以能的梯级利用原理为指导原则,基于正逆循环耦合方法,本文提出了一种利用中温显热热源制取较低温度冷量的复合式制冷系统,该系统由动力子循环、吸收式制冷子循环与压缩式制冷子循环有机耦合而成。通过模拟计算,对系统热力性能进行了评估,系统制冷性能系数（COP）达到了0.277,与常规余热双级吸收式制冷系统相比,提高了50%左右。通过（火用）平衡...
高温超导技术及小型低温液化装置的应用极大地促进了大冷量低温制冷机的快速发展。斯特林制冷机具有效率高、冷却速率快、制冷温度范围广等特点,并且其技术相对成熟、成本较低,是千瓦级制冷装置的首选机型。本文设计搭建了一台曲柄连杆机构驱动的斯特林制冷机。在充气压力为1.65 MPa时,可在4.8 min内降至液氮温度,并获得了636W的制冷量,其相对卡...
为了研究液氦温区脉冲管制冷机的性能,本文对脉冲管制冷机中4 K回热器进行了数值模拟分析,建立了包括压缩腔、高温换热器、回热器、低温换热器和膨胀腔等五个区域的数理模型,同时考虑了~4He的非理想性以及钬铜体积热容随温度变化的影响;对4 K回热器的传热与交变流动过程进行了数值模拟,并分析了回热器中总能流、声功流、体积流率分布、相位的分...
本文根据已有实验结果对NH3/CO2复叠制冷系统高低温级压缩机绝热效率和容积效率进行了拟合。将得到的经验公式用于复叠制冷循环热力学分析,对最优低温级冷凝温度,最大COP和最优质量流量比分别进行了多元线性拟合,多元线性拟合一种形式是以蒸发温度、冷凝温度和复叠温差为变量,另一种是以蒸发温度、冷凝温度、复叠温差和高低温级压缩机绝热效率和...
以内、外压缩空分流程为对象,通过AspenPlus模拟计算获得系统总[火用]损失,（火用）效率及压力（火用）、温度（火用）、跑冷（火用）、分离（火用）占设备（火用）损失的比例,探讨两类流程的区别。研究发现：压缩、精馏及换热设备损失是空分系统（火用）损失的主要来源;内压缩流程主换热器、过冷器的传热损失比例大于外压缩流程;相对传统的外压...
中温余热回收过程中传热温差大,系统（火用）效率较低,本文提出一种结合有机朗肯循环和单效吸收式制冷系统的中温烟气余热回收系统。利用热力学第一定律和第二定律对系统建立了数学模型,分析了新系统中有机朗肯循环蒸发温度、冷凝温度等参数对系统性能的影响。同时对系统各主要部件进行了（火用）分析,并与双效溴化锂吸收式制冷系统进行了比较,...
提出将回热器与热泵相结合的方式对温度为60℃工业余热资源进行回收,并将25℃的生水加热至90℃。通过对该系统、单独回热器以及单独热泵的余热回收系统的热力学性能进行理论分析与比较,结果表明采用这种热泵与回热器结合的方式具有更好的热力学性能。按一次能源利用率折,该系统产生单位质量热水的耗能相对于后两者分别减少73.4%和48.9%。同时基...
应用有机朗肯循环（ORC）进行低温余热的回收,不但注重其热力学性能还要考虑其经济性。本文分别选取R125和R143a作为超临界ORC的工质,采用EES软件,应用四种综合性指标对超临界ORC参数包括膨胀机进口压力、冷凝温度和换热器夹点温差进行了优化。结果表明,在工业锅炉中常见的排烟温度423.15 K的条件下,采用F4作为综合指标进行优化时,获得的循环参...
本文针对一台低速轴流单转子压气机,结合轴向倾斜缝与周向槽机匣处理扩稳机理,设计了轴向缝周向槽新型组合式机匣处理,通过实验研究和数值模拟的方法验证比较了前缝后槽式机匣处理相比于全槽、全缝及光壁机匣的扩稳效果。研究结果表明前缝后槽式机匣处理的扩稳效果与峰值效率损失均介于全槽与全缝机匣处理之间,即扩稳效果高于全槽机匣的7%,峰值...
本文数值分析了层流和湍流两种流态下盘式透平的流动特性,并与实验结果进行了对比,考核了数值方法,重点分析了盘片转速对盘式透平流动特性的影响。结果表明：层流模型的数值计算结果与实验结果最接近,适于盘式透平的流动特性分析;盘式透平各部件损失规律与常规透平存在差异;随着轮盘转速提高,喷嘴损失基本保持不变,而轮盘损失系数先减小后增大,...
本文选用性能较好的设计点马赫6三楔压缩二维进气道为基准模型,精心设计了设计点马赫6性能与基准模型相当,采用等压力梯度曲面压缩的二维进气道。数值模拟分析了两进气道在非设计点和非均匀来流下的流场和性能。结果表明：非设计点,采用等压力梯度曲面压缩二维进气道,其流量系数、总压恢复和压比均高于三楔压缩二维进气道;在非均匀来流下,采用等...
反卷积DAMAS算法能有效地消除传统波束成形算法对结果的误解,更准确地计算出声源位置和声源强度。求解线性方程组时,DAMAS算法能更好地考虑不同网格位置的相互影响,使旁瓣变小甚至消失,呈现更直接的结果。本文首先介绍了DAMAS算法的原理;再分别运用波束成形算法和DAMAS算法对一台1.5 MW风力机的单频点声源、字样＂UCAS＂复杂线声源、翼型尾缘下...
采用二维非稳态RANS方法结合Spalart-Allmaras湍流模型,对高雷诺数下串列双圆柱流致振动进行数值计算。利用粗糙带改变圆柱表面结构,详细分析串列双圆柱流致振动响应及能量转换特性。结果表明双圆柱产生流致振动时,上下游圆柱的振幅和频率响应曲线出现涡致振动初始分支、涡致振动上部分支和驰振分支,圆柱驰振时的最大振幅达到了2.8D。在所研究的...
本文通过2D PIV及其CCD相机获取锯齿电极等离子体激励器在静态环境下诱导的流场结构以及放电图像。CCD相机拍摄的放电图像显示该激励器在锯齿中间存在一暗带区域,而不同截面的流场结果则验证了该型激励器能够诱导出带涡对三维射流结构,涡对贴近壁面向下游发展,并在激励器壁面上方诱导出下洗流。文中结合各拍摄截面的流场结构以及放电结构,分析了...
本文提出了一种基于非结构同位网格的求解非定常不可压缩流动的高精度投影算法。采用单元中心非结构网格,利用动量插值方法实现同位网格上的压力速度耦合,对流项和扩散项的时间离散均采用C-N格式,空间离散则分别采用QUICK格式和中心差分。运用二维衰减涡流动、圆柱绕流和顶盖振荡驱动流等经典算例对算法进行了考核,结果表明本文算法与实验结果或...
在非定常气动环境下运行的风力机会引发动态失速的现象。由此对风力机翼型的非定常气动力用两种降阶模型（Volterra级数模型和基于模型的递归结构模型）进行了预测。本文对两种模型进行了简要分析。为了说明模型对非定常气动力预测的能力,将预测结果与CFD仿真结果进行了比较。结果表明在轻度失速工况下两种模型都有较好的预测能力,在深度失速工...
高速蒸汽射入过冷水中形成连续的蒸汽区称为汽羽,汽羽穿透长度是反映蒸汽射流换热特性的重要指标。本文对音速与超音速蒸汽浸没稳定射流核心汽羽区的穿透长度进行了实验研究。实验表明：汽羽的无量纲穿透长度随着蒸汽质量流率的增大和过冷水温度的上升而逐渐增大;超音速蒸汽射流的无量纲穿透长度要小于音速蒸汽射流;超音速蒸汽射流的无量纲穿透...
本文利用布朗动力学和斯托克斯动力学方法对胶体在剪切流动下的重构和断裂过程进行了数值模拟,计算并分析了颗粒间作用势以及流体相互作用力对胶体断裂的临界剪切率的影响。模拟中胶体颗粒间作用势采用了L-J势和Yukawa排斥势的组合模型。模拟结果显示,作用势最大值与最小值的差决定了胶体断裂的临界剪切率,但由于胶体的几何构型（也是作用势的函...
本文通过数值模拟给出了超超临界塔式锅炉炉膛内冷态和热态的流场和温度场,根据数值结果分析了炉膛烟气侧热偏差的形成机理,并进一步通过数值模拟寻求热偏差较小的燃烧器入射角度位置。数值结果表明,由于炉膛中的流动和传热是非线性的,存在非对称解,即使进行模拟时炉膛的几何结构和边界条件是完全对称的,炉膛内流体速度和温度分布仍然可能是非对...
为了探寻模拟旋流喷嘴外部流动的新方法,对传统用于研究固体颗粒问题的离散单元法进行改进,并对海水淡化旋流喷嘴外部流场进行了模拟,研究了旋流喷嘴结构对其喷淋效果的影响。结果表明：用离散单元法来研究海水淡化喷嘴的喷淋特性具有一定可行性;切向旋流喷嘴中部宽度、出口宽度和中部折角对喷淋范围影响较大;在本文计算范围内中部高度、上部高...
本文以水和空气为工质对螺杆螺旋通道内气液两相流流动特性进行研究,采用可视化的方法对螺杆螺旋通道内流型结构进行观察,观察到通道内不同转角位置处的气液两相流型及其特征。根据实验观测结果,绘制了三个转角位置的流型图,并对各流型特征和流型之间的转换界限进行分析,给出了泡状流向间歇流转变、环状流向间歇流转变的准则关系式。
为探讨正弦交流电场作用下油中水滴的破裂行为,采用显微高速摄像技术对水滴的破裂形式以及水滴破裂前的振荡变形过程进行可视化研究,分析水滴破裂前的瞬态响应过程及其特征参数的变化规律。研究发现,水滴在正弦交流电场中的破裂形式主要有锥角破裂和液丝破裂两种形式。在水滴锥角破裂过程中,发现水滴破裂前的伸缩振荡过程可分为3个阶段：第1阶段...
本文对超临界压力下航空煤油在圆管内（竖直向上流）的对流传热特性进行实验研究,讨论了入口温度及热流密度对于换热的影响规律;并对实验过程中出现的传热及流动不稳定现象进行了分析。结果表明：入口段的传热恶化仅在入口温度较低时发生。3 MPa压力下在高热流密度工况会发生传热恶化现象。传热及流动不稳定现象发生于低压力、低入口温度及高热...
采用可进行全表面测量的瞬态液晶传热测量技术,实验研究了带肋横流进气方式下,不同横流雷诺数（Rec=100000,50000）和吹风比（M=0.5,1,2）对圆柱形孔气膜冷却效率和换热系数比的影响,结果表明：受横流进气方式的影响,气膜冷却效率和换热系数的空间分布都呈现出一定的不对称性;相同吹风比下,横流雷诺数越高,冷却效率越高,而且在大吹风比下,这种影...
本文对三维阳极自呼吸微流体燃料电池进行了结构改进,缩短了微通道长度,减小了阴阳极间距,去除了隔离棒,利用阴极附近电解液的快速流动来减轻燃料渗透;研究了该电池的性能特性,考察了电解液浓度、甲酸浓度和反应物流量对电池性能的影响。实验结果表明,该电池性能随电解液及甲酸浓度的升高均先上升后下降,随反应物流量的升高先增加后趋于稳定。当...
采用ADINA数值方法研究了垂直U形管内气液两相流诱导振动的位移响应和脉动激振力特性,然后考察了雷诺数Re和体积含气率β对激振力的影响规律。结果表明：气液两相内流诱导振动以面内振动为主,表现为两相流诱发激振力的主频与管结构某阶固有频率相近时的共振现象;激振力的脉动特性表现为低β时的窄频带随机波动和高β时的周期性波动;固定β时,激振力...
基于吸收性基体介质中球形颗粒的电磁理论,建立含纳米颗粒水基复合介质的FDTD模型,比较了电磁理论解析解和FDTD模型的数值解;在此基础上,基于FDTD方法模拟了含纳米Ag/Al2O3球壳颗粒水基复合介质的辐射吸收特性,分析颗粒结构尺寸、颗粒间距对颗粒以及基体介质辐射吸收特性的影响规律。结果表明,核心Ag纳米颗粒能够增强其周围介质的辐射吸收特性,...
本文实验研究了去离子水中梯密度通孔金属泡沫的池沸腾换热性能。梯密度金属泡沫材质为铜和镍,孔隙率为0.98,泡沫厚度为4~14 mm。实验结果表明,相比于单层泡沫,梯密度金属泡沫显著的增强了沸腾换热能力,但增强程度受孔密度变化梯度、泡沫厚度和材料的影响;往去离子水中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）能明显的改变梯密度金属泡沫的池沸腾换...
建立了填充半透明液体光学腔光谱透射比的正问题计算模型,提出了一种基于填充液体光学腔的透射光谱反演其液态介质光学常数的IDTM模型,通过测量填充水光学腔的透射光谱并反演水的光学常数进行了模型验证.采用Bruke V70傅里叶红外光谱仪实验测量了填充RP-3航空煤油光学腔在波长2~15μm的透射光谱,基于新模型反演得到RP-3航空煤油光学常数,进而计算...
本文分别采用了实验和数值模拟两种方法对DN板通道的阻力特性和传热特性进行了研究。本文的实验采用了稳态实验法,数值模拟分别采用了三种典型的湍流模型（LBKE、SKE和SST）。结果显示,平均努塞尔数Nu随雷诺数Re增大而增大;表面换热因子j和阻力系数f随雷诺数Re的增大而增大。拟合得到了该型DN板的传热阻力特性关联式。同时,对数值模拟结果和实验...
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