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R513A在水平管内沸腾换热及压降特性的实验研究
1
作者 张青 黄理浩 +3 位作者 张佳妮 陶乐仁 朱天意 陈建红 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第2期139-147,共9页
全球变暖问题日益严重,制冷行业需要对现有的制冷剂工质进行替换并进一步强化换热器的传热效率。通过实验研究了混合制冷剂R513A在外径分别为9.52、12.70 mm的水平光滑管和内螺纹管内的沸腾换热特性,分析了热流密度、管径、质量流速和... 全球变暖问题日益严重,制冷行业需要对现有的制冷剂工质进行替换并进一步强化换热器的传热效率。通过实验研究了混合制冷剂R513A在外径分别为9.52、12.70 mm的水平光滑管和内螺纹管内的沸腾换热特性,分析了热流密度、管径、质量流速和蒸发温度对传热系数及压降变化的影响机理。结果表明:沸腾传热系数随着热流密度的增大先增大后减小,9.52 mm光滑管内制冷剂扰动更剧烈,其传热系数比12.70 mm光滑管的提高了13.91%~19.77%。与此同时,9.52 mm换热管内的压降为12.70 mm换热管的1.4~3.8倍。管内传热系数随着蒸发温度和质量流速的增加而增大,并且低质量流速时更容易达到局部干涸点,此时沸腾传热系数急剧减小。对预测传热系数的Cooper、Liu-Winterton关联式进行了对比。在干涸发生前,两个关联式皆能较好地预测R513A在水平光滑管内的流动沸腾换热特性;在干涸发生后,Liu-Winterton关联式预测精度更高;干涸前、后平均绝对误差分别为18.53%和28.36%。 展开更多
关键词 R513A 流动沸腾 内螺纹管 传热系数 压降
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基于余热利用的补气增焓复叠式热泵高温工质仿真
2
作者 高月芬 黄丽壮 +1 位作者 王雪松 杨文杰 《可再生能源》 北大核心 2025年第10期1331-1338,共8页
选择合适的高温工质对高温热泵系统稳定、经济运行至关重要,由于常用的R245fa有较高的温室效应指数(GWP)值,受到了使用限制。文章基于补气增焓复叠式高温热泵系统,对R1234ze(Z),R1233zd(E),R1224yd(Z)和R1336mzz(Z)4种新型低GWP工质进... 选择合适的高温工质对高温热泵系统稳定、经济运行至关重要,由于常用的R245fa有较高的温室效应指数(GWP)值,受到了使用限制。文章基于补气增焓复叠式高温热泵系统,对R1234ze(Z),R1233zd(E),R1224yd(Z)和R1336mzz(Z)4种新型低GWP工质进行了热物性分析,采用MATLAB建模,对比分析了它们的循环性能,并与R245fa进行比较。结果表明:4种工质在环保性和安全性上均优于R245fa;在基础热物性方面,R1234ze(Z)密度最低,为546 kg/m^(3),其定压比热、导热系数优于其他工质,黏度与R1224yd(Z)相当;在循环性能方面,R1336mzz(Z)的冷凝压力最小,平均循环性能参数(COP)和效率最高,分别为4.9和79.5%,其单位容积制热量最小,平均为2330.2 kJ/m^(3),适用于小容量的热泵系统;R1234ze(Z)单位容积制热量最大,平均为4327.2 kJ/m^(3),其平均冷凝压力最高,为2320.3 kPa,适用于大容量且对热需求温度较低的系统;剩余两种工质在高冷凝温度下的COP、效率和排气温度略优于R245fa。因此,4种工质均有成为R245fa替代品的可行性。 展开更多
关键词 余热利用 高温热泵 温室效应指数 循环性能 工质替代 循环性能参数
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后壁结构对冷藏陈列柜性能的影响
3
作者 刘圣春 刘欢 +4 位作者 郭永慧 胡修振 张钟垚 李雪强 邓苳苳 《热科学与技术》 北大核心 2025年第2期183-189,共7页
超市中冷藏陈列柜主要用于陈列生鲜类食品,由于直接与外界环境接触,其能耗问题成为关注的焦点之一。采用双风幕技术(内侧为冷空气,外侧为热空气)可以极大程度上保护风幕,降低系统能耗。从均温性、蒸发器换热量及能耗的角度对比分析了6... 超市中冷藏陈列柜主要用于陈列生鲜类食品,由于直接与外界环境接触,其能耗问题成为关注的焦点之一。采用双风幕技术(内侧为冷空气,外侧为热空气)可以极大程度上保护风幕,降低系统能耗。从均温性、蒸发器换热量及能耗的角度对比分析了6种不同后壁开孔方案对双风幕冷藏陈列柜性能的影响。方案中的总孔隙率依次为0.000%、2.278%、2.506%、2.506%、2.961%、2.733%,对应的开孔排数(从上到下的每层货架)依次为(0-0-0-0-0)、(0-2-2-2-4)、(0-2-2-2-5)、(1-2-2-2-4)、(1-2-2-3-5)、(1-2-2-2-5)。结果表明第6种方案最优,在此工况下,开放式双风幕冷藏陈列柜内均温性为0.87℃,换热量为1056W,能耗为335W,各层测点平均温度均在5.00℃以下。 展开更多
关键词 冷藏陈列柜 孔隙率 均温性 能耗
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面向船舶余热回收的TEG-ORC联合循环变底循环比及过热工况输出性能研究 被引量：1
4
作者 孙德平 李怡然 +3 位作者 乔广超 石飞雄 封星 柳长昕 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期73-82,共10页
选用R245fa作为有机朗肯循环(ORC)底循环工质,比较工质在饱和蒸汽状态与过热蒸汽状态时的联合循环系统性能,并研究特定过热度工况下TEG/ORC底循环比的变化对系统性能的影响。试验结果表明,在TEG-ORC联合循环中,提高工质过热度能提高系... 选用R245fa作为有机朗肯循环(ORC)底循环工质,比较工质在饱和蒸汽状态与过热蒸汽状态时的联合循环系统性能,并研究特定过热度工况下TEG/ORC底循环比的变化对系统性能的影响。试验结果表明,在TEG-ORC联合循环中,提高工质过热度能提高系统输出功率;在工质过热状态下,增加底循环比能显著增加联合循环系统输出功率的同时降低其发电成本、提高工质流量,有助于提升联合循环系统的性能。 展开更多
关键词 船舶余热 梯级回收 过热蒸汽状态 TEG-ORC联合循环 底循环比
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微通道内纳米流体传热流动特性 被引量：3
5
作者 刘萍 邱雨生 +2 位作者 李世婧 孙瑞奇 申晨 《化工学报》 北大核心 2025年第1期184-197,共14页
为提高微通道散热器的传热效率,需要对微通道进行结构优化设计。以热阻Rt和泵功Pp为目标函数,在Re=100的条件下,采用多目标遗传算法对文丘里管微通道的结构参数,如通道深度、收缩角度、喉颈宽度和扩散角度进行优化,通过遗传迭代计算得到... 为提高微通道散热器的传热效率,需要对微通道进行结构优化设计。以热阻Rt和泵功Pp为目标函数,在Re=100的条件下,采用多目标遗传算法对文丘里管微通道的结构参数,如通道深度、收缩角度、喉颈宽度和扩散角度进行优化,通过遗传迭代计算得到Pareto优化解集,利用k-means聚类法对优化解集进行比较分析,通过强化传热因子η对各聚类点综合性能进行评价,得到最优的微通道结构。采用数值模拟方法,研究优化后的微通道结构的流动与传热特性。结果表明:当去离子水中加入纳米颗粒后微通道内的压降具有小幅度上升,但其流动阻力在相同Reynolds数的条件下并没有发生较大的变化。在文丘里管微通道喉部位置会产生喉部效应,强化纳米颗粒与微通道中流动工质的融合。熵产分析表明,传热熵随着Reynolds数的增大而减小,摩擦熵随着Reynolds数的增大而增大,不过总熵值中主要是传热熵占据主导地位。纳米流体随着体积分数的增加不可逆损失均小于去离子水。 展开更多
关键词 遗传算法 优化设计 微通道 纳米流体 强化传热 数值模拟
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基于热经济分析的复叠式高温热泵温度设计参数优化 被引量：2
6
作者 时国华 王子昂 +2 位作者 高宇琪 赵岳天 刘博 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期218-225,共8页
复叠式高温热泵是一种有效利用低品位可再生能源的技术,为提升复叠式高温热泵在印染行业应用的经济性,基于热力学循环分析构建适用于工业余热回收-再利用的复叠式高温热泵模型,以单位成本热负荷为优化目标,综合考虑热经济成本和循环性能... 复叠式高温热泵是一种有效利用低品位可再生能源的技术,为提升复叠式高温热泵在印染行业应用的经济性,基于热力学循环分析构建适用于工业余热回收-再利用的复叠式高温热泵模型,以单位成本热负荷为优化目标,综合考虑热经济成本和循环性能,采用数学分析法开展针对蒸发/冷凝温度组合参数的优化设计研究。结果表明:对于表现最优的工质对R152a/R245fa,在冷凝温度为370.41 K的工况下,蒸发温度的优化可使单位成本热负荷提高约14.5%;在蒸发温度为297.43 K的工况下,冷凝温度的优化可使单位成本热负荷提高约24%,最大单位成本热负荷可达2.84 W/(元·a)。另外,热经济性目标同时受制热系数和比供热率的影响,存在最佳制热系数和比供热率的组合使单位成本热负荷最大。 展开更多
关键词 余热回收 热泵 热分析 复叠式高温制热 热经济优化 最优温度参数
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电场和改性PVDF膜相分离结构协同作用下逆流微细通道压降特性 被引量：1
7
作者 罗小平 贾梦帆 李世珍 《化工进展》 北大核心 2025年第2期646-659,共14页
为解决微通道两相流传热过程中相变导致体积急剧膨胀,引发的流速不均、压降波动、局部过热等问题,本文对有无电场作用下不同相分离透气孔密度的逆流微细通道(PSP00型、PSP04型、PSP06型、PSP10型)内流动沸腾两相压降进行了研究,引入性... 为解决微通道两相流传热过程中相变导致体积急剧膨胀,引发的流速不均、压降波动、局部过热等问题,本文对有无电场作用下不同相分离透气孔密度的逆流微细通道(PSP00型、PSP04型、PSP06型、PSP10型)内流动沸腾两相压降进行了研究,引入性能评估指标(PEC)对不同电压(0、200V、400V、600V)作用下有无相分离结构的逆流微通道的综合传热性能进行了研究,并利用高速摄影仪对通道进行了可视化研究,引入了受限气泡长径比变化率来分析通道内受限气泡的生长行为。研究结果发现,相分离结构透气孔密度越大,通道内流动阻力和压降越小,随着热流密度的增大,两相压降减小程度更加明显;施加电场会使通道内两相压降增大,但与相分离结构协同作用后的通道内两相压降相比,增加幅度减小,施加600V电压的有相分离结构的PSP10型通道较无相分离结构PSP00型通道两相压降降低了14.2%;电场和相分离结构均可使微细通道内受限气泡长径比减小,且相分离孔密度和电压越大,受限气泡长径比越小;单独电场、单独相分离结构以及电场与相分离结构复合作用均有利于提高微细通道的综合换热性能PEC,其中电场与相分离结构复合作用效果最好,且相分离结构透气孔密度和电压越大,PEC越大,电场和相分离结构(PSP10-600V)同时作用时的最大PEC为1.30,比单独电场(PSP00-600V)作用时的最大PEC提高了13.0%,比单独相分离结构(PSP10型)作用时的最大PEC提高了7.4%。 展开更多
关键词 逆流微通道 改性PVDF膜 针状电极 压降 性能评估指标 气泡
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基于VOF法的鼓泡板式换热器内蒸发传热特性的数值模拟 被引量：1
8
作者 阮应君 王乙为 +1 位作者 迟浩淼 栾辉宝 《化学工程》 北大核心 2025年第3期40-45,共6页
为掌握鼓泡板式换热器的蒸发规律,建立预测蒸发性能的神经网络,构建鼓泡板单通道仿真模型,模型尺寸为鼓泡直径6 mm,单元鼓泡横向间距42 mm,纵向间距64 mm。通过Fluent模拟R22在鼓泡板中的蒸发过程,探究蒸发温度、质量流量、进口干度、... 为掌握鼓泡板式换热器的蒸发规律,建立预测蒸发性能的神经网络,构建鼓泡板单通道仿真模型,模型尺寸为鼓泡直径6 mm,单元鼓泡横向间距42 mm,纵向间距64 mm。通过Fluent模拟R22在鼓泡板中的蒸发过程,探究蒸发温度、质量流量、进口干度、热流密度对蒸发的影响。最后将仿真数据作为BPNN(反向传播神经网络)的训练和测试样本,讨论将BPNN应用到蒸发传热中的可能性。结果表明:蒸发传热系数随着进口干度的增加先减小后增大,随蒸发温度的增加先增大后减小,随质量流量和热流密度的增大而增大。蒸发压降随着进口干度和蒸发温度的增加而减小,随热流密度的增大而增大。根据仿真数据训练的BPNN为鼓泡板式蒸发器的运行和蒸发性能的预测提供一定的理论支持。 展开更多
关键词 鼓泡板式换热器 数值模拟 蒸发传热 神经网络
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新型微通道的流动与传热性能研究 被引量：1
9
作者 王鹏 姚志敏 +3 位作者 陈汉玉 张昊 赵谍 袁潇康 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2025年第1期74-79,85,共7页
采用数值模拟方法同时结合熵产原理研究不同劈缝形状结构对流体流动传热的影响,分析强化换热的本质原因,对微通道做了综合性能评价.结果表明:随着Re的增大模型的摩擦系数均减小,其中布置带竖直劈缝结构摩擦系数最小,为2.67,其次是布置... 采用数值模拟方法同时结合熵产原理研究不同劈缝形状结构对流体流动传热的影响,分析强化换热的本质原因,对微通道做了综合性能评价.结果表明:随着Re的增大模型的摩擦系数均减小,其中布置带竖直劈缝结构摩擦系数最小,为2.67,其次是布置带交叉劈缝的结构,为3.45;努塞尔数均随雷诺数增大而增大,其中布置交叉劈缝的结构努塞尔数最大,为17.28;布置劈缝可以有效的产生二次流及漩涡,破坏流动边界层及温度边界层进而加强换热,熵产分析表明,模型的传热熵产均随雷诺数增大而降低,而流动熵产随雷诺数增大而增大,综合性能评估表明:η交叉劈缝>η竖直劈缝>η十字劈缝>η横劈缝.综合考虑得出结论:布置交叉劈缝具有最优的换热效果. 展开更多
关键词 微通道 强化传热 熵产原理 换热性能
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集成ORC系统的高效氢液化流程设计研究
10
作者 李秋英 花亦怀 +5 位作者 程昊 张涵玮 刘文睿 白昊川 王凯 邱利民 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3651-3658,共8页
针对常规氢液化流程存在的高能耗和压缩机组高温余热未利用的问题,基于液氮预冷的Claude氢液化系统提出一种耦合有机朗肯循环的高效流程,利用Aspen Hysys进行稳态模拟并开展能量分析和[火用]分析。结果表明,该流程可以实现5t/d的液氢产... 针对常规氢液化流程存在的高能耗和压缩机组高温余热未利用的问题,基于液氮预冷的Claude氢液化系统提出一种耦合有机朗肯循环的高效流程,利用Aspen Hysys进行稳态模拟并开展能量分析和[火用]分析。结果表明,该流程可以实现5t/d的液氢产率,相比无ORC的常规系统,净功耗从1803.97 kW显著降低至1701.39 kW,比能耗为8.17 kWh/kg,[火用]效率为42.14%。 展开更多
关键词 氢 液化 催化 有机朗肯循环 比能耗 [火用]效率
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基于变底循环比参数的TEG-ORC联合循环船舶余热回收性能实验研究
11
作者 孙德平 乔广超 +4 位作者 石飞雄 李怡然 仉大志 封星 柳长昕 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第6期1738-1746,共9页
国际海事组织(IMO)和各港口国对船舶能效提出了日益严苛的要求,基于余热回收的船舶能效提升是应对这一挑战的有效途径之一。TEG-ORC联合循环是一种可实现船舶多种余热梯级利用的新方法,但底循环比对联合循环系统性能的影响研究较少。优... 国际海事组织(IMO)和各港口国对船舶能效提出了日益严苛的要求,基于余热回收的船舶能效提升是应对这一挑战的有效途径之一。TEG-ORC联合循环是一种可实现船舶多种余热梯级利用的新方法,但底循环比对联合循环系统性能的影响研究较少。优化了联合循环理论模型,开展了变底循环比对系统主要参数性能影响的实验研究。实验结果表明:在ORC底循环工质选择R245fa,工质质量流量为0.079 kg/s及蒸发压力为0.7 MPa的工况下,随着底循环比逐渐增加,系统输出功率和主机烟气余热利用率增加,而联合循环系统发电成本降低。在TEG/ORC底循环比为0.885时,主机烟气余热利用率85.07%,系统总输出功率688.4 W,系统热效率7.07%,联合循环系统发电成本3.338 CNY/kWh。 展开更多
关键词 船舶余热 梯级利用 TEG-ORC联合循环 底循环比 船舶节能
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U型弯管对超临界CO_(2)跨类临界换热的影响分析
12
作者 闫晨帅 张炎 +3 位作者 张鑫奕 王维雪 陈奇成 赵亚莹 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5402-5412,I0006,共12页
U型弯管是换热器常用换热通道形式之一,但超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),S-CO_(2))在U型管内的流动换热特性及机制尚未得到充分研究。该文采用数值方法重点探究S-CO_(2)在垂直倒U型弯管内流动换热特性及规律。基于S-CO_(2)跨越... U型弯管是换热器常用换热通道形式之一,但超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),S-CO_(2))在U型管内的流动换热特性及机制尚未得到充分研究。该文采用数值方法重点探究S-CO_(2)在垂直倒U型弯管内流动换热特性及规律。基于S-CO_(2)跨越类临界温度发生类气-类液转换假设,阐述U型管内S-CO_(2)跨类临界传热行为的机理,讨论S-CO_(2)在U型管与垂直圆管内产生传热差异的原因。结果表明,相对于垂直圆管,U型管段具有强化S-CO_(2)传热的效应,但其壁温沿周向呈不均匀分布。此外,U型弯管段横截面内类液相受离心力作用偏离中心区域并迁移至弯管顶部,类气相则汇聚于底部,且流动参数与垂直圆管呈现显著差异,以上因素共同决定了U型管内S-CO_(2)换热特性及壁温分布特点。该文结果对采用U型换热管的S-CO_(2)换热器设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 跨类临界 传热 U型管 数值模拟
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动态草捆热泵干燥系统的理论分析与试验研究
13
作者 李博 苑亚 +4 位作者 胡亚强 邱少鹏 魏娟 孙椰望 杨鲁伟 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第2期366-374,共9页
为研究大草捆热风干燥特性及热泵干燥系统性能,对高含水率大草捆进行针刺预处理,利用热风干燥设备进行干燥试验,并提出了一种动态大草捆热泵干燥系统,基于试验结果和数学模型,对该系统进行热力学仿真分析。结果发现:在55℃、10%热风工况... 为研究大草捆热风干燥特性及热泵干燥系统性能,对高含水率大草捆进行针刺预处理,利用热风干燥设备进行干燥试验,并提出了一种动态大草捆热泵干燥系统,基于试验结果和数学模型,对该系统进行热力学仿真分析。结果发现:在55℃、10%热风工况下,均匀度约为51.1%的苜蓿草捆干燥周期约为5.3 h、干燥速率约为11.5 kg·h^(-1)、热效率约为43.1%~49.5%,热泵干燥单元除湿能耗比和干草捆处理量分别为4.65 kg·k W^(-1)·h^(-1)和7.67~30.31 t·d^(-1),其2级热泵的制热效率分别为3.50和4.78。本文研究内容可为苜蓿草捆热泵干燥的应用提供理论依据和案例参考。 展开更多
关键词 热泵 干燥 苜蓿草捆 热力学分析 除湿能耗比
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航天器用机械泵驱动两相流体回路在轨测试性能分析
14
作者 孟庆亮 韦广朗 +3 位作者 于峰 杨涛 赵振明 朱许 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第4期70-78,共9页
机械泵驱动两相流体回路(Mechanically Pumped Two-phase Loop,MPTL)是通过流动沸腾过程中气液相变潜热的释放而具有极强传热能力的两相传热装置,其在航天器热控领域具有广泛的研究前景。为研究MPTL产品的在轨微重力环境下的工作性能和... 机械泵驱动两相流体回路(Mechanically Pumped Two-phase Loop,MPTL)是通过流动沸腾过程中气液相变潜热的释放而具有极强传热能力的两相传热装置,其在航天器热控领域具有广泛的研究前景。为研究MPTL产品的在轨微重力环境下的工作性能和稳定性,设计并研制了一套包含屏蔽式离心泵、两相控温型储液器和微小流道蒸发器的MPTL,并在某卫星上对其启动特性、相变传热特性、控温特性进行了测试。测试结果表明,微重力下MPTL展现了良好的传热特性。微重力下两相控温型储液器的控温性能达到±0.1K精度,被动冷却功能得到验证,降温速率达到1℃/min。微泵运转时,储液器气相和液相两个测点形成的温差在0.3~1.0K区间内。两个转速下,蒸发器的控温精度在±0.1~±0.3K区间内。回路发生相变过程时会出现过热现象,并导致蒸发器出口测温点温度高于储液器控温点7~8K。通过对比两个转速下的结果,发现过热时间和过热温度与转速相关。采用毛细结构的两相控温型储液器可以有效保证微重力下MPTL的高精度控温和高效两相流管控功能,气液两相转变特性与回路流量大小相关,蒸发器温度稳定性与其内部流体干度大小相关。 展开更多
关键词 航天器热控 机械泵驱动两相流体回路(MPTL) 在轨测试 对流换热 微重力
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电动汽车动力电池组液冷板拓扑优化设计及数值分析
15
作者 熊敏 林传开 +2 位作者 丁晓红 李萌 张横 《低温与超导》 北大核心 2025年第2期49-57,共9页
为了提高动力电池组液冷板的冷却效果并降低系统能耗,以热流固耦合下的换热量和出入口压降为目标,对液冷板进行了多目标优化设计,获得了优化的流道分布。针对电动汽车的三种典型工况,考虑不同充放电状态下电池内阻不同引起的电池产热变... 为了提高动力电池组液冷板的冷却效果并降低系统能耗,以热流固耦合下的换热量和出入口压降为目标,对液冷板进行了多目标优化设计,获得了优化的流道分布。针对电动汽车的三种典型工况,考虑不同充放电状态下电池内阻不同引起的电池产热变化,对动力电池组和和液冷板的整体结构进行了热流固耦合数值模拟,对比了采用传统直通液冷板与优化流道液冷板的动力电池组的最高温度、冷却速率、温度均匀性以及流道出入口压降。仿真结果表明,在高温快充工况下,优化流道液冷板相对直通道液冷板,电池组最高温度降低了14.6%,冷却速率提高了58.3%,进出口压降降低了5.36%,确保了电池工作过程中的温度均匀分布,有利于延长电池的使用寿命,提高系统稳定性,节约能源。 展开更多
关键词 动力电池组 散热 液冷板 拓扑优化 热流固耦合
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肋筋微结构表面沸腾传热特性仿真研究
16
作者 邓晰文 徐中华 +3 位作者 邓伟 杞卓玲 雷基林 贾德文 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第10期203-210,共8页
为了满足现代新型装置对增强散热效率、维持长期且稳定运行的要求,采用1种肋筋形的微结构以进一步提高换热表面的沸腾传热性能。针对矩形通道增加了1种凹凸对称的矩形肋筋微结构,采用VOF(Volume-of-Fluid)方法研究了其在二维模型中结构... 为了满足现代新型装置对增强散热效率、维持长期且稳定运行的要求,采用1种肋筋形的微结构以进一步提高换热表面的沸腾传热性能。针对矩形通道增加了1种凹凸对称的矩形肋筋微结构,采用VOF(Volume-of-Fluid)方法研究了其在二维模型中结构尺寸变化与分布情况对流动沸腾传热特性的影响。研究结果表明:在过冷流动沸腾传热中,主要分为两个阶段,前半部分为对流传热阶段,换热曲线趋于直线,后半部分为沸腾传热阶段,换热曲线斜率增大。当肋筋宽度较大时,处于对流传热阶段的换热系数更大,当肋筋宽度较小时,沸腾阶段的传热性能更好,且随着宽度的增大而减小,其中肋筋宽度为0.05 mm时的传热性能最好,相较于原模型最大提高了32.1%。肋筋高度越低在高壁面过热度下传热性能更好,肋筋高度越高在低壁面过热度下传热性能更好;其中肋筋高度为0.05 mm的换热系数相较于原模型最大提升了25.0%。肋筋间距越小,达到沸腾的时间更短,传热性能有较大的提升,肋筋间距增大,气泡间的相互影响减弱,传热性能逐渐下降,但随着肋筋间距进一步的增大,更多的流体流经加热壁面,沸腾传热性能有些许提高。在肋筋间距为1 mm时,沸腾传热系数最佳。研究结果可为肋筋微结构的尺寸及分布情况对强化换热表面的沸腾传热性能提供一定参考。 展开更多
关键词 微结构 沸腾传热 强化传热 数值模拟
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基于气固对流换热系数计算模型的铁矿烧结传热传质过程模拟
17
作者 赵改革 吴迪 +4 位作者 杨淞云 刘柳 喻维纲 汤乐云 伍东玲 《烧结球团》 北大核心 2025年第1期38-44,共7页
针对现有铁矿石烧结数值计算中气固换热系数计算模型较多,而相对计算精度不明导致的模型选择困难的问题。本文采用数值模拟与烧结杯试验相结合的方法,对3种常用的气固换热系数计算模型的准确性进行了对比分析。结果表明:对流换热系数增... 针对现有铁矿石烧结数值计算中气固换热系数计算模型较多,而相对计算精度不明导致的模型选择困难的问题。本文采用数值模拟与烧结杯试验相结合的方法,对3种常用的气固换热系数计算模型的准确性进行了对比分析。结果表明:对流换热系数增大能够有效提高点火期间固相的温度,降低后续烧结速率以及料层蓄热能力,导致出口烟气成分中O_(2)质量分数更大而CO_(2)质量分数更低。三个模型中,具有最大对流换热系数的计算模型得到的O_(2)质量分数与烧结杯试验更接近,而处于中间的对流换热系数计算模型得到的CO_(2)质量分数和烧结速率与试验更接近。 展开更多
关键词 数值计算 气固换热系数 烧结杯试验 烟气成分
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振动往复螺旋强化传热性能及结晶垢微观形貌分析研究
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作者 彭德其 刘奎霖 +6 位作者 武洋 俞天兰 谭卓伟 吴淑英 陈莹 唐明成 彭建国 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1559-1568,共10页
管内插往复螺旋具有较好的强化传热及阻垢性能,通过实验系统研究了三种螺旋节距对总传热系数、污垢热阻、污垢层厚度的影响,并结合复杂流场条件下结晶垢的微观表征,对内插往复螺旋阻垢除垢原因进行深入分析。结果表明:在实验条件范围内... 管内插往复螺旋具有较好的强化传热及阻垢性能,通过实验系统研究了三种螺旋节距对总传热系数、污垢热阻、污垢层厚度的影响,并结合复杂流场条件下结晶垢的微观表征,对内插往复螺旋阻垢除垢原因进行深入分析。结果表明:在实验条件范围内,随管内溶液流速增大,当往复位移为一个节距时总传热系数稳定值较未结垢时仅降低3%,管内污垢热阻稳定值最大降幅为84%,污垢平均厚度小于0.1 mm,污垢微观形貌出现六方晶体及小颗粒致密晶体块,垢层已不能完整覆盖传热面,此时往复螺旋具有连续在线阻垢性能,螺旋线对污垢层剪切力大于其所能承受的最大剪切力是阻垢性能较好的根本原因。 展开更多
关键词 螺旋节距 结垢 传热 显微结构 阻垢性能
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发夹式换热器壳程流体传热特性及多目标优化
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作者 李雅侠 王鑫 +2 位作者 李百慧 张丽 张静 《北京化工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期26-33,共8页
采用数值模拟方法研究了发夹式换热器的壳程流体换热特性,并以提高综合性能指标PEC(总换热量与总功耗之比)和减小无量纲材料成本M'(换热器材料成本与原结构材料成本之比)为目标建立神经网络模型,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对... 采用数值模拟方法研究了发夹式换热器的壳程流体换热特性,并以提高综合性能指标PEC(总换热量与总功耗之比)和减小无量纲材料成本M'(换热器材料成本与原结构材料成本之比)为目标建立神经网络模型,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对无量纲参数折流板间距l'、折流板缺口高度h'、曲率半径r'和雷诺数Re这4个设计变量进行多目标优化。结果显示:在本研究范围内,弯管段的换热量占换热器总换热量的5.0%~16.3%,而功耗仅占总功耗的0.5%~1.0%,说明弯管段结构的存在使得发夹式换热器在功耗小幅增加的情况下换热性能显著提高;参数优化后,得到l'的最佳取值为2.50,h'、r'、Re的最佳取值范围分别为0.33~0.45、0.80~1.30、8000~11000。从优化解集中选取两个代表性解,与原结构相比,优化结构1的PEC提高了25.12%,M'基本不变;优化结构2的PEC提高了17.93%,M'值降低了6.56%,结果表明多目标优化对发夹式换热器结构参数的优化效果明显。 展开更多
关键词 发夹式换热器 结构参数 强化传热 非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ) 多目标优化
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点阵结构散热特性及其轻量化评价
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作者 胡建军 窦若尘 +2 位作者 张欣 姚静 孔祥东 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第10期3299-3306,共8页
航空电静液驱动执行器(EHA)作为航空舵面控制的核心部件,对高功重比的追求要求对其部件进行高效散热与轻量化综合设计。基于此,通过实验方法对4种典型轻量化点阵结构的散热特性进行研究,得到了不同点阵散热模块的温度分布特性,为点阵结... 航空电静液驱动执行器(EHA)作为航空舵面控制的核心部件,对高功重比的追求要求对其部件进行高效散热与轻量化综合设计。基于此,通过实验方法对4种典型轻量化点阵结构的散热特性进行研究,得到了不同点阵散热模块的温度分布特性,为点阵结构散热与轻量化性能评价提供可靠数据。针对点阵结构散热特性,提出点阵结构散热轻量化系数评价指标,用以定量评估不同散热点阵结构的轻量化特性。根据构建的评价指标对4种点阵结构进行评价,结果表明:OT点阵结构散热性能与轻量化综合特性最优。与翅片结构相比,OT点阵结构散热系数为翅片的1.2倍,但其散热轻量化系数仅约为翅片的1/3。研究结果为综合考虑散热和轻量化要求的点阵结构筛取提供了参考。 展开更多
关键词 点阵结构 散热 轻量化 实验研究 评价
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