膜过程中热质耦合传递分析

研究了透过致密无孔膜的传热传质过程,考察了传热传质的相互作用,建立了膜过程中热质耦合传递的数学模型,并以湿空气透过薄膜分离过程为例,分析了温差及浓度差的变化对传热传质过程的影响,发现温差及浓度差的变化会引起热阻及湿阻的变化,从而进一步影响热流量和传质通量,所以对传热传质过程有加成作用。     

高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

研究了高热负荷板状激光介质在抽运面采用常规冷却技术时,换热面积较小的上下侧面的换热强度对激光介质最高温度及最大应力的影响情况,并对热应力场进行了优化研究。结果表明,任意抽运功率下,介质的最高温度及最大应力均随侧面换热系数的变化而变化,并存在最优换热系数。与侧面采用常规冷却手段时相比,采用最优换热系数时介质的最大应力降幅高达36%。另外,对介质上下侧面进行温度控制,也可达到与控制换热系数相同的效果。     

薄膜输运性质对全热交换器结露特性影响

薄膜式全热交换器是一种可同时回收热量和湿量的装置，通常被用来减少建筑能耗同时改善室内空气品质。数值研究了薄膜输运性质对全热交换器结露特性的影响，得到了结露特性曲线和临界结露温度，用以表征结露特性，并综合考虑安全性和经济性给出了薄膜输运参数的推荐值。研究结果表明：室外空气温度和湿度越高，越容易发生结露，薄膜热导率对全热交换器的结露特性和效能影响很小，而膜内水蒸气扩散系数的增加可以显著提高全热交换器的抗结露特性和效能，且进气侧与排气侧的入口交汇处最容易发生结露。     

管翅式换热器的不可逆损失分析

以热力学第二定律为基础讨论了波纹翅片管换热器的不可逆损失,重点考察了换热器的几何尺寸对换热过程中不可逆损失的影响.[JP+2]不可逆损失用温差传热和流动摩阻所引起的熵产之和来表征.计算结果表明：换热器单位换热量的熵产随翅片波纹角的增加略有增加,但几乎不受翅片间隔的影响.当管的排数增加时,单位换热量的熵产先减后增,在特定管排数处取得极小值.单位换热量的熵产随空气流速的增加而单调增加.     

球形空腔内气液两相毛细压力与饱和度的关系

毛细压力与饱和度的关系是多孔介质多相流最基本、最重要的关系之一。综述了毛细压力与饱和度关系的研究现状,列举了多种毛细压力与饱和度关系模型,展现了Leverett-J函数的发展历程。在此基础上以单个球形空腔内气液两相流体为研究对象,依据几何分析推导得到了固液接触角分别为10°、30°、60°和90°时毛细压力随饱和度的变化关系,计算结果与文献中的实验结果具有相同的变化趋势,从而很好地说明了毛细压力与饱和度关系曲线的变化特征。     

薄膜透湿特性实验研究

设计制作了用于研究水蒸气透膜传递特性的实验装置,其中实验段主要由流体通道、薄膜和水槽三部分组成。通道的截面为5 mm×50 mm 的矩形、总长800mm,通道中通入相对湿度较低的空气。膜夹在通道与水槽之间,在水面和膜之间形成高湿度的空气层。水蒸气由空气层向通道内传递。基于这种结构,建立了对流传质阻力、薄膜传质阻力和空气层扩散阻力的三阻力串联模型。利用上述装置对PVDF(polyvinylidene fluoride)膜、PES(poly ether sulfone)膜以及纤维素膜的透湿特性进行了测量,通过用总阻力减去对流传质阻力和空气层阻力从而得到了薄膜自身的传质阻力,结合膜等温吸附曲线进而计算出水蒸气在膜中的扩散系数。结果表明PVDF膜中的扩散系数最大,纤维素膜最小。     

热沉几何参数对侧面泵浦板状激光介质热效应影响分析

以不均匀换热系数模型为基础,数值研究了侧面泵浦板状激光介质在热沉冷却情况下,热沉的几何参数对介质最高温度及最大应力的影响。结果表明,热沉材料对激光介质热效应的影响表现在热阻效应和温度均匀化效应两个方面：热沉材料的导热性能较差时,介质最高温度及最大应力随介质厚度的增加而增加;热沉材料的导热性能较好时,不同热沉厚度下介质最高温度及最大应力变化很小。随着热沉长度的增加,介质内最高温度和最大应力均下降。