新型热声发动机驱动的脉管制冷机实验研究

为完全消除低温系统中的运动部件,简化低温系统结构并提高其可靠性,对自制新型热声发动机驱动的脉管制冷机系统进行了实验研究.对热声发动机的性能进行了实验分析,确定出系统充气压力和制冷机的接口位置,将一台单级小孔型脉管制冷机接到系统中.通过调节小孔阀,对脉管制冷机性能进行了优化.结果表明,以氦气为工质,在充气压力为2MPa时,发动机单独运行时最大压比达1.19,驱动单级小孔型脉管制冷机获得了119K的低温,这为热声制冷机系统应用于天然气液化奠定了良好基础.     

室温磁制冷机永磁磁场的设计

根据室温磁制冷机用永磁磁场的特点,用磁库仑定律法推导出一套永磁磁路计算公式,该公式可计算各种室温磁制冷机用永磁磁路的磁感应强度(B),计算值与实际测量值符合得较好.采用聚磁技术设计了磁制冷用的大于1.8 T的永磁磁场,并根据往复式和旋转式磁制冷机的特点,设计了室温磁制冷机用的几种永磁磁场.     

两级吸收式制冷机的优化分析

建立一种不可逆的两级吸收式制冷机模型,考虑有限速率传热和工质内部不可逆性对制冷机性能的影响.以总热导率为优化目标函数,获得最小总导热率与热源熵变化率的关系,并得到了热力学第二定律的类比表达式,导出最佳制冷率、性能系数和总热导率之间的优化关系,分析了工质内部不可逆性对制冷机性能的影响,所得结论可以描述同时受内外不可逆性影响的两级吸收式制冷机的优化特性,可为两级吸收式制冷机的优化设计和性能改进提供新的理论途径.     

双效溴化锂吸收式制冷机的优化设计分析

本文建立了双效溴化锂吸收式制冷机的数学模型和优化设计目标函数,利用计算机模拟了制冷机工况,结合实际分析了该类型制冷机优化设计的有关问题。     

制冷机传导冷却的超导磁体冷却系统研究进展

回顾并总结了低温制冷机传导冷却的超导磁体系统的发展历程和最新研究进展.与传统的液氦浸泡冷却方式不同,低温制冷机传导冷却系统主要依靠低温下固体之间的热传导对超导磁体线圈进行冷却.基于小型低温制冷机的研究进展,集中讨论超导磁体中的制冷机传导冷却系统;结合传导冷却的超导磁体应用,讨论传导冷却中低温制冷机性能、低温恒温器传热以及加速冷却等技术要点,对低温制冷机传导冷却磁体系统的发展进行了展望.     

三热源吸收式制冷机的传热面积优化

建立了一种可以充分利用低温热源驱动而获得制冷量的三热源制冷机模型,考虑传热及工质内部的摩擦、涡流和其它不可逆性对三热源制冷机循环性能的影响,以总传热面积为优化函数,导出其最小传热面积与三热源熵变化率的关系并得到了热力学第二定律的类比表达式,获得了最佳制冷率与性能系数和传热面的优化关系.分析了工质内部不可逆性对制冷机性能的影响,所得结论可以描述同时受内外不可逆性影响的三热源吸收式制冷机的优化特性,可为吸收式制冷机的优化设计和性能改进提供新的理论途径.     

液氦温区分离型脉管制冷机性能影响因素

研制了一台高效率液氦温区分离型二级脉管制冷机，采用单压缩机和单旋转阀驱动该二级脉管制冷机.在实际输入功率为6.7 kW时，第二级最低温度达到了2.5 K，在4.2 K有590 mW制冷量；同时第一级在36.7 K有15 W制冷量.制冷机在4.2和40 K 2个温度上都能提供大制冷量，可以用于替代G-M制冷机冷却超导磁体、低温泵和电子器件等.通过实验，研究并分析了不同压缩机和旋转阀时序对分离型二级脉管制冷机性能的影响.     

热漏对制冷机生态学准则的影响

制冷机除传导不可逆外，还存在热漏等其它不可逆因素，进一步考虑热漏对制冷机性能的影响，导出了反热阻，热漏影响的制冷机生态学优化准则，为制冷机的优化设计提供了理论依据。     

反馈式量子点光电制冷机的优化性能分析

利用麦克斯韦妖装置构建了一种反馈式量子点光电制冷机。在弱耦合以及序贯隧穿近似下,基于主方程的方法推导出稳态下制冷机的制冷率、制冷系数等重要参数的表达式。使用品质因子作为优化目标函数,获得了最大品质因子下制冷率和制冷系数。重点对反馈式量子点光电制冷机优化性能进行研究,特别强调正负反馈的概念,发现在任意的反馈下最大品质因子优化下的光电制冷机制冷系数始终大于CA制冷系数。负反馈抑制低温热源的热流进入制冷机,却可以提高制冷机的制冷系数,但制冷率逐渐减少。在正反馈情形下,当反馈系数达到某一个值时,获得了较高的制冷系数和最大的制冷率,找到了最大品质因子下制冷机最优工作状态。 更多还原     

三热源吸收式制冷机的传热面积优化

建立了一种可以充分利用低温热源驱动而获得制冷量的三热源制冷机模型，考虑传热及工质内部的摩擦、涡流和其它不可逆性对三热源制冷机循环性能的影响，以总传热为优化函数，导出其最小传热面积与三热源熵变化率的关系并得到了热力学第二定律的类比表达式，获得了最佳制冷率与性能系数和传热面的优化关系，分析了工质内部不可逆性对制冷机性能的影响，所得结论可以描述同时受内外不可逆性影响的三热源吸收式制冷机的优化特性，可为吸收式制冷机的优化设计和性能改进提供新的理论途径。     

有限低温热源ST制冷机的最优化

讨论无限高温热源和有限低温热源工况下的内可逆ＳＴ制冷机在有限时间约束条件下的最优性能，导出一些新的性能界限，为其优化设计和参数的合理选择提供了依据。     

不可逆四热源吸收式制冷机的最优性能

为从热力学角度获得吸收式制冷机更为有用的性能上界,建立其四热源循环模型.该模型将吸收式制冷机视为一个由不可逆卡诺热机驱动的不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,考虑热阻及工质内部耗散的不可逆性.运用优化理论,推导出:制冷量与性能系数间的基本优化关系;总热导率在各换热器间的最优分配关系;最大制冷量及相应性能系数的一般表达式.与三热源制冷循环模型相比,四热源制冷循环模型更接近于实际的吸收式制冷机.     

制冷机传热面积的优化分析

本文研究热阻、摩擦和热漏影响下制冷机传热面积的优化问题，导出制冷机的最佳传热面积比以及最小总传热面积与制冷系数和制冷率间的关系．     

工作电压对半导体冷藏箱运行性能的影响

针对设计制造的水冷式半导体冷藏箱实验系统,通过实验测量及理论计算,研究了冷藏箱运行性能与半导体制冷片工作电压的关系.结果表明,工作电压越高,半导体耗电量越大.制冷片存在最大制冷量工况,制冷温度随着工作电压的增加而降低,12 V是半导体获得较大制冷量和较低制冷温度的最佳工作电压.半导体热端向冷端的导热量随工作电压的增加而增加,因此半导体在较低工作电压下具有更高的制冷系数.研究结果可为半导体冷藏箱选择合适的工作电压提供依据.     

基于塑铝管改进的城市污水热能供热系统

为了回收和利用城市污水热能,研制了以水源热泵为中心设备的污水热能回收和利用的实验系统。成功地获得了用塑铝管间接换热回收污水热能的技术方法,解决了污水热能利用的关键性问题,即换热设备的腐蚀问题,为污水热能实际工程应用奠定了技术基础。研究结果表明:污水热能回收实验系统满足冬季供热负荷的要求;系统平均供热系数为3.2,具有良好的环保性和节能性。     

有限热容不可逆四热源吸收式制冷机的优化

将吸收式制冷机视为由不可逆卡诺热机驱动不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,应用有限时间热力学理论建立了既考虑内、外不可逆性影响,又考虑有限热容影响的、更接近于实际系统的热力学模型。引入两个内不可逆性参数,分别用于描述热机循环的内不可逆性和制冷循环的内不可逆性。利用所建模型,由拉格朗日乘数法推导出吸收式制冷机的基本优化关系、相应的优化设计条件以及工质的最优工作温度。还利用这些关系式进行了一些分析和讨论,得到了一些有益于实际吸收式制冷机优化设计与改进的简化关系式和重要结论。     

有限热容不可逆四热源吸收式制冷机的优化

将吸收式制冷机视为由不可逆卡诺热机驱动不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,应用有限时间热力学理论建立了既考虑内、外不可逆性影响,又考虑有限热容影响的、更接近于实际系统的热力学模型。引入两个内不可逆性参数,分别用于描述热机循环的内不可逆性和制冷循环的内不可逆性。利用所建模型,由拉格朗日乘数法推导出吸收式制冷机的基本优化关系、相应的优化设计条件以及工质的最优工作温度。还利用这些关系式进行了一些分析和讨论,得到了一些有益于实际吸收式制冷机优化设计与改进的简化关系式和重要结论。     

近年来我校热泵研究工作的回顾

回顾了我校热泵的研究工作，简要地介绍了热泵式冷藏柜，燃气水－水热泵机组，电动热泵站，闭式环路水源热泵等方面的研究成果和进展。     

海水源热泵系统的节能研究

传统海水源热泵应用于北方沿海地区,存在冷热负荷与温差不匹配、压缩机压缩比过大、系统的供热性能系数较低等问题.对原有系统进行改造,提出了一种新型串、并联混合式海水源热泵空调系统.以天津某建筑的海水源热泵空调系统作为研究对象,对两种系统进行了性能分析和比较,为海水源热泵系统节能研究提供一种新思路.     

盐水聚能塔式空气源热泵热水系统性能

为提高现有热源塔式空气源热泵的效率和适应性,提出一种以盐水为传热工质的可调型盐水聚能塔式空气源热泵的新概念.设计并搭建基于该新型热泵的热水供应系统.对夏冬2季典型月份内系统的性能进行分析和比较,阐明系统的性能系数随环境温湿度、供/回水量和温度、补水温度以及耗电量之间的变化关系.结果表明,系统的总性能系数、加热系统和热泵内循环的性能系数在夏季的平均值分别为1.44、1.75和3.55,而在冬季则为2.07、2.33和3.29.该系统已经成功运行1a以上,在冬季气温低于0℃时依然运行平稳.