直膨式太阳能热泵热水器集热/蒸发器流道结构分析与实验

随着我国经济和社会的发展,建筑能耗正在飞速上升。国家正大力研究开发绿色建筑,充分利用可再生能源,因此太阳能得到了广泛的重视。太阳能热泵热水器将热泵与太阳能相结合,生产生活热水以满足人们的需求。太阳能热泵热水器中的集热/蒸发器是重要的核心部件,只有优化其结构,才能更高效的利用太阳能。本文采用Fluent软件对太阳能热泵集热/蒸发器三种不同流道形式的结构单元进行了数值分析,获得了流道表面温度场分布,通过对流道单元换热特性的分析,对集热/蒸发器的优化方法进行理论分析与实际应用。     

新型太阳能热管集热墙性能研究

建立了一种与建筑围护结构相结合的新型太阳能热管集热墙,该集热墙通过内置重力热管将太阳能由室外传给室内辐射板,并将辐射板作为室内采暖系统末端直接向室内散热。通过实验和数值研究表明,该系统集热效率较高,优化以后瞬时效率可达79.4%;当热管贴合面积与集热板或辐射板接触面积之比为18.4%时系统性能较高;通过旋转热管传热芯,夏季阻热性能较好。     

复合材料液体模塑成型工艺中预成型体渗透率张量的数值预测

结合均匀化理论和计算流体动力学技术, 实现了对复合材料液体模塑工艺中预成型体渗透率张量的预测。首先, 采用均匀化理论分析了流体在多孔介质内的流动问题, 推导出广义达西定律, 证明以施加周期性边界条件的单胞为研究对象, 可以预测预成型体的渗透率张量, 并以单向纤维织物为例, 对该方法进行了验证。对于复杂结构的预成型体, 渗透率的预测分为两步, 首先分别确定预成型体中流道和纤维束的渗透率, 然后计算其整体宏观渗透率。对于二维平面织物, 该方法与其他预测方法及实验的结果吻合较好。本文还考察了单胞的微观结构对渗透率的影响, 微观结构相似的预成型体如果孔隙率相同, 但束间流道的结构不同, 其整体宏观渗透率也存在很大差别。      

自吸式被动蒸发制冷多孔墙制冷性能分析

基于自吸式被动蒸发制冷多孔墙的结构分析,对墙体材料—空心陶瓷多孔管的的吸水能力进行研究,得出其对墙体制冷效果的影响,进而分析其在建筑应用中的节能性.在多孔陶瓷热湿平衡的基础上,借助非饱和多孔介质热湿迁移的数学模型,分析被动蒸发制冷多孔墙对雨水的吸收能力,提出多孔墙的应用范围,介绍其在建筑节能上的意义.     

家用直膨式太阳能热泵热水系统试验研究

搭建家用直膨式太阳能热泵热水系统试验台,测试分析太阳辐照度、水箱设定温度、集热蒸发器面积等对系统性能的影响。研究发现:在太阳辐照度由780 W/m~2提高到900 W/m~2时,系统平均COP可提高8%左右;该系统相比于同工况下常规空气源热泵热水系统平均COP提高33.2%左右;水箱设定温度每提高5℃,系统平均COP降低12%左右,建议控制水箱温度在50～55℃;综合考虑系统经济性、加热时间及系统性能,建议将采用容积为150 L水箱的直膨式太阳能热泵热水系统的集热蒸发器面积控制在2.0～2.6 m~2。     

GDC电极冷却流道系统结构优化及适用范围分析

利用数值模拟的方法研究了各区域流道结构尺寸对GDC电极冷却流道系统传热效果的影响。分析结果表明减小第一区域冷却流道厚度及宽度,增大电极体最外壁顶边的倒圆角半径及第二、三、四区域流道管径均可降低GDC电极的最大温度及平均温度。综合这些影响因素对冷却流道系统结构进行了优化设计,在保证足够安全裕量的前提下有效降低了GDC电极的最大温度及平均温度。针对优化后的GDC电极冷却流道设计,研究了GDC电极在不同工况下所受热负荷及冷却水入口温度大小对电极体各限制参数的影响,并确定了GDC电极冷却流道系统的适用范围。     

吸附介质结构参数对变压吸附性能的影响

通过对我们自行研制的产氧量为Q＝1－5L／min的双吸附柱的小型PSA分离空气制氧系统进行的吸附过程计算，分析了空气流经PSA多孔吸附介质填充床层时，多孔介质结构参数及操作参数对吸附性能的影响。结果表明：1.渗透率随介质颗粒直径的增大而增大，并且随颗粒直径的增加，其对渗透率的影响增加。而压降随多孔吸附介质颗粒直径的增大而减小。2.渗透率与空隙率基本成正抛物线关系，压降随空隙率的增大而减小。3.压降随着渗透率的增大而减小。4.在不同的毛细管截面形状条件下，空隙率和渗透率的影响较小，而颗粒直径对渗透率的影响较大，颗粒直径较大时，这种影响才比较明显，当吸附介质颗粒直径或空隙率一定时，细长条截面的填充方式具有最高的渗透率。5.对于较低流速范围（约＜0.1m/s），流速对压降的影响较小，否则，影响较大。     

基于ansysCFX的矩形微通道液冷冷板换热性能仿真分析

本文建立了截面为矩形的微通道冷板模型,应用CFX软件仿真分析了流量、流道高度、宽度、数目对换热系数和效率的影响规律。仿真结果表明:单一变量情况下,流量越大,换热系数越大,但效率下降;流道深度越大,效率越高,换热系数存在极大值;流道宽度越大,换热系数越小,换热效率越大;增加流道数目可以同时提高换热系数和换热效率。     

基于ansysCFX的矩形微通道液冷冷板换热性能仿真分析

本文建立了截面为矩形的微通道冷板模型,应用CFX软件仿真分析了流量、流道高度、宽度、数目对换热系数和效率的影响规律。仿真结果表明:单一变量情况下,流量越大,换热系数越大,但效率下降;流道深度越大,效率越高,换热系数存在极大值;流道宽度越大,换热系数越小,换热效率越大;增加流道数目可以同时提高换热系数和换热效率。     

含裂纹夹杂多孔材料的渗透性理论与数值分析

多孔材料的裂纹网络对宏观渗透性的影响显著,正确描述裂纹网络对材料渗透率的影响具有重要的工程意义。该文将开裂多孔材料视作由多孔基体和裂纹夹杂二相组成的复合材料,基于细观力学理论模型中的相互作用直推法(IDD)给出了渗透率张量的IDD理论解。为分析裂纹长度、密度、取向、间距和连通度等裂纹网络细观形貌参数对宏观渗透率的影响,该文使用具有周期结构的重复单元模型建立了二维数值分析模型,采用有限单元法进行数值求解并与IDD理论解进行了对比验证。理论研究表明,IDD理论模型采用单一的开裂密度指标来表征多孔介质的裂纹网络,在开裂密度不大时能够统一地描述裂纹长度、取向、平均横向间距和纵向间距等多个细观形貌指标对材料整体渗透性能的影响,具有良好的适用性和精度;数值分析表明,在裂纹网络的密度不断增大、裂纹相互趋近并最终连通的过程中,IDD理论解逐渐偏离数值解并低估裂纹间相互作用,此时材料渗透率与裂纹密度呈对数关系;网络裂纹一旦连通,整体渗透率则发生突变,此时渗透率的确定需要特别考虑连通裂纹之间的强烈近场相互作用。     

电子膨胀阀开度对SAHP系统稳定性的影响

压缩机频率不变,不同的电子膨胀阀开度下,对太阳能热泵系统的动态性能进行了实验和分析。根据实验结果分析发现,在电子膨胀阀开度一定时,随着太阳辐照度的升高,压缩机功率出现振动,当电子膨胀阀开度最大时,系统振动更加明显。由此提出了太阳能热泵系统稳定性原理。同时指出优化太阳能热泵系统的关键问题是找到系统集热／蒸发器的MSS线（Q—Tsh关系曲线）。     

直接吸收式太阳能集热系统研究综述

对直接吸收式太阳能集热系统及其所用集热介质的研究现状进行了综述。用于直接吸收式太阳能集热系统的集热介质主要有黑色液体、气-固或液-固悬浮体系、熔盐及其三者的相互混合物。在直接吸收式太阳能集热系统中,由于集热介质既是吸热材料也是传热材料,因此,要求集热介质应具有吸收率高、稳定性好、热导率高、与容器相容性好等性能,但是目前传统的集热介质都存在较多的不足,难以推广应用。提出了使用纳米流体作为新一代直接吸收式太阳能集热介质,并对其进行了初步实验,得到了较好的效果。     

某办公楼的集中式太阳能热水供应系统设计

随着太阳能这种清洁可再生能源在生产生活中越来越广泛的应用,集中式太阳能热水供应系统作为投资小、运行费用低的供热系统得到广泛的应用与发展.主要探讨多层民用建筑配套的集中式太阳能供热系统的设计与计算.关键设计参数:太阳日照时间、用水量定额、系统集热器总面积、集热片选择、冷水箱容积、热水箱容积、管道系统.     

蒸发冷却用泡沫陶瓷填料不同流道形式的性能实验

以折线型和直线型两种流道形式的新型泡沫陶瓷填料为研究对象,利用搭建的蒸发冷却实验台,在三种典型工况下,对两种流道形式填料的性能参数进行试验测试与对比分析。结果表明：折线型和直线型流道形式的泡沫陶瓷填料,其最佳淋水密度分别为10.0kg/(m·h)和6.7kg/(m·h);在乌鲁木齐、西安、常州工况下折线型流道形式填料的最佳进口风速分别为1.6、1.4、1.2m/s,直接蒸发冷却效率可达83.01%、70.74%、67.43%;而直线型流道在3种工况下的最佳进口风速均为1.0m/s,直接蒸发冷却效率分别为77.68%、68.56%、64.23%;折线型流道相比于直线型流道而言,不易受风量变化影响,空气进出口温降稳定,更加适用于各种不同风量大小的蒸发冷却空调系统,但同时也需适当考虑风机的功耗问题。     

国外太阳能利用信息两则

自然落水型低价太阳供热系统　　据报导 ,长府制造厂出售两种太阳能供热水系统 ,一种是由 2块集热面积 1.6 5 m2 的集热器、 2 10公斤贮热水槽组合的 SWR- 2 0 0 0型 ,另一种是 3块集热面积相同的集热器与 2 80公斤贮热水槽组合的 30 0型。这两种系统采用效率高的自控形式 ,往贮水槽供水、往集热器供水、从集热器往贮热水槽的落水、热水加压泵的工作等都是利用传感器和三通阀的全自动控制。当集热板温度达到一定时 ,泵停止运行 ,集热泵消耗的电力为现有强制循环系统的 1/ 4以下。另外贮热槽内沸腾了的热水到用完为止 ,提供的热水温度变化…     

可倾瓦多孔质轴承⁃转子系统动力学特性的实验研究

基于可倾瓦多孔质轴承搭建了可倾瓦多孔质轴承?转子系统实验台。在分析多孔质可倾瓦渗透特性的基础上,研究了不同供气方式、不同供气压力和不同转子不平衡量等因素对该轴承?转子系统动力学性能的影响。研究表明：多孔质轴瓦的渗透率与供气压力无关;转子同步振动的临界转速随着轴承整体供气压力增加而减小,临界共振振幅随供气压力增加而变大;增加上轴瓦组供气压力对转子的同步振动影响较小,对次同步振动有一定的抑制作用;转子振幅随下轴瓦组供气压力增加而增大,临界共振转速随下轴瓦供气压力增加而减小;转子不平衡量可以激发转子次同步振动的出现。     

脉管制冷机光纤结构回热器特性的模拟与分析

提出采用基于多孔光纤技术的以熔融石英为材料的回热器构想,其流道水力半径可以达到比高目数不锈钢丝网更小的尺度,然后就635目不锈钢丝网(rh=8μm)和熔融石英多孔平行管(rh=8μm、5μm、1μm)等4个算例进行模拟计算和优化分析。结果显示,在相同的高频工作环境下,采用熔融石英多孔管回热器脉管制冷系统的COP高于采用635目不锈钢丝网系统的COP,并在一定范围内随着石英多孔管水力半径的减小而增高。     

新一代太阳能集热板真空镀膜生产线系统的开发

本文介绍了新一代太阳能集热板真空镀膜生产线系统组成及其主要结构的特点。该系统制备的集热板选择性吸收涂层具有良好的光热性能、力学性能和耐候性能;提高集热板光热效率和涂层的使用寿命并实现了集热板集热涂层生产的环保化和连续化,对平板集热器的发展和应用具有极大的推动作用。     

多孔石墨烯渗氦仿真研究

多孔石墨烯膜具有渗透率易于调节、稳定性好等特点,可以实现可控纳米渗透元件来作为真空检漏中的标准漏孔材料。本文采用MD模拟进行单层多孔石墨烯渗氦仿真,得到不同方向、大小、形状多孔石墨烯渗氦参数。仿真模拟表明:各方向上石墨烯缺陷缺失碳环数和渗氦率近似可呈线性关系,且各项斜率近似相等;石墨烯缺陷缺失碳环数较少时,不同形状石墨烯缺陷的渗氦率相近,缺陷缺失碳环数较多时需通过对势垒降低的计算和模拟得到渗透增量,进而利用小孔渗透率可以推算大孔渗透率。仿真结果表明多孔石墨烯作为标准漏孔渗透材料的可控性,对渗透实验具有指导意义。     

泡沫型多孔介质中非达西流动特性的研究

本文通过将泡沫材料复杂结构进行几何简化，形成立方框架结构，利用简化的等效单元流道，提出一种数理模型，它既考虑固体网架表面对流体的摩擦阻力作用，也考虑网架迎着流向的迎风阻力（形状阻力），得到了在多孔介质中非达西流的压力降与流速的关系式。并用简化的框架结构导出了预估泡沫材料渗透率ｋ和Ｆ－Ｗ关系式中流速平方项的系数Ｆ。另外，还通过专用的实验装置测定了四种不同孔径泡沫陶瓷的ｋ和Ｆ。结果表明，根据所给模型理论预测的结果与实验值一致性较好，在泡沫型多孔材料的应用中能够提供流动特性的相关数据。