严寒地区SiO2气凝胶玻璃窗传热分析

建立了二氧化硅(SiO_2)气凝胶中空玻璃窗传热数值模型,采用有限体积法分析了二氧化硅气凝胶厚度和位置对严寒地区玻璃窗传热的影响。结果表明:二氧化硅气凝胶厚度增加,能够提高玻璃窗内表面温度,降低其热流密度。二氧化硅气凝胶厚度为20 mm时,玻璃窗内表面热流密度为67.5 W/m~2。二氧化硅气凝胶位于室内侧能够更有效地减少建筑能耗,其总能耗为60 120 W。     

不同润湿表面液体沸腾的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究纳米尺度下液氩在过热基板上的沸腾过程。通过调节固液间相互作用的方式改变壁面润湿性，模拟并分析了壁面润湿性对沸腾过程中能量传递和液体运动情况的影响。结果表明：不同润湿性表面均会发生固液分离的现象，但是固体表面附近吸附的氩原子数密度随润湿性增强而增大；润湿性较强时，液体的能量上升快，热通量高，液体内部温度梯度大，发生固液分离时间早，系统中氩的温度和能量低，上升过程中液氩密度、厚度变化小；润湿性较弱时，液体的能量上升慢，热通量小，液体内部温度梯度小，发生固液分离时间延后，系统中氩的温度、能量更高，上升过程中液氩密度、厚度变化较大。下部气体压力整体上大于上部气体压力，发生固液分离时润湿性越强的表面上液体上下压差越大，首次上升过程能达到的高度越高，所需时间越短。     

热泵低温蒸发系统用于工业废水浓缩性能研究

为降低工业废水处理量,采用低温蒸发技术,设计一套以金属丝网波纹规整填料为蒸发器芯体、以空气为萃取剂的热泵低温蒸发系统,对其进行工业废水蒸发浓缩性能实验,分析空气质量流量、废水质量流量及废水入口温度3个可控参数对该系统浓缩性能的影响。结果表明:在实验条件下,浓缩率、浓缩效率、传质系数及传热系数最大值分别为9.23 g/kg、94.25%、9.56 g/(m~2·s)和1.62 W/(m~2·℃)。对实验数据进行回归分析,得到填料蒸发器内废水浓缩效率实验关联式,关联式计算值与实验值的最大偏差在±20%以内,平均偏差为2.04%。     

带有蓄热型直接冷凝式加热板的空气源热泵系统性能研究

针对现有的空气源热泵冬季供热系统，提出了一种使用新型蓄热型直接冷凝式加热板（RHP）的空气源热泵供热系统，并测试了RHP的热性能和系统的运行特性，同时分析了系统的效率和经济性。实验结果表明，在39℃的冷凝温度下，RHP的热容量高达1044 W，RHP的蓄热量大于1000 kJ。在室外空气温度为8℃时，系统COP高达3.7。此外，对于20 m²的居住房间而言，该系统的供暖初始投资成本和总运行成本分别为3174.7 CNY和510.7 CNY，在居住建筑冬季供暖领域具有较大的竞争力。     

Al2O3纳米流体沸腾传热临界热流密度影响因素研究进展

随着电子设备热负荷的逐渐增加,纳米流体沸腾传热作为一种新型强化换热方式,受到越来越多的关注。本文主要综述了近年来关于纳米流体沸腾传热临界热流密度(CHF)的相关研究,并聚焦Al_2O_3纳米流体,归纳了各种因素对沸腾传热CHF的影响,分析了它们强化或弱化CHF的原因,得到了它们对CHF影响的一般规律。结果表明:纳米颗粒的添加可以有效提升CHF;随着纳米颗粒浓度的升高,CHF的变化存在增大、先增大后基本不变、先增大后降低等情形;微通道能够有效提升CHF,但通道尺寸较小时,CHF随尺寸的增大而增大;加热壁面越光滑CHF越低。此外,还概述了壁面倾斜角、壁面润湿性、工作压力以及外场(电场、磁场、重力场、超声波)等因素对CHF的影响。最后,指明了纳米流体沸腾传热CHF的发展方向并展望了其在机载环境下的应用前景。     

水平管内R245fa/R141b沸腾换热特性的实验研究

针对新型混合工质R245fa/R141b，开展水平光滑管(外径10 mm)内工质沸腾换热特性的实验研究，对比纯工质与混合工质的换热性能及4种常用关联式的预测精度。结果表明：纯工质与混合工质的沸腾传热系数均随质量流速和热通量的增加而增大，随饱和压力的增加而减小；随干度的增加，沸腾传热系数均先增大后减小，即存在“过渡干度”，且混合工质的过渡干度大于纯工质；干度小于0.55时，混合工质传热系数小于纯工质；干度大于0.55后，混合工质的传热系数更高；随R245fa质量分数的增加，混合工质的沸腾传热系数增大。在所选关联式中，Gungor-Winterton关联式能准确地预测工质在光滑管内的沸腾换热特性，平均相对误差为16.67%。     

石蜡与石蜡/膨胀石墨熔化性能的实验研究

为改善相变储能过程中石蜡(PA)的熔化性能，向PA中添加少量膨胀石墨(EG)制备了4种配比的石蜡/膨胀石墨复合相变材料(PA-EG)。通过热物性分析筛选出合适配比的PA-EG，并对其和PA在水平管壳式相变储能单元中的熔化过程进行了实验研究。根据相变材料的温度场变化以及加权法计算得到的熔化分数变化，对比分析了添加EG前后PA的熔化性能，并探究了加热温度对相变材料熔化性能的影响。结果表明，PA-EG3的热导率比PA高了7倍，且两者的相变温度和潜热相差不大。PA-EG3熔化过程中的自然对流效应弱于PA，但是较高的热导率能够显著改善相变储能单元中下部的熔化，使得其整体熔化速度快于PA。当加热温度为80℃时，PA-EG3的熔化过程比PA缩短了78.16%。此外，降低加热温度会使PA和PA-EG3的完全熔化时间都显著增加，但相同条件下PA-EG3的增加幅度更小。     

基于斯特林制冷机的文物恒湿展柜设计及实验研究

博物馆文物保存过程中相对湿度对文物的影响尤其重要，因此针对目前小型展柜广泛采用的半导体制冷存在制冷量小的缺点，结合斯特林制冷机制冷量大、寿命长、安全可靠等优点，设计并搭建了一台基于斯特林制冷的文物恒湿展柜装置，实现对微环境中相对湿度的精确调节。将斯特林制冷机的冷头置于优化设计的水槽中用于控制水温，采用空气与水直接接触的方式控制展柜内空气湿度。结果表明：使用散热片以及小型循环水泵可以大幅提升冷头与水之间的换热效率；合理的风机控制策略可以有效提升展柜湿度调节速度，维持湿度稳定，降低系统能耗；展柜内的相对湿度在45.0%～65.0%之间连续可调，并能保持稳定。