太阳能热虹吸自喷射制冷系统喷射系数的计算

本文根据气体动力学方法和定压混合理论,以Visual Basic为工作平台编制了太阳能热虹吸自喷射制冷系统的喷射器喷射系数的计算程序。计算出了以水为制冷工质的各种工况下喷射器的喷射系数。根据计算结果分析得出：喷射系数随发生温度升高而增大,发生温度每升高1℃,喷射系数增加0．007;随蒸发温升高而增大,蒸发温度每升高1℃,喷射系数增加0．031;随冷凝温度的升高而减小,冷凝温度每升高1℃,喷射系数减少0．033。这为提高制冷系统喷射系数提供了有效的途径。     

太阳能双喷射式制冷系统性能计算分析

建立了双喷射式制冷系统的物理模型和数学模型,计算了太阳能双喷射式制冷系统中气体喷射器和气-液喷射器的性能参数、系统性能参数随制冷剂和工况的变化。结果表明,在给定的发生温度、蒸发温度、冷凝温度范围内,气体喷射器的喷射系数和系统COP均随发生温度和蒸发温度的升高而增大,随冷凝温度的增大而减小。气-液喷射器的喷射系数则随发生温度的升高而减小,除水外,均随冷凝温度的升高而减小。     

喷嘴临界截面直径对喷射器性能影响实验研究

依据索科洛夫等学者提出的经验公式对喷射器进行优化设计,搭建了用于测量喷射器性能的实验台,以CO2为工质,分别研究当工作流体压力在8.0~9.6MPa、引射流体压力在2.4~2.8MPa以及工作流体温度在70~90℃时,喷嘴临界截面直径对喷射系数的变化规律。实验结果表明：当喷射器背压为3.9MPa、工作流体温度为90℃、引射流体压力为2.4MPa、工作流体压力在8.0~9.6MPa时,喷射器的喷射系数随喷嘴临界截面直径的增大而减小;当喷射器背压为3.9MPa、工作流体温度为90℃、工作流体压力为10.0MPa、引射流体压力在2.4~2.8MPa时,喷射器的喷射系数也随喷嘴临界截面直径的增大而减小;且喷射系数理论值与实验值吻合度较好,误差在±3.75%范围内。当喷射器工作流体压力为10.0MPa、引射流体压力为2.7MPa、喷射器背压为3.9MPa、工作流体温度在70~90℃时,喷射系数随着喷嘴临界截面直径的增大而逐渐减小。另外,在保持喷射器的基本工作参数不变时,工作流体压力及引射流体压力的提高对喷射器喷射系数均有提升作用。     

喷射器性能及太阳能喷射制冷系统工质的优化

考虑实际流体热力学性质、混合效率和激波等因素,建立了喷射器热力学模型,计算结果与文献中实验数据吻合很好。文中计算了采用环境友好工质R134a、R152a、R717、R290、R600a时喷射系数及喷射制冷系统性能系数。结果表明,对于确定几何参数的喷射器,喷射系数和喷射制冷系统性能系数主要取决于膨胀比与压缩比,两者分别随膨胀比的增加而增大,压缩比的增加而减小。太阳能驱动喷射制冷系统时(发生温度在80℃左右),采用R134a可以使喷射系数和喷射制冷系统能效比最大,明显优于其他工质。     

新型太阳能双喷射制冷系统的理论研究

提出了一个用气—液喷射器代替机械泵的新型双喷射制冷系统。双喷射制冷系统中没有机械泵,从而循环本身不需要消耗电能。研究了气—液喷射器的运行特性和喷射系数与工作参数的关系。分析了双喷射制冷系统COP与发生器温度、冷凝器温度的关系。比较了以R123和R134a为制冷剂的太阳能双喷射制冷系统运行性能。模拟了太阳能双喷射制冷系统的运行性能,COP可达0.2-0.3。     

吸收-喷射复合制冷系统热力性能与节能分析

基于工业余热回收利用,提出了一种吸收-喷射复合制冷系统,对系统建立数学模型并进行热力性能分析,分析了发生温度、蒸发温度、冷凝温度、吸收温度及喷射器效率对系统COP的影响。与传统单效式吸收式制冷系统进行对比,得出了吸收-喷射复合制冷系统COP最大时喷射器压缩比最佳值随发生温度的变化规律。研究表明:吸收-喷射复合制冷系统传统单效吸收式制冷系统可利用更低品位的热源,在热源温度为75℃时仍能正常工作;高、低压喷射器压缩比最佳值随发生温度的升高而降低,并逐渐接近于1,且低压喷射器最佳压缩比总是高于高压喷射器的最佳压缩比,在较低热源温度工况下,吸收-喷射复合制冷系统相比传统单效吸收式制冷系统节能效果显著。     

中温地热能驱动的跨临界有机朗肯-蒸气压缩制冷系统的性能分析

跨临界有机朗肯?蒸气压缩制冷系统可以使工质与地热流体更好地匹配,减小系统的不可逆性。本文建立该系统的热力学模型,利用EES软件编程,分别对以R143a、R218及R125为工质的系统进行性能分析。计算结果表明,相比R218及R125,以R143a为工质的系统的性能是最佳的。为了避免膨胀机内产生湿蒸气,对于一定的膨胀机进口温度,膨胀机入口存在一个极限压力,并且存在一个最优压力使得系统的性能最佳。地热流体温度的升高可以提高系统的制冷能力,但系统的性能系数则随之先增大后减小;随着地热流体干度的增加,地热流体释放的潜热会大大增加系统的制冷量,而系统的性能系数保持不变。冷凝温度及蒸发温度对系统性能有着重要影响,其中冷凝温度的影响更为明显。以R143a为工质的跨临界有机朗肯?蒸气压缩制冷系统的最佳性能优于以R245fa为工质的亚临界有机朗肯-蒸气压缩制冷系统的最佳性能。     

风冷太阳能双级水喷射制冷空调系统性能分析

对额定制冷量为12.3 kW的风冷太阳能双级水喷射制冷空调系统进行了变工况性能分析。该系统的制冷量随室内温度升高而增大,随环境温度升高而减小,随太阳辐照度增强而增大;COP的变化与制冷量的变化类似,所不同的是COP随着太阳辐照度的增强先迅速增大,当太阳辐照度增大到一定程度后,COP基本保持稳定。在室内温度不低于27℃,室外温度不高于38℃,太阳辐照度不低于500 W/m2的条件下,系统的制冷量为7.7~32 kW,COP为0.082~0.107。     

喷嘴临界截面直径对喷射器性能影响实验研究

依据索科洛夫等学者提出的经验公式对喷射器进行优化设计,搭建了用于测量喷射器性能的实验台,以CO_2为工质,分别研究当工作流体压力在8.0～9.6 MPa、引射流体压力在2.4～2.8 MPa以及工作流体温度在70～90℃时,喷嘴临界截面直径对喷射系数的变化规律。实验结果表明:当喷射器背压为3.9 MPa、工作流体温度为90℃、引射流体压力为2.4 MPa、工作流体压力在8.0～9.6 MPa时,喷射器的喷射系数随喷嘴临界截面直径的增大而减小;当喷射器背压为3.9 MPa、工作流体温度为90℃、工作流体压力为10.0 MPa、引射流体压力在2.4～2.8 MPa时,喷射器的喷射系数也随喷嘴临界截面直径的增大而减小;且喷射系数理论值与实验值吻合度较好,误差在±3.75%范围内。当喷射器工作流体压力为10.0 MPa、引射流体压力为2.7 MPa、喷射器背压为3.9 MPa、工作流体温度在70～90℃时,喷射系数随着喷嘴临界截面直径的增大而逐渐减小。另外,在保持喷射器的基本工作参数不变时,工作流体压力及引射流体压力的提高对喷射器喷射系数均有提升作用。     

工况对两相流引射器制冷循环系统性能的影响

引射器结构简单、无运动部件,在制冷系统中代替膨胀阀可提高系统的COP。以R134a为工质,实验研究了不同工况条件下两相流引射器制冷循环系统性能,分析了蒸发温度、冷凝温度对引射比、压力提升比、制冷量和系统COP的影响。研究发现:当冷凝温度为40℃时,随着蒸发温度的提高,引射比和压力提升比均下降,制冷量和系统COP均提高;当蒸发温度为-10℃时,随着冷凝温度的增加,引射比和压力提升比均增大,制冷量和系统COP均下降。     

流量公式中流量系数与速度系数关系的改进

在汽轮机通流部分流量的计算占有很重要的作用,而公式中流量系数是一个非常关键的参数,流量系数对流量的精确度影响很大。文中针对传统流量公式中流量系数与速度系数之间关系的不准确性,对两者之间的关系进行了修正,使流量系数和速度系数的求解更加细化,通过推导找出了一个修正系数,使二者关系得到了改进,使得流量的求解值更加精确。     

船用燃气轮机低压压气机气动布局规律研究

为缩短燃气轮机低压压气机的设计周期,获取一维设计中各关键设计参数分布规律,同时得到最优的一维设计参数选取方案,采用基于HARIKA算法的压气机一维设计与分析程序对某型船用低压压气机流量系数、载荷系数和反动度的轴向布局方法进行了研究并提炼了各参数分布的数学模型。其中,流量系数和载荷系数沿级分布为近似单峰值的三次多项式曲线,反动度分布为"二段式",通过改变流量系数和载荷系数的峰值点坐标和改变特定级反动度和反动度变化步长的方法,研究了不同布局方式对效率、喘振裕度以及压比的影响,最后结合优化算法得到了最优参数分布方案。结果发现:流量系数峰值位置在第6级,载荷系数在第5级或第6级时效率和喘振裕度性能较好;第四级反动度取值0.5～0.52时效率较高;相比载荷系数和反动度,流量系数对非设计工况性能影响更为显著,优化后的参数分布方案在各转速下喘振裕度均有所提高。     

对干熄焦余热锅炉热力计算中传热系数的探讨

在锅炉的热力计算中,应对污染系数ε、热有效系数ψ和利用系数ζ等系数有准确理解。结合干熄焦余热锅炉实际烟气成分和运行实践,采用热有效系数沙ψ污染系数ε分别对各受热部件进行计算,通过对其参数的调整,反映出这些因素对传热系数的影响,提高热力计算的计算精度。同时,分析总结了特性参数调整的原因和规律,对同类余热锅炉的设计具有一定的指导意义。     

Design and optimization of a novel flowmeter for liquid hydrogen

The wide spreading hydrogen energy requires accurate flow measurement. Constriction type flowmeters could be a favorable candidate for liquid hydrogen. However, their permanent pressure losses and installation length could significantly increase the manufacturing, installation, metering, maintenance, and replacement cost. The high permanent pressure losses may also cause cavitation. The present research introduces a novel constriction type flowmeter with an optimized flow profile. Numerical simulation, as well as multidimensional and multi-objective optimization, was utilized in order to minimize the flowmeter's loss coefficient and the required installation length. The applied optimization technique results in significant improvements of the flowmeter design and performance. The proposed flowmeter is shorter than the standard Venturi nozzle by 67.2% and its loss coefficient is lower by up to 10.6%. It measures the flow rate of liquid hydrogen with up to 25.5% higher discharge coefficient and 83.7% lower loss coefficient compared to a corresponding perforated plate flowmeter. Cavitation was not detected inside the proposed flowmeter up to a Reynolds number of 2.2 × 10⁶. The present investigation shows that the proposed flowmeter is very promising for liquid hydrogen measurement.     

S型水轮机水动力性能研究

为了提高S型(Savonius)水轮机的水动力性能,应用Fluent软件构造其直叶片型和螺旋型三维模型,分别分析在不同扭角、不同叶尖速比和不同流速三种情况下的力矩特性及其捕能效率.仿真结果表明,传统直叶片S型水轮机旋转时存在负转矩区,而螺旋型S水轮机叶片形状会使水流产生竖直方向分量减小旋转产生的负转矩,提高水轮机的启动...     

变截面涡轮(VGT)无叶喷嘴出口气流速度均匀系数及蜗壳系数

本文用ＩＦＡ３００热线（热膜）风速仪Ｘ形探针测量了双舌形ＶＧＴ蜗壳无叶喷嘴出口气流速度,用提出的速度分布均匀系数对其不均匀性进行了定量评定,并研究了蜗壳系数随ＶＧＴ挡板开度的变化。     

不同盘面粗糙度对低转速多支路预旋盘腔流动特性影响的研究

在转静盘腔实际工作中,盘面的粗糙度对气体预旋比、流量系数、压力系数、转矩系数和轴向力系数的影响很大。为了得到低转速预旋盘腔中不同盘面粗糙产生的影响,本文采用ANSYS CFX 19.2进行数值模拟并通过实验验证其准确性。在几何模型固定情况下通过改变出流支路数、转盘转速(1 000~3 000 r/min)和粗糙度程度(0~50 μm),研究转盘、静盘和转静盘粗糙工况下的盘腔主要无量纲准则数。结果表明：多支路出流会一定程度提高预旋盘腔内的流动效果,并且转盘和静盘粗糙产生的边界层不同会导致对相关系数的影响不一样。当转静盘均粗糙时,在对气体预旋比和转矩系数的影响中,转盘粗糙占主导作用;而对压力系数和轴向力系数的影响中,静盘粗糙占主导作用。     

Momentum analysis of wind energy concentrator systems

The momentum theory is applied to wind energy concentrator systems. Both the concentration of the mass flow through the turbine and the augmentation of the specific energy drop over the turbine are taken into account. It is shown that the power coefficient of a system can be written as the product of three factors: a mass concentration coefficient an energy augmentation coefficient and an extraction coefficient. By this splitting, the relative importance of the three components in the power output of a system can be analysed.     

Performance back-deduction from a loading to flow coefficient map: Application to radial turbine

Radial turbine stages are often used for applications requiring off-design operation,as turbocharging for instance.The off-design ability of such stages is commonly analyzed through the traditional turbine map,plotting the reduced mass-flow against the pressure-ratio,for reduced-speed lines.However,some alternatives are possible,such as the flow-coefficient(Ψ)to loading-coefficient(φ)diagram where the pressure-ratio lines are actually straight lines,very convenient property to perform prediction.A robust method re-creating this map from a predicted Ψ-φ diagram is needed.Recent work has shown that this back-deduction quality,without the use of any loss models,depends on the knowledge of an intermediate pressure-ratio.A modelization of this parameter is then proposed.The comparison with both experimental and CFD results is presented,with quite good agreement for mass flow rate and rotational speed,and for the intermediate pressure ratio.The last part of the paper is dedicated to the application of the intermediate pressure-ratio knowledge to the improvement of the deduction of the pressure ratio lines in the Ψ-φ diagram.Beside this improvement,the back-deduction method of the classical map is structured,applied and evaluated.     

阶梯流量抽水试验数据确定含水层参数的实例探讨

为了提高利用阶梯流量抽水试验数据确定含水层参数的精度,基于Jacob直线公式,结合实例分析计算了不同阶梯数目的抽水试验数据,探讨了不同算法的计算结果及差异性,并进行了适用性和灵敏度分析。结果表明,在考虑Jacob公式的适用条件后,在单阶梯和多阶梯算法情况下,含水层导水系数和弹性释水系数的计算结果精度均明显得到提高,但计算结果均存在一定的差异,其中多阶梯算法计算结果具有离散程度低、残差较小的优点,但对随机误差较为敏感,在实际工作中应予以注意。