自由活塞斯特林制冷机是一种结构紧凑、效率高、运动部件少、可靠性高的回热式制冷机。随着高温超导发展的需求,液氮温区大冷量自由活塞制冷机成为重要发展趋势之一。本文搭建了一台液氮温区大冷量自由活塞斯特林制冷机,初步实验获得60 K以下的无负荷制冷温度。在80 K获得了78 W的冷量,制冷机相对卡诺效率为18.8%。这是国内首台液氮温区大冷量(&...
研制了一套基于等体积饱和法的高精度制冷剂/润滑油溶解度实验系统,该系统主要由恒温装置、实验本体、磁力搅拌系统、温度测量系统、压力测量系统、真空系统等组成。在此基础上,测量了温度为283.15 K时二甲醚在两种直链POE基础油PEC7和PEC9中的溶解度。计算了283.15 K时二甲醚与PEC4、PEC5、PEC6、PEC7、PEC8和PEC9六种二元混合体系的过量Gibbs...
中国北方城镇供暖能耗占全国城镇建筑总能耗的40%左右。在传统集中供热系统中,较高温的一次网热水(130℃)通过小区热力站处的换热器,将热量传递给二次网热水(60℃/45℃),温度降低后(70℃)回到热源。本文引入热机和热泵,并考虑环境因素,构建了新的调热系统并建立其理想热力模型。应用极值原理优化该热力系统,结果表明当一次网回水温度降至环境温...
设计制作了一台6W@60K同轴型脉管制冷机,用于冷却一碲镉汞红外探测器。通过脉管制冷机结构特点的分析及系统阻抗特性的研究,给出压缩机内部气体阻抗实虚部与PV功转换效率之间的变化规律,从而为设计出高效的脉管制冷机提供有益指导。完成了该脉管制冷机的设计、制作及性能测试工作。实验表明该制冷机在150 W电功输入下可获得低于40 K最低温度,195...
提出了一种低品位热驱动的混合工质双级分离式喷射制冷循环,将混合工质两级分凝分离原理引入喷射制冷循环,大大降低系统压比,实现在喷射制冷中获得较低的制冷温度的同时保证系统有较高制冷效率。建立组成循环各部件热力学数学模型,在系统稳定运行的条件下,分析中间温度对循环主流率、最低蒸发温度、喷射系数和系统性能系数的影响,并得到不同冷凝...
提出并探讨了导热油基液纳米流体为集热介质的太阳能直接吸收式集热方法用于中温热利用。在室外工况下,采用理论聚光比为5.2的槽式聚光器,对导热油-CuO纳米流体直接吸收式中温集热特性开展了实验测试,并与镀膜真空管集热性能进行了对比分析。实验结果显示,该纳米流体直接吸收式集热器的最大瞬时效率达70%,在150℃以下工况时的集热效率要高于传统...
本文采用数值模拟方法捕捉到了不同位置周向单槽对某低速压气机稳定性裕度的影响规律并分析其原因。结果表明:周向槽位于叶片前缘附近扩稳效果差,位于叶顶弦长中下游区域扩稳效果好。采用机匣壁面剪切应力定量识别泄漏流与主流交界面的轴向位置,发现交界面在节流过程中主要存在两种移动规律,并由此将所研究的周向槽分为准模态和突尖两类周向槽。...
本文发展了一种符合完全黏性假设的叶型逆命题气动设计方法,该方法采用目标和当前压力分布的差计算一个虚拟速度驱动网格变形,直到获得满足目标压力分布的型线。将上述方法通过UDF与FLUENT软件结合搭建了逆命题设计平台,采用动网格技术实现叶片表面网格变形。采用本平台对一组叶栅和两组翼型进行逆命题计算验证,证明了本平台对于内流和外流问题...
通过引入间冷回热涡扇发动机各部件损的计算方法,进一步发展了间冷回热涡扇发动机计算模型和相应的仿真程序。对常规涡扇发动机和间冷回热涡扇发动机各部件的损进行了计算和对比,初步分析了间冷回热涡扇发动机的。结果表明,虽然间冷回热过程带来了新的损失,但显著减小了涡扇发动机高压涡轮和内涵排气流的炳损,提高了发动机的效率。
以50°折转角扩压叶栅为对象,数值研究了端壁射流参数对栅内分离流动的影响规律。结果表明:端壁射流可以有效减弱扩压叶栅内的流动分离,马赫数为0.23时最高可降低9.5%的总压损失;射流诱导旋涡可以阻止通道涡的横向迁移,并将主流高能流体卷入角区,角区流体动量增加;流向涡的位置与强度对控制效果有较大影响,其合理位置是叶栅前方、靠近吸力面,并且...
叶轮机已历经两代三维叶片发展:分别强调"基元叶型"和"掠弯积叠",较为有效地解决了基元叶栅负荷能力和展向势流匹配两大问题。那么,接下来三维叶片还能按何种技术思路继续发展?围绕该问题,本文首先简要回顾了叶轮机三维叶片技术发展历史及其对应解决的流动问题,然后分析了端区主要流动结构,指出组织好端区复杂流动是三维叶片进一步发展的出发点,...
本文利用尖劈和粗糙元在低速风洞内生成了具有高风速和高湍流强度特征的热带气旋大气边界层,并测量了热带气旋作用下风力机模型后不同流向位置处的尾流特性,发现距离转子越远,尾流区内轴向速度亏损和湍流强度越小;距离转子6R位置处风力机尾流基本恢复,原因在于高入流湍流强度的影响。
针对轴流风机需具有较宽的平稳运行工况范围要求,在模糊集理论的基础上讨论一种多工况数值优化方法,以多个工况下的加权平均全压及效率为优化目标函数,采用模糊关系矩阵确定权重因子。运用拉丁超立方实验设计方法结合CFD数值计算生成设计空间样本点,通过多目标优化算法对建立的Kriging近似模型进行寻优。此方法用于一低压轴流风机的三维多工况优...
基于DES湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型对空化初生和片状空化阶段791翼型非定常绕流进行了数值模拟,着重分析了不同空化阶段翼型绕流的流动特征、压力脉动特性及两者间的关联关系。研究表明:翼型表面空穴的非稳态演变与翼型动力特性变化相互映射;在空化初生阶段,主空穴的周期性变化和翼型展向外缘处空泡团的周期性脱落是此阶段流激振动的主要...
风力机叶片设计的目标多样性使得传统单一目标设计方法无法满足设计要求,大型风力机的高发电量与大负载之间的矛盾必须得到平衡。为此,以年发电量最大和叶片质量最轻为优化设计目标,通过多目标遗传算法设计了5 MW大型风力机叶片,得到Pareto分布优化解集。与NREL 5 MW风力机叶片比较结果表明:Pareto优化解集均一定程度优于参考叶片,其中得到了全...
本文基于电容层析成像方法对气固流化床干燥、混合过程进行测量分析,研究循环流化床干燥过程固体颗粒浓度分布、湿度等主要参数随时间的变化规律。其中电容传感器包括8电极圆形传感器,用于流化床颗粒包衣过程浓度分布测量,12-4组合电极用于环核区域颗粒浓度分布测量,基于电容层析测量手段,对制药行业与流化反应有关的过程进行了系统研究,对典型...
粒子法完全基于拉格朗日框架求解流体的流动,可以自动追踪界面的运动,因此在多相流模拟方面具有很大的潜力。本文将移动粒子半隐式算法(MPS)扩展至多相流动,通过在两相过渡区域内定义平均的密度和黏度将MPS方法中的粒子相互作用模型扩展成为多相粒子相互作用模型。采用连续表面张力模型(CSF)将表面张力转化为体积力,采用光滑颜色函数等高线的曲...
颗粒全尺度直接数值模拟由于不引入任何相间作用力封闭模型、同时又考虑了颗粒相与流体相之间的四向耦合,因而具有极高的计算精度和准度。本文采用内嵌边界多重直接力算法结合软球碰撞模型对实验室尺度的气固鼓泡流化床装置进行了全尺度直接数值模拟。计算结果真实还原了鼓泡流态化的流动情形,且能有效地捕捉装置内部流场的详细运动情况和涡结构...
旋流气粒两相流动广泛存在于燃气轮机燃烧室,旋风分离器和旋风炉,锅炉旋流燃烧器等装置中。用测量和数值模拟更好地了解其流动特性,对优化和放大设计,用以提高燃烧效率和收集效率、降低流动阻力和污染物排放,稳定火焰,都十分重要。对其进行了系统的实验测量和数值模拟研究,包括用相位多普勒仪等测量进行的实验研究,雷诺平均模拟和大涡模拟的数值...
研究了内插不同结构参数直线型转子的管内流动阻力和传热特性,结果表明,直线型转子在阻力增加1~1.5倍的前提下,强化换热30%~50%,分析发现,15°螺旋叶片角、凸形直线段截面结构以及与换热管内径相当的回转直径的直线型转子能在阻力增加不大的情况下显著强化换热。
本文采用锂电池多尺度耦合模型对不同工况下放电的电极颗粒内部Li浓度分布特性进行了研究,并根据放电过程中的Li脱嵌量对放电容量进行了估算。结果表明:在1 C放电电流下,当环境温度较低(0~25℃)时,锂电池放电容量随环境温度的升高而迅速增大,当环境温度较高(25~40℃)时,放电容量基本不随温度变化;在25℃的环境温度下,当放电电流较小时(0 C~4 C)...
本文采用能量守恒耗散粒子动力学(eDPD)方法研究了内含椭圆热源的封闭方腔内的对流换热问题。提出一种处理曲面边界和移动边界的新方法,模拟了剪切力驱动的混合对流换热问题以及椭圆热源被迫旋转引起的混合对流换热问题,分析了剪切力方向、理查森数Ri和椭圆被迫旋转对混合对流换热特性的影响,并且得到了不同条件下的流线图和等温线图。研究结果...
本文基于流体内部温度梯度的剪切变化特征,提出颗粒在流体中会受到热泳升力的观点。该力与热泳现象中的粒子运动相关但不同于热泳力。介绍了求解得到该热泳升力的两种思路。比拟速度剪切流动中颗粒受到流体作用的升力的过程,给出了颗粒在温度梯度作用下受到的热泳升力的表达式。本文指出该热泳升力与流体平均温度梯度方向垂直,并且指向梯度较大...
本文采用将经典的Chapman-Enskog方法扩展到高阶近似的方法计算获得了双温度化学平衡条件下空气等离子体的粘性、热导率和电导率。结果表明,压力和热力学非平衡程度的改变会影响空气组分解离和电离反应的温度区间,从而使气体的粘性和热导率的峰值区域产生变化。局域热力学平衡条件下空气等离子体输运性质的计算结果与文献报道结果符合较好,验证...
金属MVR蒸发器的高换热温差会造成溶液在蒸发过程中结晶,产生壁垢,降低换热效果,同时,高等级合金材质也会增加企业的购置和建造成本。PF蒸发器抗腐蚀性好、转化温度较高,是未来城市污水处理和海水淡化项目的首选金属蒸发器替代设备。考虑到高聚合物膜的低导热性,本文采用40μm的PTFE膜作为换热面,建立了温度、换热面积和散热率的计算公式,并使用A...
国际空间站轨道平面与太阳光线的夹角(β角)以及空间站右舷侧散热板的固定角度(γ角)是影响阿尔法磁谱仪局部温度的两个重要外部环境因素。本文计算了右舷侧散热板对阿尔法磁谱仪的辐射角系数与β角和γ角的关系,得到了在任意β角下,右舷侧散热板对阿尔法磁谱仪反射太阳辐射热最高效率的,y角。基于计算结果,分析了γ角对穿越辐射探测器气体循环箱温度...
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