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面向工业应用场景的超高温蒸汽热泵研究进展 被引量：1
1
作者 姚远 陆振能 +2 位作者 曲勇 刘广平 龚宇烈 《新能源进展》 北大核心 2025年第1期39-50,共12页
超高温蒸汽热泵是极具潜力的工业高温供热脱碳技术。蒸汽热泵所采用的工质日益环保,目前自然工质水和氢氟烯烃类工质成为研究焦点,其中R1336mzz-Z、R1234ze-Z、R1233zd-E最有商业化推广前景。复叠压缩、两级压缩和水蒸气再压缩是保证蒸... 超高温蒸汽热泵是极具潜力的工业高温供热脱碳技术。蒸汽热泵所采用的工质日益环保,目前自然工质水和氢氟烯烃类工质成为研究焦点,其中R1336mzz-Z、R1234ze-Z、R1233zd-E最有商业化推广前景。复叠压缩、两级压缩和水蒸气再压缩是保证蒸汽热泵高温输出的主要循环形式。离心压缩机和螺杆压缩机是蒸汽热泵中应用最多和最有前景的压缩机类型。压缩机中间补气或补水技术成为降低压缩机排气温度、增强压缩机高温稳定性的有效措施。国内外蒸汽热泵机组测试结果显示,蒸汽热泵机组的制热性能系数随着温升值和输出温度的提高而降低,目前多数机组产汽温度在200℃以下,温升低于60℃,制热性能系数介于2.5~3.2之间。随着工业企业减碳技术需求大增,蒸汽热泵在我国进入快速发展的机遇期,120℃蒸汽热泵已成为行业主流,追求更高温度蒸汽成为未来发展目标。 展开更多
关键词 工业供热 蒸汽热泵 工质 性能系数 压缩机
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水泥工业氧-燃料燃烧碳捕集技术研究进展 被引量：1
2
作者 周月桂 王玉亭 +1 位作者 黄冠硕 陈涛 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第4期163-180,共18页
水泥工业作为高能耗高排放的主要工业领域之一,其二氧化碳(CO_(2))排放控制已成为学术界和工业界关注的热点。氧-燃料燃烧技术是水泥工业高效低成本二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)的重要技术之一,对减少CO_(2)排放和提升水泥熟料产量具... 水泥工业作为高能耗高排放的主要工业领域之一,其二氧化碳(CO_(2))排放控制已成为学术界和工业界关注的热点。氧-燃料燃烧技术是水泥工业高效低成本二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)的重要技术之一,对减少CO_(2)排放和提升水泥熟料产量具有重要意义。系统综述了水泥工业增氧燃烧、部分氧-燃料燃烧以及全氧-燃料燃烧技术在试验研究、数值模拟、流程优化和工业应用方面的研究进展。增氧燃烧技术通过提高燃烧空气中氧气体积分数来提高燃烧温度、热效率和增加熟料产量,其最佳氧气体积分数一般在27%~30%,该技术已在国内外多个水泥生产线上应用,取得了较好的节省燃料和增产效果。部分氧-燃料燃烧是在分解炉中采用氧-燃料燃烧的碳捕集技术,该技术能够提高CO_(2)体积分数并减少NO_(x)排放,但需要适当提高分解炉温度以维持相同的石灰石分解率,燃料消耗量也会有所增加。全氧-燃料燃烧技术是在分解炉和回转窑中均采用氧-燃料燃烧的碳捕集技术,可获得高CO_(2)体积分数的烟气,是水泥工业碳捕集技术的未来方向。为了实现与空气气氛相同的炉内温度和产品质量,全氧-燃料燃烧的总体氧气体积分数一般在27%~29%,需要进一步优化以确定分解炉和回转窑氧-燃料燃烧器一二三次风氧气体积分数的合理分配。通过对水泥工业氧-燃料燃烧改造方案的技术经济性分析,其CO_(2)捕集成本一般在200~250元/t,低于燃烧后化学吸收碳捕集技术的成本,表明水泥工业氧-燃料燃烧碳捕集技术具有较好的经济性。未来水泥工业氧-燃料燃烧碳捕集技术将进一步向高效率低成本低能耗方向发展,聚焦全氧-燃料燃烧关键技术研究开发、低成本制氧技术以及与可再生能源电转气和可再生合成燃料等技术的深度融合,最终实现水泥工业CCUS和净零CO_(2)排放。 展开更多
关键词 水泥工业 二氧化碳捕集利用与封存 氧-燃料燃烧 增氧燃烧 部分氧-燃料燃烧 全氧-燃料燃烧
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CO_(2)管翅式蒸发器低温工况下运行的实验研究
3
作者 谢海英 李世豪 +2 位作者 吕静 黄佳豪 马思彤 《能源研究与信息》 2025年第1期19-26,共8页
受低温环境的影响,CO_(2)空气源热泵蒸发器性能不佳,从而使得热泵性能下降。通过实验研究CO_(2)热泵热水机管翅式蒸发器在夏热冬冷地区低温环境下的运行性能,分析了进水温度、进水流量、环境温度和相对湿度对其性能的影响。结果表明:进... 受低温环境的影响,CO_(2)空气源热泵蒸发器性能不佳,从而使得热泵性能下降。通过实验研究CO_(2)热泵热水机管翅式蒸发器在夏热冬冷地区低温环境下的运行性能,分析了进水温度、进水流量、环境温度和相对湿度对其性能的影响。结果表明:进水参数间接影响蒸发器性能,当进水温度由9℃上升至15℃时,CO_(2)干度、质量流量均增大,使得蒸发器吸热量减小,从而缓解了结霜导致的蒸发温度降低问题,但机组功耗增大。随着进水流量由80 L/h增加至120L/h,蒸发温度和蒸发器入口CO_(2)干度均减小,但蒸发器吸热量增大,使得结霜导致的性能恶化情况更为严重。当环境干球温度由-4℃上升至4℃时,蒸发温度由-9.1℃上升至1.6℃,且蒸发器与环境的换热温差增大;而相对湿度越大,蒸发温度和蒸发压力越早开始下降且降幅越大。进水流量越小,进水温度越高,则蒸发器吸热量越小;低温高湿工况下空气更容易.在翅片管上形成霜层,从而使得蒸发器换热性能恶化。 展开更多
关键词 CO_(2)热泵热水机 管翅式蒸发器 低温工况 运行性能
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新型板式换热器板片设计与性能分析 被引量：1
4
作者 母德强 刘凯 +3 位作者 褚笛柯 苍鹏 王震 司苏美 《长春工业大学学报》 2025年第2期178-183,共6页
提出一种新型六孔式板式换热器板片结构,综合流体动力学、传热学理论和有限元分析技术等,对新型六孔式板片与传统四孔式板片的流场均匀程度、流阻系数以及换热效果进行对比分析,结果表明,六孔式板片换热区内部沿长度和宽度方向速度分布... 提出一种新型六孔式板式换热器板片结构,综合流体动力学、传热学理论和有限元分析技术等,对新型六孔式板片与传统四孔式板片的流场均匀程度、流阻系数以及换热效果进行对比分析,结果表明,六孔式板片换热区内部沿长度和宽度方向速度分布都比对四孔式板片对角流和单边流的均匀,流阻系数小于传统板片,热交换效果也好于传统板片。 展开更多
关键词 板式换热器 板片结构 有限元方法 传热性能 流阻特性
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节能燃气加热器中折流板的应力分析与优化
5
作者 杜敏 张帅平 +2 位作者 张永春 王跃成 张嘉迪 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期43-49,共7页
为了研究加热器中暴露在高温环境下折流板的应力分布规律与安全可靠性,基于有限元分析方法对其进行应力分析,选取危险截面路径进行应力线性化分析,并根据安全评定结果对折流板结构进行优化.结果表明:尖角造成的应力集中对折流板的应力... 为了研究加热器中暴露在高温环境下折流板的应力分布规律与安全可靠性,基于有限元分析方法对其进行应力分析,选取危险截面路径进行应力线性化分析,并根据安全评定结果对折流板结构进行优化.结果表明:尖角造成的应力集中对折流板的应力分布影响较大,其薄膜应力P L过高是导致应力评定危险的主要原因;折流板整体应力大小随着燃料进口速度的增大而增高,温度与热应力大小呈正相关,在不同速度下应力变化趋势相似,换热管束与折流板连接处的结构不连续会造成应力升高;优化方案中,当钝化尖角后,折流板最大热应力降低16.7%,再覆盖热障涂层时的最大热应力较钝化尖角时降低44.5%,较原始结构降低53.7%,且整体热应力下降,优化后折流板强度评定为合格. 展开更多
关键词 折流板 温度场 热流固耦合 热应力 应力评定 热障涂层
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复杂微通道热管理部件的应用与加工技术进展
6
作者 周永欣 张宝琦 +3 位作者 贾磊 魏艳妮 吕振林 邢志国 《机械工程材料》 北大核心 2025年第9期1-9,共9页
高密度能量的输入与管理正成为未来装备可靠和长寿命服役的关键基础,微通道结构热管理部件具有结构紧凑、整体尺寸小、传热效率高等特点,可以很好地解决高能量密度热管理问题,在航空航天以及军工领域有着广阔的应用前景。介绍了不同类... 高密度能量的输入与管理正成为未来装备可靠和长寿命服役的关键基础,微通道结构热管理部件具有结构紧凑、整体尺寸小、传热效率高等特点,可以很好地解决高能量密度热管理问题,在航空航天以及军工领域有着广阔的应用前景。介绍了不同类型微通道结构对微通道换热器传热性能的影响,综述了传统微米级减材加工技术和增材制造工艺制备复杂微通道热管理部件的优缺点,并重点从化学蚀刻和扩散焊接2个关键工序阐述了叠层增材制造技术在加工复杂微通道热管理部件方面的应用。 展开更多
关键词 微通道 微米级加工 增材制造 化学蚀刻 扩散焊
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基于图像识别的换热器结霜特性试验研究
7
作者 胡开永 李尔康 +3 位作者 靳涛 郑晨潇 孙欢 宁静红 《流体机械》 北大核心 2025年第5期9-14,共6页
为了实现换热器“按需除霜”的调控目的,搭建了换热器结霜性能测试实验台,采用图像识别技术对不同迎面风速条件下的翅片换热器的结霜特性进行了研究,并对动态结霜过程制冷系统的制冷量变化进行了分析。结果表明,测试时间1 h内,在相同空... 为了实现换热器“按需除霜”的调控目的,搭建了换热器结霜性能测试实验台,采用图像识别技术对不同迎面风速条件下的翅片换热器的结霜特性进行了研究,并对动态结霜过程制冷系统的制冷量变化进行了分析。结果表明,测试时间1 h内,在相同空气入口温度和湿度条件下,风速由0 m/s增加到1,2 m/s时,随着风速的增加,翅片管换热器表面的结霜量逐渐减少,换热器结霜堵塞率分别为88.99%,74.93%,39.88%,翅片末端结霜厚度分别为1.169,0.729,0.321 mm;风速较大时,换热器结霜堵塞率较小,对换热器换热能力起到强化作用,从而提高系统的制冷量;风速较低时,换热器结霜堵塞率较大,降低了换热器换热能力,导致系统制冷量降低。研究可为实现换热器“按需除霜”提供理论和技术支持。 展开更多
关键词 图像识别 灰度处理 二值化 结霜量 结霜堵塞率
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基于卷积神经网络的微细通道热诊断方法研究
8
作者 李沛 刘心怡 +2 位作者 蒋琳 王秋旺 马挺 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第3期933-937,共5页
高功率微波在卫星、飞机等电子系统毁伤领域有重要应用前景,其电子束收集极附近存在强烈电磁干扰,需要开发能预测微细通道沸腾传热性能的间接热诊断方法。本文通过微细通道沸腾传热可视化实验结果建立样本数据库,在此基础上构建了基于... 高功率微波在卫星、飞机等电子系统毁伤领域有重要应用前景,其电子束收集极附近存在强烈电磁干扰,需要开发能预测微细通道沸腾传热性能的间接热诊断方法。本文通过微细通道沸腾传热可视化实验结果建立样本数据库,在此基础上构建了基于卷积神经网络的微细通道热诊断模型,并对该方法进行分析和验证。研究结果表明,本文所提出的热诊断方法可以预测实验运行工况和热边界条件,测试准确度可达86%,能够实现流动传热参数的热诊断。 展开更多
关键词 卷积神经网络 微细通道 热诊断 沸腾传热
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基于DPM-VOF耦合的高铅渣底吹还原炉内多相流动数值模拟
9
作者 闫红杰 黄正宗 +2 位作者 郝澳 夏韬 刘柳 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第2期607-620,共14页
高铅渣底吹还原炉内天然气-熔体或载气-熔体-煤粉构成的多相体系复杂行为与熔炼效率和系统产能紧密相关。本文基于DPM-VOF耦合模型,研究了工业尺度的高铅渣底吹还原炉内分别以天然气和煤粉为还原剂的气-液两相流和气-液-固多相流复杂行... 高铅渣底吹还原炉内天然气-熔体或载气-熔体-煤粉构成的多相体系复杂行为与熔炼效率和系统产能紧密相关。本文基于DPM-VOF耦合模型,研究了工业尺度的高铅渣底吹还原炉内分别以天然气和煤粉为还原剂的气-液两相流和气-液-固多相流复杂行为。结果表明:天然气作还原剂时,炉膛两端熔体流速平缓,喷枪区域流速剧烈,呈“脉冲状”分布;喷枪附近压力呈两侧大、中间小的“V”字形分布;喷枪区域压力波动剧烈,虽可强化气液搅拌过程但易造成喷枪损坏和熔体喷溅。采用煤粉作还原剂时,煤粉从喷枪喷出后最初分布在气团内部和气液交界面处,随后扩散至熔池中上部和烟气区域;熔池内煤粉分布在0.25~0.85 m深度范围;喷枪附近煤粉浓度相近,均未出现沉积现象。 展开更多
关键词 底吹还原炉 多相流 DPM-VOF模型 数值模拟 直接炼铅工艺
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入口流动不均对耦合氢正仲催化转化板翅式换热器性能的影响
10
作者 李科 朱顺 +1 位作者 文键 王斯民 《化工进展》 北大核心 2025年第10期5640-5651,共12页
耦合氢正仲催化转化的板翅式换热器(PFHE-OP)是氢液化系统中实现流动换热和催化转化一体化的关键设备,入口流动不均是影响其性能的关键因素之一。本文构建了多股流PFHE-OP的分布参数模型,研究了A、B、C三种流体的入口流动不均参数Φ对PF... 耦合氢正仲催化转化的板翅式换热器(PFHE-OP)是氢液化系统中实现流动换热和催化转化一体化的关键设备,入口流动不均是影响其性能的关键因素之一。本文构建了多股流PFHE-OP的分布参数模型,研究了A、B、C三种流体的入口流动不均参数Φ对PFHE-OP流动换热特性及正仲转化效率的影响;其中A为发生氢正仲催化转化的热流体氢气,B为热流体氦气,C为冷流体氦气。结果表明,当Φ_(A)、Φ_(B)、Φ_(C)从0增大到1.5时,PFHE-OP换热量分别下降3.3%、8.8%和10.0%;Φ_(C)对换热量的影响最为显著,这是由于C流体作为热流体,其流量大于冷流体A和B流量之和。泵功随Φ_(A)的增大而增大,随Φ_(B)的增大而减小,随Φ_(C)的增大而先减小后增大,单位泵功换热量(HEPUP)随Φ_(A)、ϕ_(B)、Φ_(C)的增大而逐渐减小;泵功和HEPUP对Φ_(A)最为敏感,这是由于A流体通道中填充了催化剂。尽管C流体中未涉及氢正仲催化转化,但是Φ_(C)对A流体出口仲氢质量分数分布的影响最明显;当Φ_(C)从0增大到1.5时,靠近顶部和底部的A流体通道的出口仲氢质量分数下降高达11.9%;Φ_(C)的增大限制了A流体靠近顶部和底部的通道内的氢正仲转化速率。研究结果可为多股流PFHE-OP的优化设计提供理论指导,促进氢能源的高效利用。 展开更多
关键词 入口流动不均 板翅式换热器 氢正仲催化转化 分布参数模型 数值模拟
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通信机柜用空调热管一体化设备运行参数优化
11
作者 崔四齐 李慧鑫 +3 位作者 白静 李程 张毅 郑慧凡 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第1期79-84,111,共7页
为了解决通信机柜传统空调能耗过高、温控效果差等问题,开发了一种通信机柜用空调热管一体化设备(IEHA)。通过实验探究不同运行参数对设备性能的影响,并提出优化方案。结果表明,在室内外温度分别为35、15℃时,优化热管冷凝端和蒸发端风... 为了解决通信机柜传统空调能耗过高、温控效果差等问题,开发了一种通信机柜用空调热管一体化设备(IEHA)。通过实验探究不同运行参数对设备性能的影响,并提出优化方案。结果表明,在室内外温度分别为35、15℃时,优化热管冷凝端和蒸发端风机转速,制冷量可分别提高20.43%和18.10%;在室内外温度均为35℃时,优化冷凝、蒸发风机转速和压缩机转速,制冷量可分别提高1.33%、12.68%和25.80%。与通信机柜传统空调相比,IEHA的全年节能率达65.17%,比未优化时提高了5.17%;机柜内热负荷分别为1.5、2.0、2.5、3.0 kW时,IEHA的自然冷源利用率分别为62.74%、44.86%、28.56%、23.90%。 展开更多
关键词 通信机柜 空调 热管 运行参数优化
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不同热流工况对CO_(2)相变储能换热器的影响
12
作者 邓广哲 袁超 蔚斐 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第4期663-673,共11页
碳排放不仅涉及能源消耗与工业发展,更关乎人类生活方式和未来可持续发展。为降低碳排放,相变储能技术已成为碳捕集与存储的重要手段之一。针对一种CO_(2)-水热管储能换热装置展开研究,分析不同CO_(2)与热流体温度状态对换热特性的影响... 碳排放不仅涉及能源消耗与工业发展,更关乎人类生活方式和未来可持续发展。为降低碳排放,相变储能技术已成为碳捕集与存储的重要手段之一。针对一种CO_(2)-水热管储能换热装置展开研究,分析不同CO_(2)与热流体温度状态对换热特性的影响;通过试验对比,探索满足给定工况的气-水两相流换热规律,并基于理论框架解析影响相变储能换热器性能的控制参数。结果表明:CO_(2)出口温度与热流体温度呈显著相关性,初始温度每升高1℃,CO_(2)温度平均上升0.27℃;CO_(2)相变吸热量随初始温度增加呈指数递增趋势,而热源制热量则与初始温度保持线性关系;在水泵功率恒定时,系统性能系数随热源温度升高逐渐降低;当热源温度恒定时,能效比与水泵功率呈正相关,能效比是热源制热量与水泵功率协同作用的结果;当热流体温度优选为80℃,且水泵功率设定为1.5 kW时,系统能效比达到最优。合理匹配热流体温度与水泵功率可实现热泵性能优化,对节能降耗及提升CO_(2)利用效率具有显著作用。 展开更多
关键词 碳减排 CO_(2)-水热管换热器 能效比 热做功 传热传质
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管间两相流场频域相关性及激振力功率谱密度研究
13
作者 朱国瑞 蔺文静 +2 位作者 齐思久 韩佩泽 谭蔚 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第4期423-433,共11页
管壳式换热器内部管束长期受到气-水两相流冲刷容易发生磨损破坏,影响其使用寿命,因此准确计算两相流体力的功率谱密度对管束的磨损计算至关重要.由于缺乏两相流条件下的管间流场相关性实验数据,难以用激振力去直接计算其等效功率谱密度... 管壳式换热器内部管束长期受到气-水两相流冲刷容易发生磨损破坏,影响其使用寿命,因此准确计算两相流体力的功率谱密度对管束的磨损计算至关重要.由于缺乏两相流条件下的管间流场相关性实验数据,难以用激振力去直接计算其等效功率谱密度.为了探究管间两相流流场相关性,给出可靠的两相流激振力包络谱,设计搭建了两相水洞实验装置,创新性地将电子压力扫描阀引入两相流环境中,直接测量管表面的压力.对节径比为1.41的正三角形刚性管阵中单根弹性管在环境温度和压力下的横向流致振动进行了全面的实验研究.研究了直径为0.026 m、长度为0.237 m的柔性管在10%~90%含气率下激振力的频域特征并计算了相关长度,通过分析压力的变化、激振力自相关功率谱密度以及斯特劳哈尔数确定了周期性漩涡脱落现象的出现,获得了不同含气率下基于界面流速的激振力无量纲参考等效功率谱密度.结果表明,压力随界面流速大致呈抛物线形式增加,但涡流脱落会导致管周的压力骤降;管束内部激振力的相干函数在大范围内数值较低,相关长度不到1倍管径.使用1倍管径为相关长度计算了3种不同结构参数弹性管的激振力等效功率谱密度,采用基于界面流速的归一化因子进行了无量纲处理,给出了10%~30%含气率、40%~60%含气率以及70%~90%含气率时的激振力包络谱,其中激振力在40%~60%含气率下能量最高,70%~90%含气率次之,10%~30%含气率下能量最低.研究结果给壳程不同位置管束的磨损计算提供了符合工程实践的载荷谱. 展开更多
关键词 管壳式换热器 管束 两相流 激振力 功率谱密度
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波纹微通道换热器中超临界二氧化碳流动传热特性数值模拟
14
作者 胡军 饶宇 张月亮 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第5期1569-1579,共11页
针对超临界二氧化碳布雷顿循环对紧凑式高效换热器的迫切需求,设计了一款适合增材制造的微通道换热器。该换热器的自适应流道不仅能匹配超临界二氧化碳的密度变化,同时波纹通道和肋片的结构设计也极大提高了换热器的性能。利用数值模拟... 针对超临界二氧化碳布雷顿循环对紧凑式高效换热器的迫切需求,设计了一款适合增材制造的微通道换热器。该换热器的自适应流道不仅能匹配超临界二氧化碳的密度变化,同时波纹通道和肋片的结构设计也极大提高了换热器的性能。利用数值模拟的方法研究了其流动传热特性,并探究了质量流量对流动换热的影响。研究结果表明,与主流的印刷电路板换热器相比,该微通道换热器的紧凑度显著提升;与其他自适应流道换热器相比,冷热侧流体的综合性能分别提升85%和67%左右,具有优秀的热工水力性能,充分证明了该换热器在现有的超临界二氧化碳换热器中的创新性和先进性。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 微通道换热器 波纹通道 传热
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螺旋翅片和环形翅片对相变储能罐传热性能的影响
15
作者 袁威 韩瑞元 +1 位作者 杜双庆 杨先亮 《动力工程学报》 北大核心 2025年第9期1463-1473,共11页
为研究螺旋翅片和环形翅片对垂直管壳式相变储能罐换热性能的影响,选取具有更好传热性能的翅片结构,并建立了光管、环形翅片和螺旋翅片的管壳式相变储能罐的物理模型。在考虑自然对流的情况下,对蓄热和放热过程进行了数值模拟,分析了不... 为研究螺旋翅片和环形翅片对垂直管壳式相变储能罐换热性能的影响,选取具有更好传热性能的翅片结构,并建立了光管、环形翅片和螺旋翅片的管壳式相变储能罐的物理模型。在考虑自然对流的情况下,对蓄热和放热过程进行了数值模拟,分析了不同储能罐中相变材料的温度场、固液相界面、平均温度、液相质量分数、不同监测点温度随时间的变化规律;探讨了不同储能罐的综合热性能表现,对比分析了影响储能罐蓄、放热速率的主要因素。结果表明:有无翅片对导热系数低的相变材料有重大影响,翅片结构能明显减少换热过程中储能罐内相变材料的熔化和凝固时间;径向伸展的环形翅片限制了自然对流,而螺旋翅片具有连续结构,具有3种结构中最好的换热速率,且随着翅片高度的增加,换热效果增强;蓄热过程中,在垂直方向,储能罐上部温度高,相变材料先熔化,径向靠近内管的相变材料熔化得快;放热过程则相反,垂直方向下部以及径向内侧的相变材料先凝固。 展开更多
关键词 螺旋翅片 环形翅片 相变材料 蓄、放热速率 数值模拟
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竖插翅片微通道换热器空气侧积灰特性研究 被引量：1
16
作者 黄东 王国华 +2 位作者 郭文华 赵赞 赵日晶 《制冷与空调》 2025年第1期55-60,共6页
竖插翅片微通道换热器表面积尘导致其长效性能衰减。文章建立了颗粒物沉积仿真模型,研究了竖插翅片表面积灰分布特性及其对换热器性能的影响。结果表明,积灰分布特性受颗粒物粒径和空气流速的显著影响:小粒径颗粒物主要沉积在翅片迎风... 竖插翅片微通道换热器表面积尘导致其长效性能衰减。文章建立了颗粒物沉积仿真模型,研究了竖插翅片表面积灰分布特性及其对换热器性能的影响。结果表明,积灰分布特性受颗粒物粒径和空气流速的显著影响:小粒径颗粒物主要沉积在翅片迎风面的百叶窗区域,而大粒径颗粒物则沉积在背风面。沉积率随粒径增加先增加后减小,峰值为粒径10μm。小粒径颗粒物沉积率随空气流速增大而增加,大粒径颗粒物沉积率则先增大后减小。积灰厚度的增加导致Nu下降,f因子增加以及性能评价因子(PEC)减小。当Re=1100时,0.15mm积灰厚度使Nu降低了4.0%,f增加了61.6%,PEC减少了18.2%。研究结果为竖插翅片换热器的长效性能提升提供了理论依据。 展开更多
关键词 微通道换热器 竖插翅片 积灰
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管内分干度蒸发过程热力特性模拟研究
17
作者 白浩贤 钟天明 +1 位作者 颜馨 丁力行 《可再生能源》 北大核心 2025年第8期1029-1036,共8页
为探究管内分干度蒸发过程对蒸发换热性能的影响,文章采用Fluent模拟研究了管内分干度蒸发器中单流程干度调节蒸发换热前、后的传热与流动特性,采用翅片式换热器测试平台对其传热性能与阻力压降进行了实验验证,并采用热性能因子和总熵... 为探究管内分干度蒸发过程对蒸发换热性能的影响,文章采用Fluent模拟研究了管内分干度蒸发器中单流程干度调节蒸发换热前、后的传热与流动特性,采用翅片式换热器测试平台对其传热性能与阻力压降进行了实验验证,并采用热性能因子和总熵增对管内蒸发过程进行热力性能评价。结果表明,在截面质量流量为250~750 kg/(m^(2)·s)时,与普通蒸发器中没有干度调节的单管程换热相比,管内分干度蒸发器中进行一个管程分流换热呈现更显著的温度变化和更高的管内传热系数,进行干度调节分流后,平均管程压降增大约17.3%。在低干度域进行0.85与0.00分干度换热,管内分干度蒸发器可获得较普通非分干度蒸发器更优的热力性能。 展开更多
关键词 管内分干度蒸发 传热系数 压降 热性能因子 管内熵增
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槽式太阳能集热管换热特性分析
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作者 吴玉庭 董晓明 张灿灿 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第4期1229-1243,共15页
槽式太阳能集热器是槽式太阳能聚光集热器的关键部件之一,对其换热特性分析至关重要。本文分析了集热器内各部分能量转化情况,利用分布参数法建立了集热管的一维稳态、动态参数分布模型,模型计算结果与文献结果吻合较好,分析熔盐及各换... 槽式太阳能集热器是槽式太阳能聚光集热器的关键部件之一,对其换热特性分析至关重要。本文分析了集热器内各部分能量转化情况,利用分布参数法建立了集热管的一维稳态、动态参数分布模型,模型计算结果与文献结果吻合较好,分析熔盐及各换热面温度、耗散率与熵产率、耗散热阻、散热量与换热量在集热管内部的沿程分布规律,熔盐进口温度、进口流量、日照辐射量等影响因素发生阶跃变化时熔盐出口温度、耗散率等物理参数的动态响应,以及各影响因素改变对物理参数的影响规律,结果表明:耗散率与熵产率在一定范围内呈现出相同的变化趋势,熔盐进口温度、熔盐进口流量以及日照辐射量三因素的变化对耗散率与熵产率的影响较为显著。 展开更多
关键词 槽式太阳能集热器 换热特性 分布参数 耗散率 熵产率
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冷库板式蒸发器传热特性及结构优化研究
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作者 徐迅 苑昭阔 《流体机械》 北大核心 2025年第6期39-47,共9页
为提高冷库制冷系统蒸发器的传热性能,设计了一种板式蒸发器,采用模拟结合试验的方法分析了制冷剂质量流量以及空气侧迎面风速对板式蒸发器传热特性的影响,并提出一种带中间通道的优化结构。在制冷剂R22入口干度0.27,温度-5℃,压力0.421... 为提高冷库制冷系统蒸发器的传热性能,设计了一种板式蒸发器,采用模拟结合试验的方法分析了制冷剂质量流量以及空气侧迎面风速对板式蒸发器传热特性的影响,并提出一种带中间通道的优化结构。在制冷剂R22入口干度0.27,温度-5℃,压力0.4218 MPa,质量流量0.017 kg/s,空气入口温度6℃,相对湿度80%,流速3 m/s的工况下,对板式蒸发器传热特性进行了研究。结果表明:设计工况下板式蒸发器制冷量为2.86 kW,制冷剂侧压降为1150 Pa,空气侧压降为412 Pa;制冷剂质量流量增加,制冷量增大,但当制冷剂质量流量增大到0.017 kg/s时增速明显减缓,制冷剂侧压降也增大,且增幅逐渐增大;空气侧进口流速增加,制冷量增大,但增大到3 m/s时增速明显减缓,空气侧压降也增大,且增幅逐渐增大;制冷剂质量流量取值与空气入口条件应相互匹配;带中间连通结构的板式蒸发器与原结构相比,制冷量提升9.4%以上,制冷剂侧压降增加18.3%,空气侧压降增加20.2%;中间连通结构能够提升蒸发器的传热性能。研究结果可为冷库制冷系统蒸发器的研究和设计提供参考。 展开更多
关键词 冷库 板式蒸发器 传热特性 数值模拟 结构优化
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基于Box-Behnken响应面法的熔铝炉燃烧优化试验设计
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作者 钱琳 莫雯淇 张奕霖 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第4期162-169,共8页
为了提高熔铝炉燃烧热效率并降低NOx排放,该文对某熔铝炉内的燃烧过程进行了多场耦合模拟。使用Box-Behnken响应面法,以尽可能大的铝料上表面热流密度q和尽可能小的等效氮氧化物排放量eq-NOx为优化目标进行Box-Behnken试验设计,分析表明... 为了提高熔铝炉燃烧热效率并降低NOx排放,该文对某熔铝炉内的燃烧过程进行了多场耦合模拟。使用Box-Behnken响应面法,以尽可能大的铝料上表面热流密度q和尽可能小的等效氮氧化物排放量eq-NOx为优化目标进行Box-Behnken试验设计,分析表明,与q的相关性大小为烧嘴垂直倾角>氧浓度>烧嘴水平倾角,与eq-NOx的相关性大小为氧浓度>烧嘴水平倾角>烧嘴垂直倾角>过量空气系数;提出了优化工况(氧浓度体积分数18%,过量空气系数1.05,烧嘴垂直倾角85.5°,烧嘴水平倾角83.5°),其q增加了1.76%,eq-NOx降低了40%,为熔铝炉的结构设计、生产优化提供了依据。 展开更多
关键词 Box-Behnken响应面法 熔铝炉 甲烷燃烧 NOx
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