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。     

发汗冷却换热过程的实验研究与数值模拟

本文对水平矩形槽道内湍流对流换热与发汗冷却进行了实验研究和数值模拟。实验结果表明:随着冷却气体流量的增加,发汗冷却壁面温度、局部对流换热系数和Nu数都迅速下降;在注入率为1％时,壁温下降了约40％,对流换热系数降低至50％左右。随着注入率的增大,壁面热流先是增加,在F=0.7％-0.8％左右时达到一个最大值,随后下降。St/St0随着注入率的增大而降低; St／St0的实验值与由已有关联式以及数值计算得到的值基本吻合。     

R290房间空调器空泡系数模型适用性实验研究

R290作为一种天然工质,环保性能显著,其基本物理性质与R22相近,是替代R22的潜在工质之一。为了找到适用于R290房间空调器两相区制冷剂质量计算的空泡系数模型,选用11种典型空泡系数模型,对制冷剂质量进行了计算,并与在标准工况下,采用焓差实验方法测得的结果进行比较。结果表明,R290房间空调器制冷工况下充注量计算宜采用Hughmark模型,偏差为6.30%。     

混凝土材料动态力学性能实验与数值模拟研究

 利用轻气炮对素混凝土材料进行了3种不同冲击速度下的动态力学性能实验,得到了时间-应力曲线,随后利用软件进行数值模拟,将模拟结果与实验结果进行比较,解释了飞片和靶板破坏过程中波的传播过程。通过分析发现：混凝土材料表现出明显的率相关性、滞后效应和应力波的衰减特征,这些与材料内部损伤的演化密切相关;混凝土材料在压缩波、边侧稀疏效应和左、右自由表面反射拉伸波的共同作用下,最终形成宏观破碎;实验中靶板尺寸设计合理,有效避免了边侧稀疏效应对锰铜压阻计测试信号的影响。     

蓄冷板冻结过程的数值模拟与实验研究

文中对蓄冷板内共晶液的热力学特性进行了分析。运用数值方法对不同温度下的NaCl蓄冷板冻结过程进行模拟研究,并实验验证了模拟的准确性。研究结果表明:当环境温度低于共晶液的共晶温度-21.2℃时,蓄冷板内共晶液开始相变所需的冷冻时间与环境温度有较大影响;蓄冷板出现结晶后直至共晶液完全冻结的相变过程受环境温度的影响较小。     

R410A替代R22制冷系统的实验与分析

一个特别设计的高精度实验台,可用于不同制冷剂在同一工况下的性能测试及同一制冷剂在不同工况下的性能测试.本文在此实验台上分别对以R22、R410A为制冷工质的制冷系统在20种工况下进行了系统的实验研究,并建立了该实际循环的稳态模型,对R410A及R22系统在同一工况下的性能进行了比较,给出了R410A系统及R22系统性能上的差异.     

热膨胀动态过程的理论和实验研究

 本文列出了一维点阵非谐振动的非线性微分方程组，并求出了这组方程在相应边值条件下的解析解。据此算出了该点阵的热膨胀系数和热膨胀动态过程的特征时间，同时说明了它的物理意义。关于金属箔的实验结果，可以作为这一理论预言的一个验证。这些结果还告诉我们，在高速加热时，即使温度均匀而且膨胀自由，热应力仍然存在，不过将很快弛豫。     

低温恒速过滤器滤饼生成动态模拟与实验研究

基于滤饼压缩与分层理论,建立低温恒速过滤过程滤饼动态生成离散化模型。引入适用于Darcy公式的滤饼比阻连续性方程、适用于Carman-Kozeny公式、Happel Cell方程和Ergun方程的滤饼孔隙率连续性方程。为验证模型,利用褶皱型316L不锈钢烧结丝网过滤器实施低温恒速过滤实验,滤浆由液氮与干冰颗粒组成。使用Matlab软件编程并基于反抛物线插值法计算,结果表明,颗粒沉积因子λ=1时,由于未考虑颗粒沉积比例,模拟结果与实验结果吻合度较差,且λ值与滤浆流量成正比; Happel Cell方程在其适用范围内滤速相对较高时,模型准确度最高,可用于预测滤饼特性。     

动态法测定良导体热导率的实验研究

对“用动态法测定良导体热导率”实验的数据处理方法进行了探索，提出两种改进方法并在实际应用中得到了较好的效果，对实验涉及到的准一维热传导方程及其波动解作了理论分析（引入了散热修正）和解释。     

R410A和R22在水平强化管内的蒸发和冷凝性能

空调器高效节能、环保及小型化发展的要求,促进了高效换热管及新型冷媒应用的发展。本文建立了无润滑油的实验台,并比较了混合工质R410A和单一工质R22在两种9．52．mm外径水平强化管:新型铜管Turbo-DWT和常规应用的内螺纹铜管Turbo-A中蒸发和冷凝的换热性能。在蒸发100-400 kg／m2·s和冷凝209-800 kg／m2·s的实验范围内,对比综合性能可知:新管型Turbo-DWT冷凝性能优于Turbo-A,效率高63％(R410A),而蒸发性能却略弱;无论是蒸发还是冷凝工况,R410A的综合性能均高于R22在57％以上(DWT)。     

冷藏展示柜蒸发器优化布置的数值模拟及实验研究

以冷藏展示柜为对象,建立了物理数学模型,用SIMPLE方法计算了3种蒸发器布置型式下柜内空气流动换热的温度场,并对柜内的温度变化过程进行了实验研究,实验结果与模拟计算结果吻合较好,验证了数值模拟的可靠性.通过数值模拟和实验研究得到冷藏展示柜蒸发器最优布置型式.     

机房空调在变环境温度下的数值模拟与实验研究

文中对变环境温度下的机房空调进行研究,利用实验研究与Matlab编程模拟相结合的方法,比较了不同工况下性能参数的模拟值与实测值,其偏差控制在10%左右。从研究结果中得出,随着冷凝器进风温度从35℃降低到5℃,压缩机的压比、输入功率降低,制冷量增加,整个机组的制冷系数迅速升高,从2.23迅速升高到4.24,提高47%。以及所选模型中存在的问题,分析了出现问题的原因,为机组进一步优化打下良好基础。     

Experimental study and CFD simulation of rotational eccentric cylinder in a magnetorheological fluid

In this study, a magnetorheological (MR) fluid is prepared using carbonyl iron filings and low viscosity lubricating oil. The effects of magnetic field and weight percentage of particles on the viscosity of the MR fluid have been measured using a rotational viscometer. The yield stress under an applied magnetic field was also obtained experimentally. In the absence of an applied magnetic field, the MR fluid behaves as a Newtonian fluid. When the magnetic field is applied, the MR fluid behaves like Bingham plastics with a magnetic field dependent yield stress. Afterward, the results compared with those of CFD simulation of two eccentric cylinders in the MR fluid. Results show that the influences of MR effects, caused by the applied magnetic field, on the model characteristics are significant and not negligible. The viscosity is enhanced by increasing of the magnetic field, eccentricity ratio and weight percentage of suspensions. The MR effects and increasing of weight percentage and eccentricity ratio also provide an enhancement in the yield stresses and required total torque for rotation of inner cylinder. Also the simulation results indicate a good representation of the experiment by the model.     

低温制冷机与ZBO存储系统耦合数值模拟

介绍了基于低温液体压力控制技术搭建的一套小型实验装置,并针对实验中的一项关键内容-低温制冷机与零蒸发(ZBO)存储系统耦合建立了采用CFD软件的数学模型.根据实验装置中的已知参数以及设计计算结果,模拟了制冷机关闭状态下不同时刻液氮贮箱内流体分布、制冷机开启状态下分别采用紫铜箔与高温热解石墨传热元件时,低温贮箱内流体及导热带上温度分布情况.由模拟结果得知,石墨比紫铜具有更强的冷量传输能力,使贮箱内液氮温度和压力更低,体现了高效耦合性,从而在理论上验证了采用石墨传热元件的可行性.最后针对实际情况,提出了石墨与铜导热带相结合的传热结构.     

单隔间内氢气流动分布特性数值模拟与实验验证

以局部隔间氢气流动分布特性研究实验装置中的单个隔间作为几何结构,建立小空间内氢气分布数值研究的计算流体动力学分析模型,对不同湍流模型适用性展开讨论分析,通过对比实验数据和模拟数据,给出最优湍流模型的选择,进一步对低质量流量工况下氢气在小空间内的流动分布进行数值模拟。模拟结果表明：在选取的6种两方程湍流模型中,采用Realizable k-ε、RNG k-ε、Standard k-ε湍流模型计算得到的结果与实验值吻合较好,能够准确地反映氢气在小空间内的释放过程和分布情况;低质量流量工况下,氢气主流区域径向范围较小,氢气在容器中上部呈稳定均匀分布。

     

气体放电紫外辐射特性的数值模拟

为了提高共面介质阻挡放电(DBD)的真空紫外线(VUV)辐射效率,采用流体模型研究了Ne/Xe混合气体的压强及Xe含量对DBD真空紫外辐射特性的影响。数值模拟结果表明:在一定的放电电压下,增加Xe的含量或气体压强,147nm的真空紫外辐射效率明显下降,但173nm真空紫外辐射效率得到了较大的提高,即总的VUV辐射效率有较大的提高;气压过高会降低VUV辐射总量(发光亮度)。     

涡旋板弹簧的有限元分析及实验

板弹簧支承技术是线性压缩机的关键技术之一,在为活塞提供轴向回复力的同时,还用来支承压缩活塞、保证密封间隙。在优化分析的基础上,文中设计制造了一款三臂涡旋板弹簧。利用ANSYS有限元软件分析了该款板弹簧的轴向刚度、径向刚度、应力分布以及固有频率特性,并对板弹簧的轴向刚度和固有频率进行了实验研究。实验结果表明,采用有限元分析方法分析板弹簧性能是有效的。     

同轴插板式相移器数值模拟与实验研究

 根据同轴插板式相移器的基本工作原理,对该相移器进行了数值模拟与优化设计,并重点研究了其结构工艺和相移控制方式。在此基础上研制了一个中心频率为4.1 GHz的相移器模型,并通过矢量网络分析仪进行了实验测量。测量结果表明：在4.0～4.2 GHz的频带范围内,该相移器可实现90°的相移量,相移量化精度为1°,相移精度为±１０°,相移器插损1.5 dB。     

同轴插板式相移器数值模拟与实验研究

根据同轴插板式相移器的基本工作原理,对该相移器进行了数值模拟与优化设计,并重点研究了其结构工艺和相移控制方式。在此基础上研制了一个中心频率为4.1 GHz的相移器模型,并通过矢量网络分析仪进行了实验测量。测量结果表明：在4.0～4.2 GHz的频带范围内,该相移器可实现90°的相移量,相移量化精度为1°,相移精度为±１０°,相移器插损1.5 dB。