷循环也由单一的复叠、二次载冷系统扩展为跨临界、跨临界增压等系统。文中阐述了CO2在低温下的热力学性质与特性分析,以及在跨临界制冷循环中的应用和提高系统性能的方法。     

以污泥为原料污水为冷热源的燃气机热泵系统设计与分析

提出以污水、污泥为原料以及采用自然工质的燃气机热泵系统.在该系统中,污水处理厂的污泥生成沼气,沼气在燃气机中燃烧带动压缩机运转;处理后的污水作为热泵系统的冷(热)源向建筑物提供冷(热)量.对该系统做了分析,讨论了循环流程和几个关键部分,建立了计算模型,采用了当量冷凝温度分析法,以自然工质CO2和R290作为热泵系统的工质做了对比分析.通过提出污水污泥以及利用自然工质的燃气机热泵系统,以充分利用可再生资源达到节能环保的目的,为环保的可持续发展提供一些思路.     

CO2跨临界循环新型滚动活塞膨胀机的研究与比较

作为最有发展潜力的工质替代技术之一, CO2跨临界循环受到越来越多的关注,但CO2跨临界循环研究面临的最大问题是提高整个系统效率,使之能与普通工质循环竞争。为降低CO2跨临界循环的节流损失,开发膨胀机代替节流阀是研究的重要方向。本文对原开发的CO2滚动活塞膨胀机进行了改进,并对两种膨胀机进行了实验验证。研究表明改进后的新型膨胀机效率有了提高,在测试条件下,最大测试效率能达到47%。说明采用的改进措施是有效的。     

基于超音速两相膨胀的新型CO2制冷循环研究

提出了一种基于超音速两相膨胀的新型CO2制冷循环,开展热力学分析和模拟计算.结果 显示:在空调温区工况,新型CO2制冷循环COP较现有性能相对最优的CO2跨临界制冷循环COP提升了63.2％,且系统运行高压大大降低;自然工质气体添加剂对循环性能有较大影响,加入C2H6和N2后制冷温度更低,加入C2H6可提高相对卡诺效率,且随加入量的增加,效果越显著,当加入30％的C2H6时,可获得最大相对卡诺效率为0.93,较单一CO2的相对卡诺效率提高了26％,而加入N2则降低相对卡诺效率;超音速两相膨胀机入口压力、入口温度和旋流分离段出口压力均对循环性能有较大影响,可调节以上参数提升循环制冷表现.研究表明:新型CO2制冷循环具有较好的原理可行性,为CO2有效利用、人工合成制冷剂替代、CO2高效制冷提供一种可能的参考.     

机房自然冷却用CO_2热虹吸管实验与节能分析

数据中心机房自然冷却技术作为一种有效的数据中心节能冷却方法日益受到重视。基于热虹吸管的自然冷却装置具有小温差下优异的传热性能,有着良好的应用前景。本文针对以CO_2为工质的机房自然冷却用热虹吸管进行了实验和节能效果分析研究,并与R22进行了对比。实验结果表明,与以R22为工质相比,CO_2热虹吸管性能受充液率的影响更加明显,最佳充液率为150%,高于R22。对于处于最佳充液率的情况,CO_2和R22热虹吸管的传热量均随室内外温差的增加而增大,且CO_2热虹吸管的传热量高于R22。当充液率或室内外温差较小时,蒸发器上部存在蒸干区,随充液率或温差的增大而逐步消失。节能效果分结果表明采用CO_2工质替代R22可以显著提升数据中心全年的热虹吸自然冷却时间。     

采用CO_2天然混合制冷剂的制冷系统热力学分析

受工况条件的限制,CO2制冷系统在实际应用中往往需要采用跨临界循环,高压侧压力高达10MPa及以上。高的运行压力对系统各部件、设备的安全运行均提出更高要求,从而造成初投资增大。采用CO2混合工质,可以有效地改善纯的CO2系统存在的不足。针对三组CO2天然混合工质——R744/R290、R744/R600、R744/R600 a,在特定的工况条件下,对制冷系统进行了热力学理论分析和计算。探讨了混合工质中CO2不同质量配比、不同蒸发器出口制冷剂温度对系统制冷量、COP和冷凝压力的影响。结果表明:在相同工况下,R744/R290的冷凝压力比R744R/600高12~23%,比R744/R600 a高19~24%;R744/R290的COP值比R744/R600高33~41%,比R744/R600 a高25~32%。     

跨临界制冷循环中应用两相螺杆膨胀机的理论分析

本文在介绍利用环保、安全的CO2作为制冷剂的跨临界循环的基础上,分析了系统各部件的损失情况,并通过与常规工质对比,提出了采用汽液两相螺杆膨胀机取代系统中节流阀的方法。该方法可明显提高系统的COP,具有广阔的实际应用前景。文章结合CO2超临界流体的实际特点,对研制、开发CO2两相螺杆膨胀机提出了设计思想和建议。     

CO_2跨临界制冷循环中应用两相螺杆膨胀机的理论分析

本文在介绍利用环保、安全的ＣＯ２作为制冷剂的跨临界循环的基础上,分析了系统各部件的■损失情况,并通过与常规工质对比,提出了采用汽液两相螺杆膨胀机取代系统中节流阀的方法。该方法可明显提高系统的ＣＯＰ,具有广阔的实际应用前景。文章结合ＣＯ２超临界流体的实际特点,对研制、开发ＣＯ２两相螺杆膨胀机提出了设计思想和建议。     

喷水对半闭环燃气轮机循环的影响

本文对燃气轮机的简单循环、开环和半闭环系统,分别以空气和CO2作为工质、纯氧为氧化物、天然气为燃料时的热力循环过程,在喷水及不喷水条件下,利用自行设计的分析软件进行了较为系统的数值分析和性能评估,详尽分析了喷水量对使用空气或CO2作为工质的半闭环燃气轮机循环的影响,揭示了适量喷水有助于提高循环效率和输出功率的客观规律,为研制CO2零排放的高效燃气轮机装置奠定了坚实的理论基础.     

显微激光拉曼定量分析CO_2气体碳同位素组成方法研究

制备了一系列不同比例的~(12)CO_2/N_2和~(13)CO_2/N_2混合物,对样品进行显微激光拉曼测试分析后发现气体拉曼特征峰峰面积比与其摩尔分数比成正比例关系,拟合方程的斜率被认为是拉曼量化因子F_(12CO_2)和F_(13CO_2)。用气相组分中只含有~(12)CO_2和N_2的流体包裹体验证了当F_(12CO_2),为1.163 49时,根据气体的拉曼特征峰峰面积比能估算出其摩尔分数比。由线性拟合后的方程斜率得出F_(13CO_2)和F_(12CO_2)分别为1.610 86和1.163 49,它们的比率F_(13CO_2)/F_(12CO_2)是1.3845。在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件基础上,CO_2气体碳同位素摩尔分数比C_(12)/C_(13)可根据A_(12Co_2)/A_(13CO_2)(拉曼峰峰面积比)和F_(13CO_2)/F_(12CO_2)的乘积求出。此外,用已知摩尔分数比(C_(12)/C_(13))的人造包裹体验证了此方法具有一定的可行性,可以建立起定量分析CO_2气体碳同位素激光拉曼测试方法。     

CO_2两相流引射循环制冷系统性能的数值模拟

对引射器内部简化热力学模型进行了改进,建立了CO2两相流制冷系统的数学模型。利用MATLAB语言编写程序对该系统性能进行了模拟计算,分析了工况参数及引射比对引射循环系统性能的影响。模拟结果表明:CO2两相流引射循环制冷系统在较低的引射比条件下,就可以实现稳定运行,系统COP对气冷器出口温度的变化比较敏感,同时存在最优高压侧压力使系统COP达到最大;对于不同工况条件,CO2两相流引射循环制冷系统的COP比同工况条件下的传统系统的COP,理论上分别提高了11%～18%。     

Stalactite growth as a free-boundary problem: a geometric law and its platonic ideal

The chemical mechanisms underlying the growth of cave formations such as stalactites are well known, yet no theory has yet been proposed which successfully accounts for the dynamic evolution of their shapes. Here we consider the interplay of thin-film fluid dynamics, calcium carbonate chemistry, and CO2 transport in the cave to show that stalactites evolve according to a novel local geometric growth law which exhibits extreme amplification at the tip as a consequence of the locally-varying fluid layer thickness. Studies of this model show that a broad class of initial conditions is attracted to an ideal shape which is strikingly close to a statistical average of natural stalactites.     

应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ~(13)C的定量方法研究

单个流体包裹体同位素在研究岩矿古流体成因、矿床、油气和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的意义,激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的有效方法。本文提出应用显微激光拉曼光谱法来计算CO_2气体碳同位素值δ~(13)C。利用自行设计的装置将~(12)CO_2和~(13)CO_2按比例分别与N2混合,对混合气体样品进行显微激光拉曼测试分析后确定~(12)CO_2和~(13)CO_2的拉曼参数,这为用激光拉曼分析碳同位素值δ~(13)C奠定了理论基础。通过对不同比例的~(12)CO_2/~(13)CO_2人工合成CO_2包裹体样品和胜利油田CO_2天然气藏样品进行激光拉曼光谱分析,发现CO_2气体碳同位素摩尔分数比N_(13)/N_(12)与拉曼参数之间存在数学关系式,由此建立了根据碳同位素计算公式δ~(13)C=[(C_(13)/C_(12))_(样品)/(C_(13)/C_(12))_(标准)-1]×1 000‰,用激光拉曼分析获得的CO_2气体有关激光拉曼参数来计算δ~(13)C值的方法。按照该方法,应用显微激光拉曼光谱对胜利油田CO_2天然气藏样品分析计算其δ~(13)C值为-5.318‰,与用质谱仪分析测出的δ~(13)C值(-5.6‰)比较,其相对误差较小(≈5%),可以初步建立起应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ~(13)C的定量方法。     

高功率二极管激光器喷雾冷却实验研究

通过以液氨为制冷工质的开式喷雾冷却系统,在相同实验条件下研究了二极管激光器(DL)热沉喷雾表面分别为光滑表面、均匀密排微孔、深孔和多孔表面结构时的冷却效果,实验结果表明:在热流密度达到300W/cm2时,冷却表面温度均保持在28℃以内,适用于高热流密度下的DL热管理问题;喷雾表面均布微结构能显著强化喷雾冷却性能,当采用均匀密排多孔表面时,散热功率达511.5 W/cm2,对流传热系数为346 701.1W/(m2·℃),传热系数较光滑表面时提高了83.9%。