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  • 简介:建立了低温多效蒸发系统在变工况运行条件下的数学模型,分析了加热蒸汽温度、加热蒸汽流量和供入海水流量对系统的蒸发产物负荷率和单位蒸发产物热耗率的影响,探讨了各效蒸发器中海水的温度和浓度的变化与装置结垢问题的关系.结果表明,在控制结垢发生的前提下,即盐水浓缩比不超过2.5、顶值盐水温度低于75℃时,降低供入海水流量、增加加热蒸汽流量和提高加热蒸汽温度有利于系统运行.

  • 标签: 海水淡化 低温多效蒸发 变工况
  • 简介:建立了考虑外部有限速率传热过程和热源间热漏的不可逆半导体固态热离子制冷器模型,基于非平衡热力学和有限时间热力学理论导出了热离子制冷器的制冷率和制冷系数的表达式;对比分析了不可逆热离子制冷器与可逆热离子制冷器的发射电流密度特性、电极温度特性以及制冷系数特性;研究了不可逆系统的制冷率与制冷系数最优性能,得到了制冷率和制冷系数的最优运行区间;通过数值计算,详细讨论了外部传热以及内部导热、热源间热漏损失、热源温度、外加电压、半导体材料势垒等设计参数对热离子装置性能的影响。在总传热面积一定的条件下,进一步优化了高、低温侧换热器的面积分配以获得最佳的制冷率和制冷系数特性。结果表明,由于存在内部和外部的不可逆性,热离子装置的发射电流密度及制冷系数都会明显降低;不可逆半导体固态热离子制冷器的制冷率与制冷系数特性呈扭叶型;合理地选外加电压、势垒等参数,可以使制冷器设计于最大制冷率或最大制冷系数的状态。

  • 标签: 不可逆热离子制冷器 制冷率 制冷系数 有限时间热力学 性能优化
  • 简介:将纳米碳球粒子添加于树脂中制成纳米碳球涂料,观察该涂料的微观形貌,测量其涂层厚度和涂层发射率以探究纳米碳球涂料的强化辐射散热机理;在自然散热条件下,通过在某款LED散热器表面涂覆纳米碳球涂料,与表面无涂层、涂覆黑漆和黑色阳极氧化处理的同款散热器进行LED器件热阻、结温和光通量测试实验对比和分析。结果表明,纳米碳球涂料有良好的辐射散热特性,在常温下平均发射率约为0.95,具有应用前景。

  • 标签: 纳米碳球涂料 LED散热器 结温 辐射散热特性
  • 简介:用有限时间热力学的方法分析空气标准Otto循环,由数值计算给出了存在传热损失和工质变比热时循环功率与压缩比、效率与压缩比以及功率和效率的特性关系,并分析了传热损失和工质变比热对循环性能的影响特点.通过分析可知传热和变比热特性对Otto循环性能有较大影响,所以在实际循环分析中应该予以考虑.

  • 标签: 有限时间热力学 Otto循环 性能优化 传热损失 工质变比热 压缩比
  • 简介:实验选用外径为4mm、内径为2mm的铜质脉动热管研究了氧化石墨烯对以去离子水和体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响。实验分别采用加有少量氧化石墨烯的去离子水溶液(简称氧化石墨烯水溶液)和体积分数为50%的乙醇溶液(简称氧化石墨烯乙醇溶液),氧化石墨烯质量分数均为0.03%。实验发现:氧化石墨烯对以去离子水为工质的脉动热管传热性能具有强化作用,对以体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响较差,但都和脉动热管的加热功率密切相关。对于以去离子水为工质的脉动热管,在加热功率低于20W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较弱;当加热功率在30-60W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较强,达3.71%-11.33%,且强化作用随加热功率的增大呈逐渐增强趋势;但随着功率继续增大,氧化石墨烯的强化作用逐渐减弱,当加热功率达到80W后,热管传热性能减弱,原因可能是氧化石墨烯颗粒出现了沉降现象。

  • 标签: 脉动热管 氧化石墨烯 强化传热 沉降
  • 简介:利用数值模拟方法分析了高度、直径和间距分别为15.0mm、φ0.1mm和0.5mm的型号1纯铜丝针肋散热器的散热和流动阻力特性,并与相同材料、相同高度,直径和间距分别为≠1.0mm和5.0mm的型号2在相同边界条件下进行对比。结果表明,前者散热性能高6%,但是后者通过增加丝径和扩大间距进行结构优化,针体总质量没有发生改变,而阻力损失从624.06Pa大幅降低到33.74Pa,并且在工艺上也容易实现。另外,由于两种针肋的针体在13.0~15.0mm高度上温度分布基本没有变化,可以适当降低高度,节省材料。

  • 标签: 针肋散热器 风冷 散热量 流动阻力 数值模拟
  • 简介:基于流体计算软件FLUENT,针对水冷板式换热器构建了三维的物理模型,选择标准k-ε湍流模型,模拟了实际换热过程,并与实验结果进行比较,两者结果基本吻合。对换热器内部结构参数进行了优化研究,发现在压降允许的范围内,通过适当减小槽道截面的水力直径可以提高换热效率和热源面的温度均匀性。

  • 标签: 水冷板式换热器 结构优化 数值模拟
  • 简介:为了评估热电材料ZT值温度依存性对热电发电器性能的影响,基于HZ-20商用热电材料的热物性参数,分别采用定物性与变物性的计算方法,对温差发电器在具有不同热源温度下的工作性能进行理论研究。研究结果表明,当采用定物性方法计算时(即不考虑ZT值温度依存性),输出功率及相应转换效率的计算值都较采用变物性计算时存在一定的偏差。当半导体热端温度低于定物性计算时采用的定性温度值时,偏差很小,但随着半导体热端温度的继续增加,偏差则越来越大,高热端温度下计算得到的计算偏差达30%左右。因此,热电材料ZT值温度依存性对温差发电器热电性能的影响不容忽视。

  • 标签: 优值系数 变物性 温差发电器 热电性能
  • 简介:基于k-ε模型,针对一种非对称横槽管换热元件,对高温高压工况下管内氦气的流动与传热进行了数值模拟研究。比较了非对称横槽管与对称横槽管的综合传热性能。同时,应用"中心复合设计"(CCD)方法对非对称横槽管的三个基本结构参数(槽间距a、槽宽b、槽深e)进行了优化设计,考察了不同结构对非对称横槽管传热性能的影响,并对其内部机理进行了初步的探讨。结果表明,非对称横槽管传热性能优于传统的对称型横槽管,最优结构参数为a12-b8-e0.6。

  • 标签: k-ε模型 非对称横槽管 综合传热效率 中心复合设计
  • 简介:金属有机骨架材料Mg-MOF-74因不饱和金属位的存在具有低压下较高的CO2吸附量,且具有化学表面可修饰、可调控孔径等特点。基于密度泛函理论和巨正则蒙特卡罗方法对Mg-MOF-74进行官能团Br改性,发现Br改性使得苯环附近产生更强的静电势梯度,增强了骨架原子和极性CO2分子间的相互作用,利于CO2在骨架孔道内的吸附。但Br的引入带来了骨架自身比表面积、孔体积的下降,不利于在高压区CO2吸附。φ(CO2)∶φ(N2)=15∶85条件下,Br改性使得骨架对混合气体中CO2分离比相比改性前提高了近64%。在含湿条件下(φ(CO2)∶φ(N2)∶φ(H2O)=15∶84∶1),Br改性使得H2O质量吸附量大大下降,低压下的分离比得到提高。

  • 标签: 金属有机骨架材料 巨正则蒙特卡罗 密度泛函理论 CO2吸附与分离
  • 简介:为了分析结构形式和流动状态等因素对换热器传热效果的影响,以单根圆管换热器为研究对象验证了SolidWorksFlowSimulation软件进行仿真分析的可行性。基于该软件分析了流动形式和扁管厚度对扁管换热器传热性能的影响,并拟合了扁管沿程摩擦阻力系数计算公式。研究结果表明,数值模拟方法有效,扁管沿程摩擦阻力系数计算公式具有一定的参考价值。

  • 标签: 管壳式换热器 流动方式 沿程摩擦阻力系数 传热性能 数值模拟
  • 简介:构建了一套供热功率为310kW的太阳能中温集热利用制蒸汽系统,建立了系统主要模块——太阳能集热器与热変换器的热力学模型,研究了变工况下太阳辐射强度、凝水回收比、环境温度对系统效率和供热功率的影响,探讨了不同运行参数条件下集热温度与系统性能之间的关系。研究结果表明:增大辐射强度对系统性能提升显著;回收凝水对系统效率的影响不大,但对制热功率的提升较为明显;系统性能随环境温度升高呈先上升后下降的趋势;系统存在最佳集热温度,最佳集热温度随辐射强度和环境温度的增大而升高。

  • 标签: 太阳能热利用 低压蒸汽 热力学模型 集热温度
  • 简介:提出了一种具有蓄冷功能的LNG重卡冷能利用空调系统,阐述了LNG重卡冷能利用空调系统的设计原理,基于Aspenplus软件模拟了系统流程,并对系统性能进行了分析。研究结果表明,在设定工况参数下,循环风量为520.00m~3/h时,蒸发器侧送风温度为19.85℃,空调制冷量为3.704kW,满足重卡3.500kW的制冷需求,同时,蓄冷器蓄存冷量0.410kW,可适应重卡多工况下空调系统的正常运行。此外,搭建静态实验台验证系统可行性,并将实验结果与同工况下模拟结果对比,二者曲线趋势一致,系统运行效果良好,制冷能力能够满足实际需要。

  • 标签: LNG 冷能回收 无相变换热 重卡空调 性能
  • 简介:为了实现低温热能的充分回收利用,在混合工质ORC循环发电基础上,提出一种利用CO_2跨临界循环与其耦合的发电系统。基于热力学第一、第二定律,建立相应热力学模型,并编写计算程序,确定系统运行条件,分析蒸发温度T1、跨临界蒸发压力p01及热源温度T_g等参数变化对耦合系统性能的影响,并将其与采用相同混合工质的ORC系统进行比较。结果表明:随蒸发温度提高,跨临界循环部分输出功逐渐增加,而ORC部分由于冷凝温度提升所减少的输出功逐渐降低。在T_g为373.00K时,若T_1为340.00、354.00K,耦合系统较基本ORC系统输出功分别增加15.77、113.53kW。随跨临界蒸发压力p_(01)变化,耦合系统输出功及效率均有先减小后增加再降低的规律,存在一最佳跨临界压力,且表现为随热源温度降低,耦合系统性能优越性逐渐明显。若T_g为373.00或403.00K,则耦合系统较基本ORC系统分别增加19.16、7.18kW。在蒸发温度较高或热源温度较低时,采用耦合系统具有重要意义。

  • 标签: CO2跨临界循环 耦合系统 蒸发温度 热源温度 跨临界蒸发压力
  • 简介:针对青岛地区的气象与地质条件,以土壤温度恢复率为指标,对太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)的交替运行性能进行了数值模拟.结果表明:SESHPS以24h为周期交替运行时,近盘管处土壤温度恢复率取30%~60%为宜,太阳能热泵投入运行的时间比例应控制在42%~58%,以此可确定出太阳能集热器的面积,为SESHPS的实际工程设计与运行提供了理论参考.

  • 标签: 太阳能-土壤源热泵系统 交替运行 土壤温度恢复率
  • 简介:构建表面积为1.50m×1.50m的小型实验用盐梯度太阳池,并与平板太阳能集热器配合使用,分别对普通太阳池和集热增强型太阳池进行了储热、放热实验。实验研究与理论分析表明:单独盐梯度太阳池的放热量为3.5×103kJ,热效率为13.6%;集热增强型太阳池放热量可以达到4.8×103kJ,且热效率增至28.1%。另外后者下对流层温度最高可提升10℃以上,从而证明太阳能集热器可以有效提高太阳池热效率,增加下对流层储热量。此外,考虑了放热过程换热器对太阳池下对流层的扰动,对比实验前后的溶液浓度,可以看出实验后太阳池盐度曲线合理,非对流层呈良好梯度分布,太阳池稳定性并未遭到破坏。

  • 标签: 太阳池 集热器 放热 热效率 稳定性
  • 简介:提出一种新型的正反两个方向交替扭转的扭带模型,并基于ANSYSFLUENT软件在层流状态下(Re=400~1800)对换热管中插入新型扭带的换热特性、流体阻力特性和综合性能指标进行数值模拟研究。对y=3.0,4.5,6.0三种扭率下的无缺口正反扭转扭带与传统单一方向扭带进行对比研究,并对扭率y=3.0的无缺口正反扭转扭带和带有三角、半圆及方形缺口的正反扭转扭带进行了对比计算。研究结果表明:插入不同扭率的扭带,换热管的努赛尔数Nu、摩擦系数f与综合性能PEC值均随着扭率的减小而增大;相同扭率下无缺口的正反扭转扭带在强化换热效果和综合性能表现上要优于传统扭带;扭率为3.0时,无缺口的正反扭转扭带比带三种缺口的正反扭转扭带换热效果好,而缺口的存在可以大幅度地降低插入扭带产生的摩擦阻力,且缺口的面积越大,摩擦和换热效果降低越多。

  • 标签: 数值模拟 层流 正反转扭带 扭率 强化传热
  • 简介:利用FLUENT软件对某双燃料燃烧室重整气燃烧流场进行了数值研究。分析了蒸汽回注比对燃烧室内温度分布、出口温度最大不均匀度和出口NOx体积分数等参数的影响。结果表明,随着蒸汽回注比的增加,火焰筒中轴线的回流速度增大,燃烧室内火焰长度先缩短后增大,出口温度场最大不均匀度先降低后增大,出口NOx体积分数不断降低;燃烧室燃用重整气时,快速型NOx体积分数要多于热力型NOx体积分数。

  • 标签: 重整气 数值模拟 蒸汽回注 NOX排放
  • 简介:随着环保问题的日益突出,空气制冷系统的理论和实验研究重新受到重视。通过对开式空气制冷系统的三种回热方案进行实验测试对比,分析了回热器对系统性能及除湿效果的影响。实验结果表明:与无回热的空气制冷系统相比,在相同的工况下,二级回热系统可大幅降低涡轮出口温度,最大降低约8.5℃,并可大幅降低涡轮进口的含湿量,最大降低约35%。同时一级回热系统和二级回热系统均可大幅增加系统的COP和制冷量,但一级回热器对涡轮进口含湿量的影响较小。

  • 标签: 空气制冷系统 回热方案 除湿性能