空冷器设计方案计算及应用

空冷器设计方案计算及应用

一、空气冷却器设计的程序计算与应用(论文文献综述)

张崇文[1](2021)在《太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷系统的性能研究》文中认为我国为大力推动生态文明建设与深入实施可持续发展战略,将能源清洁安全高效利用作为加快推进绿色低碳发展的重要内容。暖通空调领域作为能耗大户更加需要构建清洁低碳和安全高效的能源体系架构。本文为充分利用太阳能和干空气能等天然洁净能源,提出一种太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷系统,探究其在中等湿度地区典型城市西安市的适用性与经济性,主要研究内容如下:1.构建太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷系统。该系统由太阳能喷射制冷子系统与露点间接蒸发冷却子系统构成。结合两子系统各自原理优势和室外气候条件,确定了相应的运行策略:上午时段由露点蒸发冷却子系统单独为空调房间提供冷量,中午时段开启太阳能喷射制冷子系统,与露点蒸发冷却子系统共同运行为空调房间供冷,以实现复合系统连续高效运行。2.建立复合制冷系统的能量分析模型,并使用FORTRAN语言编写计算程序。首先,计算分析了太阳能喷射制冷子系统的太阳能辐射强度、集热面积、发生温度和冷凝温度对其热性能和机械性能的影响,结果表明:太阳能辐射强度越强和集热面积越大,太阳能喷射制冷子系统的制冷量越大;系统整体性能系数COP随发生温度的升高而增大,随着冷凝温度升高而减小。其次,计算分析露点蒸发冷却子系统的空气干球温度、相对湿度、空气流速和风量比对其蒸发冷却效率和产出空气温度的影响,结果表明:进口干球温度越高,相对湿度越大,产出空气占比越小,空气流速越大,使得露点蒸发冷却子系统产出空气温度越低,而系统湿球效率和露点效率随着进口干球温度和工作空气占比升高而增大,随着进口风速增大而减小。最后,综合分析了太阳辐射强度和室外空气干湿球温差变化对复合制冷系统机械性能系数COP,的影响,结果表明:太阳辐射强度越低,室外空气干湿球温差越大,复合制冷系统机械性能系数越大。3.结合气象条件,对一体化冷却器的露点蒸发冷却和蒸发式冷凝两部分进行结构尺寸计算,主要包括其换热面积、盘管结构、布置方式和通道尺寸等。此外,还对结构参数和室外空气状态对冷却器性能和尺寸的影响进行分析。结果表明:蒸发式冷凝部分的换热面积随着进口空气湿球温度的升高和焓值的增大而增大,随着配风量、配水量和迎面风速的增大而减小,而受到进口空气干球温度的影响不大。4.使用TRNSYS模拟西安市供冷季的气象参数变化,并计算出某节能建筑在供冷季的冷负荷,分析复合制冷系统在典型日和供冷季的制冷性能与经济性,结果表明:连续三天典型日内复合制冷系统供冷量能满足建筑的逐时冷负荷,连续典型日内露点蒸发冷却制冷模式下,系统机械性能系数最高可达12.08,而太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷模式下,系统机械性能系数先减小后增大,最低为7.35。在整个供冷季中,复合制冷系统供冷量基本上能满足建筑的逐时冷负荷,复合系统总制冷量为3858.92k Wh,其中露点蒸发冷却子系统为房间供冷量为2149.19k Wh,而太阳能喷射制冷子系统制冷量为1709.73k Wh,露点蒸发冷却子系统为房间供冷量占复合系统总制冷量的55.7%,而太阳能喷射制冷子系统制冷量则为44.3%,太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷的日平均机械性能系数基本保持在8到10的范围内。复合制冷系统在典型日内供冷时长为36个小时,共耗电13.37k Wh;供冷季最大单日耗电量为5.01k Wh,单日耗电量最小为2.98k Wh,共消耗电量为404.49k Wh,在总制冷量相同的条件下,传统压缩制冷系统在供冷季共1104小时制冷时间内的总耗电量为948.64k Wh,供冷季内复合制冷系统相对于传统压缩制冷系统可以节约电能57.4%,具有良好的经济性。

蔡浩飞[2](2021)在《超临界压力CO2冷却换热特性及毛细管换热器研究》文中提出随着能源需求日益增长和环境可持续发展受到越来越多的重视,以二氧化碳为循环工质的超临界二氧化碳布雷顿循环发电和跨临界二氧化碳热泵以清洁高效、节能环保的特点展现出了广阔的应用前景,引起了广泛的关注。高压紧凑式换热器是超临界压力二氧化碳循环系统中的重要部件。一方面,超临界流体在临界点附近的物性剧变特点导致二氧化碳独特的管内流动换热特性,另一方面,非均匀热容、沿程换热及压降的多变特性使换热器的优化方法不同于常规换热器。此外,超临界压力二氧化碳的高压特性对换热器的强度提出了较高要求。毛细管换热器是一种新型高性能紧凑式换热器,在超/跨临界二氧化碳换热方面具有良好的承压能力和性价比。本文以毛细管换热器为主要研究对象,通过数值模拟与实验研究结合的方式,研究了超临界压力二氧化碳在微通道内的冷却换热机理,分析总结了毛细管束壳程流体流动换热规律,对不同二氧化碳换热关联式的工程实际应用的准确性进行了对比,并结合物性剧变的特点,针对换热器的夹点问题和流动传热性能的提升进行了综合优化,可为二氧化碳毛细管换热器的设计和应用提供理论支撑。主要结果如下。(1)采用数值模拟方法开展了超临界压力二氧化碳在恒热流壁面条件和耦合换热壁面条件下的冷却机理研究。沿程温度变化导致的导热、比热等物性剧烈变化引发了拟临界点附近边界层厚度的急剧减薄及底层传热特性的增强;密度变化在浮升力作用下导致二次流动,强化了上半部的换热,弱化了下半部的换热。超临界压力二氧化碳与冷却水在毛细管换热器耦合流动换热时,管外冷却介质的流动方式变化造成不同的内外耦合温度场,进一步对管内超临界压力二氧化碳换热和压降特性产生影响,其中,冷却水向下横掠方式中二氧化碳二次流速度大小比向上横掠高出5%。基于数值模拟结果,对已有的超临界压力二氧化碳冷却换热关联式和压降关联式准确性进行了对比分析,为换热器设计提供理论基础。(2)搭建了超临界压力二氧化碳换热器实验台,开展了超临界压力二氧化碳毛细管换热器的实验研究。结果表明,毛细管束下有折流板的壳程换热系数达到20000~30000 W·m-2·℃-1,相比无折流板提高3~4倍,并且毛细管束壳程换热系数可达到常规壳程换热关联式预测大小的2倍以上,拟合了适用于毛细管束壳程换热的关联式;利用新的壳程换热关联式,对超临界压力二氧化碳与壳程冷却介质的换热进行了分析。结果表明,已有的多个超临界压力二氧化碳关联式同实验结果均存在一定的误差,相比之下,Dang的关联式预测结果同当前毛细管换热器实验结果整体偏差小于10%,表明其应用于二氧化碳换热器实际设计时更为准确。超临界压力二氧化碳在管程进出口流量分配处更容易产生较大的压力损失,而管内的摩擦压降和加速压降相对较小。(3)建立了毛细管换热器整体内外耦合的流动换热模拟计算方法。该方法基于超临界压力二氧化碳的换热关联式和壳程流动的数值模拟计算,能够在保证整体计算准确性的基础上,有效降低计算量,节省计算消耗,适用于毛细管数量较多的换热器计算。模拟结果和本文实验结果对比表明,Dang的关联式相比其他关联式,能够获得更为可靠的毛细管换热器整体耦合换热分析。在有折流板的毛细管换热器中,折流板附近由于壳程流动特征的不同,会出现强化换热区和弱化换热区。在强化换热区中,由于壳程换热较强,导致壁温相对较低,管内二氧化碳更靠近临界点,因此管内换热同步增强,使得传热整体增强;在弱化换热区,由于壳程换热较弱,导致壁温相对较高,管内二氧化碳更远离临界点,因此管内换热同步降低,使得传热整体降低。不同换热区域热流密度相差达到4倍以上。(4)提出了针对剧变物性换热器的优化准则,并对超临界二氧化碳毛细管换热器进行了优化。变物性导致换热器内的温度曲线同常规换热器不同,流量分配不当易导致夹点传热恶化的出现,增加冷热介质流量比和降低冷却介质入口温度能有效避免夹点传热恶化问题。(?)耗散理论和效能研究表明,冷流体中间分流设计能够在避免夹点传热恶化的基础上,进一步降低冷却器的传热不可逆损失,提高冷却器效能。通过局部的内外换热和压降调整,提高各单元压降随换热面积的变化梯度的均匀性,能够有效减小总压降,进而降低泵功消耗。基于优化理论的指导,对超临界二氧化碳毛细管冷却器的折流板间距进行了重新布置,整体模拟结果表明,优化后的毛细管冷却器在传热量和传热面积不变的基础上,使壳程总压降降低了 10%。(5)对超临界压力二氧化碳在螺旋管内的流动换热和不同折流板形式的壳程流动换热进行了数值研究。离心力作用和密度变化导致超临界压力二氧化碳在管内横截面上呈现非均匀分布,造成内侧弱化、外侧强化的局部换热特性。螺旋管内二氧化碳整体换热相比直管提高10%以上;不同折流板形式在不同质量流速下的综合性能表现不同,需根据实际工况进行判断。协同角在一定程度上衡量了不同结构下的换热效果,对强化换热结构设计具有指导作用。本文针对超临界压力二氧化碳毛细管换热器,沿耦合换热单元-换热器整体-优化设计的路线,通过数值模拟和实验方法,系统研究了超临界压力二氧化碳冷却换热机理及毛细管换热器的传热与压降综合性能,对比了不同二氧化碳关联式的准确性,提出了毛细管束壳程换热关联式,开发了可靠高效的毛细管换热器数值模拟方法,阐明了毛细管换热器中超临界压力二氧化碳和冷却水的耦合换热机理,建立了变物性换热器的设计优化准则,为超临界压力二氧化碳毛细管换热器的设计应用提供了研究基础与理论支撑。

李骁啸[3](2021)在《间接冷却空气冷却器结构与性能研究》文中进行了进一步梳理鉴于间接冷却制冷系统较直接冷却制冷系统具有更多的优越性,因此在基于环保节能的问题上很多民用冷库都改为间接冷却制冷系统。考虑到其由制冷剂侧与载冷剂侧双系统构成,若试图提高其运行效率同样可分别从两侧系统入手。本课题从载冷剂侧系统出发,以实验与模拟相结合的方式,对空气冷却器结构与性能展开了相关研究。以翅管式空气冷却器为研究对象,在提高换热器运行效率的已有技术中,考虑到实际成本及其它现实问题,实验通过布置不同管程流路,并设置不同风机频率与库温对空气冷却器结构和性能进行优化。实验主要研究了流路布置、风机频率、库温对三排管翅管式空气冷却器性能及系统的影响。针对重力效应、顺流、逆流布置等影响因素,布置出了五种空气冷却器流路,并讨论了各个因素对冷却器性能的影响。在实验工况确定、换热设备选型完成、实验台搭建完毕并完成管路检漏,系统初步运行后,对五种流路布置的空气冷却器建立模型并进行模拟,通过对空气冷却器模型的模拟,得到五种不同流路布置中空气冷却器侧制冷量、传热系数随各工况条件的变化趋势,并与实验结果进行比较。实验通过测试在不同库温、风机频率下,五种流路布置的空气冷却器性能参数的变化趋势,得到空气冷却器最佳运行条件,并将各流路布置下的空气冷却器传热系数、制冷量、以及系统功耗等重要参数综合考虑,为三排管排的空气冷却器最佳流路布置选择做出参考。通过对翅管式空气冷却器的实验与模拟研究,结论如下:(1)在相同实验要求工况下,对五种流路布置下三排管翅管式空气冷却器进行对比研究发现,单流程布置中,逆流布置较顺流布置传热温差高1.26%~4.44%,且传热系数略大于后者,且系统功耗小4.9%~9.48%、载冷剂压降大13.95%~15.2%,因此逆流布置具有更佳优秀的换热性能;在逆流布置中,随着流程数不断增多,会导致载冷剂侧传热温差增大,且由于载冷剂流量不变,传热系数会随流路数增大而减小,此时传热温差对制冷量影响较大,导致制冷量会增大,系统功耗也会随之增大,载冷剂侧压降减小;在三流程布置中,可以发现重力效应下布置流路与逆流流路相比,其制冷量低1.27%~4.95%,且前者对空气进行降温时,在不同风侧换热性能差距较大,对换热不利。(2)在最佳风机运行频率下,相同工况运行过程中,五种流路布置下三排管翅管式空气冷却器载冷剂侧沿程温度产生了不同变化趋势,其中单流程顺流布置中载冷剂近90%的温升过程发生在迎风及中间侧管程,而在背风侧管程中载冷剂温度变化极小,说明其换热的极不均匀;逆流流路中,随着流程数的增加,载冷剂侧温度随管程的曲线斜率呈增涨态势,但总体变化趋势一致,以每根管内载冷剂温度变化量分析,发现随着流程数的增大,各风侧管路温度变化逐渐趋于均匀化,其中在三流程布置最佳,迎风侧载冷剂温升可达总温升的25%,且在多流程逆流布置中,无论哪一流程,其载冷剂温度变化趋势几乎一致;在考虑重力效应的三流程流路中,其各个流程分别处于不同的风侧,导致其换热不均匀,其中在迎风侧载冷剂温升最大,换热最好,而背风侧载冷剂温升较小,换热较差,总体换热过程极不均匀,因此在流路布置中需要尽量避免此类布置。(3)在不同的风机频率下,各流路布置分别表现出相似的变化趋势,其中空气冷却器侧传热系数随风速的提高呈现出增涨趋势,因为随着风速的提高,空气侧传热系数增大,因此总传热系数会增大;空气冷却器侧传热温差随风速提高呈现出减小趋势;各流路布置中制冷量随风量的提高都呈现出先增后减的态势,在30Hz时达到峰值,此时制冷量受换热温差影响较大;系统功耗也随风机频率增大而不断提高,系统COP变化趋势与制冷量变化趋势一致,在30Hz时达到峰值,此时制冷量较大,但功耗较小。

马许仙[4](2021)在《一种露点空气冷却器的性能研究》文中进行了进一步梳理利用水自然蒸发吸收的潜热进行空气冷却,极限状态可以将空气冷却至其露点温度,是一种适用于空调使用的绿色制冷技术。尽管国内外学者进行了大量的研究工作,有效提高了露点空气冷却器的效率,但其单位设备体积的制冷量仍比较低。本文试图在前人研究的基础上,找到进一步优化设备和提高制冷效率的途径,并加以理论和实验验证。为此,本文在深入文献调研的基础上,找到蒸发介质和设备结构作为突破口,进行了实验测试和结构优化设计,并对新的设计开展了模拟仿真研究。首先,为了弄清楚作为蒸发冷却设备性能评价基础的水系统测试标准,本文对国内外行业标准进行了深入分析,确立了适用的蒸发效率及用水效率的测试方法和计算公式。然后,对Coolmax吸湿速干纤维材料的吸湿性能和散湿性能进行了实验测量。实验结果验证并量化了材料的吸水和蒸发性能,为后续结构设计的创新奠定了基础。并且,为了进一步验证该材料的实用性,本文提出并实验验证了一种新型的材料热复合加工工艺,用于Coolmax纤维材料与金属换热板的加工成型。在验证了露点空气冷却器核心热湿交换器成型工艺的基础上,本文设计了一种以Coolmax作为湿面材料的新型露点空气冷却器。区别于传统蒸发冷却器,该结构以浸没方式布置水系统,而取消了一般必备的水泵及布水系统,减少机组电耗的同时,优化了系统水、气流组织。最后,为了了解新型结构内部的热湿过程规律,本文利用多物理场仿真软件COMSOL进行了建模和性能仿真研究,主要模拟分析了干湿通道耦合的温度场、速度场和湿度场。通过对通道内热湿交换过程的仿真分析得到,湿通道前0.6 m蒸发活跃,以潜热交换为主;而之后,湿通道内空气趋于饱和,蒸发不明显,进行单纯的显热交换。该结论对于优化热湿交换通道长度和换热器结构非常重要。还研究了制冷性能随一次空气温度、流速、湿度、工作空气比、通道间距和通道长度等参数变化的规律,得出最佳空气通道间距4~5 mm,在工作空气比为0.3时可以达到最佳制冷工况。

张远杰[5](2020)在《管翅式机油冷却器散热性能分析及优化》文中研究指明机油冷却器是保障机械车辆正常运行的重要部件,其散热性能的好坏直接影响着发动机的工作温度,进而影响着整个车辆的动力性能和安全性能。管翅式机油冷却器具有结构工艺简单、质量轻等优势,被越来越多的机械车辆所采用。本文对管翅式机油冷却器的散热性能进行分析研究,并对翅片进行结构优化以改善机油冷却器的散热性能。本文的研究内容如下:1、对平直翅片的管翅式机油冷却器进行分析研究。利用三维建模软件对其进行整体建模,并进行合理的结构简化。利用ANSYS CFX对其进行全局仿真,得到在不同工况下的散热功率。通过风洞试验台对平直翅片的管翅式机油冷却器进行风冷油试验,得到不同工况下的散热功率,试验结果验证了仿真模型的有效性。2、基于强化换热理论,对原有的平直翅片进行优化设计,在原有结构上提出一种三角波纹翅片。引入参数β作为三角波纹波峰方向与风速方向的夹角,设计出六种不同β角的波纹翅片,利用已建立的仿真模型对6种不同β角的三角波纹翅片的管翅式机油冷却器进行全局仿真。在同一工况下,对6种不同β角的三角波纹翅片和平直翅片的传热性能和流阻性能进行研究。通过研究其传热因子j、摩擦因子f和综合系数JF,得出以下结论:在进油口流量一定时,随着进风口风速的增加,6种不同β角的三角波纹翅片和平直翅片的传热因子j逐步提高,波纹翅片的传热因子高于平直翅片,摩擦因子f也呈相同趋势,结合综合系数JF得出β=90°的三角波纹翅片管翅式机油冷却器的综合换热能力最好。根据所得的最优结构翅片,研究其不同翅片间距下的散热功率,获得其在不同进风口风速下的散热功率分布情况。3、对管翅式机油冷却器在不同进风口风速和进油口油气温差进行分析。通过全局仿真和风冷油试验得到机油冷却器在不同风速和油气温差下的散热功率,利用MATLAB进行拟合计算,得出散热功率与风速和油气温差的关联式。并利用已知工况下的数据对关联式进行验证,其大部分误差在5%以内,最大误差不超过10%。表明此关联式可以用于未知工况下对管翅式机油冷却器进行散热功率的计算。4、基于MATLAB GUI用户图形界面,设计了管翅式机油冷却器散热性能分析系统。利用此系统可以方便快捷地得出不同进风口风速和进油口油气温差对管翅式机油冷却器散热功率的影响。此系统还嵌入了拟合关联式,可以快速计算出未知工况下管翅式机油冷却器的散热功率。为验证关联式所得散热功率的准确性,还可以通过进、出油口温差以及机油的物性参数精确计算出管翅式机油冷却器在不同工况下的散热功率,为工程实际中设计管翅式机油冷却器提供一种便捷的散热功率计算方法。

于澜[6](2020)在《BIM环境下空调系统结构体开发及智能化设计方法》文中指出在建筑行业信息化的大背景下,BIM技术得到了极大程度的重视与发展,然而目前暖通空调领域的BIM设计效率仍较低,不符合行业信息化发展要求,其原因是暖通空调的BIM设计缺乏标准化、智能化的设计方法,针对上述问题,本文将采用标准化、模块化和智能化的开发设计思想,以提高空调系统BIM设计效率为目标,研究开发BIM环境下空调系统末端结构体及空调系统智能化设计方法,具体研究工作如下:(1)研究BIM环境下建筑空间和空调系统的基本单元,基于模块化与标准化的设计思想,对建筑空间基本单元与空调系统末端结构体进行了定义,根据建筑空间功能及其特点,提炼了建筑空间基本单元的划分方法,根据空调系统末端结构及其服务功能特点,提炼了空调末端结构体的划分方法,提出了BIM环境下面向结构体的空调设计思路。(2)开发了空调系统末端结构体,针对和利用Revit设计平台的特点与功能,在实现空调系统末端结构体划分的基础上,提出了空调系统末端结构体的开发要求,总结提炼了空调系统末端结构体的开发原则与开发方法,并完成全空气空调系统、新风加风机盘管系统、辐射系统的空调系统末端结构体开发。(3)针对Revit设计平台下空调房间气流组织设计计算问题,提出了不同类型气流组织自动选型设计计算方法,开发了不同类型风口的自动设计计算程序并基于Revit进行插件的集成开发。在满足设计基本要求的情况下,结合专家工程设计经验提出了设计方案的优化方法,开发出散流器、喷口和侧送风口的自动选型设计程序,实现了输入基本设计参数后的自动计算,并得到了满足设计要求的优化设计方案。(4)针对Revit设计平台下空调机组、新风机组和风机盘管等设备选型设计计算问题,开发了各类设备自动选型设计计算程序,根据设计参数即可得到设备(包括各功能段)的具体型号与尺寸,实现了根据设计参数即可自动得到具体型号的开发目标。(5)基于上述研究开发工作与现有Revit设计平台,提出了空调系统BIM智能化设计方法,分别从计算结果准确性和设计用时工效两方面对智能化设计方法进行了设计效果的评价,空调系统BIM智能化设计方法改变了传统空调系统设计流程,实现了空调系统BIM设计全流程的信息化、智能化、参数化、可视化。与传统设计方法计算结果对比,该方法各阶段计算误差均在2%以内,同时节约了53%的BIM工程设计用时,提高了设计工效,对于空调系统BIM正向设计具有重要意义。

孟磊[7](2020)在《船舶冷却水系统的可视化仿真及其应用研究》文中认为随着科技水平的不断提高与交通运输业的持续发展,自动化与智能化在现代船舶领域的应用越来越广泛,这就对船舶管理者的水平提出了更高的要求。经调查,百分之八十的事故起因都与操作不当有关。因此加强船舶管理人员的技术知识水平和操作熟练程度至关重要。中央冷却水系统作为船舶动力装置的重要组成部分,提高对中央冷却水系统的维护与操作的熟练程度、保证冷却水系统正常工作是船舶安全航行的重要保证。为此,国际海事组织在STCW公约中明确指出轮机模拟器为海员必须参加的考试项目。而目前国内外各公司和高校研发的轮机模拟器中冷却水仿真模拟系统完善程度都比较低,无法满足更深层次的故障排查和考试训练。因此,开发设计一套既能满足模拟器培训需要,又能实现故障排查和应急处理的中央冷却水仿真训练系统具有重要意义。首先,以某集装箱船为母型船,根据中央冷却水系统的组成及工作原理,采用模块化建模方式分别建立低温淡水系统、高温淡水系统、海水系统、造水机四个模块的数学模型;利用VC++6.0编写了仿真计算程序,并得到了仿真计算结果;对比仿真计算结果与实船数据得到小于5%的误差率,证明该仿真系统模型的正确性,达到了仿真训练的要求;开发了包括膨胀水柜、淡水泵、造水机、海水泵、冷却水管路、温度控制器等设备的可视化操作界面,并将其以动态链接库形式融入到轮机模拟器平台,实现了多系统间的联动,完善了轮机模拟器功能;最后,参照实际冷却水系统常见故障和日常操作以自动评估算法为依托,形成冷却水系统操作训练与故障排查的试题,并融入到仿真平台中,完善了训练和考试的功能。验证表明,操作题目和自动评估结果均正确合理,能够满足训练和培训要求。本文建立的模型能够比较真实地模拟船舶冷却水系统运行环境和相关特性,可满足各类培训机构对船员的操作和故障排查的训练要求。

王磊[8](2020)在《露点间接蒸发冷却热湿传递及复合空调系统特性研究》文中指出蒸发冷却技术是一种利用水对空气进行冷却的制冷模式,因此具有可再生和可持续发展的突出特点。目前蒸发冷却技术研究的主要方向包括提高蒸发冷却系统冷却效率,降低送风温度的同时增强显热处理能力等几个方面。但是不同蒸发冷却形式存在共同的弱点,即其送风参数和制冷能力在运行过程中会随室外环境空气参数不断波动而变化。由机械制冷辅助的蒸发冷却系统形成的复合空调系统,可以充分发挥各自系统的优点,避免其不足之处,应用前景非常广阔。本文首先针对传统普通蒸发冷却系统存在的不足之处,利用送风经露点间接蒸发冷却换热器处理后的温度在理想情况下趋于露点温度的特性,并且在对换热器的冷却性能、设备实用性、占地面积等实际因素综合考虑的基础上,提出了一种新型的逆流露点间接蒸发冷却换热器,并进行了深入的理论和实验研究。然后在上述研究的基础上,从实验和数值模拟方面对露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调系统开展了相关研究工作。本文的主要研究如下:首先通过合理的选取室外状态参考点和热力评价指标,并基于直接蒸发冷却换热器和间接蒸发冷却换热器的传热传质数学模型,分别提出了各自适用的?分析模型,并对六座典型城市在设计用室外气象参数条件下对比分析了它们的热力工况。通过研究发现干燥地区的乌鲁木齐、兰州的?效比最大,高等湿度地区的上海、广州的?效比最小。干燥地区露点间接蒸发冷却过程的?效比是普通间接蒸发冷却的1.8倍,是直接蒸发冷却的1.2倍。露点间接蒸发冷却换热器的送风有着最大的温降和最高的?效比,因此它具有更好的热力性能。第二,提出了一种新型的逆流露点间接蒸发冷却换热器,设计并建立了叉流露点间接蒸发冷却系统和逆流露点间接蒸发冷却系统的实验测试平台,基于我国不同地区气候条件的多样性,在选取的八种代表性气候条件下对两种系统的冷却性能开展了实验对比研究,分析了风量变化和二次空气与一次空气风量比变化对冷却性能的影响,同时也获得了八种典型气候条件下冷却性能的变化规律。在测试条件下,设计的逆流露点间接蒸发冷却换热器的露点效率为0.64-0.77,制冷量为673-1390W。第三,基于能量守恒和质量守恒方程,建立了描述逆流露点间接蒸发冷却换热器内部传热传质过程的数学模型,并通过实验数据对该数学模型的准确性进行了验证。基于建立的热力模型,在预设结构参数和运行参数条件下,计算并分别分析了进口空气干球温度及相对湿度、一次空气流速、二次空气与一次空气流量比、通道长度和通道高度对逆流露点间接蒸发冷却换热器的制冷量、?损失、露点效率和?效比的影响,得到了设计参数和运行参数合适的取值范围。在计算条件下,模拟结果表明当二次空气与一次空气流量比为0.3-0.4时,可以得到较大的制冷量和?效比;单通道高度的取值范围应该为3-5mm,通道长度的取值范围应该为1.0-1.5m。第四,分别建立了机械制冷系统仿真用的部件模型,在模型建立的过程中,制冷剂热力性质的计算选用适用于多种物质且形式简单的通用状态方程;压缩机热力模型采用集中参数稳态模型;毛细管模型采用近似积分技术进行计算;对于冷凝器和蒸发器,采用一维逆流分布参数数学模型。将上述数学模型与建立的露点间接蒸发冷却换热器数学模型相结合,建立通用的模拟仿真平台,并分析了室外气象参数变化对复合空调系统制冷量和COP的影响。通过搭建露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调系统的实验台,对模拟结果进行了一定的验证。第五,建立了露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调系统的TRNSYS仿真模型,对乌鲁木齐、哈尔滨、北京、上海及广州在供冷季(6月-9月)使用复合空调系统的经济性和节能性进行了研究。首先对乌鲁木齐、哈尔滨、北京、上海及广州的供冷小时数进行了统计分析,得到露点间接蒸发冷却系统的供冷小时数由多到少为:广州、上海、北京、乌鲁木齐、哈尔滨,在空调季每个月可提供33.9%-100%的冷量。然后,基于给出的露点间接蒸发冷却系统和机械制冷系统的初投资费用、年运行费用,得到了各城市使用复合系统的投资回收期及使用年限内的总节约费用。

孙恩慧[9](2020)在《超高参数二氧化碳燃煤发电系统热力学研究》文中提出以水为工质的超高参数水蒸汽朗肯循环是动力工程领域的主流技术,现已非常成熟,其效率的提升空间较小。超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环在中高温条件下更具效率优势,且体积小、布置紧凑、灵活性高,具备快速升降负荷的能力,有利于实现多能源互补模式。本文重点研究超高参数CO2燃煤发电系统,围绕S-CO2循环与锅炉耦合机理及能量梯级利用关键科学问题,针对S-CO2循环的广义优化、锅炉与循环耦合时面临的大质量流量问题与烟气热能全温区吸收问题等开展创新性研究。超高参数水蒸汽朗肯循环主要通过再热及多级抽汽回热实现极高效率。目前S-CO2循环缺少对应的广义原理。本文基于再压缩循环(RC)研究了中间冷却布置、再热布置对循环的影响特点。同时首次引入协同原理构建多级压缩S-CO2循环,并揭示RC等效于两个单回热布雷顿循环(SC)构成的二级压缩循环。在最佳循环流量比例条件下,两个SC通过协同作用构建RC,减少了对环境的吐热,降低了传热(?)损,提高了循环效率。这一发现启发了多级压缩循环的构建,如RC进一步与SC进行协同,构建三压缩循环(TC)。基于协同思想提出的多级压缩思想作为S-CO2循环优化的广义原理与水蒸汽朗肯循环的多级抽汽思想形成对照,是完善S-CO2循环优化理论的重要一步。多级压缩循环适用于多种热源,与再热、间冷的组合可有效提高循环效率,为便于确定不同热源条件下的适用循环,根据主气温压参数提出了多级压缩循环的筛选分区图,这为S-CO2燃煤发电系统的构建奠定基础。在S-CO2锅炉热源与循环耦合机理方面。突破传统热力学分析局限,通过工程热物理学科内部交叉,综合进行热力学、流体力学及传热学分析。发现了在热力循环要求条件下,S-CO2循环流量是水蒸气朗肯循环的6-8倍,面临大质量流量问题。该问题导致S-CO2锅炉大压降,出现效率惩罚效应。为克服惩罚效应,提出了分流减阻方案,形成了锅炉模块化设计,揭示分流方法遵循1/8减阻原则,并编制了 S-CO2循环耦合锅炉热负荷分布、流动传热特性的热力系统计算程序。计算表明基于1/8减阻原理的锅炉模块化设计将S-CO2锅炉压降减小到比水蒸汽锅炉更低的水平,彻底解决了锅炉大压降问题。同时将S-CO2循环与水蒸汽朗肯循环进行对比,重点分析了压降对两类循环的影响。S-CO2循环平均吸热温度高,当与燃煤锅炉结合时,中温烟气余热难以吸收,即面临烟气热能全温区吸收问题。因此,基于能量梯级利用原理,研究了四种余热吸收方法。从减少余热总量角度,提出了通过提高空气预热器内空气温度与提高循环透平入口压力的方法;从余热高效吸收的角度,提出了从循环侧分流低温CO2与构建复合循环的方法。针对复合循环的顶底循环之间存在效率差异的现象,基于能量梯级利用原理,提出能量复叠利用原理。其核心思想是在中高温烟气区域设置复叠区,该区烟气热量既被顶循环吸收,又被底循环吸收。复叠利用区的设置提升了底循环吸热温度及效率,减小了顶底循环效率差。通过4种顶底复合循环系统的逐步优化,彻底解决了烟气热能全温区吸收问题。由于顶底循环的温压参数相同,能量复叠利用可实现两个循环的多数设备共享,简化了系统。随后,分别基于能量梯级与复叠利用原理,以间冷、再热、多级压缩为核心,构建接近S-CO2循环效率极限的燃煤发电系统,明晰其效率潜力,在35MPa/630℃主气参数下,发电效率达50.27%。同时改进了三压缩循环,提出了在实现高效工程应用方面具备优势的S-CO2燃煤发电系统。针对S-CO2锅炉热源特性进行探索,提出了基于增压流化床炉的S-CO2燃煤发电概念。增压流化床炉内温度为850~900℃,远小于煤粉炉炉膛内温度,可解决锅炉受热面超温问题;此外烟气增压后锅炉体积缩小,这实现了发电系统整体小型化,上述特点使得该概念具备吸引力。本文构建了以燃气轮机入口烟气温度为分界的两种发电系统,分析了炉侧压降、炉内燃烧压力等关键参数对系统性能的影响规律。同时针对炉膛内热负荷过大的问题,探索了通过增大过量空气系数以及通过烟气再循环来降低炉内负荷的方法,获得了两者的适用条件。

褚阵豪[10](2020)在《船舶柴油机EGR余热回收优化设计及动态仿真》文中指出船舶二冲程柴油机因其热效率高、可靠性高而成为船舶应用最多的动力装置之一。为了降低船舶柴油机氮氧化物(NOx)的排放,废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)系统被主机厂采用。然而采用EGR系统后,由于柴油机缸内燃烧变差和EGR附属设备耗功等原因导致柴油机的燃油经济性变差。为了提高柴油机的燃油经济性,本文开展了再循环烟气余热回收利用研究。本文以6S80ME-C9.5型船舶柴油机EGR系统为研究对象,将EGR系统和余热回收(Waste Heat Recovery,WHR)系统相结合,通过WHR系统回收EGR系统再循环烟气的余热,解决柴油机采用EGR系统所带来的油耗增加的问题。本文主要通过仿真的手段对EGR系统再循环烟气的余热回收问题进行分析。本文首先建立了换热器稳态数学模型、动态数学模型,工质泵、膨胀机的稳态数学模型,之后将这些模型组合形成了余热利用系统稳态仿真数学模型和动态仿真数学模型。结合余热利用系统稳态仿真模型和多目标优化算法(Non-domination Sorting Genetic Algorithm Version 2,NSGA-II)对余热利用系统进行了多目标寻优,并通过余热利用系统动态仿真模型对有机郎肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)系统的动态特性进行了仿真分析。本文的主要工作有:(1)针对现有的换热器稳态仿真模型的优缺点,独立提出了基于滑移边界和有限体积耦合算法的换热器稳态仿真模型,有效的平衡了计算时间和计算精度。推导了基于有限体积法的换热器动态仿真模型。(2)针对现有余热利用系统仿真模型的不通用性,提出了余热利用系统无序求解模型。该模型通过使余热利用系统中能够求解的部件优先求解,暂时不能求解的部件延后求解的思路,使基于该思想建立的余热利用系统仿真模型能够支持任意结构和多层嵌套的余热利用系统。(3)给出了基于滑移边界和有限体积耦合算法的换热器仿真算例,包括亚临界蒸发器的仿真算例和超临界CO2(Super Critical CO2,S-CO2)冷却器的仿真算例。通过将算例的仿真结果与基于滑移边界法的换热器稳态仿真模型和基于有限体积法的换热器稳态仿真模型进行对比分析,得出了本文提出的模型在计算时间和计算精度上的优越性。同时本文也给出了换热器动态仿真模型的算例。(4)以发动机计算应用系统(Computerised Engine Application System,CEAS)程序的计算结果为基础,根据EGR系统各部件之间的关系,计算了EGR系统再循环烟气的参数。对EGR系统再循环烟气进行了简单热力学分析,评价了EGR系统再循环烟气余热回收的必要性。(5)根据6S80ME-C9.5型柴油机EGR系统的结构,提出了WHR系统与EGR系统相结合的两种方式,分别为并联系统和串联系统。分析了两种系统的优缺点,得出了串联系统不仅能够对EGR系统再循环烟气余热进行回收,也能够在EGR系统关闭时对增压空气余热进行回收,不仅占用空间体积小,且阻力损失增加不大的结论。(6)根据6S80ME-C9.5型柴油机EGR系统再循环烟气的参数,设计了五种EGR系统再循环烟气余热利用系统,分别为回热有机郎肯循环(Regeneration Organic Rankine Cycle,RORC)循环系统、S-CO2布雷顿循环系统、双循环RORC耦合余热利用系统、S-CO2和RORC耦合余热利用系统以及S-CO2和ORC耦合余热利用系统,并采用NSGA-II算法以循环总功率和总换热面积为优化目标对该两种余热利用系统进行了多目标寻优分析。结果表明S-CO2和RORC耦合循环系统不仅系统投资低,空间体积占用少,且发电功率损失不大,更加适用于对EGR系统再循环烟气的余热进行回收。在优化分析结果的基础上,通过基于滑移边界和有限体积耦合算法的换热器稳态模型设计了S-CO2和RORC耦合循环系统中相关换热器的几何结构。(7)建立了ORC系统的动态仿真模型,并将其应用在了耦合循环系统中的低温级RORC循环动态特性的仿真中,获取了RORC循环系统的动态特性。结果表明,ORC系统中的蒸发器和冷凝器均具有较大的热惯性,且温度的响应时间远大于压力的响应时间。在ORC系统非稳态的过程中,膨胀机的质量流量会滞后于工质泵的质量流量。

二、空气冷却器设计的程序计算与应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、空气冷却器设计的程序计算与应用(论文提纲范文)

(1)太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷系统的性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题来源和研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
    1.2 喷射制冷技术的研究现状
        1.2.1 喷射器理论
        1.2.2 喷射制冷系统的研究现状
    1.3 蒸发冷却技术的研究现状
        1.3.1 蒸发冷却技术的发展
        1.3.2 露点间接蒸发冷却技术的研究现状
        1.3.3 蒸发冷却与其他技术相结合的研究
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷系统的构建
    2.1 复合系统构成和工作原理
        2.1.1 系统构成
        2.1.2 复合系统的工作原理
        2.1.3 复合系统的运行策略
    2.2 复合系统的计算模型
        2.2.1 喷射器模型
        2.2.2 太阳能集热器模型
        2.2.3 发生器模型
        2.2.4 蒸发器模型
        2.2.5 工质泵模型
        2.2.6 蒸发式冷凝器模型
        2.2.7 露点间接蒸发冷却器模型
    2.3 本章小结
第三章 太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷系统的热力学分析
    3.1 能量分析模型
        3.1.1 太阳能喷射循环
        3.1.2 露点间接蒸发冷却循环
        3.1.3 复合系统
    3.2 计算参数
    3.3 热力学分析
        3.3.1 太阳辐射强度对太阳能喷射制冷系统的影响
        3.3.2 发生温度对太阳能喷射制冷子系统的影响
        3.3.3 冷凝温度对太阳能喷射制冷子系统的影响
        3.3.4 室外气象参数对露点蒸发冷却制冷的影响
        3.3.5 室外气象参数对复合制冷系统性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 蒸发式冷凝器和露点蒸发冷却器结构设计
    4.1 设计概况
    4.2 蒸发式冷凝器结构设计
        4.2.1 初步规划
        4.2.2 冷凝盘管的结构与确定相关系数
        4.2.3 蒸发式冷凝器的换热面积计算
        4.2.4 各个参数对蒸发式冷凝器结构的影响
    4.3 露点蒸发冷却器结构设计
        4.3.1 露点蒸发冷却器主要尺寸结构设计
        4.3.2 露点蒸发冷却器主要尺寸对冷却性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 复合系统供冷性能分析
    5.1 气象参数与建筑概况
        5.1.1 气象参数
        5.1.2 建筑概况
    5.2 复合系统供冷性能分析
        5.2.1 典型日气象条件对复合系统性能的影响
        5.2.2 供冷季气象条件对复合系统性能的影响
    5.3 复合系统经济性分析
        5.3.1 典型日经济性分析
        5.3.2 供冷季经济性分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(2)超临界压力CO2冷却换热特性及毛细管换热器研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号说明表
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 超临界二氧化碳闭式布雷顿循环发电技术
        1.1.2 跨临界二氧化碳制冷与热泵循环
    1.2 超临界压力二氧化碳冷却换热研究现状
        1.2.1 超临界压力二氧化碳换热实验研究
        1.2.2 超临界压力二氧化碳换热数值模拟研究
        1.2.3 超临界压力二氧化碳换热和压降关联式
    1.3 超临界二氧化碳换热器研究现状与分析
        1.3.1 超临界二氧化碳换热器研究
        1.3.2 剧变物性流体换热器设计优化理论研究
    1.4 既有研究的不足之处
    1.5 本文的主要工作
第2章 超临界压力CO_2冷却换热机理研究
    2.1 本章引论
    2.2 物理模型及数据处理
        2.2.1 单管物理模型
        2.2.2 毛细管换热器耦合换热单元模型
        2.2.3 数据处理
    2.3 湍流模型和模拟验证
        2.3.1 湍流模型及验证
        2.3.2 网格无关性验证
    2.4 恒热流条件下超临界压力CO_2单管冷却换热特性
        2.4.1 冷却换热系数变化规律及影响机制研究
        2.4.2 质量流速和热流密度对换热的影响
        2.4.3 浮升力对超临界压力CO_2冷却换热的影响
    2.5 毛细管换热器耦合换热特性
        2.5.1 整体流动换热分析
        2.5.2 壳程流动方式对换热和压降的影响
    2.6 超临界压力CO_2冷却关联式研究
        2.6.1 超临界压力CO_2冷却换热关联式研究
        2.6.2 超临界压力CO_2冷却压降关联式研究
    2.7 本章小结
第3章 超临界压力CO_2毛细管换热器实验和数值模拟研究
    3.1 本章引论
    3.2 超临界压力CO_2换热器实验系统
        3.2.1 实验系统介绍
        3.2.2 实验件介绍
        3.2.3 数据采集与处理
        3.2.4 误差分析
    3.3 壳程换热与压降特性实验研究
        3.3.1 折流板对壳程换热的影响
        3.3.2 折流板对壳程压降的影响
    3.4 CO_2毛细管换热器冷却换热与压降实验研究
        3.4.1 超临界压力CO_2毛细管换热器一维设计计算程序
        3.4.2 关联式计算出口温度与实验结果对比
        3.4.3 换热关联式设计长度同实验结果对比
        3.4.4 毛细管换热器中CO_2压降分析
    3.5 超临界压力CO_2毛细管换热器数值模拟研究
        3.5.1 物理模型及数值模拟方法
        3.5.2 验证计算
        3.5.3 毛细管换热器整体流动与换热分析
        3.5.4 局部内外耦合换热分析
        3.5.5 冷却水工况对整体换热影响分析
    3.6 本章小结
第4章 超临界压力CO_2毛细管冷却器设计优化理论研究
    4.1 本章引论
    4.2 超临界压力CO_2冷却器夹点问题研究
        4.2.1 夹点位置理论研究
        4.2.2 不同因素对夹点温差的影响
    4.3 超临界压力CO_2冷却器效能及优化设计研究
        4.3.1 超临界压力CO_2冷却器效能
        4.3.2 (?)耗散率与换热器效能关系研究
        4.3.3 超临界压力CO_2冷却器中间分流优化设计
    4.4 基于换热和压降的综合优化研究
        4.4.1 变物性换热器换热和压降的关系
        4.4.2 基于换热和压降的折流板优化布置研究
    4.5 本章小结
第5章 超临界压力CO_2毛细管换热器强化换热研究
    5.1 本章引论
    5.2 超临界压力CO_2螺旋缠绕管内流动换热研究
        5.2.1 物理模型和模拟方法
        5.2.2 螺旋管内二次流动研究
        5.2.3 螺旋间距和螺旋直径对换热和压降的影响
        5.2.4 螺旋管内超临界压力CO_2对流换热场协同分析
    5.3 毛细管换热器不同折流板形式强化换热研究
        5.3.1 物理模型与模拟方法
        5.3.2 折流板形式对换热和压降的影响
        5.3.3 折流板形式综合评价及场协同分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(3)间接冷却空气冷却器结构与性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 课题研究背景
    1.2 间接冷却制冷系统研究现状
    1.3 空气冷却器管程流路的研究进展
        1.3.1 顺逆流布置
        1.3.2 流路并管
        1.3.3 工质种类与状态
        1.3.4 重力效应
        1.3.5 风量大小及迎风不均匀性
        1.3.6 排管布局
        1.3.7 流路布置模拟研究
    1.4 本文的主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 间接冷却制冷系统及实验装置介绍
    2.1 系统原理介绍
    2.2 工质物性参数
        2.2.1 制冷剂物性参数
        2.2.2 载冷剂物性参数
    2.3 实验装置介绍
        2.3.1 制冷剂侧系统
        2.3.2 载冷剂侧系统
        2.3.4 数控采集系统
    2.4 测量装置
        2.4.1 系统测量设备
        2.4.2 标定及测点分布
    2.5 电控方案
    2.6 实验数据处理方法
        2.6.1 制冷量
        2.6.2 漏冷系数及漏冷量
        2.6.3 设备功耗
        2.6.4 性能系数
        2.6.5 传热温差
        2.6.6 传热系数
    2.7 不同流路布置示意图
    2.8 本章小结
第三章 实验结果与分析
    3.1 实验内容介绍
        3.1.1 不同流路布置对空气冷却器性能的影响
        3.1.2 不同库温对空气冷却器性能的影响
        3.1.3 不同风机频率对空气冷却器性能的影响
    3.2 实验研究方案
    3.3 参数变化对空气冷却器制冷量的影响
    3.4 参数变化对空气冷却器传热温差的影响
    3.5 参数变化对空气冷却器侧传热系数K的影响
    3.6 参数变化对载冷剂侧压降的影响
    3.7 参数变化对间接冷却系统功耗的影响
    3.8 参数变化对间接冷却系统COP的影响
    3.9 空气冷却器中载冷剂沿程温度变化
        3.9.1 单流程顺流布置流路a
        3.9.2 单流程逆流布置流路b
        3.9.3 双流程逆流布置流路e
        3.9.4 三流程重力效应布置流路g
        3.9.5 三流程逆流布置流路h
    3.10 小结
第四章 翅管式空气冷却器的仿真与分析
    4.1 换热器模型
        4.1.1 空气冷却器模型
        4.1.2 蒸发器模型
    4.2 仿真软件介绍
    4.3 模型建立并运行
        4.3.1 选择换热器模型
        4.3.2 选择计算方法
        4.3.3 微元段选择及管路排布
        4.3.4 管路及翅片参数
        4.3.5 工质的选择
        4.3.6 各个求解式的输入
    4.4 空气冷却器压降模拟结果
    4.5 实验与模拟结果对比
        4.5.1 空气冷却器制冷量
        4.5.2 空气冷却器传热系数
    4.6 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文及参加科研情况说明
致谢

(4)一种露点空气冷却器的性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 蒸发冷却技术及其发展
    1.3 露点蒸发冷却技术的研究现状
        1.3.1 新型湿面材料的应用
        1.3.2 热湿交换器结构优化
    1.4 课题的研究内容及方法
第2章 蒸发冷却空调技术标准研究
    2.1 引言
    2.2 国内外蒸发冷却行业标准发展现状
    2.3 水系统测试标准研究
        2.3.1 测试系统及工况
        2.3.2 测试数据处理
    2.4 水系统性能评价标准研究
        2.4.1 蒸发效率
        2.4.2 用水效率
    2.5 本章小结
第3章 湿面材料吸散湿性能实验研究
    3.1 引言
    3.2 实验内容与原理
    3.3 实验方法与步骤
    3.4 实验测量与数据处理
        3.4.1 吸湿性能实验
        3.4.2 散湿性能实验
    3.5 数据分析与结论
    3.6 本章小结
第4章 一种露点空气冷却器的结构设计与实践
    4.1 引言
    4.2 一种露点空气冷却器的结构设计
        4.2.1 一种露点空气冷却器结构的提出
        4.2.2 原理结构与加工步骤
    4.3 湿面材料复合加工工艺优化与实验
        4.3.1 热熔复合方法的提出
        4.3.2 复合加工步骤
    4.4 热湿交换器成型优化与加工步骤
        4.4.1 热湿交换板成型工艺优化
        4.4.2 热湿交换器结构成型步骤
    4.5 本章小结
第5章 一种露点空气冷却器的性能仿真研究
    5.1 引言
    5.2 模型建立及验证
        5.2.1 研究方法
        5.2.2 假设条件及数学模型
        5.2.3 结构尺寸及网格划分
        5.2.4 模型验证
    5.3 热湿交换过程分析
        5.3.1 干湿通道耦合的热湿交换
        5.3.2 通道长度方向的热湿交换
    5.4 参数对性能的影响
        5.4.1 空气参数的影响
        5.4.2 通道结构参数的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间学术成果
致谢

(5)管翅式机油冷却器散热性能分析及优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 管翅式机油冷却器简介
        1.2.1 管翅式机油冷却器构造
        1.2.2 管翅式机油冷却器的换热过程
        1.2.3 常见翅片的类型
    1.3 管翅式机油冷却器国内外研究现状
        1.3.1 平直翅片国内外研究现状
        1.3.2 波纹翅片国内外研究现状
    1.4 CFD基本理论
        1.4.1 基本假设
        1.4.2 控制方程
        1.4.3 湍流模型
        1.4.4 CFD软件介绍
    1.5 本课题主要的技术路线与研究内容
        1.5.1 技术路线
        1.5.2 研究内容
第2章 管翅式机油冷却器的数值模拟与试验
    2.1 物理模型
        2.1.1 模型简化
        2.1.2 翅片结构参数
        2.1.3 基管结构参数
    2.2 模型预处理
        2.2.1 全局化处理
        2.2.2 建立流体域
    2.3 网格划分
        2.3.1 Meshing网格划分软件
        2.3.2 网格质量验证
        2.3.3 各进出口命名选择
    2.4 数值计算
        2.4.1 定义物性参数
        2.4.2 计算域划分
        2.4.3 进出口边界条件设置
        2.4.4 数值模拟算法选择及求解器控制
    2.5 风冷油试验
        2.5.1 试验工况
        2.5.2 试验对象
        2.5.3 试验装置
    2.6 模型验证
    2.7 本章小结
第3章 管翅式机油冷却器散热性能分析及其优化设计
    3.1 强化换热理论
    3.2 管翅式机油冷却器性能参数
        3.2.1 传热方程和换热系数
        3.2.2 机油冷却器的流阻
        3.2.3 综合系数
    3.3 不同角度波纹翅片的物理模型
    3.4 不同角度波纹翅片传热性能分析
        3.4.1 速度场分析
        3.4.2 温度场分布
        3.4.3 传热性能参数分析
    3.5 不同角度波纹翅片流阻性能分析
        3.5.1 压力场分布
        3.5.2 流阻性能参数分析
    3.6 综合性能分析
        3.6.1 综合系数分析
        3.6.2 整体散热功率分析
    3.7 不同翅片间距的管翅式机油冷却器散热性能分析
    3.8 本章小结
第4章 管翅式机油冷却器散热性能分析系统设计
    4.1 油气温差与散热功率分析
    4.2 进风口风速与散热功率分析
    4.3 基于MATLAB的散热功率曲面拟合
        4.3.1 交互式曲线和曲面拟合
        4.3.2 拟合结果
    4.4 基于MATLAB GUI的散热性能分析系统功能设计
        4.4.1 MATLAB GUI平台
        4.4.2 总体方案设计
        4.4.3 各主要功能模块设计
        4.4.4 GUI生成独立的应用程序
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢

(6)BIM环境下空调系统结构体开发及智能化设计方法(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 建筑行业信息化与BIM发展
        1.1.2 空调系统设计过程存在的问题
        1.1.3 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 标准化与模块化设计技术研究现状
        1.2.2 BIM与智能化技术研究现状
        1.2.3 BIM环境下空调设计研究现状
    1.3 主要研究内容及研究思路
2 BIM环境下基本单元划分方法研究
    2.1 空间基本单元与空调末端结构体定义
        2.1.1 建筑空间基本单元
        2.1.2 空调系统末端结构体单元
    2.2 建筑空间基本单元的划分方法
        2.2.1 划分的目的
        2.2.2 空间基本单元的划分方法
        2.2.3 空间基本单元的划分案例
    2.3 空调系统结构体基本单元的划分方法
        2.3.1 全空气系统末端结构体的划分
        2.3.2 风机盘管系统末端结构体的划分
        2.3.3 辐射供冷系统末端结构体的划分
    2.4 BIM环境下基于结构体的空调系统设计思路
        2.4.1 Revit设计平台智能化环境优势分析
        2.4.2 基于末端结构体的空调系统设计思路
    2.5 本章小结
3 空调末端结构体的开发
    3.1 Revit族要素
        3.1.1 Revit族的定义与分类
        3.1.2 Revit族的数据构成与存储方式
    3.2 空调系统末端结构体开发要求及原则
        3.2.1 空调末端结构体开发要求分析
        3.2.2 末端结构体模型命名与分类原则
        3.2.3 参数信息分类原则
    3.3 空调系统末端结构体开发方法
        3.3.1 划分嵌套级别
        3.3.2 确定参照标高与原点
        3.3.3 设置参数信息
    3.4 本章小结
4 空调送风口自动选型设计程序开发
    4.1 散流器自动选型程序开发
        4.1.1 散流器选型设计计算方法
        4.1.2 散流器选型设计计算实例
    4.2 喷口自动选型程序开发
        4.2.1 喷口选型设计计算方法
        4.2.2 喷口选型设计计算案例
    4.3 侧送风口自动选型程序开发
        4.3.1 侧送风口选型设计计算方法
        4.3.2 侧送风口选型设计计算案例
    4.4 基于Revit平台的插件开发
    4.5 本章小结
5 空调设备自动选型设计程序开发
    5.1 组合式空调机组自动选型程序开发
        5.1.1 湿空气物性参数计算模型设计
        5.1.2 空气冷却器选型程序设计
        5.1.3 加热器选型程序设计
        5.1.4 空气过滤器选型程序设计
        5.1.5 加湿器选型程序设计
        5.1.6 风机选型程序设计
    5.2 新风机组自动选型程序开发
    5.3 风机盘管自动选型程序开发
    5.4 本章小结
6 空调系统BIM智能化设计方法及效果分析
    6.1 空调系统传统设计流程概述
        6.1.1 传统空调设计过程
        6.1.2 传统施工图设计流程与问题
    6.2 空调系统BIM智能化设计方法
        6.2.1 空调系统BIM智能化设计流程
        6.2.2 关键设计过程的实现
    6.3 计算准确性分析
    6.4 设计用时工效分析
    6.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录A 空调末端结构体成果展示
附录B 空气冷却器性能规格表
附录C 空气冷却器传热系数与压力损失表
附录D 空气加热器技术参数表
附录E 空气过滤器性能参数表
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(7)船舶冷却水系统的可视化仿真及其应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外船舶冷却水仿真训练系统的研究现状
        1.2.1 国外船舶冷却水仿真训练系统的研究现状
        1.2.2 国内船舶冷却水仿真训练系统的研究现状
    1.3 冷却水系统的发展现状
    1.4 本文主要研究内容
2 船舶中央冷却水系的数学建模
    2.1 船舶中央冷却水系统的组成和技术特点
    2.2 船舶中央冷却水系统的组成
        2.2.1 海水系统
        2.2.2 低温淡水系统
        2.2.3 高温淡水冷却系统
    2.3 船舶中央冷却水系统的管网数学模型
        2.3.1 冷却水管路计算原理
        2.3.2 管网阻力损失计算
        2.3.3 管网系统的数学模型
        2.3.4 串并联等效阻力简化计算
        2.3.5 管网系统的水力计算模型
    2.4 冷却水泵的数学模型
        2.4.1 离心泵的特性曲线
        2.4.2 泵的并联特性
    2.5 中央冷却水系统的热力学模型
        2.5.1 海水系统的热力学模型
        2.5.2 低温淡水系统换热模型
        2.5.3 高温淡水系统换热模型
    2.6 温度控制单元模型
    2.7 冷却水系统部件数学模型
        2.7.1 截止止回阀的数学模型
    2.8 本章小结
3 中央冷却水系统仿真模型计算和验证
    3.1 Visual C++程序语言介绍
    3.2 中央冷却水系统计算模型的程序设计
    3.3 调试界面设计与程序编写
    3.4 仿真程序的调试
    3.5 仿真结果分析
    3.6 本章小结
4 中央冷却水仿真训练系统的开发
    4.1 PROSIMS仿真平台概述
        4.1.1 仿真平台的组成
        4.1.2 仿真平台的结构框架及运行机制
    4.2 中央冷却水仿真系统的可视化操作界面程序设计
        4.2.1 界面的程序实现
    4.3 中央冷却水系统界面与仿真模型的关联和调试
        4.3.1 仿真模型融入平台后的调试
        4.3.2 仿真模型的变量关联
    4.4 仿真训练系统与轮机模拟平台的融合
    4.5 本章小结
5 故障模拟与自动评估算法研究
    5.1 故障模拟
    5.2 自动评估算法
    5.3 评估算法
        5.3.1 结束检测算法
        5.3.2 实时检测算法
        5.3.3 条件检测算法
    5.4 智能考试系统的组成
        5.4.1 考务平台
        5.4.2 试题编辑器
    5.5 冷却水系统考试试题验证
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(8)露点间接蒸发冷却热湿传递及复合空调系统特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
物理量名称及符号表
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 蒸发冷却的基本形式及特点
        1.2.2 ?分析在蒸发冷却系统中的应用
        1.2.3 露点间接蒸发冷却换热器研究现状
        1.2.4 蒸发冷却与机械制冷复合空调系统的研究现状
        1.2.5 研究现状总结及分析
    1.3 研究内容
第2章 蒸发冷却换热过程的热力学分析
    2.1 引言
    2.2 ?分析基本原理
        2.2.1 物理?和化学?
        2.2.2 环境状态点的选取
        2.2.3 热力评价指标
    2.3 不同蒸发冷却换热器的热力对比研究
        2.3.1 直接蒸发冷却换热器传热传质数学模型
        2.3.2 叉流间接蒸发冷却换热器传热传质数学模型
        2.3.3 蒸发冷却换热器?分析理论模型及结果分析
    2.4 本章小结
第3章 露点间接蒸发冷却换热器实验研究
    3.1 引言
    3.2 实验系统的建立
        3.2.1 实验样机的设计
        3.2.2 空气预处理系统
        3.2.3 数据测量仪器和方法
        3.2.4 控制装置
    3.3 空气测量条件的选取
    3.4 误差分析
    3.5 实验结果及分析
        3.5.1 逆流露点间接蒸发冷却换热器运行特性分析
        3.5.2 叉流露点间接蒸发冷却换热器运行特性分析
    3.6 本章小结
第4章 逆流露点间接蒸发冷却换热器的数值分析
    4.1 引言
    4.2 物理模型的建立
    4.3 传热传质数学模型
    4.4 数学模型求解
    4.5 数学模型验证
    4.6 计算结果及分析
        4.6.1 空气沿程温度分布
        4.6.2 隔板和水膜厚度对一次空气出口温度的影响
        4.6.3 入口空气干球温度的影响
        4.6.4 入口空气相对湿度的影响
        4.6.5 一次空气流速的影响
        4.6.6 二次空气与一次空气流量比的影响
        4.6.7 通道长度的影响
        4.6.8 单通道高度的影响
    4.7 本章小结
第5章 露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调系统仿真平台的建立及性能分析
    5.1 引言
    5.2 制冷剂热物性的计算
    5.3 压缩机热力计算模型
    5.4 冷凝器数学模型
        5.4.1 换热器结构参数的计算
        5.4.2 模型的建立
        5.4.3 算法设计及验证
    5.5 毛细管数学模型
        5.5.1 数学模型的建立
        5.5.2 算法设计及验证
    5.6 蒸发器数学模型
        5.6.1 模型的建立
        5.6.2 算法设计及验证
    5.7 机械制冷系统仿真算法设计
    5.8 模拟仿真平台结构设计
    5.9 复合空调系统运行特性分析
        5.9.1 方案1 对复合空调系统的影响
        5.9.2 方案2 对机械制冷空调系统的影响
    5.10 本章小结
第6章 露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调系统实验研究及运行特性分析
    6.1 引言
    6.2 复合空调系统实验简介
    6.3 实验结果分析
        6.3.1 室外温度变化对复合空调系统性能的影响
        6.3.2 室外相对湿度变化对复合空调系统性能的影响
    6.4 复合空调系统节能性分析
        6.4.1 复合空调系统TRNSYS模型的建立
        6.4.2 复合空调系统运行特性分析
        6.4.3 复合空调系统经济性分析
    6.5 本章小结
结论
参考文献
附录 Ⅰ
附录 Ⅱ
附录 Ⅲ
附录 Ⅳ
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历

(9)超高参数二氧化碳燃煤发电系统热力学研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 S-CO_2循环的发展概述
    1.3 S-CO_2循环的优化方法概述
    1.4 S-CO_2燃煤发电的研究进展
    1.5 本文的研究目的与研究内容
第2章 S-CO_2循环广义特性研究
    2.1 引言
    2.2 S-CO_2再压缩循环
    2.3 中间冷却布置对热力系统的影响
    2.4 再热布置对热力系统的影响
    2.5 多级压缩S-CO_2循环中的协同作用
        2.5.1 协同作用简述
        2.5.2 再压缩循环效率高于单回热循环的原因
        2.5.3 多级压缩S-CO_2循环
        2.5.4 不同热源条件下的循环筛选
    2.6 本章小结
第3章 S-CO_2循环大质量流量对燃煤发电系统的影响
    3.1 引言
    3.2 S-CO_2循环质量流量较大的原因及影响
    3.3 冷却壁管径增大的弊端
    3.4 分流方案对冷却壁管径的影响
    3.5 分流方案对冷却壁阻力的影响
    3.6 水蒸汽朗肯循环与S-CO_2布雷顿循环对比
    3.7 本章小结
第4章 S-CO_2燃煤发电系统烟气热能梯级利用方法
    4.1 引言
    4.2 通过提高二次风温度吸收余热
    4.3 通过调节循环侧参数吸收余热
    4.4 通过烟气冷却器吸收余热
    4.5 通过构建复合循环吸收余热
        4.5.1 S-CO_2底循环分析
        4.5.2 构建复合循环吸收余热的效果及特点
        4.5.3 通过顶、底循环参数匹配实现系统简化
    4.6 本章小结
第5章 S-CO_2燃煤发电系统烟气热能复叠利用方法
    5.1 引言:能量复叠利用原理
    5.2 基于能量复叠利用原理的循环优化
        5.2.1 Case A:顶底复合循环
        5.2.2 Case B:顶底复叠循环
        5.2.3 Case C:带高温冷却器的顶底复叠循环
        5.2.4 Case D:带外置式空气预热器的顶底复叠循环
    5.3 对于能量复叠利用的总结
    5.4 基于煤粉炉的三种方案分析
        5.4.1 基于能量复叠利用的S-CO_2燃煤发电系统
        5.4.2 基于能量梯级利用的S-CO_2燃煤发电系统
        5.4.3 基于末级部分压缩的S-CO_2燃煤发电系统
    5.5 本章小结
第6章 S-CO_2增压流化床炉发电系统概念设计
    6.1 引言
    6.2 应用增压炉的优势
    6.3 S-CO_2增压流化床炉发电系统的介绍
    6.4 S-CO_2增压流化床炉发电系统的分析
        6.4.1 发电系统的热力学分析
        6.4.2 炉内燃烧压力对发电系统的影响
        6.4.3 S-CO_2增压流化床炉的概念设计
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要研究结论
    7.2 创新性工作
    7.3 未来工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
作者简介

(10)船舶柴油机EGR余热回收优化设计及动态仿真(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号及意义
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的意义
    1.2 柴油机EGR系统
    1.3 EGR系统再循环烟气余热回收国内外研究现状
    1.4 余热利用系统建模国内外研究现状
        1.4.1 工质泵数学模型
        1.4.2 膨胀机数学模型
        1.4.3 换热器稳态数学模型
        1.4.4 换热器动态数学模型
        1.4.5 余热利用系统数学模型
    1.5 余热利用系统多目标寻优国内外研究现状
    1.6 本文主要内容
第2章 余热回收利用部件及系统数学模型
    2.1 工质热物性参数
    2.2 工质泵数学模型
        2.2.1 通用模型
        2.2.2 离心泵模型
    2.3 膨胀机数学模型
        2.3.1 通用模型
        2.3.2 容积式膨胀机经验模型
    2.4 换热器数学模型
        2.4.1 单元数据结构和信息传递
        2.4.2 换热器模型基本假设
        2.4.3 基于FVM的换热器稳态模型
        2.4.4 基于MBM的换热器稳态模型
        2.4.5 基于MB-FV耦合算法的换热器稳态模型
        2.4.6 FV网格数对MB-FV耦合算法精度的影响
        2.4.7 三种换热器稳态模型的对比分析
        2.4.8 MB-FV耦合算法换热器稳态模型验证
        2.4.9 基于有限体积法的换热器动态模型
        2.4.10 带储液罐的冷凝器动态模型
        2.4.11 换热器动态数学模型控制方程的求解
    2.5 余热回收利用系统数学模型
        2.5.1 无序求解器
        2.5.2 校核模型
        2.5.3 动态仿真模型
    2.6 本章小结
第3章 换热器稳态和动态性能仿真分析
    3.1 换热器几何参数
    3.2 换热器亚临界稳态性能分析
        3.2.1 流体对流换热系数
        3.2.2 仿真结果分析
    3.3 换热器超临界稳态性能分析
        3.3.1 流体对流换热系数
        3.3.2 仿真结果分析
    3.4 换热器动态特性分析及模型校验
        3.4.1 流体热力学参数
        3.4.2 流体对流换热系数
        3.4.3 蒸发器参数
        3.4.4 工质泵和膨胀机
        3.4.5 蒸发器动态模型初始值
        3.4.6 工质泵和膨胀机模型初始值
        3.4.7 热水入口温度变化时的仿真结果
        3.4.8 工质泵频率变化时的仿真结果
    3.5 本章小结
第4章 EGR系统再循环烟气余热利用系统优化设计
    4.1 目标柴油机EGR系统参数
    4.2 EGR系统再循环烟气和增压空气简单热力学分析
    4.3 EGR系统再循环烟气余热利用系统设计
        4.3.1 WHR与 EGR系统组合方案
        4.3.2 RORC循环余热利用系统
        4.3.3 CO_2布雷顿循环余热利用系统
        4.3.4 双循环RORC耦合余热利用系统
        4.3.5 S-CO_2和RORC耦合余热利用系统
        4.3.6 S-CO_2和ORC耦合余热利用系统
    4.4 EGR系统再循环烟气余热利用系统多目标优化分析
        4.4.1 NSGA-II算法
        4.4.2 RORC循环余热利用系统优化分析结果
        4.4.3 S-CO_2布雷顿循环余热利用系统优化分析结果
        4.4.4 双循环RORC耦合余热利用系统优化分析结果
        4.4.5 S-CO_2和RORC耦合余热利用系统优化分析结果
        4.4.6 S-CO_2和ORC耦合余热利用系统优化分析结果
    4.5 EGR系统再循环烟气余热利用方案对比分析
    4.6 S-CO_2和RORC耦合余热利用系统换热器设计
    4.7 本章小结
第5章 ORC系统动态特性分析
    5.1 ORC 系统动态模型验证
    5.2 系统分析
    5.3 ORC 系统动态仿真模型初始值
    5.4 工质泵转速变化时ORC系统的动态特性
    5.5 工质泵转速变化时 ORC 系统的动态特性
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
附录A ORC实验台换热器实测数据
附录B 管内冷凝对流换热系数计算方法
附录C 优化模型设计变量分布

四、空气冷却器设计的程序计算与应用(论文参考文献)

  • [1]太阳能喷射与露点间接蒸发复合制冷系统的性能研究[D]. 张崇文. 太原理工大学, 2021
  • [2]超临界压力CO2冷却换热特性及毛细管换热器研究[D]. 蔡浩飞. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
  • [3]间接冷却空气冷却器结构与性能研究[D]. 李骁啸. 天津商业大学, 2021(12)
  • [4]一种露点空气冷却器的性能研究[D]. 马许仙. 北京建筑大学, 2021(01)
  • [5]管翅式机油冷却器散热性能分析及优化[D]. 张远杰. 扬州大学, 2020(01)
  • [6]BIM环境下空调系统结构体开发及智能化设计方法[D]. 于澜. 大连理工大学, 2020(02)
  • [7]船舶冷却水系统的可视化仿真及其应用研究[D]. 孟磊. 大连海事大学, 2020(01)
  • [8]露点间接蒸发冷却热湿传递及复合空调系统特性研究[D]. 王磊. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
  • [9]超高参数二氧化碳燃煤发电系统热力学研究[D]. 孙恩慧. 华北电力大学(北京), 2020
  • [10]船舶柴油机EGR余热回收优化设计及动态仿真[D]. 褚阵豪. 哈尔滨工程大学, 2020(04)

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空冷器设计方案计算及应用
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