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。     

低压、低含汽量蒸汽-水两相临界流

一、引言 两相临界流研究高温、高压系统破口事故时,汽(气)-液两相流体的最高排放速度,是核电安全中的重要课题。由于两相流动的复杂性,两相临界流理论还没有到成熟阶段。不同试验者的数据,尤其是在低含汽量(x<0.02)时相差较大。     

基于不可压LBM的汽液两相流数值研究

本文利用格子Boltzmann方法(LBM)研究汽液分离过程与相界面的表面张力,在不可压单相LBM模型与Kupershtokh伪势模型基础上,通过引入Carnahan-Starling状态方程构建了一种单组份汽液两相LBM模型并开发了相应程序。本文采用周期性边界条件,模拟了汽液两相在不同初始密度下的分离过程,得到了两相完全分离的结果。此外,本文模拟了单个液滴从非平衡态到平衡态的演化过程,通过Laplace定律计算平衡态液滴表面张力与液滴半径、温度的关系,结果表明,LBM能较好地计算汽液两相流中的界面动力学问题;利用单组份汽液两相LBM模型与Laplace定律进行计算,结果表明液滴表面张力随温度升高而下降,该结论与实际流体表面张力与温度的关系定性上一致。这进一步验证了本文提出的单组份汽液两相LBM模型的有效性。     

用PVTX装置研究二元混合物的汽液平衡——由{PvTX}推算{TPxy}

混合工质的TPvX数据和汽液平衡(TPxy)数据是两类重要的热力学基础数据。前者主要用PVTX装置测定,后者则用汽液平衡釜结合色谱分析得到,但一般限于中、低压范围.倘用PVTX装置来研究混合工质的汽液平衡,由于其测量方便,精度高以及温度压力范围广,有其独特优点.常用的定容线斜率分析法和直接观察法,只能产生泡点(TPx)或露点(TPy)数据,而x、y不可兼得,要得全面的汽液平衡关系,实验量太大,因而此法受到限制.本文提出探讨的一种方法,由PVTX装置测定的两相区实验数据PvTX(X为混合物总组成)直接推算汽液平衡的TPxy数据,可以弥补前述方法的缺陷,直接提供高温高压汽液平衡数据,并把PvTX和TPxy两类数据统一起来研究.     

汽液分离器对两相流引射器制冷系统性能的影响

针对汽液分离效果差的问题,重新设计了应用于两相流引射器制冷系统的汽液分离器,将使用新汽液分离器的两相流引射器制冷系统的性能与原系统进行了比较,分析了汽液分离器对引射器性能及制冷系统性能的影响。实验结果表明:重新设计的汽液分离器分离效果大大改善,对于不同的实验工况条件,采用新设计的汽液分离器的两相流引射制冷系统,主蒸发器制冷量由占总制冷量的21.1%~27.8%,提升到82.2%~87.3%,主蒸发器起到了主要作用;在引射器结构参数相同的条件下,引射器的引射比由0.2~0.46提升到0.56~0.64;采用新设计的汽液分离器系统制冷量和COP均与原系统基本相同。     

螺杆槽道内气液两相流流型及压降特性研究

本文应用高速摄像技术对螺杆槽道内气液两相流的结构特征进行可视化研究。分析了螺杆槽道内三个视角下的气液两相流型图的变化趋势,并将螺杆槽道的气液两相流型图与Taitel流型图的流型转换边界进行对比分析。在均相流一维的压降计算模型的基础上,本文通过实验数据拟合得到螺杆槽道全液相摩阻倍增系数,分析质量含气率及液体流速对螺杆槽道压降的影响。     

CO2跨临界循环中膨胀过程的对比与分析

本文对于CO2超临界流体的等熵膨胀和等焓膨胀过程进行了热力学分析、计算和对比,发现等熵膨胀过程与等焓膨胀相比,增大了有效制冷量,增大的数值略大于所回收的膨胀功.而且对于减小节流损失的回热循环和膨胀机循环进行了分析和对比,对于选用原则给出了具体的判定方法.本文还进行了膨胀机中膨胀过程的热力学分析,分别得出了超临界区和两相区的膨胀功来源,及变化规律.经分析,本文作者认为可以采用"闪蒸破碎模型"简化汽液两相流绝热膨胀基本特性方程.最后,本文对膨胀机实际工作的不可逆因素进行了分析.     

单纤光纤探针测量空泡份额的实验研究

1前言气（汽）液两相流广泛应用于工业过程中。空泡份额是气（汽）液两相流的重要参数，它与流场、压力、热流密度和流型等密切相关。由于目前的理论计算模型还有较大的局限性，因此实验测量是研究气（汽）液两相流空泡份额的最主要的研究手段。经过近几十年的研究，各国学者开发出了许多有价值的空泡份额测量方法，其中包括平均空泡份额测量方法和局部空泡份额测量方法，这些测量方法本身各有各的局限性和一定的针对性。本文研究水平管束间汽液两相流流动和沸腾传热特性，流道中加热管柬的存在对流体流动产生强烈的影响，使管束间汽液两相…     

汽液界面动力学行为与热力学性质的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法研究了热平衡条件下的汽液界面的动力学行为和热力学性质。统计获得了界面区的密度、压力张量及温度的分布,并且从分子层次观察分析了界面结构和动力学特性。研究表明汽液界面是一个随时间起伏涨落的曲面,界面层的分子并不是处于液相和蒸汽相之间的一种过渡状态,从汽相到液相密度的连续变化是长时间的统计结果,汽渡过渡区的厚度与汽液界面区的密度涨落的范围是一致的。对于平衡条件下的汽液界面,由于汽液相变的影响,在紧贴界面处存在一个分子平均动能非平衡分布的区域。此非平衡区域的存在与汽液两相的宏观热平衡并不矛盾,但可能对蒸发／凝结流率的估计有不可忽略的影响。     

模拟盒参数对汽液体系模拟过程的影响

为探讨模拟盒参数对分子动力学模拟影响这个长期被忽略的问题,采用Verlet-List搜寻法和Leapfrog差分算法,对分子数目为1000的汽液共存体系进行分子动力学模拟,得到了系统温度为100K时,汽液两相密度、表面张力随系统切片数、汽相空间尺寸、液膜厚度以及步长等模拟盒参数的变化情况.研究结果表明,系统切片数不会影响表面张力及两相密度;体系z轴无量纲长度为60时,模拟值与实验值吻合较好;液膜无量纲厚度达到13以后,液相密度将趋于稳定,两侧界面分子不会相互影响;分子动力学步长不影响平衡后的系统密度,但对表面张力的计算影响较明显.     

水平管内相积存造成深冷混合工质变浓度分析

因多相流动中汽液速度差而造成相积存(Holdup)是深冷混合工质节流制冷系统中混合物浓度偏析的一个重要因素。本文建立了因相积存造成浓度变化的计算模型,在随管长存在分布热负荷(受热或冷却)情况下,考查了水平直管内深冷多元混合物因汽液相积存造成的循环浓度偏析情况。     

强制循环到自然循环过渡过程中流动不稳定性的研究

本文对安装有引射器的回路系统从强制循环到自然循环的过渡特性进行了实验研究和数值模拟，实验结果表明，在过渡过程中、当加热功率超过某一限度，系统内将发生密度波型汽液两相流动不稳定性，危及设备的安全运行。数值模拟采用汽液两相热力学非平衡模型以考虑过冷沸腾对流动不稳定性的影响，使用迭代解法求解差分方程，数值模拟结果与实验结果相当一致。     

低进汽压力下超音速两相流升压特性实验研究

本文采用实验方法研究了进汽压力为0.2 MPa以下时,由蒸汽喷嘴、混合腔及相应的阀门和管道组成超音速汽液两相流升压加热装置的运行特性。实验表明在进汽压力为0.1 MPa-0.2 MPa时,超音速汽液两相流升压加热装置都可稳定可靠地运行,且升压效果明显,可满足电力、供暖、轻工等许多行业蒸汽加热的要求。     

环周进汽两相流喷射升压过程实验研究

本文用实验方法研究了环周进汽/中心进水的超音速两相流喷射升压过程,得到混合腔内压力随进水温度、进汽压力和出水流量的变化趋势,研究了整体升压性能随实验参数的变化规律,揭示了环周进汽汽液两相流喷射升压装置的升压机理。这些工作对该装置的进一步研究有重要的理论指导意义。     

超音速汽液两相流激波的理论研究

建立了超音速汽液两相流激波过程的数学模型,得到了激波前后的流动关系,并对激波后的流动规律进行了初步分析,建立了两相扩压段的优化模型。研究结果表明,在激波后,流体压力上升,速度下降,与单相气体的正激波特性相似;其对应的音速与汽液两相流体的空泡率、压力及液相密度等因素有关。     

顶角耦合的密度依赖对核物质汽液相变的影响

通过Furnstahl,Serot和Tang模型,在引入核子-核子-ρ介子(NNρ)耦合强度对密度的依赖关系的条件下研究了核物质的汽液相变.证明存在一个极限压强P_lim,当压强P>P_lim时,不可能两相共存,即不可能发生汽液相变.     

多元低温混合工质相平衡计算模块的开发

微型J-T制冷机是当前低温领域的研究热点之一,采用混合工质可以大幅度提高其热效率。而对多元混合物相平衡计算一直是人们努力研究的内容之一,本文在理论研究的基础上开发了一套完整的计算程序,可用来计算多元混合物的汽-液(LV)、汽-液-液(LLV)、汽-液-液-固(LLVS)相平衡。     

螺杆螺旋通道内气液两相流流动特性研究

本文以水和空气为工质对螺杆螺旋通道内气液两相流流动特性进行研究,采用可视化的方法对螺杆螺旋通道内流型结构进行观察,观察到通道内不同转角位置处的气液两相流型及其特征。根据实验观测结果,绘制了三个转角位置的流型图,并对各流型特征和流型之间的转换界限进行分析,给出了泡状流向间歇流转变、环状流向间歇流转变的准则关系式。     

光辅助超高真空CVD系统制备SiGe异质结双极晶体管研究

介绍了采用紫外光化学汽相淀积(UVCVD)、超高真空化学汽相淀积(UHVCVD)和超低压化学汽相淀积(ULPCVD)技术研制的化学汽相淀积(CVD)工艺系统,简称U³CVD系统.应用该系统,在450℃低温和10^-7Pa超高真空环境下研制出了硅锗(SiGe)材料和硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)材料.实验表明,该系统制备的SiGe HBT材料性能良好.