新型双级间接蒸发冷却系统性能理论研究

本文提出了一种新型双级间接蒸发冷却(IEC-TIEC)系统,其中普通叉流回热式间接蒸发冷却器(IEC)与热电辅助间接蒸发冷却器(TIEC)串联运行。建立了该系统的物理及数学模型,在不同热电制冷模块的运行参数(工作电流及模块数量)条件下,对比分析了新型双级间接蒸发冷却系统与单级热电辅助间接蒸发冷却(TIEC)系统的性能,结果表明IEC-TIEC系统的COP与露点效率均优于单级TIEC系统;研究了一次空气入口参数(温度、相对湿度、质量流量)对IEC-TIEC系统的COP与露点效率的影响规律。此外,对系统的四种不同质量流量分配比进行了优化分析,结果表明,存在最佳的质量流量分配比使得系统COP最大;在系统总换热面积一定的约束条件下,对系统中叉流回热式间接蒸发冷却器换热面积占系统总换热面积的比值进行了优化。     

环境工况对弧形板逆流蒸发冷却器性能影响

本文设计了弧形板片式露点蒸发冷却器,研究了环境工况和进气速度比对其冷却效率的影响。研究结果表明:在研究范围内,工作气体与产出气体进气速度比为1.5时冷却效率最大,达到126.24%;通过与传统结构对比,在相同的进气温度、环境湿度、进气速度条件下,该种间接蒸发冷却器冷却效率最大可以提高10.32%、25.82%、13.87%。     

新型逆流式露点间接蒸发冷却器性能研究

提出了一种新型的逆流式露点间接蒸发冷却器,研究了进气的相对湿度、温度变化对其冷却(湿球)效率的影响。结果显示:相对湿度和温度的变化对冷却器的冷却(湿球)效率具有显著的影响,较低的相对湿度和温度能获得较高的冷却(湿球)效率,所有运行条件下的冷却(湿球)效率超过100%。当环境温度为303.15K,相对湿度为10%时,冷却器的效率最高为128.5%,表明冷却器具有较好的降温效果;改进后的结构相比较原始结构,进口压力降低1.107%,产气温度降低了0.314K。     

新型逆流式露点间接蒸发冷却器性能研究北大核心

提出了一种新型的逆流式露点间接蒸发冷却器,研究了进气的相对湿度、温度变化对其冷却(湿球)效率的影响。结果显示:相对湿度和温度的变化对冷却器的冷却(湿球)效率具有显著的影响,较低的相对湿度和温度能获得较高的冷却(湿球)效率,所有运行条件下的冷却(湿球)效率超过100%。当环境温度为303.15K,相对湿度为10%时,冷却器的效率最高为128.5%,表明冷却器具有较好的降温效果;改进后的结构相比较原始结构,进口压力降低1.107%,产气温度降低了0.314K。     

逆流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器性能研究

提出一种逆流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器,该冷却器可将空气温度降低到湿球温度以下并接近露点温度。本文研究了不同的通道长度、产气通道高度、工作通道高度对露点间接蒸发冷却器冷却效率的影响。结果表明:在研究范围内,湿球效率随通道长度的增加而增大,随产气通道高度的增加而减小。在工作通道高度为2~10mm间时,随工作通道高度的增加,湿球效率先增大后减小,且在工作通道高度为5mm时湿球效率最大。     

逆流式露点间接蒸发冷却器性能及优化研究

对逆流式间接蒸发冷却器的性能进行研究,分析其进出口空气速度及通道的变化对性能的影响,并基于响应面曲线法对其性能进行优化。结果显示,在进气速度0.5m/s~4m/s的范围内,通道高度分别为3mm、5mm和7mm时,温度能降低16.81K、15.71K和13.1K,工作通道进出口压力差值变化分别为24.23Pa~481.46Pa、21.65Pa~241.13Pa和12.65Pa~163.09Pa,表明较小尺寸的通道可以实现更好降温效果,而较大尺寸的通道压力变化较小,可见进气速度和通道尺寸对蒸发冷却器的性能影响十分显著;进一步的优化获得了最优的性能参数,为间接蒸发冷空调的应用提供了理论指导。     

间接蒸发冷却式板式换热器热工特性实验研究

本文介绍了研制过程中一种由带弧形表面凸起物的换热板所组成的，间接蒸发制冷板型换热器的热工特性，主要研究了影响换热效率E，板面水温及热流密度的影响因素，实验研究表明：换热器效率受喷水的水／气比值影响不大，受迎面风速影响较大，一次风干球温度的提高使得换热器效率及热流密度均有所提高，本组换热片换热效率在一定长度下，在二次风／一次风之比为0．8时，为0．80左右，文中分析了能效比EER在各种情况下的变化。     

固体吸附式制冷系统性能的实验研究

搭建了吸附系统性能实验装置和吸附式制冷实验台,将活性炭与铝屑混合配置作为研究对象。实验表明:当活性炭与铝屑的混合比例为10:7时,该混合吸附剂吸附率最大;解吸温度从82℃升到96℃时,蒸发温度与解吸温度成负相关,当解吸温度为96℃时,蒸发温度最小为14.2℃;解吸温度从82℃升到96℃时,系统COP与解吸温度成正相关,当解吸温度为96℃时,系统COP最大为0.212。     

微槽群相变与热电制冷结合的激光器冷却系统

本文运用微槽群复合相变和热电制冷(TEC)技术来实现激光器系统低温下的高热流密度散热.通过对不同工质在不同充液率下的实验研究发现,工质和充液率对系统的运行状况有重要的影响.在选用甲醇作为循环工质,并且在系统充液率为1.5的情况下,系统能够达到所需的散热冷却效果;本文实验分析了冷凝器的工作状况对蒸发器表面温度的影响,提出通过提高TEC制冷片的制冷量和强化铜散热片的散热能力来降低冷凝器的温度,进而降低蒸发器的温度.     

间接冷却制冷系统的性能研究

使用间接冷却载冷剂的制冷系统既可达到制冷的要求,又可以减少制冷剂的使用量,并且制冷剂流经的设备便于集中管理,安全性能大大加强。实验研究了使用30%-40%浓度的乙二醇溶液作为载冷剂的保鲜冷库系统性能。研究发现,冷库温度、载冷剂流量、冷库湿度都对间接冷却制冷系统性能有影响,冷库温度在4℃左右,载冷剂流量过低,冷库湿度过高都对系统运行不利,在使用间接冷却制冷系统时,需要控制以上参数在合适的范围。     

Performance of thermoelectric generator with graphene nanofluid cooling

Improvement of the heat transfer of the cold side is one of the approaches to enhance the performance of TEG systems.As a new type of heat transfer media, nanofluids can enhance the heat transfer performance of working liquid significantly.Based on a three-dimensional and steady-state numerical model,the heat transfer and thermoelectric conversion properties of TEG systems were studied. Graphene anoplatelet aqueous nanofluids were used as the coolants for the cold side of the TEG system to improve the heat transfer capacity of the cold side. The results showed that the heat absorbed by the hot side, voltage, output power, and conversion efficiency of the TEG system were increased greatly by the nanofluid coolants.The output power and the conversion efficiency using 0.1-wt% graphene nanoplatelet aqueous nanofluid as the coolant are enhanced by 26.39% and 14.74%, respectively.     

板式离子风散热系统性能研究与优化

为探究板式离子风散热系统的性能和提供系统优化的新思路,提出一种针-平行板电极的板式离子风发生器,讨论针的位置、板间距、板厚等参数对风速和对流换热系数的影响,利用热红外成像仪分析板电极产生离子风时的温度分布以及焦耳热效应对热传递的影响。结果表明针电极距板外10 mm、板间距10 mm和板厚1.5 mm为优选方案,最大传热系数达25 W·m^-2·K^-1。     

Tm3+掺杂材料激光冷却的研究

固体材料的激光制冷又称反斯托克斯荧光制冷,是近年来刚兴起的全光学制冷技术。该技术的核心问题是制冷材料的选择。以Tm^3＋掺杂离子为例,从理论上分析了最小制冷能级间距与激光抽运速率的关系,研究了不同抽运速率下制冷功率与能级间距的关系以及热-光转换效率与能级间距的关系,获得了最佳热-光转换效率与抽运速率的关系。结果表明,最小的制冷能级间距约为4500cm^-1,能级间距在5000～6000cm^-1的宽度是比较合适的。最后探讨了Tm^3＋掺杂材料用于激光冷却的可行性,许讨论了制冷基体材料的合理选择问题。     

涡轮叶顶冷却布置对叶顶传热冷却性能的影响

本文采用数值模拟的方法,对比分析了1+1/2对转涡轮四种不同的叶顶冷却布置方案对叶顶传热、冷却性能以及气动特性的影响。四种布置方案分别是:靠近压力面垂直叶顶方向、靠近压力面且与叶顶有30°出射角、中弧线位置垂直叶顶方向、中弧线位置有30°出射角。研究表明,气膜孔沿压力面布置与气膜孔沿中弧线布置相比可以降低叶顶传热系数;由于气膜孔倾斜布置气膜射流动量降低,且削弱了肾形涡的影响,气膜的侧向覆盖范围增大。因此气膜孔靠近压力面布置可以提高气膜冷却效率;气膜孔靠近压力面且有30°出射角比垂直布置叶顶热负荷减少2.7%。另外,气膜孔靠近压力面布置可以降低主流的泄漏流量,有利于减小泄漏损失和提高涡轮效率。     

Maximum Efficient Power Performance Analysis and Multi-Objective Optimization of Two-Stage Thermoelectric Generators

Two-stage thermoelectric generators have been widely used in the aerospace, military, industrial and daily life fields. Based on the established two-stage thermoelectric generator model, this paper further studies its performance. Applying the theory of finite-time thermodynamics, the efficient power expression of the two-stage thermoelectric generator is deduced firstly. The maximum efficient power is obtained secondly by optimizing the distribution of the heat exchanger area, distribution of thermoelectric elements and working current. Using the NSGA-II algorithm, multi-objective optimizations of the two-stage thermoelectric generator are performed thirdly by taking the dimensionless output power, thermal efficiency and dimensionless efficient power as objective functions, and taking the distribution of the heat exchanger area, distribution of thermoelectric elements and output current as optimization variables. The Pareto frontiers with the optimal solution set are obtained. The results show that when the total number of thermoelectric elements is increased from 40 to 100, the maximum efficient power is decreased from 0.308W to 0.2381W. When the total heat exchanger area is increased from 0.03m2 to 0.09m2, the maximum efficient power is increased from 0.0603W to 0.3777W. The deviation indexes are 0.1866, 0.1866 and 0.1815 with LINMAP, TOPSIS and Shannon entropy decision-making approaches, respectively, when multi-objective optimization is performed on three-objective optimization. The deviation indexes are 0.2140, 0.9429 and 0.1815 for three single-objective optimizations of maximum dimensionless output power, thermal efficiency and dimensionless efficient power, respectively.     

Performance Analysis of a Modular Adsorption Cooling System with Sonic Vibration in the Adsorber

This article presents a performance evaluation of an adsorption cooling system using activated carbon–methanol as the working pair. The desorption process was enhanced by a sonic-wave generator attached to the center of the side of the adsorber. The results show that the sonic-wave activation reduced the cycle time of the heating–condensation process and improved the system performance in terms of coefficient of performance, specific cooling power, and volumetric capacity power, of which the highest achieved for this system were 0.619, 229.15 W/kg, and 17.61 cm³/W, respectively.     

基于一维弹道导体的三端纳米线制冷机的性能优化

基于一维弹道导体,建立了三端纳米线制冷机模型.该模型是由一个中间空腔和左右电子库组成,中间空腔和两电子库通过一维纳米线导体进行连接.利用朗道方程和基本热力学公式推导出两电子库之间电荷流和能量流的表达式,进而得出该制冷机模型的工作区间,然后分析其性能特征并讨论制冷机性能优化.研究表明:不同的参数下该制冷机会有不同的制冷区间,但每个制冷区间都存在一个温差上限,超过该温差,此装置将不能进行制冷.制冷率随制冷系数变化的特征曲线为回原点扭叶型曲线,这为衡量该制冷机性能提供了重要指标.尽可能减小纳米线的能级宽度会提高该制冷机的工作性能.     

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。     

自然循环预冷和低温热管耦合系统的初步实验研究

介绍的高效低温传热方法主要包括 :自然循环冷却法和基于自然循环预冷及低温热管的高效低温冷却方法。自然循环冷却法的特点是在大温差条件下实现物体的快速冷却。一旦被冷却物体到达或接近低温液体的温度 ,将产生循环动力不足的情况 ,必须采用诸如气体引射或容器自增压等方法加以解决。而低温热管的特点在于能在小温差条件下 ,传递大量的热能。文中将自然循环预冷法及低温热管技术有机结合 ,综合自然循环和低温热管的优点 ,取长补短 ,既可以在很短的时间内使被冷却物体的温度降低下来 ,又可以保证被冷却物体的温度波动较小。文中还详细给出了基于自然循环预冷及低温热管的高效低温传热单元的设计及试验结果