试验研究

  • 冲击射流冷却高功率电子元件的试验研究

    吕静;黄伶俐;刘洪芝;吕艈昶;

    电子产品的发展趋势是运行速度快、发热功率大、体积小,散热能力对其性能影响很大。冲击射流因其冷却效果好被广泛用于冷却电子产品。基于冲击射流冷却技术,设计搭建了一个空气冲击射流冷却试验装置,通过试验研究了加热功率、射流温度、喷嘴与壁面间距离和喷嘴直径对空气冲击射流换热的影响:加热功率在15.7~49.0 W范围内,沿径向壁面温度均先降后升、换热系数先增后减;随着加热功率增大,壁面径向温度分布越不均匀、平均温度升高,对换热系数没有影响;射流温度一定,沿径向壁面温度先降后升、局部换热系数先增后减;随着射流温度升高,壁面平均温度小幅升高、径向温度分布越均匀,空气物性发生变化,换热系数略有提高,但换热系数的最大值位置不变。

    2021年06期 v.49;No.588 1-8+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
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  • 螺杆压缩机组立式油分离器分油效率研究

    罗建飞;何林;黄童毅;陈红;孙涛;

    作为螺杆式冷水机组最重要部件之一,立式油分离器的工作效率影响着整机产品能效及运行可靠性。为研究立式油分离器分油效率,搭建了分油效率试验系统,测试对比了2种主流结构立式油分离器在不同工况及油位高度下的分油效率。研究发现:名义工况下,旋分式油分离器分油效率略高于滤网式油分离器,而在最大制冷工况及低压差工况,滤网式油分离器有更好的性能表现。随着油分油位的升高,2种油分离器分油效率均呈降低趋势,滤网式油分离器受油位高度变化的影响更大。油位高度控制在0.5~1.0格时,2种油分离器名义工况下均可实现较好的分油效果。滤网式油分离器成本更加低廉,在变工况条件分油效率表现更稳定,更适用于大型螺杆式冷水机组。本研究可为后续螺杆冷水机组的油分离器设计和选用提供技术指导。

    2021年06期 v.49;No.588 9-14+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K]
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设计计算

  • 滚动转子压缩机排气流噪声数值计算与机理分析

    李天宇;蒋伟康;王海军;

    为了辨识滚动转子压缩机排气气流噪声的主要成分,对其排气过程建立了计算气动声学分析模型。首先使用基于滑移网格和脱落涡模拟的CFD计算对压缩机排气过程的压力脉动进行直接求解,结合声学有限元计算分析了压力脉动中各成分的贡献;其次使用基于动网格的CFD计算求解压缩泵腔及消声器的流场,计算了泵腔出口流量变化。仿真结果和实验测量的一致结果表明,排气通道内压力脉动中声学响应成分远大于湍流脉动成分,且在噪声集中的频段内声源主要为泵腔出口的单极子噪声,而整体声腔模态对该声源的频率分布有影响。泵腔排气口的单极子噪声源是滚动转子压缩机气动噪声的最主要声源。

    2021年06期 v.49;No.588 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
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  • 离心萃取器混合区内气-液两相流的CFD模拟

    段五华;王澄谦;郑强;

    由于离心萃取器的结构和流体流动较复杂,采用传统的实验难以准确获得其混合区内流场分布特性,为此,采用雷诺应力模型和自由表面模型开展了■70 mm离心萃取器混合区内气-液两相流的CFD模拟研究。模拟结果表明:混合区轴向截面上气-液两相分布为气体在环隙上部,而液体在环隙下部,且两相之间存在自由液面;随转速增大,环隙内自由液面高度减小,混合区中的主要漩涡变小;随入口水相流量(速)增大,环隙内自由液面高度增大,主要旋涡变大,而固定叶片区中的旋涡数量增加,旋涡变小。所有这些结果有助于准确认识离心萃取器中的流体流动特性,从而实现其科学设计和运行调控。

    2021年06期 v.49;No.588 22-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K]
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  • 涡状线进料体旋流器分离性能的数值分析

    李峰;刘培坤;杨兴华;张悦刊;

    合理的进料体结构是提高旋流器分离性能的重要途径,它不仅可以对颗粒起到引导和加速的作用,而且可以实现颗粒的预分离。但是,直到现在也没有确切的理想进料体控制方程。传统旋流器采用单一直线式结构,该结构虽然加工简单,但是能量损失大,短路流现象严重。为了克服传统进料体的缺点,本文提出一种涡状线进料体结构形式,能有效提高旋流器的分离性能。通过CFD数值分析得出数据,并与经典旋流器进行了数值比较,验证了数值模拟的准确性。主要有以下发现:涡状线进料体可以使得压力降和切向速度都增加,有效地减少了错位粒子的数量。涡状线进料体内旋流的轴向速度较小,这使得细颗粒停留时间更长,分离更彻底。涡状线进料体还可以有效地减少短路流量。涡状线进料体湍流黏度更小,减少涡流发生概率,使颗粒运动更加平稳。涡状线进料体可以使切割粒径从12.5 μm减少到8.17 μm,而且陡度指数从0.33增加到0.47,因此采用涡状线进料体可以获得更细和更高质量的产品。

    2021年06期 v.49;No.588 30-35+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
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  • 新型螺旋板式换热器及其传热特性研究

    甘刘意;陆怡;查涵清;卫渊钊;刘犇欢;王园春;

    为提高螺旋板板式换热器的传热效率,提出了一种新型高效的缩放板螺旋板式换热器,并运用FLUENT软件对普通螺旋板式换热器和缩放板螺旋板式换热器进行传热数值模拟对比,分析不同雷诺数条件下换热器传热影响因子、阻力影响因子以及综合性能评价系数的变化规律,研究结果表明,Re在3 143到157 143的范围内,传热影响因子随着Re数的增加先增大后减小,阻力影响因子随着Re的增加的而变大。在6 286到125 714的Re范围内,缩放板螺旋板式换热器的综合性能优于普通螺旋板式换热器,其综合性能评价系数随着Re的增加先增大后减小,且在Re为31 429时,综合优化效果最佳,达到了1.34,从理论上证明了缩放板螺旋板式换热器的优越性。研究结果对新型螺旋板式换热器的工程应用具有一定的指导意义。

    2021年06期 v.49;No.588 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
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  • 基于响应面法的柱塞泵迷宫密封优化设计

    杨煜兵;张春光;刘光恒;李上青;张俊峰;安磊;褚帅;

    为了优化柱塞泵的迷宫密封结构减少泄漏量,选取密封槽角度、高度、宽度等参数为优化变量,以泄漏量最小为优化目标,采用神经网络响应面对迷宫密封结构建立了优化模型,并分析了各设计参数对泄漏量的影响;基于建立的响应面模型,以泄漏量最小为优化目标,应用遗传算法进行了优化计算,优化后的迷宫密封结构的泄漏量比原型降低了97.3%,并对优化后的结构应用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)进行了验证,结果表明该优化结果比较准确。

    2021年06期 v.49;No.588 44-49+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1177K]
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  • 内插梯形挡板的交叉三角形波纹板流道的流动与传热研究

    冯采柠;梁才航;雷腾跃;

    内插挡板可以强化交叉三角形波纹流道的传热。为此,本文研究了内插梯形挡板的交叉三角形波纹板流道的流动与传热。应用RSM模型对基于梯形挡板的交叉三角形波纹板流道进行数值研究,对内插不同挡板的流道流场和温度场进行分析,比较不同的梯形挡板对摩擦因子f、努塞尔数及综合传热指标PEC的影响。研究结果表明:梯形挡板增强了流体的扰动,促进了流体的混合,使流域内的温度分布更均匀,流道的努塞尔数和f因子均有提高。梯形挡板流道的综合传热性能均比无挡板流道的综合传热性能要好。综合传热性能最好的是上底和下底宽度分别为3/4W和W的梯形挡板,在Re=1 100时具有最高综合传热指标值PEC_(max)=1.3。最后根据模拟计算结果,整理了Re与PEC的关联式供板式换热器流道设计参考。

    2021年06期 v.49;No.588 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K]
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应用技术

  • 冷柜冷却速度的等效检验方法研究

    郑家强;姚亮;谢鸿玺;

    JB/T7244-2018标准中规定冷却速度是冷柜出厂检验的必检项目。针对标准中提供的检测方法耗时长,与目前大多企业的生产不匹配的问题,本文介绍了一种快速的冷却速度的等效检验方法——测量压缩机排气管温差来等效冷却速度,并通过实测数据验证了其可靠性。结果表明,通过采用该方法可以快速判定冷柜冷却速度指标,缩短了出厂检验时间。

    2021年06期 v.49;No.588 56-58+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 848K]
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  • 离心压缩机叶轮材料属性失谐对其振动局部化的影响研究

    成科;常超;

    为研究离心压缩机叶轮材料属性失谐对其振动局部化的影响,将叶轮材料的3个代表属性杨氏模量、泊松比和密度,使用正态分布函数生成随机序列。通过有限元方法,将其赋值于叶轮单元体,获得正态失谐分布。进一步,利用ANSYS软件,对叶轮由于材料属性失谐导致的振动模态局部化现象特别是固有频率的影响进行数值分析。研究发现,随着失谐幅值的增大,杨氏模量失谐导致叶轮固有频率相对变化量先增后减;泊松比失谐对应固有频率相对变化量逐渐增加;密度失谐对叶轮一定范围的固有频率影响显著。

    2021年06期 v.49;No.588 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
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制冷空调

  • 集中供热用非对称板式换热器压力与换热特性研究

    宋林坤;宋翀芳;梁鹂;刘治廷;雷勇刚;景胜蓝;杜保存;王飞;

    以具有大小正弦波波纹的非对称板式换热器为研究对象,理论解析了对换热效果具有重要影响的非对称因子a的参数化设计;数值模拟了冷热流量比为2:1条件下,6种非对称因子a的板式换热器的流动传热性能。研究结果表明,随着非对称因子a的增大,热流体侧平均换热系数增大,相反冷侧减小,总换热系数未产生明显差异;非对称板改变了两侧流道的压降分布,相比于对称式,其热侧流道压降上升,而冷侧流道压降则明显减小;综合分析表明,在不等流量工况下,非对称板式换热器在保证总体换热性能的情况下,冷侧降阻明显,其综合性能明显优于对称式板换,可提高6.6%~28.7%。在所选取的不同非对称结构中,非对称因子a为2.50的板片对于集中供热工况表现的综合性能最佳。

    2021年06期 v.49;No.588 65-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1177K]
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  • 取放热不平衡条件下相变材料回填地埋管换热器传热特性研究

    杨卫波;杨彬彬;李晓金;

    为了探讨取放热不平衡条件下相变材料(PCM)回填对地埋管换热器(GHE)传热特性的影响,以混合酸和油酸分别作为夏季与冬季PCM,基于FLUENT软件建立了PCM回填GHE的传热数值模型,分析了PCM相变过程对GHE传热特性的影响,研究了夏、冬季工况下2种PCM不同配比对GHE热响应及PCM相变恢复特性的影响规律。结果表明:从降低土壤温度波动幅度的角度,放热量大于取热量时回填的混合酸比例应大于油酸,反之油酸比例应大于混合酸;从改善土壤温度恢复的角度,应综合考虑运行期间土壤温度变化幅度和恢复期间土壤温度恢复程度;从PCM完成相变角度,夏季和冬季工况下应分别加大混合酸和油酸比例,但就PCM相态恢复而言,夏季和冬季工况下应分别减小混合酸和油酸比例。

    2021年06期 v.49;No.588 72-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1144K]
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  • 电动汽车引射热泵系统性能模拟研究

    张丹丹;郭宪民;吴琦琦;

    为了提高电动汽车空调系统的性能,在传统热泵系统中采用引射器形成梯级蒸发,提出了一种新型电动汽车引射热泵系统。采用集总参数法建立了系统的稳态数值模型,模拟分析了引射热泵系统在不同工况下的性能,并与传统热泵系统进行了对比。模拟结果表明:在冬季制热工况下,降低冷凝温度或提高蒸发温度使引射器的引射比减小,但其压力提升比、系统制热量及COP均增大;在不同蒸发或冷凝温度条件下,随压缩机转速增加,系统制热量有所增加,系统COP减小,但转速对引射器性能的影响很小;在模拟工况范围内,引射热泵系统COP始终高于传统热泵系统的COP,最高改善的幅度约为20.3%。研究结果为引射器在电动汽车热泵空调系统中的应用提供了参考。

    2021年06期 v.49;No.588 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1009K]
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  • 细通道内R717沸腾干涸特性及关联式评价

    张汝行;柳建华;张良;林金地;

    研究了R717(氨)在管内直径3 mm细通道内的沸腾传热及摩擦压降特性。从试验结果来看,干涸前后,传热系数与摩擦压降呈现截然相反的变化趋势,干涸前,随着干度的增加,传热系数与摩擦压降明显会逐渐增加。而在干涸后,随着干度的增加,传热系数与摩擦压降出现了不同程度的衰减。利用实测数据对现存的流动沸腾传热关联式和两相流摩擦压降关联式进行评价,评价关联式捕捉干涸后传热系数与摩擦压降衰减的能力。

    2021年06期 v.49;No.588 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1090K]
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  • 洁净手术部空调系统能耗分析

    史佳成;谢慧;梁薇;

    为研究洁净空调系统高能耗原因及节能潜力,对北京某医院进行实地调研,研究发现该手术部洁净空调系统单位面积能耗较大,空调机组能耗占比较高且机组冬季耗电明显高于夏季。结合医院手术部实际情况利用能耗模拟软件建立模型,经过实际数据及调研验证该模型的可靠性。利用该模型,综合国内外手术部相关建设标准,分别设置不同工况进行模拟分析。结果表明我国新标准工况相对能耗现状可节能16%,我国新标准工况相对旧标准工况可节能10%,我国手术部总体节能空间较大。综合其他国家标准,我国标准工况下的手术部能耗较低。

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编辑园地

  • 流体机械及工程类科技期刊中常见易混淆字词用法辨析

    戴明;周新华;肖必宏;

    对流体机械及工程类科技期刊论文中出现频率比较高、容易混淆的几组字词的用法进行整理归纳辨析,从字词语素入手,结合编辑校对实践,探讨这些字词的规范用法,为相关专业及其他科技期刊的论文作者和编辑提供参考。

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  • 欢迎订阅《化工设备与管道》

    <正>(邮发代号:4—669)《化工设备与管道》,创刊于1964年,是经国家科学技术部、国家新闻出版广电总局正式批准出版的专业技术期刊,曾用名《化工设备简讯》、《化工设备设计》,是国内同类期刊中历史最为悠久的知名期刊之一,曾多次获得上海市、原化工部、中国石油和化学工业协会等多项部省级荣誉与奖励。本刊为中国科技核心期刊,国家认定的学术期刊(A类)。

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