【摘 要】
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相变蓄热(LHTES)系统利用相变材料(PCM)的潜热可有效地提高系统的储热能力.通常,PCM的导热系数低,使LHTES系统的应用受到了限制.本文通过向十五烷中添加膨胀石墨提高导热系数,分别采用纯十五烷和含有质量分数为30％膨胀石墨的复合十五烷,在不同水流量下,对管壳式LHTES系统的储热特性进行了实验研究.实验结果发现:当储能介质为质量分数为30％膨胀石墨的复合十五烷时,放冷过程中有效储热系数和相对储热率在Re=4298时出现明显峰值,换热效率与储热能力达到相对平衡.并且,当Re=4298,采用含有质量
【机 构】
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上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,西安710049
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相变蓄热(LHTES)系统利用相变材料(PCM)的潜热可有效地提高系统的储热能力.通常,PCM的导热系数低,使LHTES系统的应用受到了限制.本文通过向十五烷中添加膨胀石墨提高导热系数,分别采用纯十五烷和含有质量分数为30％膨胀石墨的复合十五烷,在不同水流量下,对管壳式LHTES系统的储热特性进行了实验研究.实验结果发现:当储能介质为质量分数为30％膨胀石墨的复合十五烷时,放冷过程中有效储热系数和相对储热率在Re=4298时出现明显峰值,换热效率与储热能力达到相对平衡.并且,当Re=4298,采用含有质量分数为30％膨胀石墨的复合十五烷与纯十五烷相比,系统的有效储热系数可最高提升336.84％.
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通过实验研究了氨-水-溴化锂三元工质的对氨吸收式制冷系统的影响.实验测试了发生温度100～130℃,蒸发温度-16～-4℃和冷却水温度22～33℃工况下的系统性能系数,发现适用于氨吸收式制冷的最佳溴化锂浓度为15％,与氨吸收式制冷系统相比,性能系数最高提升了10％.溴化锂最为第三工质对系统的影响是整体的,使用三元工质可以降低精馏负荷与回流比,提高热能利用效率同时降低了发生压力,有利于提升性能系数;但其不利影响体现在会降低浓溶液中氨的浓度,导致系统循环倍率上升,不利于提升性能系数.合理使用氨-水-溴化锂三元
在考虑水蒸气真实物性和非平衡凝结的情况下,基于雷诺应力模型(RSM),研究了三种近壁处理法对数值结果的影响.讨论了不同壁面函数法对蒸汽喷射器内复杂流动现象的预测,包括激波和壅塞、边界层分离和涡及非平衡凝结.结果 表明,在模拟条件下,标准壁面函数法、非平衡壁面函数法与RSM模型结合均可以较好地预测蒸汽喷射器的临界喷射系数Er*,相对误差分别为-2.1％和-5.7％,但后者收敛性不如前者.增强壁处理过度预测了流场中的旋涡现象,导致流场能量损失被过高估计,得到低于实验值46％的临界喷射系数.
为研究对涡旋流畸变对压气机的影响,本文基于一种新设计的旋流畸变发生器,利用CFD技术,开展了对涡旋流畸变与NASA Rotor67跨声速转子的数值仿真研究.在100％换算转速下,对比分析均匀进气以及旋流进气条件下的压气机压比、效率特性线以及流场分布情况.结果 表明,对涡旋流会引起压气机增压能力和效率的下降,并降低压气机稳定工作裕度.在100％换算转速、旋流进气条件下压气机峰值效率点处的流量值较之均匀进气条件下降低2.33％,峰值效率降低2.44％,该点处压比降低0.25％.压气机失速点流量增加0.99％,
较强的速度梯度大大限制了粒子图像测速技术(PIV)在近壁区域的测量精度。随着图像变形重采样技术的发展与推广,多重网格迭代变形算法(WIDIM)以及Interface-PIV的提出显著改善了这一问题,但其测量精度仍有进一步提高的空间。针对这一问题,本文发展了一种粒子图像预处理方法——镜像互换法,通过构造以壁面为基础的反对称流场,既能满足流场无滑移边界条件,同时又可维持正确的近壁面法向速度梯度,从而可
动叶叶顶产生的间隙泄漏流对压气机的效率和稳定性产生明显影响.为了减小泄漏流对流道内部流场结构的影响,本文基于蜻蜒翅翼的翅室和褶皱结构,在跨声速压气机叶栅的机匣上布置仿生顶室结构.采用数值模拟方法,研究不同高度的仿生顶室结构对间隙泄漏量和流动损失的影响.结果 表明:流体流经仿生顶室时,顶室内部存在明显的驻留涡,抑制泄漏涡沿节距方向的发展,减小间隙的泄漏流量和流动损失;在间隙高度为2 mm情况下,仿生顶室对泄漏量和流动损失的控制效果最为明显,最佳方案能够使总压损失系数下降1.2％,间隙泄漏量降低1％.
空间基准黑体源对气候变化监测、防灾减灾、红外定标等方面的发展具有重要意义。空腔发射率作为空间基准黑体源最关键的表观辐射特性,在红外探测设备的校准过程中需要保持较低的不确定度。针对空间基准黑体源的定向发射率开展相应的理论建模和实验测量研究。在反向蒙特卡罗法和涂层表面辐射特性的基础上构建了方向发射率计算模型,分析了探测距离、温度非均匀性、涂层表面辐射特性等因素对空腔发射率的影响。然后,采用受控背景的材
基于空间光学相机应用需求,提出了用接头将多根轴向槽道热管进行连接组成多支路轴向槽道热管的应用思路.通过实验研究了单接头T型正交三支路轴向槽道热管的性能,测试了在单一支路制冷,另外2支路单独加热及同时加热时不同加热功率条件下该热管的瞬态热响应启动性能和等温性能,并计算了不同条件下的当量导热系数和总热阻.实验结果表明:本文T型正交三支路轴向槽道热管,对其任一支路进行制冷,另外2支路单独加热以及同时加热时,在实验功率范围内热管都具有较好的瞬态热响应启动特性,启动稳定时间约400 s;当量导热系数为铝合金的340
受端区二次流的影响,叶片前缘和压力面根部角区端壁难以实现有效冷却.为了实现该区域的冷气覆盖,本文研究了新型冷却结构离散台阶缝的端区气膜冷却特性.离散台阶缝在叶片周向主要覆盖叶片前缘区域,能够集中冷气冷却换热恶劣的区域.本文研究了两种不同离散台阶缝轴向位置(AP1,AP2)和三种不同冷气量(MFR=0.43％,0.88％,1.33％),通过红外热像仪测量端区气膜冷却效率分布.结果 表明,增加离散台阶缝与叶片的轴向距离,能够有效提高叶片上游区域的冷却效果,但在通道内部,结果相反.增加冷气量能够提高端壁的气膜冷
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在某型喷水推进器进水管入水口前的船底平面上安装涡流发生器,控制进水管内流动分离,提升喷射泵的来流品质.采用雷诺时均模型和SST k-ω湍流模型数值模拟进水管内流场,从流动效率、分离程度和压力畸变三个方面对比了不同进速比下涡流发生器对进水管内流场的影响.结果 表明:在全工况范围内,涡流发生器能够提升进水管的效率;在低进速比工况下,能有效抑制进水管斜坡侧的流动分离,减小总压畸变,提高出流的均匀性.