混合地源热泵系统(HGSHPS)的研究

地源热泵(GSHP)是一种节能与环保型空调技术,近些年来发展迅速,且成为生态建筑能源研究领域的一个热点。然而对于以空调为主的地区及建筑物中的应用,GSHP存在着冬夏土壤埋管负荷不平衡的不利情形(夏季向土壤中的放热大于冬季取热),这会导致土壤温度逐年升高,热泵运行性能逐渐恶化。为此,提出了采用辅助散热装置的混合地源热泵系统的概念,以平衡全年埋管从土壤中的取(放)热量。本文在介绍HGSHPS工作原理、技术特点与研究现状的基础上,重点对其控制策略、设计方法及其优化进行了详细的阐述,并提出了一些发展的建议,最后展望了其在我国的应用前景。     

节能型生态住宅冬季供暖系统性能的数值模拟

针对利用太阳能、地下水的一种节能型生态住宅低温地板辐射供暖系统提出了相应的数学模型，并进行了模拟分析，通过对一个测试房间的房间温度和能耗分析，表明太阳能、地热能作为可再生能源，利用于生态住宅供暖系统，具有明显的经济效益、节能效益和环境效益，有较高的推广价值。     

抛物面聚光太阳能PV/T系统的热电性能分析

建立了带有散热翅片的聚光太阳能PV/T热电联产系统内部传热过程的一维稳态数学模型,对传热过程进行了数值模拟,分析了空气质量流速、入射光强度、聚光比、环境温度、上部通道高度及翅片参数对系统的空气温度、电池板温度及系统热、电效率的影响.结果表明:随着入射光强、聚光比的增加,空气出口温度和电池板温度都会增加,系统热电总效率增加;通过增空气流量可以有效降低电池温度,提高电池的光电转换效率和系统的总能量利用效率;吸热板背面的翅片可以强化通道内空气的传热过程,降低电池板的温度,系统效率可增加约2%;在相同的光照条件下,人口空气温度越低,上部通道越窄,系统热效率越高.研究结果为聚光太阳能PV/T热电联产系统的设计和运行提供了理论依据.     

多孔小颗粒对流干燥的数值模拟

从毛细多孔物料的微观结构出发,建立了多孔小颗粒在干燥过程中热质传递规律的数学模型.采用全隐式有限差分法求解得到的模拟结果与实验数据吻合较好.数值模拟表明,土霉素滤饼等速干燥时间较短,降速干燥后干燥速率急剧下降;热空气流速对等速干燥速率影响较大,对降速干燥速率影响较小;提高干燥温度,减少颗粒直径,可以缩短干燥时间;孔隙分布期望值大、标准方差小的多孔物料,干燥容易完成.     

双面膜反转强化吸收过程传热传质

提出了一种双面液膜反转方案,竖直布置2组或2组以上交叉双尺度波纹板束为传热面,在上板束各对板底部设置耙形导流器,交叉地将上板束各对板两侧的液膜引至下板束异侧,然后利用液膜与具有水平沟槽的波纹板片上的表面张力作用使反转后的下降液膜均匀化,以此实现液膜反转和交叉双尺度波纹板技术的复合强化。建立了溴化锂水溶液在2段光滑平板上降膜反转吸收过程的传热传质数学模型并进行了数值计算。给出了反转液膜前后液膜内流场、温度场、质量分数分布计算结果,并讨论了溴化锂水溶液降膜吸收传热和传质过程中反转次数对传热和传质系数的影响。     

“Ω”形轴向槽道热管的流动和传热特性

建立了“Ω”形轴向槽道热管内流动和传热特性的理论模型,并计算了其最大传热能力。模型综合考虑了气-液交界面的剪切力、弯月面毛细半径变化以及接触角的作用。分析讨论了热管结构尺寸对流动特性的影响、热负荷对蒸发段端口毛细半径的影响、吸液芯结构尺寸对热管传热性能的影响,给出了气液两相压力、平均速度以及毛细半径的沿轴向分布。并且,将计算得到的不同工作温度下最大传热能力与Chi模型预测值进行了比较。同时,实验也验证了本模型的正确性。     

矩形微通道中环状冷凝的三维数值模拟

建立了恒热流边界条件下矩形微通道中环状冷凝过程的三维模型。通过求解气相和弯月面区动量和质量方程及薄液膜厚度方程,得到了弯月面毛细半径分布、冷凝液膜厚度分布,以及传热系数和壁面温度分布。薄液膜区液膜将沿程逐渐增厚,到达一极值后再逐渐变薄。在通道截面中,薄液膜区的传热系数大于弯月面,最大局部传热系数及壁面最高温度皆位于薄液膜区和弯月面的连接处。[JP2]在冷凝起始段,通道横截面平均传热系数沿程急剧减小至一极值;在此之后的很长一段距离内,则基本保持不变;[JP]直至接近环状冷凝终点时又再次沿程减小。     

离心流化床干燥过程中传热传质的数值模拟

通过对典型的多孔湿物料在离心流化床中干燥过程的理论分析和实验研究 ,首次将含湿多孔介质传热传质过程和物料与气流之间的外部传递过程相耦合 ,导出了离心流化床的理论模型和控制方程组 ,对于离心流化床中湿物料的干燥过程引进了数值模拟 ,结果表明增加气体表观流速、控制入口气体的温度和相对湿度以及加大床体转速均对干燥有不同的影响     

离心流化床中强制对流换热的实验研究

对离心流化床干燥器中气体与被干燥颗粒物料之间的强制对流换热进行了实验研究，获得了各主要运行参数对气固换热系数的影响规律，并利用场协同原理分析了对流换热强化的机理. 实验证明，在一定转速范围内，在气流速度方向和热流方向（温度梯度方向）一致时，换热的准则关联式具有Nu＝CRePr的形式. 获得了满足Nu～RePr呈直线关系的Pe(Pe=RePr)数变化范围和临界Pe数，当Pe数大于临界值后，离心流化床中对流换热强度随Pe数增加而增大的趋势会明显减缓并偏离线性区.     

多孔介质局部含湿量测试技术的研究

在未饱和含湿多孔介质传热质研究中,由于缺乏测定多孔介质局部含湿量的有效方法,成为多孔介质传热传质研究中急待解决的一个关键课题. 虽然目前已经注意及此,也提出多种测量多孔介质内部含湿量的方法~([1]),但难以满足对多孔介质实现“局部”含湿量的在线实时测定要求.以致在多孔介质传热传质研究中,只得避开对局部含湿量的直接测量.即使如文献[2]发展的测定多孔介质热湿迁移特性的各种积分效应法,所得测量的也只是试样总含湿量的变化,远没有完满结果.多孔介质热湿迁移特性的实用非稳态测试技术更具有至关重要的意义~([3]).