介质的填充度与孔隙率对蓄热腔蓄热特性的影响 被引量：1

1

作者 蒋静智 杨奇 +2 位作者 朱海荣 崔海亭 宋庆松 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期106-115,共10页

以多孔介质泡沫铜复合石蜡相变材料作为研究对象,采用ANSYS-Fluent中的凝固/熔化模型,相变材料的密度采用Boussinesq假设,多孔介质区选择non-equilibrium模式,对三维长方体蓄热腔内复合相变材料的蓄热过程进行数值模拟,分析多孔介质的... 以多孔介质泡沫铜复合石蜡相变材料作为研究对象,采用ANSYS-Fluent中的凝固/熔化模型,相变材料的密度采用Boussinesq假设,多孔介质区选择non-equilibrium模式,对三维长方体蓄热腔内复合相变材料的蓄热过程进行数值模拟,分析多孔介质的填充度和孔隙率对相变蓄热特性的影响。结果表明,当孔隙率不变时,同一时刻多孔介质填充度越高则蓄热腔内液相率越大、蓄热率越快、多孔介质区域温度传递越快,但Nu越小,同时,随着多孔介质填充度的增加,蓄热量逐渐越小。当填充度不变时,在蓄热初期,孔隙率越小则蓄热腔内液相率越高、温度传递越快、蓄热量越大、蓄热率越快、Nu越小;在蓄热中后期,孔隙率越小则蓄热腔内液相率越小、温度传递越慢、蓄热量越大、蓄热率越快、Nu越大。在该文数值模拟范围内,长方体蓄热腔的最优多孔介质泡沫铜填充度为1,孔隙率为0.65。 展开更多

关键词 相变 多孔介质 数值模拟 填充度 孔隙率

原文传递

空气循环供暖温室大棚环境数值模拟

2

作者 崔海亭 陈浩松 +3 位作者 张亚磊 李惠敏 甘拥 田景茹 《新能源进展》 北大核心 2025年第2期214-222,共9页

针对冬季温室大棚内的空气与土壤温度较低,单一供暖方式造成空气、土壤温差大,作物生长缓慢,复合供暖方式研究不充分的问题,在风机与地埋管道供暖基础上提出一种适用于温室大棚的新型复合供暖系统。对供暖过程进行数值模拟,利用温度标... 针对冬季温室大棚内的空气与土壤温度较低,单一供暖方式造成空气、土壤温差大,作物生长缓慢,复合供暖方式研究不充分的问题,在风机与地埋管道供暖基础上提出一种适用于温室大棚的新型复合供暖系统。对供暖过程进行数值模拟,利用温度标准差、热能利用率和热干风区范围三个评价指标,探究进风参数对温室大棚温度场与速度场的影响规律。结果表明,在该复合供暖系统中,低温度高流速的进风参数组合可以使温室内气体高温区的高度明显下降,可有效降低温度标准差、保障热能利用率、控制热干风区范围;当进风温度为40℃、进风速度为3 m/s时为最佳参数组合,温度标准差为1.99×10^(-3),减小了15.8%;作物生长范围的热能利用率为77.65%,提高了10.93%;热干风区范围控制在5%以内。复合供暖系统改善了温室大棚内的温度分布,降低了土壤与近地面区域的温差,增强了作物生长区域的气体湍流强度,为空气供暖技术在农业温室方面改善温度均匀性、提高热能利用率、降低供暖热负荷及促进作物生长中的应用提供技术参考。 展开更多

关键词 传热 复合供暖 数值模拟 温度场 速度场 热负荷

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基于TRNSYS的太阳能-地源热泵相变蓄热供暖系统对比分析研究 被引量：4

3

作者 张亚磊 崔海亭 +2 位作者 王超 王晨 陈浩松 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期579-586,共8页

为降低温室大棚建筑能耗,以河北省某温室为研究对象,在温室现有的太阳能耦合地源热泵供暖系统(SGSHPH)基础上,设计太阳能-地源热泵相变蓄热供暖系统(SGSHPP-CHSH),利用TRNSYS软件搭建这两种系统的仿真模型,对两系统的仿真结果以及影响... 为降低温室大棚建筑能耗,以河北省某温室为研究对象,在温室现有的太阳能耦合地源热泵供暖系统(SGSHPH)基础上,设计太阳能-地源热泵相变蓄热供暖系统(SGSHPP-CHSH),利用TRNSYS软件搭建这两种系统的仿真模型,对两系统的仿真结果以及影响因素进行对比分析。研究结果表明:SGSHPP-CHSH系统相比SGSHPH系统在整个供暖季的太阳能集热器集热量提高10.75%;SGSHPP-CHSH系统相变储热罐蓄热温度从49.4℃降低到34.4℃,热泵机组能耗从10145 kWh降低到7843 kWh,热泵系统的COP从2.68升高到3.36;SGSHPH系统蓄热水箱的供水温度从45℃降低到30℃,热泵能耗从12837 kWh降低到8739 kWh,热泵机组COP从2.39增加到3.43;SGSHPH系统太阳能集热面积为48 m^(2)时,SGSHPP-CHSH系统太阳能集热面积为39 m^(2)时,此时两供暖系统在非供暖季土壤蓄热量等于在供暖季土壤取热量,可有效维持土壤的热平衡。 展开更多

关键词 太阳能 热泵系统 供暖 TRNSYS仿真

原文传递

燃气分级耦合旋流结构对燃烧性能的影响

4

作者 乔方琪 米翠丽 +4 位作者 武哲 崔海亭 张凯 吴景昊 蒋静智 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第6期684-693,共10页

为解决热处理炉中传统旋流燃烧器氮氧化物(nitrogen oxide,NO_(x))排放过高的问题,提出了一种基于燃气分级技术的低氮燃烧器优化方法。首先,以普通旋流燃烧器为基本结构,在不显著增加燃料消耗的条件下,增设燃气分级结构;其次,采用ANSYS ... 为解决热处理炉中传统旋流燃烧器氮氧化物(nitrogen oxide,NO_(x))排放过高的问题,提出了一种基于燃气分级技术的低氮燃烧器优化方法。首先,以普通旋流燃烧器为基本结构,在不显著增加燃料消耗的条件下,增设燃气分级结构;其次,采用ANSYS Fluent软件系统模拟一级静叶栅叶片角度和空气流速对NO_(x)生成量的影响;最后,通过对比混合均匀性、温度分布及NO_(x)浓度场,确定最佳参数组合。结果表明:燃气分级结构显著提升了二级燃气与旋流空气的混合效率,热负荷分布更加均匀,热力型NO_(x)生成量降低;当一级静叶栅叶片角度为30°、空气流速为1.15 m/s、一级燃气占比为65%时,燃烧器性能最优,NO_(x)排放量较传统结构明显减少。研究结果为低氮燃烧器的设计提供了优化方向,对工业燃烧设备的环保改造具有参考价值。 展开更多

关键词 燃烧学 低氮燃烧技术 天然气燃烧 耦合低氮技术 数值模拟 旋流燃烧

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扭曲蜂巢管烟气对流冷凝耦合余热回收模拟

5

作者 甘拥 崔海亭 +3 位作者 田景茹 姚宁 王亚薇 张凯 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第5期575-586,共12页

为了减少能源消耗、提高天然气热处理炉高温烟气余热回收效率,基于数值模拟软件Fluent,对扭曲蜂巢管换热器内的对流冷凝耦合传热过程进行了研究,模拟分析了不同工况和边界条件下扭曲蜂巢管换热器管程的传热和阻力特性,并探讨了其传热机... 为了减少能源消耗、提高天然气热处理炉高温烟气余热回收效率,基于数值模拟软件Fluent,对扭曲蜂巢管换热器内的对流冷凝耦合传热过程进行了研究,模拟分析了不同工况和边界条件下扭曲蜂巢管换热器管程的传热和阻力特性,并探讨了其传热机理。结果表明:烟气温度能够从950℃降低至260℃;当助燃气和高温烟气流动速度较为接近(分别为0.035 m/s和0.030 m/s)时,所传递热量增幅为96%,平均传热系数相对提高41%,此时传热效果最佳;在一定范围内提高雷诺数(Re)有利于增强烟气的显热和潜热交换;水蒸气含量的增加对潜热交换产生了更为积极的影响;在Re为7200,水蒸气含量为17%的工况下,扭曲蜂巢管换热器强化传热效果的经济性最好,且远优于圆管冷凝换热器。研究结果可为天然气热处理炉烟气余热深度回收系统的设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 工程传热、传质学 烟气换热器 余热回收 冷凝换热器 扭曲蜂巢管 数值模拟

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仿蜂巢扭管余热回收器烟气冷凝耦合传热研究

6

作者 甘拥 崔海亭 +4 位作者 王亚薇 田景茹 姚宁 辛宇轩 陈浩松 《流体机械》 北大核心 2025年第11期75-83,共9页

为提升天然气热处理炉高温烟气余热回收利用率,提出了一种高效的仿蜂巢扭管余热回收器,以深度回收烟气中的余热。研究设计了由9根仿蜂巢扭管组成的余热回收器,并利用CFD软件Fluent对其冷凝耦合传热过程进行数值模拟。通过改变助燃气与... 为提升天然气热处理炉高温烟气余热回收利用率,提出了一种高效的仿蜂巢扭管余热回收器,以深度回收烟气中的余热。研究设计了由9根仿蜂巢扭管组成的余热回收器,并利用CFD软件Fluent对其冷凝耦合传热过程进行数值模拟。通过改变助燃气与烟气的体积流量,系统分析了仿蜂巢扭管的传热与阻力特性。结果表明,当烟气和助燃气体积流量分别为0.889,0.978 m^(3)/s时,系统性能最佳,能将950℃的烟气冷却至135℃,同时将助燃气加热至588℃;在雷诺数Re为6 860,且水蒸气含量为10%的工况下,该回收器综合传热经济性最优,其性能评价指标较常规圆管换热器显著提升,约25%。仿蜂巢扭管余热回收器因其独特结构,通过强化传热实现了能量的高效回收,能普适性地应用于工业炉窑烟气余热回收,为工业节能技术改造提供了可靠方案。 展开更多

关键词 工程传热传质学 烟气换热器 冷凝换热器 数值模拟

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空气分级旋流低氮燃烧器数值模拟研究

7

作者 田景茹 崔海亭 +3 位作者 甘拥 王亚薇 姚宁 张凯 《河北工业科技》 2025年第6期566-574,共9页

为了提升热处理炉的炉温均匀性、降低氮氧化物(NO_(x))的排放,研究了不同旋流角度对甲烷(CH 4)燃烧室的温度分布及NO_(x)排放的影响。利用软件ANSYS Fluent对旋流燃烧器和传统扇叶式燃烧器进行了数值模拟,分析二级风旋流角度对燃烧特性... 为了提升热处理炉的炉温均匀性、降低氮氧化物(NO_(x))的排放,研究了不同旋流角度对甲烷(CH 4)燃烧室的温度分布及NO_(x)排放的影响。利用软件ANSYS Fluent对旋流燃烧器和传统扇叶式燃烧器进行了数值模拟,分析二级风旋流角度对燃烧特性的影响,进而确定最佳旋流角度。结果表明:相较于传统扇叶式燃烧器,旋流燃烧器通过空气分级混合策略显著增强了湍流混合强度,燃烧效率提升12.8%,NO_(x)排放量降低至25.635 mg/m^(3),降幅达43.36%。在特定运行参数(过量空气系数为1.1,旋流角为30°)条件下,燃料与空气呈现最佳混合状态,此时NO_(x)排放浓度低于国家标准(GB 13271—2014)限值18.7%,炉膛温度均匀性提升2.82%。研究结果适用于对炉温均匀性和环保性能有较高要求的应用场景,可为热处理炉的低碳高效运行提供理论依据与技术参考。 展开更多

关键词 燃烧学 低氮燃烧技术 烟气再循环 旋流燃烧 数值模拟

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基于PV/T+GSHP的太阳能-生物质能蔬菜大棚跨季节供暖系统研究

8

作者 田景茹 崔海亭 +4 位作者 陈浩松 王亚薇 甘拥 姚宁 张亚磊 《河北工业科技》 2025年第4期390-400,共11页

为探究中国华北地区农业领域冬季清洁供暖新方式,在太阳能跨季节供暖的基础上将光伏和光热有机结合,构建了一种太阳能-生物质能蔬菜大棚跨季节供暖系统。利用TRNSYS建立了跨季节供暖模型,并以此模拟太阳能-生物质能耦合系统跨季节蓄热特... 为探究中国华北地区农业领域冬季清洁供暖新方式,在太阳能跨季节供暖的基础上将光伏和光热有机结合,构建了一种太阳能-生物质能蔬菜大棚跨季节供暖系统。利用TRNSYS建立了跨季节供暖模型,并以此模拟太阳能-生物质能耦合系统跨季节蓄热特性,探究各组件参数对系统性能的影响;最后将太阳能-生物质能跨季节供暖系统与传统跨季节供暖系统进行经济性对比。结果表明:太阳能-生物质能蔬菜大棚跨季节供暖系统有较好的稳定性,能够缓解地源热泵供暖易导致土壤温度下降的问题;采暖期热泵机组平均制热系数为3.20,系统制热能效比为2.2;系统初投资10.6万元,运行15 a的费用年值为0.68万元,相较于太阳能跨季节供暖系统与地源热泵供暖系统分别降低了0.87万元和0.97万元。设计的供暖系统集成了光伏、光热,实现了跨季节储热与生物质能的一体化能源供暖,具有良好的经济性和稳定性,可为华北地区冬季蔬菜大棚的供暖形式提供新思路。 展开更多

关键词 太阳能 跨季节供暖 生物质能 地源热泵 蔬菜大棚

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薄壁容器椭圆封头应力测定实验教学改革探索 被引量：5

9

作者 刘庆刚 位翠霞 +3 位作者 朱海荣 崔海亭 彭培英 郭彦书 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第12期225-228,共4页

薄壁容器椭圆封头应力测定实验是过程装备与控制工程专业的核心实验,也作为能源与动力工程等专业的开拓性试验设置,主要用于学生采用电阻应变法进行应力测定知识和技能训练。然而,随着工业技术的发展,采用数值分析的方法解决工程问题已... 薄壁容器椭圆封头应力测定实验是过程装备与控制工程专业的核心实验,也作为能源与动力工程等专业的开拓性试验设置,主要用于学生采用电阻应变法进行应力测定知识和技能训练。然而,随着工业技术的发展,采用数值分析的方法解决工程问题已经成为工程技术人员和科研人员的必备技能,但目前教学环节缺乏相应的实践训练。针对薄壁容器椭圆封头应力测定实验提出改革措施,增加了对数值积分、有限元软件应用、应力状态分析方面的训练内容,对于提高学生综合运用现代化数值方法和工具解决复杂工程问题的能力具有一定的意义。 展开更多

关键词 压力容器 椭圆封头 应力测定 有限元方法 数值积分 实验教学

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自然对流对套管式相变蓄热器蓄热性能的影响 被引量：4

10

作者 蒋静智 彭培英 +2 位作者 崔海亭 宋庆松 陈正佳 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期29-36,共8页

针对蓄热器内相变材料融化、相变区域自然对流换热过程中蓄热效率不确定问题,以套管式相变蓄热器为基本结构,以添加质量分数为10%膨胀石墨的石蜡作为相变蓄热材料,采用数值模拟的方法研究由重力引起的自然对流对相变蓄热器蓄热性能的影... 针对蓄热器内相变材料融化、相变区域自然对流换热过程中蓄热效率不确定问题,以套管式相变蓄热器为基本结构,以添加质量分数为10%膨胀石墨的石蜡作为相变蓄热材料,采用数值模拟的方法研究由重力引起的自然对流对相变蓄热器蓄热性能的影响。结果表明,固液相密度差引起的自然对流对相变蓄热过程有明显的促进作用,数值模拟过程中,考虑与不考虑自然对流时,蓄热器的蓄热时间相差近2倍;不同区域相变材料受自然对流的影响不同,在相变材料融化前期,套管上方由于液相自然对流的影响,融化速率更快。根据蓄热器融化速率和融化状态的特点,通过传热过程理论分析,将融化过程进行分段,可以更加深入地了解蓄热器蓄热过程的机理和规律,为优化蓄热器结构提供理论依据。 展开更多

关键词 太阳能 相变蓄热 自然对流 数值模拟 传热分析

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斜三通的CFD数值模拟及传热影响因素研究 被引量：7

11

作者 朱海荣 卢红亮 +1 位作者 崔海亭 邓小叶 《河北科技大学学报》 CAS 2019年第2期97-104,共8页

为研究斜三通管内流体的流动与传热过程,应用CFD软件Fluent分别对管间夹角θ为20°～90°、流速比λ为2～3.5以及支管位置l为500～1 000 mm的斜三通内流体的流动与传热过程进行了数值模拟,并通过正交试验设计对影响三通壁面平... 为研究斜三通管内流体的流动与传热过程,应用CFD软件Fluent分别对管间夹角θ为20°～90°、流速比λ为2～3.5以及支管位置l为500～1 000 mm的斜三通内流体的流动与传热过程进行了数值模拟,并通过正交试验设计对影响三通壁面平均换热系数的各参数进行了敏感性分析。结果表明,随着θ和λ的增大,三通出口处流体最大速度逐渐增大,其中λ的影响更为显著;壁面平均换热系数随θ和λ的增大而增大,随l的减小而增大;支管位置l主要影响壁面平均换热系数,对最大速度的影响可忽略不计。按照影响壁面平均换热系数作用的强弱,支管位置l>流速比λ>管间夹角θ,即支管越靠近主管进口、流速比越大、管间夹角越大,则壁面换热效果越好。因此,支管位置是影响斜三通壁面传热效果的首要因素。 展开更多

关键词 节能技术 斜三通 流动与传热 管间夹角 流速比 支管位置

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聚乳酸和聚己内酯共混物多孔支架超临界流体技术制备 被引量：2

12

作者 蒋静智 马莉营 +2 位作者 崔海亭 彭培英 耿士敏 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期11188-11193,11199,共7页

以二氯甲烷作为聚合物溶剂,利用超临界CO_2诱导相分离-循环干燥过程制备了质量比为1∶1的聚乳酸和聚己内酯混合物组织工程用多孔支架,同时考察了过程操作压力和温度、溶液浓度、CO_2流量及循环干燥时间等操作参数对孔径大小和形态的影... 以二氯甲烷作为聚合物溶剂,利用超临界CO_2诱导相分离-循环干燥过程制备了质量比为1∶1的聚乳酸和聚己内酯混合物组织工程用多孔支架,同时考察了过程操作压力和温度、溶液浓度、CO_2流量及循环干燥时间等操作参数对孔径大小和形态的影响。结果表明,溶液浓度、操作压力和温度及CO_2流量对孔结构的影响较大。溶液浓度增大、操作温度升高均会引起混合物支架孔径的减小。操作压力升高,混合物多孔支架孔径逐渐增大,孔径分布越来越不均匀。随CO_2流量升高,混合物支架的孔径不断减小。循环干燥时间虽然对混合物支架的孔结构影响不大,但对超临界CO_2诱导相分离-循环干燥过程的可实现性有重要的影响。实验范围内,当混合物溶液浓度为25%(质量分数),循环干燥用CO_2流量为31kg/h,操作压力和温度分别为12 MPa和45℃的操作条件下,制备的混合物多孔支架更有利于组织工程的应用。 展开更多

关键词 超临界流体 聚乳酸和聚己内酯 组织工程 多孔支架

暂未订购

仿蜂巢形多孔介质模型内流体流动数值模拟研究 被引量：2

13

作者 蒋静智 马莉营 +2 位作者 崔海亭 彭培英 朱海荣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期8102-8107,共6页

构建仿蜂巢形多孔介质模型,利用流体计算软件Fluent对流体在其内部的流动状况进行模拟,考察不同初始流速、不同孔径大小等参数对多孔介质内部流体的流动特性及其对微生物在多孔介质内部的附着生长情况的影响。研究结果表明,多孔介质内... 构建仿蜂巢形多孔介质模型,利用流体计算软件Fluent对流体在其内部的流动状况进行模拟,考察不同初始流速、不同孔径大小等参数对多孔介质内部流体的流动特性及其对微生物在多孔介质内部的附着生长情况的影响。研究结果表明,多孔介质内随初始流速的增大,流体剪切力增大,微生物在小孔内附着生长的几率降低;相同初始流速条件下,随多孔介质内部孔径的增大,适宜在多孔介质内微生物生长的区域减小,生物膜较难形成;多孔载体底层内的流速随载体厚度的增大而降低,导致多孔载体底层的微生物因得不到营养物质而脱落死亡。模拟范围内得到的最佳流体流动特性参数为初始流速0.001m/s和模型结构参数孔径直径20μm。 展开更多

关键词 多孔介质 仿蜂巢形 数值模拟

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三套管式加肋相变蓄热单元的强化传热特性 被引量：1

14

作者 蒋静智 邵国伟 +2 位作者 崔海亭 李洪涛 杨奇 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4210-4221,共12页

相变蓄热技术在利用工业余热、太阳能等解决热能与用户之间的供需不平衡问题方面起着重要的作用,然而受相变材料自身物性的限制,蓄热熔化时仍存在蓄热速度低、熔化不均匀等问题。本文以三套管式相变蓄热单元为基本结构,利用FLUENT软件... 相变蓄热技术在利用工业余热、太阳能等解决热能与用户之间的供需不平衡问题方面起着重要的作用,然而受相变材料自身物性的限制,蓄热熔化时仍存在蓄热速度低、熔化不均匀等问题。本文以三套管式相变蓄热单元为基本结构,利用FLUENT软件模拟研究了在考虑自然对流情况下添加纵向肋片的不同参数(肋片数量、长度、厚度、偏心距及肋片排布方式)对三套管式相变蓄热单元蓄热性能的影响。结果表明,三套管式蓄热单元内外双壁面共同加热,与普通套管式蓄热单元相比,换热面积增大,相变材料全部熔化需要的时间缩短;加装纵向直肋片的三套管蓄热单元的熔化速度进一步加快,相同数量肋片下,肋片的长度和厚度是影响蓄热单元蓄热量与平均蓄热速率的主要因素,肋片长度占相变材料区域径向长度的50%时,蓄热单元的熔化速度加快幅度明显且蓄热量与平均蓄热速率较高。通过优化设计,发现内管向下偏移距离e对相变材料的熔化过程作用显著,偏心距离较短时相变材料完全熔化所需时间最少,相比光滑管蓄热单元,相变材料的熔化速率提升了48.5%,偏移距离过长则会延长蓄热时间;通过加密蓄热单元底部外层肋片的排布,蓄热单元的熔化进程有不同程度的加快,总体蓄热速率较原肋片结构有所提高。 展开更多

关键词 相变蓄热 数值模拟 强化换热 传热肋片 潜热存储单元

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不同U型地埋管结构跨季节相变蓄热性能 被引量：1

15

作者 王晨 崔海亭 +2 位作者 王超 张亚磊 陈浩松 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3808-3817,共10页

北方天气属于典型的冬冷夏热气候,夏季光照强度高,适合太阳能蔬菜温室技术的发展。然而冬季天气寒冷,蔬菜温室在应用时受到季节性的限制,为解决夏季热量过多,冬季蔬菜温室采暖温度不足这一问题,本工作利用Fluent软件分别模拟普通U型地... 北方天气属于典型的冬冷夏热气候,夏季光照强度高,适合太阳能蔬菜温室技术的发展。然而冬季天气寒冷,蔬菜温室在应用时受到季节性的限制,为解决夏季热量过多,冬季蔬菜温室采暖温度不足这一问题,本工作利用Fluent软件分别模拟普通U型地埋管与双翅、90°双翅、四翅、45°四翅、六翅U型地埋管蓄热器在夏季的蓄热过程,对比研究不同地埋管结构对蓄热性能的影响。结果发现:U型地埋管结构上下分布,流体为上进下出时,同种翅式U型地埋管结构横向加翅时的液化区域大于纵向加翅时的液化区域,回填中心位置(即x=0 m、y=0 m)的温度呈现纵向加翅大于横向加翅,而横向加翅使径向温升较大;相同时间内,双翅U型地埋管液相率最高,45°四翅U型地埋管液相率最低。而六翅U型地埋管蓄热最快,45°四翅U型地埋管蓄热最慢;位于相变回填材料中的不同U型地埋管结构对温度的影响较大;翅式U型地埋管的蓄热量较普通U型地埋管的蓄热量多15~39 MJ,双翅U型地埋管结构的蓄热量最多,45°四翅U型地埋管的蓄热量最少。 展开更多

关键词 地埋管 跨季节储热 相变蓄热 数值模拟

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超临界CO_2水平螺旋管内对流换热的数值模拟 被引量：12

16

作者 崔海亭 刘思文 王少政 《压力容器》 北大核心 2019年第2期22-29,共8页

为探究水平螺旋管结构参数对超临界CO_2管内对流换热性能的影响,采用基于Fluent的数值模拟方法,研究了超临界CO_2在水平螺旋管内的对流换热特性以及重力对其影响,并针对水平螺旋管研究了节距及管径对换热系数的影响。模拟结果表明,水平... 为探究水平螺旋管结构参数对超临界CO_2管内对流换热性能的影响,采用基于Fluent的数值模拟方法,研究了超临界CO_2在水平螺旋管内的对流换热特性以及重力对其影响,并针对水平螺旋管研究了节距及管径对换热系数的影响。模拟结果表明,水平螺旋管相对于水平直管具有更佳的换热性能,离心力和浮升力是造成换热系数增大的原因;重力对螺旋管中的对流换热影响不大,对直管中流体准临界点附近影响较为明显;随着管径的增加,浮升力和离心力引起的二次流减弱,换热系数逐渐减小;当节距较小时,节距的变化并不会对换热效果产生影响,当节距增大到一定程度时,随着节距的增加,离心力引起的湍流度降低,导致管内换热系数减小。 展开更多

关键词 超临界CO2 水平螺旋管 换热特性 数值模拟

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扭曲椭圆管内超临界CO_2冷却换热的数值模拟 被引量：6

17

作者 崔海亭 易长乐 刘思文 《河北科技大学学报》 CAS 2018年第3期261-267,共7页

为了提高CO_2热泵的传热性能,基于Fluent的数值模拟方法研究了不同质量流量下,扭距为100mm及无扭曲状态下的水平椭圆管管内超临界CO_2冷却换热特性及二次流的变化规律,并针对竖直椭圆管引入局部换热系数和压降,研究了长短轴比b/a及扭距... 为了提高CO_2热泵的传热性能,基于Fluent的数值模拟方法研究了不同质量流量下,扭距为100mm及无扭曲状态下的水平椭圆管管内超临界CO_2冷却换热特性及二次流的变化规律,并针对竖直椭圆管引入局部换热系数和压降,研究了长短轴比b/a及扭距对扭曲管换热性能的影响。结果表明,低质量流量下扭曲椭圆管内浮升力明显大于椭圆管扭曲结构所产生的浮升力,对于低质量流量G<200kg/(m^2·s^2)下的超临界CO_2流体,椭圆管具有更大强度的浮升力所造成的二次流,强化传热更明显;对于高质量流量G>200kg/(m^2·s^2)下的超临界CO_2流体时,扭曲椭圆管具有更大强度自身结构所产生的周期性二次流来强化传热;管内的传热系数及压降随着扭曲程度及压扁程度的增大而增大。为扭曲椭圆管在CO_2热泵中的应用提供了重要的理论与数据支持。 展开更多

关键词 工程热力学 Fluent 超临界CO2 椭圆管 换热特性 二次流

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超临界CO_(2)热泵蛇形管气冷器传热特性研究 被引量：4

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作者 崔海亭 王超 王晨 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期476-484,共9页

为了减少能源消耗、提高CO_(2)热泵的效率,基于Fluent软件,采用数值模拟方法对超临界CO_(2)在蛇形管气冷器中的传热特性进行研究。主要探究蛇形管内超临界CO_(2)的流动特性,通过改变操作压力、CO_(2)和冷却水的质量流量,分析蛇形管的传... 为了减少能源消耗、提高CO_(2)热泵的效率,基于Fluent软件,采用数值模拟方法对超临界CO_(2)在蛇形管气冷器中的传热特性进行研究。主要探究蛇形管内超临界CO_(2)的流动特性,通过改变操作压力、CO_(2)和冷却水的质量流量,分析蛇形管的传热性能。结果表明,蛇形管中离心力周期反向,会使温度和速度梯度呈周期性的内侧和外侧交互扩散的趋势;超临界CO_(2)压力越靠近临界点,平均传热系数越高,压力为8 MPa下的平均传热系数相较于9 MPa和10 MPa分别提高了24.37%和42.53%;超临界CO_(2)的平均传热系数随着CO_(2)质量流量的增加而增大,随着冷却水质量流量的增加而降低,冷却水质量流量的增加不会对峰值点的传热系数产生影响,但会使峰值点出现的位置提前。研究结果为超临界CO_(2)热泵蛇形管气冷器的设计、运行及热效率的提升提供了理论依据。 展开更多

关键词 工程热力学 超临界CO_(2) 数值模拟 热泵 蛇形管

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直管套管内超临界二氧化碳热力性能研究 被引量：2

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作者 崔海亭 黄夏洁 +1 位作者 张欣悦 张良锐 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第4期424-430,共7页

为了解决气冷器内不可逆损失对换热性能的影响问题,提高直管套管式气冷器的热力性能,对超临界二氧化碳套管式气冷器内二氧化碳与冷却水之间的热量传递过程进行了研究。采用Fluent数值模拟软件与熵产分析方法,通过改变操作压力、二氧化... 为了解决气冷器内不可逆损失对换热性能的影响问题,提高直管套管式气冷器的热力性能,对超临界二氧化碳套管式气冷器内二氧化碳与冷却水之间的热量传递过程进行了研究。采用Fluent数值模拟软件与熵产分析方法,通过改变操作压力、二氧化碳质量流量及冷却水的质量流量和进口温度进行数值计算,得出气冷器中二氧化碳和冷却水沿管长的温度分布情况,并依据热力学第二定律熵产分析方法,对直管套管内热力过程进行计算,得出沿管长的熵产分布情况。结果表明,随着压力的增加,沿管长方向的熵产逐渐增大;随着二氧化碳质量流量的增加,熵产逐渐减小;随着冷却水质量流量的增加,熵产增加幅度不明显;随着冷却水进口温度的增加,熵产随之减小。研究结果可为二氧化碳热泵气冷器运行参数与结构的设计以及二氧化碳热泵的工程应用提供一定的参考。 展开更多

关键词 工程热力学 超临界二氧化碳 套管式气冷器 数值模拟 熵产分析 热力性能

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超临界CO_(2)气冷器内火积耗散分析 被引量：1

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作者 崔海亭 黄夏洁 +1 位作者 张欣悦 张良锐 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第8期56-63,共8页

为了分析火积耗散在气冷器内分布情况及影响,利用CFD数值模拟技术建立直管套管式气冷器模型,对超临界CO_(2)套管式气冷器内CO_(2)与冷却水之间的热量传递过程进行数值模拟研究。通过改变操作压力、温度、质量流量等参数进行计算,分析火... 为了分析火积耗散在气冷器内分布情况及影响,利用CFD数值模拟技术建立直管套管式气冷器模型,对超临界CO_(2)套管式气冷器内CO_(2)与冷却水之间的热量传递过程进行数值模拟研究。通过改变操作压力、温度、质量流量等参数进行计算,分析火积耗散沿管长分布情况,研究温度、质量流量、压力的变化对套管式气冷器火积耗散的影响。结果表明:随着CO_(2)进口温度升高,火积耗散增大,但冷却水温度的改变对火积耗散影响小,可忽略不计;随着冷却水质量流量的增大,火积耗散减小,火积耗散在CO_(2)入口相对于在套管气冷器其他位置处,数值最大。相较于冷却水质量流量0.03 kg/s,冷却水质量流量为0.04 kg/s时,火积耗散减小了2.6%,冷却水质量流量为0.05 kg/s时,火积耗散减小了3.2%;随着CO_(2)质量流量增大,火积耗散增大;且随着压力的增大,火积耗散减小。研究结果可以为改进CO_(2)气冷器的结构和提高换热性能提供新的思路和参考依据。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 套管式气冷器 数值模拟 不可逆性 火积耗散

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