基于PV图的氦工质有阀线性压缩机实际循环

为了探究氦工质有阀线性压缩机实际循环的吸气量，课题组对液氦温区JT制冷用线性压缩机PV图开展研究。采用理论与实验相结合的方法，分析了余隙容积、进排气阀处压力脉动对线性压缩机吸气量的影响；基于实验室现有18 mm氦工质有阀线性压缩机，搭建有阀线性压缩机性能测试平台，通过进排气阀前的压力传感器获得压缩腔内动态压力变化，结合课题组LVDT活塞位移测试技术，得到实际工作状态下压缩腔内的PV图。与理论分析进行对比，结果表明理论循环与实际循环吸气量差异显著。该研究为氦工质有阀线性压缩机性能的提升提供设计思路。     

基于换热成本比的R410A风冷式冷凝器优化

在对R410A空调用风冷式冷凝器进行实验研究的基础上,以换热量成本比为优化目标,分析了换热器结构参数变化对冷凝器性能的影响,进行了基于稳态分布参数模型的换热器仿真计算.通过比较,得出冷凝器换热量和传热系数随换热器的结构参数变化的情况,给出了冷凝器在一定运行条件下的单变量和多变量优化结果.研究表明,换热成本比随翅片厚度、翅片间距和管内径的减小而增大.     

微管道阵列流体流动及其耦合传热的数值模拟

针对一种阵列式微管道换热器,利用FLUENT软件对其进行了数值模拟。将恒壁温、恒热流和流固耦合计算方 法的模拟结果进行对比,结果表明：采用流固耦合传热边界条件更有助于揭示换热器局部温度场变化的实际情况,模拟 结果与实际情况吻合较好,能够为微管道换热器结构优化设计提供参考依据。     

附着滴在粗糙多孔介质表面铺展渗透的数值研究

为了探究附着滴在粗糙多孔介质表面的动力学行为，课题组通过ANSYS FLUENT对液滴在多孔介质上的铺展渗透进行了研究。首先用凹凸槽来代替表面粗糙度的方法，然后使用VOF模型追踪液滴形态变化，最后利用PISO 算法进行数值模拟计算。定量分析了邦德数、平衡接触角、达西数和多孔介质表面粗糙度对液滴铺展半径和渗透深度的影响。结果表明：随着液滴邦德数的增大，液滴更易变形，铺展和渗透深度增加；随着平衡接触角的增大，液滴越难铺展和渗透，但液滴后期阶段渗透深度增加；随着达西数增大，多孔介质的渗透率增大，所以渗透深度增加，而铺展半径相对减小；随着多孔介质表面粗糙度的增大，铺展半径减小，渗透深度增大。该研究的成果有利于提高生产质量和减少环境污染。     

管壳式换热器管束动力特性研究

针对工程应用中换热器由于振动而产生破坏的情况,采用流固耦合分析方法,模拟了单根换热管共振特性,并结合GB/T 151—2014《热交换器》中的计算公式对ANSYS计算结果进行了验证。此外,通过有限元软件ANSYS进一步分析了换热管数量对换热器管束共振频率的影响。仿真 结果表明：随着换热管数目的增加,管束频率带宽将增大,其下限逐渐减小,上限将逐渐增大。该研究对换热器的防振设计有一定的参考意义。     

稠油油藏水平井热采吞吐产能预测新模型

针对普通稠油油藏水平井热采吞吐产能预测缺少合适计算模型的现状，通过建立加热区和未加热区的复合流动模型，考虑加热区和未加热区原油黏度的差异，研究了水平井单井热采吞吐产能预测的解析模型，推导了水平井热采吞吐相对于冷采的产能增产倍数计算公式。研究表明，增产倍数主要受加热半径、油层厚度和水平段长度等因素影响。以渤海N油田热采水平井典型数据为基础建立机理模型，通过数值模拟得到不同吞吐轮次的加热半径，在此基础上，利用新模型计算了不同吞吐轮次的产能增产倍数，预测第一轮吞吐的增产倍数为1.6倍，该值与渤海N油田10口热采吞吐水平井第一轮吞吐效果评价结果吻合程度较高。     

转盘反应器表面黏性流体液膜速度分区特性

为了探究在不同的介质物性和操作参数下转盘反应器表面液膜径向速度分区特性，课题组设计并搭建了转盘反应器的实验装置；并且以甘油 水溶液为实验介质，通过激光多普勒测速仪对转盘表面液膜的径向速度进行测量。实验结果表明：随着转速和运动黏度的增加，同步区逐渐扩展到转盘中心，浇注区和加速区收缩；体积流量增加，3个分区逐渐向外迁移，浇注区和加速区扩大，同步区收缩；浇注管半径增大，浇注区在逐渐缩小，加速区逐渐扩大，但同步区不变。说明转速和运动黏度对液膜速度的分区影响大致相同，而体积流量和浇注半径的影响则不相同。课题组根据量纲分析法建立了同步区半径的预测关联式。本研究的结果可为转盘反应器的设计和优化提供一定的参考。     

板式换热器换热特性及压降的实验研究

为了研究强化板式换热器的换热性能及压降特性,利用小型R32制冷系统,基于钎焊式板式换热器,进行了一系列实验。实验结果表明：板式换热器出口制冷剂由过热到两相态时,制冷剂侧换热系数先急剧增大后缓慢降低,传热温差快速减小后缓慢降低,压降只有小幅度的变化;随着换热器的效能逐渐增大,平衡换热器效能和系统性能后,蒸发器出口干度接近1时,换热效果最好。研究可为强化板式换热器的设计提供参考。     

水力旋流器流场动力学模型的李群分析法

对于水介质旋流器内部单相液体湍流动力学模型,从Navier-Stokes方程组出发,得出了柱坐标形式的速度和压力场控制方程模型。应用李群分析方法,推导出系统常微分方程的允许无穷小对称性和首次积分,更重要的是给出了详细的解析表达式和性质讨论。研究发现旋流器湍流切向速度随半径减小而增大,呈自由涡流特征,同一截面处压力随半径增大而变大。研究结果为考虑边界和初始条件的湍流精确解析解提供了有效途径,也为湍流模型各种数值算法提供了验证。     

螺旋扭曲扁管管外传热性能数值模拟

为了研究螺旋扭曲扁管管外强化换热性能,采用周期性边界条件对螺旋扭曲扁管管外层流流动与换热性能进行 了数值模拟和理论分析,并且与圆管进行比较。通过建立不同规格的螺旋扭曲扁管换热器几何模型,得出螺旋扭曲扁管 的长短轴比a/b越大、螺距s越小,其管外传热性能就越好,强化传热综合性能评价因子就越大,与此同时,其流动阻力 也会增大。随着Re数的增大,强化传热综合性能增强,但趋势变缓。该研究结果对螺旋扭曲扁管换热器的设计有一定 的参考价值。     

基于换热成本比的R410A风冷式冷凝器的优化

在对R410A空调用风冷式冷凝器进行实验研究的基础上，以换热量成本比为优化目标，分析了换热器结构参数变化对冷凝器性能的影响，进行了基于稳态分布参数模型的换热器仿真计算．通过比较，得出冷凝器换热量和传热系数随换热器的结构参数变化的情况，给出了冷凝器在一定运行条件下的优化措施和相关数据，对使用新工质的冷凝器性能优化有参考作用．     

气候条件及空调器的运行模式对变容量空调器季节能效比的影响

分析了我国近30年的逐时气象资料,提出了适合我国气候特点的变容量空调器季节能效比SEER的计算温区模型（24℃-38℃）.对我国制冷季节零负荷温度点和制冷负荷温度点进行了规定.建立了上海、武汉、重庆、广州和GB/T7725公称温度带的温区统计数据,以及上海地区空调器4个不同的运行模式的温区统计数据.利用某变容量空调器性能参数,拟和出该空调器制冷量、输入功率、能效比EER与室外温度的变化关系.经计算各地区SEER有较大的差别,上海地区4个运行模式的SEER也有一定的差别,说明气候条件和运行模式对SEER有一定的影响.     

基于项目组合管理理论的研发项目管理流程研究

运用美国太平洋地震工程研究中心开发的OpenSees软件,采用纤维梁柱单元建立圆柱式节段桥墩模型,进行拟静力加载过程分析,研究预应力筋布置形式和使用耗能钢筋及钢套管加固对桥墩抗震性能的影响。结果表明：预应力钢束均匀布置在四周比布置在中心具有更好的抗震性能,在墩底增设钢套管时,对节段桥墩抗震性能的提高帮助不大;钢套管厚度的变化对桥墩拟静力性能影响不大;在墩底设置耗能钢筋能改善桥墩的抗震性能,耗能钢筋长度以穿过塑性铰区为宜;随着耗能钢筋配筋率的增加,空心节段桥墩强度退化加快,延性能力减弱;对耗能钢筋配筋率较高而耗能能力不好的节段桥墩,可通过降低耗能钢筋屈服强度有效延缓其强度退化,提高延性能力。     

板式换热器经济性优化研究

针对板式换热器选型利用经验估算准确度低,利用软件Access 2010建立板换数据库和Visual Basic 6.0等工具开发了热工计算软件。在利用热平衡计算、传热计算和校核计算为主要数学模型基础上,增加了价值型评价方法。文中重点介绍了价值型评价方法,具体分析了初次投资费用和后续运行费用。结合实际算例,利用开发的软件选择满足热负荷以及压降的板式换热器,得到型号为E100 AF MH的换热器换热面积最小,型号为BR0.4B的换热器总费用最小。结果表明换热面积与总费用不一定同时最优。文中所用的选型方法结合软件提高了选择效率,考虑用价值型评价方法选出了费用最少的型号,可节约成本、提高经济效益。     

波纹节距对板壳式换热器壳程流动性能和阻力性能的影响

为了对板壳式换热器进行优化设计,课题组以某型号板壳式换热器的壳侧流道为研究对象,建立单流道物理模型,采用FLUENT软件对壳侧流体的流动性能和阻力性能进行模拟研究。模拟结果表明：随波纹节距的增大,流体流线由十字交叉流逐渐转为曲折流,流体平均流速和湍动能逐渐减小;波纹节距为3.9 mm时流动性能较好。随波纹节距的增大,压降逐渐减小。在同一波纹节距下,随着雷诺数的增大压降逐渐增大;波纹节距为15.9 mm时,阻力性能较好。减小节距可以得到较好的壳程流动性能;增大节距可以得到较好的壳程阻力性能。     

截面积尺寸对微通道换热器流动特性的影响机理

微通道换热器的流量分配特性对换热器的换热能力起着至关重要的作用,通过数值模拟的方法研究截面积尺寸对微通道换热器内流动特性的影响机理,模拟研究了通道当量直径、通道高宽比及通道数对流量分配均匀性及压降的影响。研究表明,当量直径最大时,流量分配均匀性最好,压降最低;宽不变,改变通道高宽比,流量分配不均匀度的峰值随着流速的增大出现提前;对比通道数对流量分配及压降的影响,得出6通道数的换热器流量分配最均匀,压降最小。     

一种分级超结构换热器网络综合优化方法及其应用

对分级超结构换热器网络模型的温度计算提出了一种通用的精确解方法,同时得到了显式解析解,并以这一解析解为基础,设计了以遗传算法和模拟退火算法为主,结合最速下降法的混合遗传算法,此外还在算法中引进精英策略和结构变异策略.应用实例的计算结果显示了这一混合遗传算法对于换热器网络的参数和结构都具有良好的搜索能力.     

基于CFD的搅拌反应罐内部流场的数值模拟

利用CFD计算流体力学软件对搅拌反应罐搅拌区流场进行模拟,实现了速度场、速度位置分布的可视化,获得了速度场的分布规律;分别对不同半径、不同结构的搅拌架和在不同搅拌转速下的浓缩罐内部流场进行详细分析,获得搅拌效果与搅拌架半径、结构以及搅拌转速之间的关系,并根据力矩分析结果给出了合理的搅拌转速区间。该研究可为冷冻浓缩罐的设计和生产提供理论依据。     

应用于闭式河水源热泵系统的螺旋管换热器设计

为了设计应用于闭式河水源热泵系统的螺旋管换热器，采用数学模型和经验公式对闭式河水源热泵系统的螺旋管换热器的换热面积进行了理论 计算，进而设计了螺旋管换热器的结构。根据上海松江地区的河水温度情况，通过试验研究了不同冷却水流量对螺旋管性能的影响。实验结果表明：此闭式河水 源热泵系统螺旋管换热器的换热量为10.76 kW，单位管长的换热量为27 W/m。实验方法得到的换热量与理论方法得到的换热量之间的误差为3.5%，说明设计螺旋 管换热器的理论计算方法是可信的。     

基于热特性分析的复合平行流换热器设计开发

文章介绍了采用高效紧凑的平行流结构对汽车空调冷凝器与发动机机油冷却器进行结构性能匹配和优化的设计方法。根据需求规划复合换热器基本结构,建立复合换热器的热力模型,通过热交换试验和计算机流体动力学仿真获取热力学参数,调整元件结构参数,优化热交换性能。提出的平行流换热器热性能仿真和结构设计过程能快速响应用户需求,研究表明该复合型换热器能满足使用要求。