超高频同轴型脉冲管制冷机研究

超高频脉冲管制冷机体积小、重量轻,在空间应用中备受关注,近几年来成为该领域的一个前沿发展方向.由于直线型脉冲管制冷机结构简单、方便调试,在模拟计算的基础上加工直线型试验样机,根据直线型试验样机的优化结果设计加工同等尺度的同轴型原理样机,其冷指外径仅有9 mm,长度40mm,质量为250 g.同轴型样机经过压缩机的匹配和双向进气结构的优化,采用谐振频率为50 Hz高频压缩机工作在90 Hz驱动,80 w电功率输入下可获得46.4 K无负荷最低温度,在80 K可获得2.1 w制冷量.由于冷指尺寸小、运行频率高,冷头降温速度快,2 min即可从室温降至工作温区80 K,且冷头温度不受重力影响.     

微型高频脉冲管制冷机的实用化

高频微型脉冲管制冷机在许多领域具有重要作用,目前从原理样机到实用化的成品机仍有一些问题须要解决。介绍在一台达到世界先进水平的高效同轴脉冲管制冷机的基础上进行实用化的工程样机研究,并通过模拟计算分析两台脉冲管制冷机工程样机与原理样机的区别及其自身特点,为进一步开展工作奠定了基础。制作的两台工程样机基本达到了原理样机的制冷性能,不锈钢结构的工程样机外观精美、结构紧凑,但由于材料和外形的原因,制冷性能稍逊于原理样机;铜壁结构的工程样机性能优于不锈钢样机,足以满足工程项目的需要,但重量有所增加。     

纳米材料/十四酸混合相变蓄热材料的制备与特性

选用纳米金属Cu和碳素材料石墨烯纳米片（GnPs）为改性剂分别添加至十四酸（MA）中,制备出Cu质量分数为1%、2%、3%和4%的Cu/MA混合相变蓄热材料及GnPs质量分数为1%、2%和3%的GnPs/MA混合相变蓄热材料,并对混合相变材料性能进行表征。结果表明：Cu/MA固态和液态热导率随Cu质量分数增加呈线性提高,1%（质量）GnPs/MA固态热导率较纯MA显著提高101.51%,随GnPs质量分数增加,热导率增幅减缓;FT-IR谱图表明Cu与MA及GnPs与MA间的混合均为物理作用;DSC结果显示添加Cu或GnPs可降低MA的过冷度和相变潜热,且随质量分数增加,相变潜热逐渐降低;4%（质量）Cu/MA和3%（质量）GnPs/MA放热时间相比于纯MA分别减少了23.4%和38.7%;4%（质量）Cu/MA和3%（质量）GnPs/MA在经历300次快速热循环试验后,晶体结构和相变温度基本保持不变,相变潜热分别降至168 J·g^-1和181 J·g^-1左右,仍满足蓄放热要求,两种材料均具有良好的热循环稳定性。     

渐缩渐扩喷嘴临界流动的空穴核化模型

在西安交通大学高压汽水实验台架上进行了破口型式为渐缩渐扩喷嘴的临界流实验，实验参数为：入口压力３，０～１６．ＯＭＰａ，入口欠热度０～６０°Ｃ。对应临界质量流速为４０～１２０×１０３ｋｇ／ｍ２ｓ。实验表明，闪蒸起始点处的热力非平衡性随入口欠热度的增加而减小，入口为饱和状态时热力非平衡性最大。提出了一个新的空穴核化模型来预测闪蒸起始点处的减压值。该模型中含有一个由实验确定的系数，并被实验证实，该系数仅为入口欠热度的函数。将该模型计算的临界流量与临界流量的实验值进行了比较，取得了满意的结果。     

液态空气储能系统低温泵水力特性研究

低温泵是液态空气储能系统释能发电的重要部件,其工作性能对系统储能效率的影响不可忽略,但已有研究关于低温泵对液态空气储能系统效率的影响规律及其在储能工况下的实际工作特性分析尚不充分。针对应用于液态空气储能系统的低温泵,搭建了水力特性测试平台,通过改变低温泵进、出口压力及电机运行频率,测试了不同工况点的水力特性,并在此基础上开展关键运行参数对低温泵性能的影响规律分析。研究结果表明:在实验涉及的工况下,降低泵入口压力、提高泵出口压力和运行频率可提高泵效率,进而提升系统储能效率;所有测试各工况中,当低温泵电机运行频率40 Hz、进口压力0.8 MPa、出口压力为2.8 MPa时,泵效率达到最大值63.7%。     

热端长度对脉冲管制冷机的性能影响研究

首先介绍了我实验室自主开发的实用型产品：空调压缩机驱动的同轴脉冲管制冷机,然后针对实用化过程中要求脉冲管的热端长度增加的问题进行了分析,得到一些分析结果。通过一组实验研究了脉冲管热端长度对性能的影响,包括脉冲管热端温度、冷端温度、降温时间、压比。实验结果和分析是吻合的。该实验为将来实用化的设计提供了一定的实验依据。     

改进型脉冲管制冷机的机理分析

通过分析脉冲管热端气体的变化而得到热端温度变化和热量交换的结果,提出了改进型脉冲管制冷机的理论制冷量的计算方法和公式。在计算中首次提出了气库系数的概念来模拟气体活塞的特征,且它成为理论制冷量公式的一个关键参数。此外,分析获得了估算压力波动大小的方法,为脉冲管完整制冷系统的模拟分析与计算奠定了基础。     

一种用于公共建筑绿色化的全局优化技术——SGB技术

为了实现可持续发展的长远目标,结合我国十二五规划及科技发展规划,针对现有公共建筑的能耗高、污染大,管理效率低下的问题,首次提出一种基于有/无线混合传感网络的建筑流态数据监控及总体优化协同控制,以实现建筑绿色化的SGB(Smart Green Building)技术;把运行中的公共服务建筑作为整体系统考虑,将采集到的数据划分为信息流、能量流、物质流、人员流,并做分层处理,从系统级的角度,得到了复杂系统的全局最优化解决方案;从而实现既有建筑的节能、减排与高效管理的改造,满足绿色化与智能化的要求。     

板式蒸发器式蒸汽再压缩系统研究及设计

设计了不同工况下的板式蒸发器MVR系统,并由此对板式蒸发器MVR系统进行分析研究。针对该系统进行热力过程分析,提出在板式蒸发器MVR系统中宜采用喷水消除再压缩蒸汽过热度,同时分析了该系统的漏热平衡特性,并从能效角度说明使用板式蒸发器的必要性,为板式蒸发器MVR系统的研发和高效应用指明了方向。     

八角热风干燥水分变化及品质分析

为了探究八角的干燥特性及内部水分扩散机理,本研究以热风温度（50、60和70 ℃）和预处理方式（杀青和不杀青）为实验变量,对八角进行了热风干燥实验,同时进行低场核磁共振检测和品质分析。结果表明,八角干燥过程基本处于降速干燥阶段,且干燥时间与热风温度呈负相关关系,杀青处理可以降低干燥时间。经低场核磁共振T₂谱检测,发现新鲜八角含有3个波峰,经干燥加工处理,不易流动水峰会分离出来1~2种波峰,这部分增加的波峰为大分子有机物。通过对八角干燥过程中的各峰面积和各组分占比进行研究,发现干燥加工主要除去的水分为不易流动水,而结合水、大分子有机物和小分子有机物的质量变化很小。杀青预处理对干燥过程八角的波峰分布影响甚微,但增加了八角的干燥速率。通过对八角品质的分析可以得到:经杀青预处理,干燥后的八角色泽更好,复水能力更强,但皱缩率更大,且热风温度越高,八角的复水能力越大,但会导致皱缩率也增大。