蒸发冷却试验台空调系统关键问题的研究(2)——节能检测方案探讨

对在蒸发冷却综合性能试验台上分别模拟标准干燥和标准高湿2种工况对各类不同的蒸发冷却空调设备进行试验研究时,试验台空调系统的运行调节方案进行了研究分析。结合被试设备的空气处理特点,分别探讨了在该试验台上进行不同工况试验时,试验台空调系统引进室外新风和排风的最佳比例的确定方法,并给出了随着不同季节室外空气参数变化,新风和排风比的推荐值,以期达到降低试验能耗的目的。     

转轮式两级蒸发冷却空调机组的试验研究

提出了一种低空调能耗,新、排风能量回收的转轮式两级蒸发冷却空调系统,第一级采用转轮式间接蒸发冷却器,第二级采用填料式直接蒸发冷却器,排风侧采用的散热方式:排风经过填料式直接蒸发冷却器降温后进入转轮回风侧,并制作出试验样机。对试验样机各功能段的性能进行了测试。结果表明,在试验测试范围内,转轮间接蒸发冷却段的最佳排风、新风风量比β为1.1,整机联合运行时,机组最终出风温度19.9℃,低于入口新风的湿球温度21.9℃,机组温降可达到12.5℃。     

单相阶段板式多喷嘴阵列喷雾冷却的试验研究

喷雾冷却由于在较小的工质流量下可以实现很高的散热能力,在高热流密度散热、电子元器件热控等领域具有广阔的应用前景。针对较大面积的发热表面的温度控制和热量散出,本文建立闭式喷雾冷却循环系统,并选取板式多喷嘴阵列,对其在单相阶段瞬态和稳态时的换热特性进行研究。系统选取水为工质,冷却30mm×30mm的发热表面。试验中测试了板式多喷嘴阵列的雾化性能,并得出了在单相阶段时瞬态的温度变化曲线和不同体积流量下的喷雾冷却曲线。试验结果表明,板式多喷嘴阵列的雾化特性较为均匀,且喷雾冷却在单相阶段能达到较高换热性能,而流量对换热影响明显,在更大的流量下换热性能更显著。     

冷却液汽化量对射流冷却系统散热性能的影响分析

射流冷却的换热是包含强迫对流、核态沸腾和蒸发散热等多种换热形式共同作用的结果,冷却液流量的过多或过少都会影响到射流冷却技术的散热性能。文中基于射流冷却技术的两相换热机理和换热理论分析模型,对换热过程中冷却液的汽化量进行分析,用汽化量和芯片表面温度的关系变化曲线来作为评估射流冷却系统散热性能变化的依据。通过对射流冷却换热过程中汽化量进行测试计算表明,在射流冷却系统内冷却液汽化质量比达到47%左右时,芯片表面温度最低,射流冷却系统换热性能最佳。通过该研究分析工作,为射流冷却技术在工程应用中流量控制和散热优化提供技术基础。     

超高温阀阀座冷却槽道换热分析与试验

对不同冷却水流量下特定矩形槽阀座的换热性能进行理论分析和试验研究,对比理论值与试验值,确定误差在5%范围内,并设计出7种槽道尺寸和5种冷却水流量,进一步分析槽道尺寸及流量对阀座换热性能的影响,并确定最佳换热性能时冷却水流量与槽道尺寸的关系。     

基于CFD汽车散热器布置形式对性能影响分析

中冷散热器和高温散热器是汽车散热器的重要组成单元,二者的布置形式对整体的冷却性能具有重要影响。根据散热器的工作特点和散热量需求,对高温散热器和中冷散热器的参数进行设计,基于CFD分析技术建立散热器二维和三维分析模型;建立横向同种材料布置、横向异种材料布置、纵向异种材料布置、纵向同种材料布置等四种对比模型,获取不同模型的冷却风量流速、进出口温度变化等。搭建冷却系统试验平台,分别在中冷器前方指定位置进行纵向遮挡和横向遮挡,获取冷却风速和进出口温度变化。通过仿真分析和试验方法对比分析中冷散热器与高温散热器不同布置形式对冷却性能的影响。结果可知:四种布置形式通过的空气质量流量占百分比和面积占百分比的比例基本一致;横向异种材料布置形式的散热效果最佳,优于其他布置形式,主要原因是横向布置,散热管路与冷却空气的接触面积更大,更有利于冷却液与冷却空气之间的换热;异种材料布置更能提升换热效果;试验分析验证了仿真分析的准确性,为设计有隔断的散热器散热面积的确定提供了参考依据。     

叉流式露点蒸发冷却器冷却性能的数值模拟

模拟研究不同结构参数和运行参数对叉流式露点蒸发冷却器(DPEC)冷却性能的影响。优化后的结构参数为:通道宽度宜取4 mm,干、湿通道长度均宜取1.2 m,开孔率宜取0.2,换热面积比宜取0.2;与优化后的结构参数相匹配的运行参数为:空气流量比宜取1,相应的一、二次空气流量均宜低于916 m~3/h。模拟研究我国8种典型气候条件对叉流式DPEC冷却性能的影响,结果显示冷却器在我国中西部气候条件下能够提供较低温度的送风(18.9～23.9℃)。     

提高立式高效冷却器冷却效果的研究

针对立式高效冷却器排水口偏低,实际换热面积较理论换热面积小,冷却效果相对较差的问题,提出一种有效增大实际换热面积从而提高冷却效果的方法。该方法将冷却水排水口的位置设计到冷却器壳程的最高点,增大实际换热面积来达到提高冷却效果的目的。     

冲击射流冷却高功率电子元件的试验研究

电子产品的发展趋势是运行速度快、发热功率大、体积小,散热能力对其性能影响很大。冲击射流因其冷却效果好被广泛用于冷却电子产品。基于冲击射流冷却技术,设计搭建了一个空气冲击射流冷却试验装置,通过试验研究了加热功率、射流温度、喷嘴与壁面间距离和喷嘴直径对空气冲击射流换热的影响:加热功率在15.7～49.0 W范围内,沿径向壁面温度均先降后升、换热系数先增后减;随着加热功率增大,壁面径向温度分布越不均匀、平均温度升高,对换热系数没有影响;射流温度一定,沿径向壁面温度先降后升、局部换热系数先增后减;随着射流温度升高,壁面平均温度小幅升高、径向温度分布越均匀,空气物性发生变化,换热系数略有提高,但换热系数的最大值位置不变。     

立管式间接蒸发冷却器的结构与性能试验研究北大核心CSCD

为探索立管式间接蒸发冷却器可行性、结构与性能,设计了4组不同结构尺寸的冷却器并测试其降温性能,并对试验数据进行对比分析。结果表明,各试验冷却器温降均在6℃以上、湿球效率均在56%以上;增加换热面积可优化降温性能,冷却器单位面积处理风量宜控制在100~200 m^(3)/h之间;增大迎风面积、采用叉排布置增大流程可延长冷却时间,提高温降;增大管径可减小二次空气侧阻力,换热管宜采用30~50 mm管径圆管;采用管内直接布水与溢水相结合,并采用“上粗下细”的异径圆管,可保证换热管内壁形成稳定的贴附水膜,降温效果稳定。所得结果对立管式间接蒸发冷却器推广应用具有参考价值。     

实心圆锥喷嘴喷雾单相区冷却性能模拟研究

喷雾冷却可获得高效散热效果,本文以深入分析喷雾冷却性能影响因素为目标,对不同实心喷嘴在多种运行工况下的喷雾过程进行了模拟,并分析了喷雾冷却单相区的换热性能.CFD模拟与部分文献试验结果比较验证分析,表明模拟结果可作为深入分析压力旋流喷嘴喷射过程,以及优化其设计和运行的参考.     

水冷式压缩机气缸换热的试验研究

通过不同转速下几种冷却水流量的压缩机性能试验,分析、探讨水冷式压缩机最佳冷却水流量,气缸换热的规律;分析了冷却水流量对气缸换热量、功率的影响;初步确定转速与冷却水流量的参考曲线,为压缩机节能降耗及设计、操作提供参考依据.     

表面换热系数对铝厚板淬火温度和应力演变影响的数值模拟

淬火过程中表面换热系数是反映界面能量传递和介质冷却能力的重要物理参数.通过对铝厚板淬火的多组模拟实验,研究了表面换热系数对工件冷却速度、内应力演变的影响规律.结果表明,过大的表面换热系数并不能明显提高工件心部的冷却速度,却大大增加了工件的残余应力.铝厚板淬火工艺应根据工件的组织性能要求,合理选择表面换热系数和冷却方式,尽量减小工件的残余应力.     

微结构表面喷雾冷却性能试验研究

搭建一套封闭式喷雾冷却试验系统,使用水作为冷却工质,结合高速摄像仪对试验进行可视化研究,分析对比光滑表面和微结构表面喷雾冷却换热特性。结果发现,相比光滑表面,不同几何形貌的微结构表面都能提高喷雾冷却的换热能力,其中换热最好的是方形肋表面,直肋表面次之,扇形肋表面较差,但均优于光滑表面。微结构表面的润湿性强于光滑表面,微结构的存在能够提高喷雾冷却热流密度,使喷雾冷却提前进入两相区,避免了沸腾的滞后性。不同形式的微结构表面表现出不同的换热效果,主要是因为微结构表面对换热的强化不仅和面积增幅有关,还与微槽的紧密程度和排列方式有关。此外,试验中发现喷雾冷却存在温度不均匀现象,且微结构表面温度不均匀性大于光滑表面,但是降低系统压力,这种温度不均匀性可以得到明显改善。     

矩形通道内沸腾换热特性及可视化研究

考虑到内燃机缸盖结构的复杂性,其内部冷却通道的换热特性及沸腾状态难以用试验手段进行准确的分析与监测。以简化的矩形流道作为有效的研究对象,针对于流速、压力、温度等流动参数对沸腾换热的影响展开试验研究,并利用高速相机监测不同过热度下的沸腾现象。研究表明:适当的降低流速可以在不影响换热的情况下优化冷却系统的结构尺寸,而提高冷却介质的温度和压力反而会降低沸腾换热效率。气泡的数量、尺寸均可反应出不同的沸腾换热状态,同时气泡的演化行为(生成、滑移、聚合、脱离、消失)可以在冷却介质中造成扰动,从而促进换热的发生。为内燃机缸盖沸腾换热方式的设计提供一定的理论参考。     

多孔陶瓷立管式间接蒸发冷却器的设计与 性能分析

设计了一台换热管采用多孔陶瓷材料且换热管立式布置的间接蒸发冷却器,并且以该间接蒸发冷却器为基础搭建了实验台,并在实验台上对该间接蒸发冷却器进行了性能测试,研究其温降和效率等性能。试验结果表明,该冷却器降温效果明显,蒸发冷却效率较高。本文为管式间接蒸发冷却器的结构改造提供了新思路、新方案,进一步推广了蒸发冷却技术的应用。     

纳米流冷却液以射流方式对高温换热面冷却的实验研究

高温换热面是热负荷较高区域之一,提高换热面换热系数是解决高温换热面散热问题的关键。采用多金属纳米流冷却液作为冷却工质,研究利用射流技术提高高温换热面换热系数的方法。实验研究表明,在相同射流参数下,不同份额的多金属纳米流冷却液相比较传统的冷却液而言,均可有效提高传热效果,同份额占比的多金属纳米流冷却液在不同的射流角度和射流距离下,其传热性能也收到一定的影响。     

卡车发动机舱流场分析与散热性能研究

针对某卡车发动机舱热环境较差,应用CFD分析软件对发动机舱的流场和温度场进行数值仿真,充分考虑对流,换热和辐射的换热影响,模拟冷却模块和高温原件的散热量,分析发动机舱内的流动和散热情况。结果表明:发动机舱产生热回流,导致循环加热,散热器、中冷器等前端冷却模块的散热性能无法达到工况要求。通过添加阻风板和密封板,增大导流板面积等措施改进前端冷却模块的结构,有效阻止了回流,提高了冷却模块的散热性能,改善了发动机舱内的热环境。     

超临界CO_2流体及其换热特性分析

对超临界CO2流体的换热处理原则、换热特点以及换热机理进行了分析,超临界CO2流体特殊的物性变化使得其传热与常规流体不同,应该按"变物性"来处理。通过物性分析比较,与常规工质的凝结换热性能进行了对比研究,超临界CO2具有良好的传热和流动特性,超临界CO2冷却过程换热与凝结换热性能相当。进而分析不凝性气体对超临界CO2的性质及换热性能的影响,其物性值会有所减小,换热性能也有所降低。     

双效真空浓缩器

正石家庄志杰科技有限公司的双效真空浓缩器融合了国内外先进的浓缩技术,能保证达到标定的蒸发量,且长期、连续使用时生产能力不降低。特点:(1)一、二效加热室的换热面积匹配合理,蒸汽耗量少,冷却循环水利用率高;(2)合理的换热管长径比,使液体在加热缸列管下部能完全汽化,形成高速喷射,在同等换热面积的单位时间内,通过换热管进行热交换的浓缩液增