基于热不平衡两流体模型气氧射流冷凝过程研究

建立了氧气在液氧流体中流动冷凝过程的一维热不平衡两流体六方程模型,提出了气泡冷凝模型,对过热蒸气状态方程,相界面受力方程也进行了改进。研究了高温气氧射流冷凝过程的气液两相分布特性,包括两相流速分布,声速分布以及冷凝特征长度L/d。分析了气液流量比,液氧温度和压力对气氧射流冷凝过程的影响,得出了提高液氧过冷度能够减小气氧射流冷凝特征长度。获得了冷凝特征长度凝结关系式,仿真结果与气氧射流冷凝试验结果一致,验证了热不平衡两流体模型求解气氧射流冷凝问题在较大工况范围的适应性。     

圆锥槽结构强化低压水蒸气的膜状凝结实验研究

通过在冷凝面上构造圆锥槽结构,使冷凝液膜内部形成结构梯度,利用圆锥槽内冷凝液膜产生的轴向拉普拉斯压差使冷凝液自发向圆锥槽半径减小的方向运动,实现冷凝液快速排出,从而强化低压蒸气膜状凝结。实验结果表明,冷凝流量较小时,圆锥槽内凝结液膜能快速排出,膜状凝结换热得到增强,而光滑表面由于接触角滞后造成冷凝液块钉扎在冷凝面,造成传热热阻增大,凝结换热恶化;而在较大冷凝流量下,圆锥槽表面冷凝液膜变厚,液膜内部轴向压力梯度减小,轴向输运能力减弱,光滑表面冷凝液块脱离频率增加,同时合并路径上的其他液块与液珠,加快表面更新频率,造成蒸气在光滑表面的冷凝速率略大于圆锥槽表面。     

两相流中相积存造成多元混合制冷剂浓度变化分析

因多相流动中汽液速度差而造成相积存（Holdup）是深冷混合工质节流制冷系统中混合物浓度偏析的一个重要因素。建立了因相积存造成浓度变化的计算模型，采用Palmer对Beggs-Brill—Moody关联式的修正式，详细考察了管道倾角及流体温度对深冷多元混合物因汽液相积存异造成的浓度偏析影响。计算结果表明，管道倾角对积存具有显著影响，其中倾斜向上会显著增加积存，造成混合物浓度显著变化。浓度变化发生在两相区，并随温度变化导致不同组分的浓度变化趋势不同。     

二元混合物气液相变特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法,研究了二元氩氪混合物的气液相变特性.根据氩分子和氪分子特点,采用Lennard-Jones势能函数表征分子间的相互作用,基于Leap-frog积分方法获得粒子运动速度和位移,使用周期性边界条件,编制了分子动力学程序.首先模拟了纯质氩的气液共存系统特性,给出了不同温度下的气液相密度分布,并与实验结果进行对比,发现计算结果与实验结果符合得很好,证明了本文方法的正确性.接着模拟了氩氪混合物的气液共存系统,预测了不同温度和不同组分初始浓度对平衡时混合物性质的影响,给出了平衡后气液相中组分百分比和密度分布等性质,研究结果对精馏等工艺过程具有较好的理论指导作用.     

124／22／152a三元工质和润滑油混合溶液的传热系数及压降

我们通过实验研究了一种由40％的HCFC—124、36％的HCFC—22和24％的HFC—152a所组成的混合制冷剂,与不同量的150SUS烃基苯润滑油相配时,在蒸发和冷凝过程中的管内换热系数和压降,由于这种混合制冷剂具有与CFC—12相类似的热力学性质,而其消耗臭氧层潜能值很小,所以这种混合制冷剂在蒸气压缩制冷循环中,将是CFC—12可行的代替物。     

可燃性爆炸物简述

可燃性物质包括可燃性气体、液体、蒸气和粉尘等。绝大多数可燃物在国民经济中起着重要作用 ,但是它又会给人身安全和生产带很大的不安全因素。本文简单介绍可燃性爆炸物的形成、爆炸基理、爆炸极限及其影响因素、可燃性气体的应用和防爆措施。1　可燃性爆炸混合物的概念在矿井开采、石油、化工等的生产、贮存、运输过程中 ,如果设备、管道等因故障而泄漏出可燃性气体、液体 (易燃性液体 )或蒸气 ,与空气混合后 ,就会形成具有爆炸危险的混合物 ,一旦浓度达到爆炸极限内就形成了爆炸性混合物。爆炸性混合物是指由两种或两种以上成分组成的爆…     

对中真空条件下铝蒸气相变形核及冷凝的研究

在中真空条件(18~50 Pa)下,从原子碰撞与碰撞凝聚的角度分析系统温度、铝分压及冷凝区温度梯度对铝蒸气相变形核及冷凝的影响。采用真空蒸发冷凝法(不充入惰性气体)制备出铝珠及铝粉,并利用扫描电镜与能谱进行表征。结果表明:在中真空条件(18~50 Pa)下,蒸气过饱和度增大,利于液相形核,这与温度对单位时间铝原子碰撞次数的影响一致,但当系统温度降到液气转变最低温度后,铝蒸气将冷凝成固态。中真空下,其影响蒸气冷凝方式的重要因素之一是系统中冷凝区的温度梯度。通过真空蒸发冷凝法,在冷凝区温度梯度约1.4 K/mm时制得金属铝珠,温度梯度约19.5 K/mm时制得金属铝粉。     

重力热管内部传热传质过程的数值模拟

为了揭示两相闭式热虹吸管(重力热管)蒸发段及冷凝段工质相变传热本质,以其为基础建立数值模型,并基于流体体积函数(VOF)模型确定气液两相间的相界面,对采用工质水和R134a的热管运行过程进行数值分析。研究结果表明:多相流模型对热管内部的蒸发冷凝过程模拟较好,可以直观地再现热管内部的传热传质过程。     

低温液体传输中夹带固态颗粒的流动特性研究

针对低温液体传输中夹带固态颗粒的流动属于低浓度固液两相流,且存在流道和部件动静干涉的特点,建立了低温流体传输管路中的固液两相流模型,并模拟研究了低温液体传输中夹带固态颗粒时不同传输压力、传输速度以及固体颗粒浓度下,传输管路的压力场、速度场以及固体颗粒的分布。     

一种节能型活塞式制冷压缩机耐久实验系统研究

提出了一种节能型活塞式制冷压缩机耐久实验系统,该系统基于“不完全冷凝,气液混合”原理,将压缩机排气后产生的高温高压工质的一部分冷凝成液体,其余不进行冷凝而直接节流变成气体,然后气、液进行混合形成饱和气体进入压缩机吸气.分析了不完全冷凝条件下,所需冷凝的工质与非冷凝工质的质量流量关系以及冷凝器的换热量,结果表明只需少量工质被冷凝,即可以满足耐久实验工况要求,因此,选用较小功率的冷凝器就可以完成较大功率压缩机耐久性测试.最后,以某型号压缩机对系统进行测试,验证了系统的有效性及可靠性.该系统结构简单,不仅节约能源消耗,而且可以降低实验系统成本,具有较高的经济性,可推广应用到其它压缩机类产品的耐久实验系统.     

直喷柴油机两种燃烧方式混合气形成的比较

利用KIVA-3V软件模拟了柴油机两种燃烧方式的混合气形成过程中的浓度场和温度场.模拟计算与实验结果表明,在常规柴油机燃烧方式中,燃油边喷边烧,混合气浓度和温度变化很大,导致预混合燃烧和扩散燃烧并存,NOx和碳烟比较高,CO和HC排放很低;利用早喷可以形成浓度场和温度场分层分布的均质混合气,实现均质充量压燃(HCCI)燃烧,碳烟和NOx很低,但CO和未燃烧的燃油排放很高.     

有流动条件下双组分系统凝固过程的数值模拟

本文采用SIMPLE方法对有流动条件下双组分系统的凝固过程进行数值模拟。求解混合物参数的控制方程 ,混合物中两相的体积分数和溶质浓度利用平衡相图关系确定。控制方程用有限体积法离散 ,SIMPLE方法求解。对NH4 Cl水溶液的流动凝固过程进行了数据模拟 ,给出数据求解的结果 ,分析了对流和输运现象对宏观相界面形态、相变速率和最终宏观的组分分凝现象的影响     

低温冷凝可视化实验装置设计

低温流体与常规室温流体冷凝存在显著差异,简述了国内外报道的主要低温冷凝实验装置,指出要准确描述翅片通道内冷凝及两相流动过程,必须借助先进的可视化手段。为解决空分装置中主冷凝蒸发换热器翅片通道内低温流体冷凝热阻大、换热效率低的难题,设计搭建了一套低温冷凝可视化实验装置,实验段采用带光窗的可拆密封设计,便于研究平壁表面及各种型号翅片通道内冷凝换热过程。经初步测试,该实验装置运行稳定,借助高速摄像机可清楚地观察到氮冷凝两相流动的现象。     

两种立方型状态方程相平衡推算中相互作用系数的研究进展

混合制冷剂工质的相互作用系数是混合工质汽液相平衡性质计算中所需的一个重要参数.对两种立方型状态方程混合规则中相互作用系数的研究进展做了回顾,评述了以天然气组分混合物为对象的实验工作中相互作用系数kij的回归方法,关联数值和关联式,寻找提高汽液相平衡推算精度的途径,研究和探索更加精确的预测模型.     

微肋表面强化液氮温区冷凝传热特性的数值模拟研究

开展了微肋表面强化氮蒸气凝结传热的机理研究,基于CFD数值方法建立了竖直方向平板和微肋板上氮蒸气冷凝的三维数值模型,对比分析了平板表面和微肋表面的冷凝换热效果,通过表面冷凝的液膜分布和速度分布等内在参数揭示平板和微肋表面的冷凝换热机理。结果表明,氮的冷凝传热性能在微肋表面上得到显著提升,在1.5 K的冷凝传热温差下,其平均传热系数提高1.6倍,初步揭示了微肋表面(肋高H=0.6 mm、节距p=1 mm)对强化氮冷凝的有效性。分析显示,微肋的弯曲结构改变了液膜的空间分布,通过减薄局部液膜厚度实现了冷凝的强化。     

多元混合工质节流制冷机内工质组分浓度变化特征的实验研究

建立了专门实验系统来研究多元混合工质闭式循环节流制冷机内工质组元浓度动态变化特征，针对三个典型制冷温区的三种混合物工质进行了实验研究，研究结果表明，混合物工质浓度在不同运行时期发生变化，最大变化会达到6％，另外系统内浓度不均匀更会高达12％，甚至更高，实验研究对修正理论模拟模型以及制冷机设计具有帮助。     

有流动条件下双组分系统凝固过程的数值模拟

本文采用SIMPLE方法对有流动条件下双组分系统的凝固过程进行数值模拟，求解混合物参数的控制方程，混合物中两相的体积分数和溶质浓度利用平衡相图关系确定，控制方程用有限体积法离散，SIMPLE方法求解，对NH4Cl水溶液的流动凝固过程进行了数据模拟，给出数据求解的结果，分析了对流和输动现象对宏观相界面形态，相变速率和最终宏观的组分分凝现象的影响。     

CO_2/R290应用于复叠制冷低温环路浓度配比实验研究

在复叠制冷实验台上对由CO_2/R290组成的不同配比的二元混合制冷剂进行了低温循环性能实验.实验结果表明,随着CO_2含量增大,二元混合物的压比减小,制冷量增大,耗功减少,COP增加,制冷速率增大.但随着CO_2含量增大,二元混合物的排气温度也升高,当CO_2在混合物中的组分达到71%时,蒸发温度为-61℃时,压缩机的排气温度接近115℃.因此,混合物中CO_2含量不宜超过71%.混合物中R290降低了CO_2凝固点温度,同时也降低了CO_2较高的冷凝压力,对扩展CO_2在低温区域的应用很有益处.     

精馏塔液位的双限式自动控制

在氨吸收式制冷装置中,精馏塔必须维持物料平衡才能正常运转。首先从精馏塔的工作循环来分析:浓氨水由液泵加压后进入精馏塔,再流入发生器,被热源加热,其中氨先到达沸点,形成的氨蒸气经精馏塔提纯和回流冷凝器冷凝后送出,余下浓度已下降的稀氨水从发生器底部流出。物料平衡,就是指上述过程中的工质循环量相等:流进的f 公斤浓氨水(浓度为浓)与产生的1公斤氨蒸气(浓度为气)和流出的(f-1)公     

两相流喷射器流动模型研究

研究了压缩/喷射制冷系统中两相流喷射器内的射流发展过程,沿喷射器内部射流的流动方向分段对射流压力调整过程、射流混合、均匀过程和扩压过程进行建模,得到喷射器的引射比和出口背压随冷凝温度与蒸发温度的变化特性.模型的预测结果与实验测试结果在变化趋势上完全一致,压缩/喷射制冷循环中的冷凝温度越大,喷射器的引射比和出口背压越大,节能效果越好;蒸发温度存在一个最佳值,使得引射比最大,出口背压增大效果较好.