一、制冷剂R142b热物性计算程序的一种简易可视化（论文文献综述）
谭靖麒[1]（2021）在《近室温起振的气液相变行波型热声发动机的理论及实验研究》文中认为热声发动机是一种结构简单、运行可靠的新型热机,可以直接将热能转化为声波,进而驱动发电或者制冷等负载,具有良好的应用前景。在热声发动机中引入气液相变过程,有助于降低起振温度。但是,目前气液相变工质类型热声发动机仍旧无法利用近室温低品位热源。此外,该类型热声发动机的压力振幅和输出声功均较低。为进一步探索气液相变强化热声转换过程的作用机理,实现热声发动机近室温起振及低温位热源驱动下的高效运行,本文开展了以下工作:（1）计算气液相变行波型热声发动机的热力学循环性能,以初步筛选发动机的适用工质。分别构建了采用纯工质和混合工质的气液相变行波型热声发动机热力学模型。采用不同的纯工质、共沸混合工质和非共沸混合工质,系统的单位质量做功量和单位体积做功量的变化较为明显,而其热效率的变化相对较小。基于热力学模型的计算结果,选取六种纯工质、三种共沸混合工质和九种非共沸混合工质开展后续模拟和实验。通过选择合适的可相变工质,气液相变行波型热声发动机可以获得比气体工质行波型热声发动机更高的单位体积做功量、热效率和相对卡诺效率。（2）建立气液相变行波型热声发动机的声电类比模型,对系统进行模拟研究与性能优化。声电类比模型考虑了回热器粘性效应产生的热损失和热弛豫效应产生的声容,并引入了回热器固体材料热物性的影响。与以往的线性温度分布换热器模型相比,声电类比模型对起振温差和谐振频率的预测均更为准确。基于该模型,探究了反馈管、置换气缸、动力气缸、蒸汽管和负载管的直径和长度对起振温差和谐振频率的影响。在研究的直径和长度变化范围内,采用直径较小、长度较长的动力气缸和直径较大、长度较短的负载管可以降低起振温差,而采用直径较大、长度较短的负载管和直径较小的置换气缸则有助于提高谐振频率。（3）设计并搭建气液相变行波型热声发动机实验系统,成功实现热声发动机近室温起振,创低温位起振纪录。在冷、热端换热器间引入丝网型回热器,并在负载管处引入气库。随后,实验研究了气液相变热声发动机的起振-稳定振荡-消振全过程。在起消振过程中发现气液相变热声发动机存在起消振温差不一致的滞后回路现象。随后,实验探究了回热器和调相单元的结构参数及工质种类对起振温差、消振温差和谐振频率的影响。通过对回热器和调相单元的优化设计,系统的最小起振温差可低至7.1℃（热端温度为18.1℃）,是目前常规尺寸热声系统的最低起振温差纪录。（4）实验研究气液相变行波型热声发动机的输出特性,验证低温位热源驱动下实现声功输出的可行性。实验探究了回热器丝网材料、调相单元和工质种类对输出压比、声功、热声效率和相对卡诺效率的影响。采用可用热容较大的回热器丝网材料、长度较长的负载液柱和容积较大的气库有助于提高系统的输出性能。此外,分别选用不同的纯工质、共沸混合工质和非共沸混合工质,气液相变行波型热声发动机均能在80160℃的冷热端温差范围内稳定运行。当冷热端温差约为139℃且选用环保工质R1234ze（E）时,系统可以获得最高19.3%的相对卡诺效率,为目前气液相变工质类型热声系统的最高相对卡诺效率,对应的热声效率和输出声功分别为6.3%和11.3 W。
杨哲[2]（2020）在《基于余热利用的高温热泵系统仿真研究》文中认为工业部门是世界前三大能源消耗部门之一,工业制造过程中消耗的20-50%的能量以废热的形式流失,我国作为制造业大国,低温余热的排放量巨大,如果能够通过适当的方式的回收利用,就能提高能源利用的水平,创造更大的经济社会价值。针对工业应用,高温热泵是一种能将低位能转化为高位能的高效节能型技术,然而我国现有的高温热泵主要集中在60-90℃的温度区间,在实际运行中无法提供更高的制热输出温度,大大限制了其在诸多工业过程中的使用和推广。为弥补国内制冷热泵市场100℃以上冷凝出水的高温热泵的空白,本文提出了一种可以达到120℃制热的高温热泵系统,从高温工质筛选、高温热泵设备选型与系统设计计算、数学模型与系统仿真模拟三方面展开研究。在高温工质筛选部分,本文通过MATLAB软件编程和查询REFPROP的数据库实现了高温工质的理论循环计算,结果表明:R152a与R134a适合80℃以下的工况,R1234ze在80-100℃热工性能优异,当冷凝温度高于100℃时,R245fa是较为理想的高温工质,唯一不足是单位容积制热量偏低。在高温热泵设备选型与系统设计计算部分,本文针对高温热泵的运行特点,选择适合高温工质工作的压缩机与膨胀阀,并对换热器进行设计计算。在数学模型的建立与系统仿真部分,本文对压缩机采用效率法、冷凝器和蒸发器采用分区计算的方法建立了高温热泵四大件的稳态仿真数学模型。使用EES方程求解器,对于不同工况下热泵系统的制热量、压缩机输入功率、性能系数COP进行了仿真计算,结果表明:该机组在120℃冷凝,45℃温升的工况下COP为4.32,制热量达到了201.1k W。并对过冷度和过热度变化对系统循环的影响进行了仿真计算,结果表明:过冷度从2℃增加到10℃,系统制热量增加17.1%,压缩机的输入功率增加10.3%,COP值增加了8.9%;过热度从10℃减小到2℃,系统制热量增加14.7%,压缩机输入功率增加7.2%,COP值增加了11.5%。增大液体过冷度和减小蒸发器出口过热度可以有效提升系统的性能系数。
邱琳祯[3]（2020）在《R32/润滑油混合物性能及沸腾换热特性研究》文中研究说明温室效应和臭氧层破坏问题日益严峻,而目前广泛使用的传统制冷剂会给大气臭氧层带来不可逆损坏,寻求新型环保替代工质也成为必然趋势。R32作为最合适的中期替代工质之一,已在国内暖通空调行业中推广使用。R32环保性优良,有较好的传热特性,充注量小的特点也适用于小管径换热器。但R32存在着粘度低,与润滑油互溶性差的特点。为使R32制冷系统平稳、高效运转,有必要研究R32制冷剂特性、分析其在空调产品中的性能,以及润滑油对R32换热器带来的影响。本文采用试验与理论相结合的方法对R32微通道平行流蒸发器进行研究。主要内容有:（1）建立了R32热物性及传输特性快速计算模型,模型精度整体在0.064%,满足精度要求,为系统仿真构建基础。从马丁候形式出发,建立P-v-T状态方程,计算值对比公开文献中的公式、实验数据,偏差不超过8.7%。（2）基于实验数据,建立新型R32适配润滑油物性模型,模型整体精度在1.95%。利用理想混合原则及经典增强模型,得到R32/润滑油混合物物性计算式。结合R32蒸汽压特点提出新型溶解度计算模型,精度为0.29%;根据混合物二层分离实验,建立互溶曲线模型,整体精度在1.03%。（3）总结近年来R32制冷剂蒸发、冷凝换热研究成果,建立R32沸腾换热系数实验数据库,验证常用关联式精确度。提出新型R32沸腾传热系数关联式,平均偏差为16.29%,超过85%的数据点在±30%偏差内。（4）利用分布参数法,构建适合于R32工质的微通道蒸发器稳态仿真模型。在此基础上,修正含油制冷剂的物性参数,调整换热、压降关联式,修正管壁上油膜热阻的影响,使其适用于R32/润滑油混合物。（5）设计并搭建空调系统测试台架。测试蒸发器元件的传热、压降特性,同时验证仿真模型的准确性。进行变工况实验,分析不同工况下蒸发器性能。结合实验工况,对蒸发器进行变结构分析。利用润滑油充注系统改变油循环率,测试不同含油率下蒸发器性能,探明润滑油对换热器的影响。当含油率到达7.5%时,蒸发器换热量衰减为原来的93.4%,压降上升为原来的1.61倍。
孙志传[4]（2020）在《水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究》文中提出自上世纪七十年代初以来,重大环境问题的相继出现和能源供需矛盾的日益凸显,迫使世界各国采取严格的资源管理制度以解决能源利用效率不高和过度消耗等问题。然而,能效增长速率的降低和能源需求的稳定增长已经成为全球能源行业面临的重大挑战。目前,延伸表面是商业换热器设计所采用的主流强化传热技术,被用于提升换热器的换热性能并减小设备占地面积。作为最近兴起的三维表面强化换热管,涟漪纹管因其生产制造、日常运营和故障维修成本低廉且管道内部压损相对较低,展现出了优越的经济效益。其中,具有蛇鳞纹阻垢表面基底的新型涟漪纹管（1EHT管）具备更加广阔的发展前景。本文首先对现阶段表面强化换热管的研究进行综述,同时简要总结管内流动可视化的研究工作,并对当前涟漪纹管研究领域的不足之处展开讨论,随后对水平管内饱和对流换热高精度测试系统及其配套的流型可视化实验装置做出介绍。1EHT型涟漪纹管的复合表面结构通过非接触式光学轮廓仪进行测绘,由于涟漪纹管具有三维双侧强化表面,因而需要采用Wilson图解法测定测试管外环形通道内的水侧单相换热系数。测试管的内表面换热系数和主要实验参数的不确定度分别通过传热热阻模型和Moffat误差传递理论计算得到,实验台的热平衡分析和测试段的单相换热系数验证也先后被阐述。本文测试了外径为12.70 mm的光滑铜管和两根1EHTa型涟漪纹管的管内两相换热系数,换热工质为制冷剂R410A,流动沸腾和强迫对流冷凝的饱和温度分别为6℃和45℃。换热系数曲线随质量干度和质量流速变化,数据点对应的流型图像通过高速相机记录,并采用螺纹柱阴影示波法和条纹对比法识别管内流型。本文也介绍了水平管内对流冷凝和流动沸腾换热的主要流型,并使用Xtt-JG坐标图绘制每根测试管的两相流型图,进而阐述水平测试管内两相流型与实验换热系数之间的关联,同时从换热机理上讨论1EHTa型涟漪纹管内表面结构对饱和对流流型变化的影响,最终揭示新型涟漪纹管表面结构的强化换热机理。本文研究中使用MATLAB软件建立计算机脚本,对流型图像进行二值化处理以提取液面轮廓,结合圆管内气液两相分层流动模型,计算出了对应工况下的管内截面含气率,并将实验值与三个经典模型给出的预测值进行对比,从而提出全工况下适用于两根1EHTa型涟漪纹管的截面含气率预测模型。随后根据新型涟漪纹管的两相流型图提出相应的流型转变公式,最终建立适用于两根1EHTa型涟漪纹管管内对流冷凝和流动沸腾的换热系数预测模型。针对测试管进出口干度分别为0.2/0.8和0.8/0.2的大干度变化工况,通过实验详细研究了换热工质、管壁材质、运行参数和几何参数对1EHT型涟漪纹管内两相换热系数和摩擦压降的影响,并结合流型图对各实验变量的影响规律做出总结,为本领域的研究人员在研究其它类型的表面强化换热管时提供经验借鉴。
庄绪成[5]（2019）在《R245fa应用于补气式高温热泵系统理论与实验研究》文中提出高温热泵技术可以利用工业中大量存在的30～60℃的余热资源,产生可以再次应用于工业生产的高温水或蒸汽,大大扩展了热泵技术的应用范围,有效避免了这部分余热直接排放造成的能源浪费和环境污染,本文从循环工质和热泵系统两方面入手,对高温热泵技术展开研究。在工质研究方面,提出了高温热泵对其循环工质的要求,高温热泵工质不仅要具有良好的理化特性和环保性,还要能够在高温工况下保持较低的冷凝压力和排气温度等。通过对实际热泵工作过程的分析,建立了热泵循环理论计算模型,并用MATLAB程序语言编写成计算程序,其中工质的物性参数通过调用REFPROP获得。对前期初步筛选出的R152a、R245fa、R134a、R1234ze等6种纯工质进行理论计算,并将循环性能参数计算结果进行对比分析,发现相比于其他几种工质,R245fa在高温工况下的冷凝压力和排气温度较低,同时COP较高,具有良好的高温工况运行性能。在系统研究方面,围绕中间补气高温热泵进行理论模拟和实验研究。高温热泵系统中增加了中间补气过程后,工质在压缩机中的工作过程分为三个阶段:补气前压缩阶段、中间补气压缩阶段和补气后压缩阶段。建立了压缩机、冷凝器蒸发器、经济器等部件的数学模型,并用MATLAB编写了理论计算程序。理论计算中用一级内容积比的取值来模拟压缩机补气口位置对系统性能的影响,通过对比制热量、COP等循环性能参数,发现最佳一级内容积比?1?为1.3,在此内容积比下,比较了补气系统和单级系统的循环性能参数,发现补气系统拥有更高的制热量和COP,而排气温度也有所降低。本文结合R245fa的物性和机组运行工况,对机组进行了改造,包括冷凝器蒸发器的设计选型,采用丹弗斯电子膨胀阀对工质循环流量以及蒸发器出口过热度进行控制,改进后的膨胀阀控制系统拥有更多的调节步长,反应更加迅速、准确。为使热泵机组能够达到更高的出水温度,在试验系统冷凝侧设置了一套加压水系统,该系统最大可以提供0.5Mpa的压力,最高可以保证冷凝器出水温度在150℃时仍可保持液态。利用改造后的高温热泵机组,在低温热源温度50℃,冷凝器出水温度70～100℃的工况下分别对补气系统和单级系统进行实验测试,发现高温热泵机组增加中间补气过程可以有效提高制热量和COP,有效降低压缩机排气温度,从而验证了理论计算结果。采用补气系统进行出水温度实验,冷凝器出水温度最高达到了110℃,此时COP为2.41,而排气温度仅为114.1℃,性能得到了较大的提高。
苏文[6]（2019）在《基于工质物性的有机朗肯循环分析及T形管分离特性研究》文中研究表明随着环境污染的加剧,大力开发清洁可再生能源得到了广泛的认同。目前,热力循环如有机朗肯循环、蒸气压缩循环已成为转化和利用可再生能源的主要技术手段。由于可再生能源的温位一般较低,与环境间的温差较小,故如何提高循环过程中能量传递和转换的效率是高效开发可再生能源的主要难点。为此,从与循环性能紧密相关的工质着手,基于物性预测对有机朗肯循环的工质进行了设计,分析了与典型热力过程相关的工质相平衡及饱和温熵曲线,综合比较了混合工质与纯工质的性能优劣,明确了工质的循环极限。此外,为进一步提高能源系统的转换效率,针对基本热力循环引入的相分离器-T形管进行了气液及组分分离的实验研究,以明确不同工况下T形管的工质分离性能。工质作为热力循环实现能量转换不可或缺的载体,其物性直接决定了循环性能的高低。因此,如何实现热力循环工质的高效选择是一个亟待解决的问题。基于分子结构决定工质物性的思想,根据循环性能要求,明确工质物性,进而主动设计分子结构。为建立分子结构-工质物性之间的构效关系,根据已有分子构型及工质物性对应结果,并结合分子基团划分的简易性,将工质按照官能团划分为16个基团。为了辨别工质中存在的大量同分异构体,首次在基团贡献法中引入分子拓扑指数EATII。采用遗传神经网络建立了分子基团、拓扑指数与工质热物性之间的联系,对工质的沸点、临界温度进行了预测,其平均相对误差分别为1.87%、1.27%。在此基础上,采用基团贡献法分析了各热力过程,建立了分子基团热力循环模型。与物性软件REFPROP相比,该模型所得循环参数及性能的相对误差在10%以内。此后,在考虑工质循环性能及环境特性的基础上,建立了有机朗肯循环参数优化及工质设计模型。在给定的冷热源条件下,提出了最优候选工质R254eb和R254cb。非共沸工质的相平衡数据是分析热力循环中的相变换热过程的基础。因此,基于UNIFAC基团贡献法,采用PR状态方程和不同混合法则建立了三种可完全预测的相平衡模型,计算了多类混合工质的相平衡性质。与已有的相平衡实验数据相比,目前发展的计算模型只能精确的得到部分混合物的相平衡数据,普适的混合工质相平衡模型尚需要从分子理论或借助大量实验数据的基团贡献法来获得。针对热力循环中的膨胀、压缩过程,其热力性能高度依赖于工质的饱和温熵特性。因此,利用高精度的Helmholtz状态方程对大量工质的饱和温熵曲线斜率进行了理论计算。分析表明,对于纯工质,饱和液的温熵斜率始终为正,且随分子基团的增多而增加;饱和气的温熵斜率则随分子基团的增多逐渐在对比温度0.8附近从负值变为正值。对于混合工质,其饱和液的温熵斜率在相应纯工质斜率之间,而饱和气的温熵斜率则可以由干湿纯工质的混合变为无穷,从而形成等熵工质。在此基础上,将工质气相斜率转化成斜率角,采用人工神经网络建立了斜率倾角与对比温度、分子质量、分子基团及拓扑指数之间的函数关系。与Helmholtz方程计算出的斜率相比,该方法的平均相对误差为0.67%。为了明确非共沸工质在热力循环中的优势,在给定冷热源条件下,建立了有机朗肯循环的优化模型,基于模拟结果,从热力学第一定律及第二定律综合比较了非共沸工质与纯工质的热力性能。结果表明,虽然非共沸工质在相变换热中与换热流体具有较好的温度匹配,但其换热损失却不一定减少。考虑到纯工质数量有限及其环境性能,非共沸工质依然是一种潜在的替代工质。此外,为了能够更好的指导工质选择及热力循环构建,在工质物性的约束下,根据工质在对比温度0.9的饱和温熵曲线液相斜率提出了极限因子,得到了有机朗肯循环的极限效率,给出了更实际的热力学完善度。分析表明,对于纯工质,临界温度越高,则极限效率和热力学完善度就越高。对于混合工质,极限效率一般在纯工质效率之间,而热力学完善度则随组分变化较大。在热力循环中引入顺流式T形管作为相分离器以实现工质流量及组分的可控分离。为了明确有机工质在顺流式T形管中的气液相分离特性,设计并搭建了水平顺流式T形管相分离实验台。针对纯工质R134a、R600a和R245fa的气液相分离特性进行了实验研究,考察了入口质量流速、干度,出口流量比,管径比及支管水平倾角对T形管分离性能的影响,并采用高速摄影机观察了T形管入口流型。实验结果表明,相比于液体,气体更易进入支管。管径比为0.75的T形管气体分离比通常大于管径比为1的值。而相比于管径对分离的影响,支管水平倾角对T形管分离的影响较弱。此外,工质气体支管吸入比满足以下顺序:R245fa>R600a>R134a。在此基础上,定义了气液动量比与粘度比的乘积来表征不同工质的气液分离程度,并且基于实验所得的相分离数据,比较了已有T形管相分离模型对有机工质分离的预测精度。基于相同的实验系统,对非共沸工质R134a/R600a在水平顺流式T形管中的组分分布进行了实验研究,定义了T形管组分分离效率,揭示了进口工况、进口组分及T形管几何参数对组分分离性能的影响。实验结果表明,随着进口干度的增加,分离效率将由正值下降到负值。这表明在高干度下,R600a更易进入支管。在所考虑的进口组分中,混合工质R134a/R600a（0.3030/0.6970,mass）具有最大的组分分离效率。此外,当进口干度低于0.4时,管径比为1的T形管正分离效率高于管径比为0.75的效率值。相比于支管倾角45°与135°,倾角90°的T形管具有最大的组分分离效率。
梁灵娇[7]（2019）在《用于高热通量电子散热的平板环路重力热管》文中进行了进一步梳理随着电子行业的飞速发展,电子元器件已经广泛应用于多个重点领域,并向着高运行速率、微小型、紧凑化方向发展,其热通量越来越高。因此研究开发结构紧凑、性能可靠、安装灵活方便、散热效率高且易于维护的电子元器件散热装置具有十分重要的意义。环路热管（loop heat pipe,LHP）是一种两相的无动力闭式高效传热设备,被广泛应用于航天、余热回收、电子冷却、太阳能等领域。与泵驱动的散热系统相比,环路热管不需要外部驱动力,系统稳定性和可靠性大大增加,维护成本更低。该系统利用工质相变传递热量,热通量大,且其蒸发与冷凝过程分离,蒸发器的结构设计和位置布置比较灵活,冷凝器的形式和冷却方式的选择也多种多样。但由于没有外力的驱动,系统的传热极限将受到很大限制,因此强化环路热管传热性能并尽可能提高极限换热量尤为重要。为满足高热通量电子元器件散热,本文设计了一种新型的平板环路重力热管（loop gravity assisted heat pipe,LGHP）,在传统的圆柱式环路热管工作原理基础上,依靠重力替代毛细力作为系统的循环动力,并对蒸发器结构进行改进,设计成能与发热器件直接配合的平板式,并改进其内部结构,使其与发热器件接触更好,有效接触面积增大,传热热阻减少,极限热流提高,且能节省大量空间。通过实验研究平板型环路重力热管在不同热负荷、不同摆放方式及不同工质情况下的传热特性,并测得其极限热流密度及传热系数。为了进一步探究不同工质对该种新型环路重力热管所能达到的极限热流密度的影响,本文建立了环路热管的压降模型,推导出无量纲数X和自循环动力系数L与极限热流密度之间的关系,并选取了多种工质进行实验论证。实验证明,对于某一特定系统而言,当无量纲数X和自循环动力系数L的值越大,系统所能达到的极限热流密度越大。因此,无量纲数X和自循环动力系数L可以作为帮助我们选择工质以达到更高的极限热流密度。
何家基[8]（2019）在《非共沸混合工质池沸腾成核及换热机理研究》文中研究说明混合工质在低温制冷、天然气液化、气体分离等领域有广泛的应用。与纯工质相比,混合工质核态沸腾的换热性能会大幅降低。因此,探寻混合工质沸腾换热的衰减机制、获得混合工质沸腾换热的特性规律,对换热器的优化设计、混合工质表面换热技术的强化、混合工质制冷循环的设计均有重要的意义。本文从混合工质的成核过程,沸腾时的气核密度,气泡成长过程和沸腾换热系数等方面研究了混合工质沸腾的换热机理和换热特性。首先,本文基于相变时吉布斯自由能的改变分析了非共沸混合工质的非均相成核过程,得到了混合物沸腾时的临界半径,有效能的改变量,起始沸腾过热度和热流密度的解析解。计算结果表明,在相同的过热度下,随着高沸点组分的增加,混合工质的起始沸腾热流密度先增加后减小,且混合物沸腾时的临界半径和最大可用能改变均大于对应的纯工质。因此,在混合工质中形成气泡需要克服更大的能量壁垒。为了验证计算结果,本文对R22、R124及R22/R124混合物的起始沸腾过热度和热流密度进行了实验研究。结果表明,随着R124浓度上升,混合物的起始沸腾过热度和热流密度先增加后减小。且实验与计算结果较好吻合,大部分实验数据的误差为+20%-40%。混合工质沸腾时气核密度减少是其沸腾换热系数下降的一个主要原因。本研究从气泡形成概率的角度出发,使用涨落理论解释了混合工质沸腾时气核密度衰减的现象。本文首先提出支持浓度涨落假设的证据,然后通过计算低沸点组分在局部区域中变化时系统的熵变,得到了发生浓度涨落的概率和混合工质沸腾时气泡密度的衰减率。另外,本研究还测试了丙烷,异丁烷和丙烷/异丁烷,R134a/R22混合物在透明石英管中沸腾时的气核密度,发现纯工质沸腾时的气核密度随壁面过热度的增加而线性增加,混合工质在相同壁面过热度下沸腾时的气核密度均小于对应的纯工质。而且,实验获得的混合工质沸腾时相对纯工质的气核衰减率与根据浓度涨落理论计算结果较好吻合。气泡成长速度的衰减也是混合工质沸腾换热系数下降的主要另一个主要原因。为了研究混合工质沸腾时传质阻力的影响和气泡成长速度的衰减率,本文建立了相关的实验系统,对单个气泡分别在R134a、R142b、异丁烷和不同浓度R134a/R142b混合物中的成长过程进行了实验研究。通过对比实验衰减因子与根据文献中已有模型计算出的衰减因子,发现已有的模型都低估了传质阻力的影响。在重新考虑传质阻力的影响之后,本研究提出了一个适用于混合工质气泡成长的衰减因子计算模型,误差在+30%-30%之间。最后,本文对R22,R124和不同浓度R22/R124混合物在压力为0.70.85 MPa,热流密度为10000100000 W/m2下的池沸腾换热系数进行了实验研究。通过对比已有的纯工质和混合工质传热关联式的计算结果与本文的实验结果,发现其计算结果的准确性均欠佳。因此,本文根据实验结果拟合了新的混合工质池沸腾传热关联式,其平均绝对误差为12.69%,平均相对误差为0.32%。
于佳文[9]（2018）在《螺旋管内二元混合工质冷凝换热规律的研究》文中认为绕管式换热器作为液化天然气的主要设备,由于其结构紧凑,换热率高,可实现多种工质的换热,并且承压能力高,被广泛应用在大型天然气液化装置中。目前我国的大型绕管式换热器均依靠进口,缺乏设计和制造绕管式换热器方面的技术。绕管式换热器内的混合制冷剂属于碳氢类非共沸混合物,其两相相变传热过程极为复杂。由于缺乏预测精度高的换热关联式来计算混合工质的两相传热系数,使得绕管式换热器的优化设计十分困难。因此,本文采用实验和模拟的方法对螺旋管内碳氢类混合工质的冷凝换热特性进行研究。首先,设计并搭建了可以测量碳氢类混合工质在绕管式换热器单根螺旋管内实际工况下冷凝流动换热特性的低温实验台,提出了测试样件双层套管内管内壁温的测试方法,对实验系统和数据处理方法进行了介绍。利用实验台对单工质丙烷进行了冷凝换热研究,分析了不同运行参数对丙烷冷凝换热系数的影响规律。结果表明实验台运行稳定,测试精度满足实验要求。并且建立了流型可视化系统,对混合工质甲烷/丙烷在管内冷凝流动的流型进行了观测,得到了塞状流、分层流、波状流、半环状流和环状流五种主要流型。为混合工质的冷凝流动换热研究奠定了基础。其次,通过对实验测试样件结构合理的简化,提出了三段式物理模型,并给出了合理的计算网格,建立了混合工质管内强迫流动冷凝换热数值模型。基于所建立的换热模型对混合工质的冷凝流型进行了模拟,得到了与实验观测一致的流型结果,证明了模型的有效性。同时,考虑到混合效应对混合工质冷凝换热的影响,提出了将换热数值模型与Silver法相结合的混合工质冷凝换热计算方法。并将模拟结果与实验值进行比较,发现最大偏差不超过±25%。为螺旋管内混合工质冷凝换热特性及冷凝流型的研究提供了可依据的计算模型。然后,用所建立的冷凝计算模型对甲烷/乙烷和乙烷/丙烷混合工质在螺旋管内的冷凝换热特性进行了模拟计算,分析了冷凝换热系数随质量流量、干度、饱和压力和热流密度的变化规律。结果表明换热系数随干度和质量流量的增加而增大,随饱和压力的增加而减小,而热流密度的变化对换热系数几乎没有影响。同时,对混合工质不同组分配比的换热规律也做了研究,并分析了不同结构参数（管径、螺旋升角、弯曲直径）对换热系数的影响规律。结果表明随着管径的减小,换热系数逐渐增加;螺旋升角对换热系数几乎没有影响,随着螺旋升角的增加,换热系数增加量很小;换热系数随着曲率直径的增加而减小。因此,在实际绕管式换热器设计加工过程中,适当的减小曲率直径可以增强换热系数。最后,将模拟得到的流型数据与现有冷凝流型图进行对比,采用Kim流型图分界线形式,提出了适用于螺旋管内混合工质冷凝流动的流型分界线。根据新的流型分界线将流型划分为非环状流与环状流,并将不同流型下的换热系数数据与现有的冷凝换热关联式预测值进行比较,结果表明Shah关联式对非环状流的换热数据预测效果较好,偏差为15.4%;而Chen关联式对环状流的换热数据预测较好,偏差为13.9%。在此基础上,提出了适用于不同流型下螺旋管内混合工质冷凝换热关联式,关联式预测值与计算值的整体偏差为13.8%,所有的偏差均在±30%的范围内。本文的研究为大型绕管式换热器的设计提供了理论支持。
华楠[10]（2018）在《分液冷凝器的优化设计方法及应用研究》文中提出如何缓解经济发展与能源及环境之间的矛盾,高效的利用能源是必然之路。空冷式冷凝器广泛应用于空调制冷、冶金电力和石油化工等各个领域,其合理设计和高效运行具有非常重要的意义,发展新的强化传热手段及技术的研究十分重要和迫切。分液冷凝技术是强化凝结传热的原理性创新方法,从冷凝两相流传热机制考虑实施分段冷凝中间分液等新思路,辅以排液阻汽装置的联箱结构,实现冷凝器传热能力提高3～4倍以上,因此开展分液冷凝技术在空冷式冷凝器中的研究具有一定的学术意义和工程指导应用价值。根据分液冷凝器的结构特性——“分段冷凝-管程间气液分离-全程质量流率相当”提出了分液冷凝器的设计原理:采用多管程设计,管程间设置气液分离提高工质干度,在冷凝过程中获得高换热效果,平行流结构减小管内质量流速降低冷凝压降,最后通过优化各管程内换热管管数达到全程等速。本论文综合运用理论分析和实验研究的方法,对分液冷凝器的优化设计方法和热力性能进行了深入的研究。开发了适用于管程结构优化和热力性能预测的分液冷凝器设计模型,并对模型预测结果进行了实验验证。探讨了不同传热计算方法对模型预测结果和计算成本的影响,提出了在基本计算单元内确定相变界面的方法和基于遗传算法的制冷剂流量分配计算方法。最后,实验研究了不同分液芯结构和不同制冷剂对分液冷凝器热力性能的影响。首先针对分液冷凝器冷凝换热过程中流量和干度不连续的特点,基于分段计算思想,以管程为计算域,开发了基于分液冷凝器管内冷凝传热的集中参数模型,可对具体管程进行热力计算,辅以管内冷凝流动传热的评价准则PF因子,可对管程方案进行比对与优选。通过模型实验验证,算例的传热精度为8.8%,压降精度为26.1%。然后以传热单元为计算域,开发了基于ε-NTU算法的分液冷凝器分布参数模型,同步考虑了同管程间不同换热管因压降、进口流量和干度不同导致的流量分配不均的计算方法、且充分考虑到分液冷凝器平行流结构可能出现的流速范围分布更宽,提出了基于甄别两相流型的传热和压降关联式选用方法,并且协同了管外侧空气换热性能。算例结果表明,与实验数据相比,该模型评价冷凝换热的精度达到7.5%,压降达到20.6%,同分液冷凝器集中参数模型的预测精度相比较,传热和压降预测分别提高了 1.3%和5.5%。随后采用分布参数模型计算比对了有无分液的冷凝器热力性能,在相同计算工况和结构尺寸条件下,的分液冷凝器总平均换热系数提高了 34.6%,总压降降低了74.4%。论文还基于AMTD算法和LMTD算法,提出了改进型分布器参数模型。算例分析结果表明:AMTD算法换热量计算值偏大,ε-NTU算法居中,LMTD算法最小,AMTD算法和ε-NTU算法计算成本相近,且远小于LMTD算法。还提出了能够解决由于基本计算单元内存在相变界面而引起的关联式误用所导致的计算精度下降问题的“计算单元内的自适应分裂相变界面确定法”。对比了确定管间流量分配不均匀性的常规制冷剂流量分配迭代计算法和基于遗传算法的制冷剂流量分配计算法两种方法,发现遗传算法通用性更强,计算过程更简易。由于前述模型均需输入每管程进口干度,而进口干度与气液分离联箱的结构和冷凝器的工况有关,因此,本论文还实验探索了分液芯结构对分液冷凝器热力性能影响的规律,发现漏液率和分液小孔的孔径与数量对分液冷凝器热力性能影响较大,结果显示:第二芯漏液面积最小的分液冷凝器平均换热系数比漏液面积最大的大7.7%～12.7%;第二芯漏液面积居中的分液冷凝器压降最小和且综合性能最好,其PF值比综合性能最差的漏液面积最大的分液冷凝器小6.9%～24.0%。本文实验考察了不同制冷剂下分液冷凝器的热力性能,工质由R410A替换R22后,由于分液效果的恶化或失效导致了冷凝器压降增大了32%～47%,平均换热系数降低了 11%～17%,说明分液冷凝器必须根据制冷剂的热力特性重新设计其气液分离结构和管程优化方案。
二、制冷剂R142b热物性计算程序的一种简易可视化（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、制冷剂R142b热物性计算程序的一种简易可视化（论文提纲范文）
（1）近室温起振的气液相变行波型热声发动机的理论及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 热声现象及理论 |
| 1.2.2 单相热声发动机 |
| 1.2.3 两相热声发动机 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 气液相变行波型热声发动机的热力学循环分析 |
| 2.1 气液相变行波型热声发动机热力学模型 |
| 2.1.1 采用纯工质 |
| 2.1.2 采用混合工质 |
| 2.2 气液相变行波型热声发动机热力学循环性能 |
| 2.2.1 采用纯工质 |
| 2.2.2 采用混合工质 |
| 2.3 气液相变和气体工质行波型热声发动机热力学循环性能的对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 气液相变行波型热声发动机的模拟研究 |
| 3.1 湿式热声理论 |
| 3.2 气液相变行波型热声发动机声电类比模型的建立及验证 |
| 3.2.1 线性温度分布换热器模型 |
| 3.2.2 物理模型 |
| 3.2.3 声电类比模型 |
| 3.2.4 求解过程 |
| 3.2.5 模型验证及结果分析 |
| 3.3 考虑回热器材料热物性的改进声电类比模型的建立及验证 |
| 3.3.1 改进声电类比模型 |
| 3.3.2 模型验证及结果分析 |
| 3.4 气液相变行波型热声发动机的模拟分析 |
| 3.4.1 反馈管的影响 |
| 3.4.2 置换气缸的影响 |
| 3.4.3 动力气缸的影响 |
| 3.4.4 蒸汽管的影响 |
| 3.4.5 负载管的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 气液相变行波型热声发动机的起消振特性研究 |
| 4.1 气液相变行波型热声发动机实验系统 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 测量装置 |
| 4.1.3 测量误差 |
| 4.2 起振-稳定振荡-消振过程 |
| 4.3 滞后回路现象 |
| 4.4 结构参数对起消振特性的影响分析 |
| 4.4.1 回热器的影响 |
| 4.4.2 调相单元的影响 |
| 4.5 工质种类对起消振特性的影响分析 |
| 4.5.1 纯工质的影响 |
| 4.5.2 共沸混合工质的影响 |
| 4.5.3 非共沸混合工质的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 气液相变行波型热声发动机的输出特性研究 |
| 5.1 输出特性指标及其测量 |
| 5.2 压比 |
| 5.2.1 回热器丝网材料的影响 |
| 5.2.2 调相单元的影响 |
| 5.2.3 工质种类的影响 |
| 5.3 输出声功 |
| 5.3.1 回热器丝网材料的影响 |
| 5.3.2 调相单元的影响 |
| 5.3.3 工质种类的影响 |
| 5.4 热声效率和相对卡诺效率 |
| 5.4.1 回热器丝网材料的影响 |
| 5.4.2 调相单元的影响 |
| 5.4.3 工质种类的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的创新之处 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于余热利用的高温热泵系统仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题研究的背景与意义 |
| 1.2.1 能源现状 |
| 1.2.2 余热资源 |
| 1.3 课题国内外研究现状 |
| 1.3.1 高温热泵国外研究现状 |
| 1.3.2 高温热泵国内研究现状 |
| 1.3.3 热泵系统仿真技术研究现状 |
| 1.3.4 国内外文献综述的简析 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 高温工质的选择 |
| 2.1 制冷剂的发展与命名 |
| 2.2 高温工质选用原则 |
| 2.3 工质理论循环计算模型 |
| 2.3.1 使用MATLAB调用REFPROP软件 |
| 2.3.2 工质理论循环过程 |
| 2.3.3 循环过程计算方法 |
| 2.4 计算结果分析 |
| 2.4.1 温度区间70-100℃的计算结果 |
| 2.4.2 温度区间90-120℃的计算结果 |
| 2.4.3 计算结果分析总结 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高温热泵系统设计计算与主要部件选型 |
| 3.1 压缩机选型 |
| 3.2 换热器计算 |
| 3.2.1 计算软件介绍 |
| 3.2.2 蒸发器设计 |
| 3.2.3 冷凝器设计 |
| 3.3 膨胀阀选型 |
| 3.4 热泵机组系统设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高温热泵系统数学模型的建立 |
| 4.1 数学模型建立的概述 |
| 4.2 压缩机模型 |
| 4.3 膨胀阀模型 |
| 4.4 换热器模型 |
| 4.4.1 冷凝器模型 |
| 4.4.2 蒸发器模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统仿真算法设计及仿真结果分析 |
| 5.1 仿真软件介绍 |
| 5.2 仿真算法设计 |
| 5.3 模型验证 |
| 5.4 仿真结果分析与讨论 |
| 5.4.1 系统性能仿真与分析 |
| 5.4.2 过冷度与过热度对热泵循环的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）R32/润滑油混合物性能及沸腾换热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 R32 制冷剂研究现状 |
| 1.2.2 R32 适配润滑油研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 R32 热力学及传输特性分析研究 |
| 2.1 R32 制冷剂热物理特性研究 |
| 2.2 R32 制冷剂传输特性研究 |
| 2.3 计算模型精度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 适配润滑油及R32/润滑油混合物分析模型的建立 |
| 3.1 新型润滑油特性研究 |
| 3.1.1 新型润滑油热物理模型 |
| 3.1.2 新型润滑油传输特性模型 |
| 3.2 R32/新型润滑油混合物特性研究 |
| 3.2.1 R32/新型润滑油混合物热物性模型 |
| 3.2.2 R32/新型润滑油混合物传输特性模型 |
| 3.2.3 R32/新型润滑油混合物浓度、互溶曲线模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 R32 在微通道蒸发器中沸腾换热特性模型分析 |
| 4.1 R32 制冷剂管内沸腾换热特性 |
| 4.1.1 R32 制冷剂换热特性研究概况 |
| 4.1.2 现有沸腾换热系数关联式测试 |
| 4.1.3 新型R32 流动沸腾传热关联式 |
| 4.2 R32 微通道平行流蒸发器仿真模型 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 空气侧传热与压降 |
| 4.2.3 制冷剂侧传热与压降 |
| 4.2.4 算法设计 |
| 4.3 R32/润滑油混合物微通道换热器仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 R32 微通道平行流蒸发器性能试验及对比分析 |
| 5.1 实验介绍 |
| 5.1.1 实验系统设计 |
| 5.1.2 实验主要设备及测试元件 |
| 5.1.3 实验测试原理 |
| 5.1.4 实验测试工况 |
| 5.2 变工况实验结果分析 |
| 5.2.1 仿真模型验证 |
| 5.2.2 变工况分析 |
| 5.2.3 变结构分析 |
| 5.3 含油量测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 主要工作与创新点 |
| 6.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（4）水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热技术的发展 |
| 1.2 表面强化换热管的研究进展 |
| 1.2.1 二维表面强化换热管 |
| 1.2.2 三维表面强化换热管 |
| 1.3 管内流动可视化研究进展 |
| 1.4 当前研究领域的不足 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 2 实验系统及方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 换热测试系统及装置 |
| 2.2.1 水平管内两相流动换热测试系统 |
| 2.2.2 实验测试仪器 |
| 2.2.3 实验换热工质 |
| 2.2.4 新型涟漪纹表面 |
| 2.2.5 表面轮廓测绘技术 |
| 2.3 流动可视化装置及后处理 |
| 2.3.1 管内流型采集装置 |
| 2.3.2 管内流型观测方法 |
| 2.3.3 管内流型图像的后处理 |
| 2.4 实验数据处理 |
| 2.4.1 换热数据处理 |
| 2.4.2 威尔逊图解法 |
| 2.4.3 压降数据处理 |
| 2.5 实验误差分析 |
| 2.6 实验台热平衡测试 |
| 2.7 实验台可靠性验证 |
| 2.7.1 单相换热系数验证 |
| 2.7.2 单相摩擦压降验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 涟漪纹管内对流冷凝换热机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水平管内截面含气率评估 |
| 3.3 水平管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.1 光滑管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.2 涟漪纹管内对流冷凝流型分析 |
| 3.4 涟漪纹管的对流冷凝换热性能 |
| 3.5 涟漪纹管的对流冷凝换热模型 |
| 3.5.1 光滑管冷凝换热模型的评估 |
| 3.5.2 涟漪纹管冷凝换热流型的转变公式 |
| 3.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 涟漪纹管内流动沸腾换热机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水平管内截面含气率评估 |
| 4.3 水平管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.1 光滑管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.2 涟漪纹管内流动沸腾流型分析 |
| 4.4 涟漪纹管的流动沸腾换热性能 |
| 4.5 涟漪纹管的流动沸腾换热模型 |
| 4.5.1 光滑管沸腾换热模型的评估 |
| 4.5.2 涟漪纹管沸腾换热流型的转变公式 |
| 4.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 涟漪纹管的单管换热性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 换热工质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.3 管径对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.4 饱和温度对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.5 管壁材质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.6 涟漪状突起的大小对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.7 涟漪状突起的方向对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）R245fa应用于补气式高温热泵系统理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 高温热泵技术的研究现状 |
| 1.2.1 高温热泵工质的研究现状 |
| 1.2.2 中间补气热泵系统的研究现状 |
| 1.3 本课题的研究内容 |
| 第2章 高温水源热泵工质的理论计算与分析 |
| 2.1 高温热泵对工质的要求及筛选原则 |
| 2.2 高温热泵工质理论计算工具与计算方法 |
| 2.2.1 工质物性计算软件REFPROP介绍 |
| 2.2.2 调用REFPROP工质物性 |
| 2.3 高温热泵工质理论计算模型与计算过程 |
| 2.3.1 理论循环过程分析 |
| 2.3.2 理论循环计算步骤 |
| 2.4 理论计算结果及分析 |
| 2.4.1 高温热泵纯工质的计算结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 中间补气热泵系统理论计算与结果分析 |
| 3.1 中间补气热泵系统概述 |
| 3.1.1 中间补气热泵系统工作原理 |
| 3.1.2 中间补气热泵系统的分类 |
| 3.2 带经济器热泵系统数学模型 |
| 3.2.1 压缩机数学模型 |
| 3.2.2 其他主要部件的数学模型 |
| 3.2.3 相对补气量的计算 |
| 3.2.4 系统性能参数的计算 |
| 3.3 模拟计算及结果分析 |
| 3.3.1 一级内容积比对系统性能的影响 |
| 3.3.2 单级系统和补气系统理论模拟结果对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高温水源热泵实验系统的搭建 |
| 4.1 实验系统简介 |
| 4.2 高温水源热泵工质系统 |
| 4.2.1 压缩机的选型 |
| 4.2.2 冷凝器、蒸发器的设计选型 |
| 4.2.3 电子膨胀阀控制系统选型 |
| 4.3 高温水源热泵水系统 |
| 4.3.1 蒸发侧水循环系统 |
| 4.3.2 冷凝侧水循环系统 |
| 4.3.3 混水系统 |
| 4.4 高温水源热泵测控系统 |
| 4.4.1 数据的采集 |
| 4.4.2 基于Lab VIEW的操作系统 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高温水源热泵实验研究 |
| 5.1 高温水源热泵实验步骤 |
| 5.1.1 实验前的准备工作 |
| 5.1.2 实验操作步骤及注意事项 |
| 5.1.3 实验内容 |
| 5.2 实验结果及数据分析 |
| 5.2.1 单级系统和补气系统实验结果对比分析 |
| 5.2.2 高温热泵出水温度实验结果及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作 |
| 致谢 |
（6）基于工质物性的有机朗肯循环分析及T形管分离特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 基于基团贡献法的工质物性估算 |
| 1.2.1 纯工质热物性估算 |
| 1.2.2 混合工质相平衡 |
| 1.3 基于分子设计的工质优选 |
| 1.4 工质物性对有机朗肯循环的影响 |
| 1.4.1 纯工质ORC |
| 1.4.2 混合工质ORC |
| 1.5 顺流式T形管相分离研究 |
| 1.6 问题的提出及主要研究内容 |
| 第二章 基于分子基团的工质物性预测及分子设计 |
| 2.1 基于基团拓扑的遗传神经网络 |
| 2.1.1 基团划分 |
| 2.1.2 拓扑指数 |
| 2.1.3 遗传神经网络 |
| 2.2 工质沸点预测 |
| 2.3 工质临界温度预测 |
| 2.4 基于基团贡献法的物性估算 |
| 2.5 ORC热力学基团贡献模型 |
| 2.6 基于分子基团的ORC循环性能计算 |
| 2.6.1 循环工质及工况 |
| 2.6.2 循环模型性能分析 |
| 2.7 ORC循环工况优化及工质设计 |
| 2.7.1 优化设计流程 |
| 2.7.2 优化设计算例 |
| 2.7.3 结果与讨论 |
| 2.8 小结 |
| 第三章 工质气液相平衡及饱和温熵曲线的预测 |
| 3.1 混合工质气液相平衡 |
| 3.1.1 VLE计算流程 |
| 3.1.2 完全可预测相平衡模型及混合工质 |
| 3.1.3 相平衡模型预测与实验比较 |
| 3.2 工质饱和温熵曲线斜率 |
| 3.2.1 斜率推导 |
| 3.2.2 纯工质斜率 |
| 3.2.3 混合工质斜率 |
| 3.3 基于分子基团的气相斜率预测 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于工质的有机朗肯循环分析及性能极限 |
| 4.1 ORC热力循环建模及工况优化 |
| 4.1.1 热力模型 |
| 4.1.2 工况优化 |
| 4.2 工质选择及边界条件设定 |
| 4.2.1 工质选择 |
| 4.2.2 边界条件 |
| 4.3 混合工质与纯工质性能比较 |
| 4.3.1 第一定律性能比较 |
| 4.3.2 第二定律性能比较 |
| 4.4 极限性能推导 |
| 4.5 极限性能分析与讨论 |
| 4.5.1 极限效率 |
| 4.5.2 热力学完善度 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 顺流式T形管内气液两相有机工质分离实验设计 |
| 5.1 整体实验系统 |
| 5.2 实验系统部件 |
| 5.2.1 水平顺流式T形管 |
| 5.2.2 变频工质泵 |
| 5.2.3 电加热管段及调压器 |
| 5.2.4 板式冷凝器 |
| 5.2.5 储液罐 |
| 5.2.6 冷水机组 |
| 5.3 实验系统测量 |
| 5.3.1 温度热电偶 |
| 5.3.2 压力传感器 |
| 5.3.3 工质质量流量计 |
| 5.3.4 水体积流量计 |
| 5.3.5 功率表 |
| 5.4 实验工况及数据处理 |
| 5.5 实验误差分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 纯工质在T形管内的气液相分离实验研究 |
| 6.1 不同流动工况下的T形管相分离实验结果 |
| 6.1.1 T形管入口流型 |
| 6.1.2 T形管入口干度、流量及分流比的影响 |
| 6.2 不同工质间T形管相分离比较 |
| 6.3 不同构型的T形管相分离实验结果 |
| 6.3.1 T形管支管与主管管径比的影响 |
| 6.3.2 T形管支管倾角的影响 |
| 6.4 已有T形管相分离预测模型与实验比较 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 非共沸工质在T形管内的组分分离实验研究 |
| 7.1 不同流动工况下的T形管组分分离实验结果 |
| 7.1.1 T形管支管出口组分 |
| 7.1.2 T形管组分分离效率 |
| 7.2 非共沸工质进口质量分数对组分分离的影响 |
| 7.3 不同构型的T形管组分分离实验结果 |
| 7.3.1 T形管支管与主管管径比的影响 |
| 7.3.2 T形管支管倾角的影响 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结论、创新点与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A:神经网络优化参数 |
| 附录 B:T形管相分离实验数据 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）用于高热通量电子散热的平板环路重力热管（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 热管介绍 |
| 1.2.1 热管发展历史 |
| 1.2.2 热管分类 |
| 1.2.2.1 标准热管 |
| 1.2.2.2 脉动热管 |
| 1.2.2.3 旋转热管 |
| 1.2.2.4 重力热管 |
| 1.3 环路重力热管研究现状 |
| 1.3.1 环路重力热管的传热极限 |
| 1.3.2 环路重力热管传热特性实验研究 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 第二章 可视化环路重力热管实验研究 |
| 2.1 环路重力热管运行机理 |
| 2.2 实验系统 |
| 2.2.1 可视化环路重力热管蒸发器设计 |
| 2.2.2 冷凝器 |
| 2.2.3 加热装置 |
| 2.2.4 单向阀 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.4 实验现象及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 新型平板环路重力热管实验系统 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.1.1 平板型环路重力热管系统 |
| 3.1.2 辅助加热系统 |
| 3.1.3 数据采集系统 |
| 3.2 工质充装 |
| 3.3 实验流程 |
| 3.4 实验误差分析 |
| 3.5 数据处理方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 新型平板环路重力热管性能分析 |
| 4.1 水平放置平板蒸发器内工质流态仿真模拟 |
| 4.1.1 几何模型建立 |
| 4.1.2 模型及边界条件设置 |
| 4.1.3 流体仿真结果 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 确定最佳充灌量 |
| 4.3.2 不同摆放方式对平板环路热管传热性能的影响 |
| 4.3.3 不同工质对平板环路热管传热性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同工质与平板环路重力热管极限热通量间关系的实验探究 |
| 5.1 用于工质选择的理论模型 |
| 5.1.1 压降计算 |
| 5.1.2 无量纲数 |
| 5.2 实验内容 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 极限热流密度的确定 |
| 5.3.2 实验结果与理论模型对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 一、主要结论 |
| 二、主要创新点 |
| 三、研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）非共沸混合工质池沸腾成核及换热机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 沸腾成核过程研究进展 |
| 1.2.1 纯工质沸腾成核过程的研究进展 |
| 1.2.2 混合工质沸腾成核过程的研究进展 |
| 1.3 沸腾气化核心密度研究进展 |
| 1.3.1 纯工质沸腾气化核心密度的研究进展 |
| 1.3.2 混合工质沸腾气化核心密度的研究进展 |
| 1.4 沸腾气泡成长研究进展 |
| 1.4.1 纯工质沸腾气泡成长的研究进展 |
| 1.4.2 混合工质沸腾气泡成长的研究进展 |
| 1.5 混合工质池沸腾换热研究进展 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 混合工质沸腾换热机理实验系统 |
| 2.1 实验系统及设备 |
| 2.1.1 起始沸腾及池沸腾换热实验系统 |
| 2.1.2 气核密度及气泡成长实验系统 |
| 2.1.3 主要仪器设备 |
| 2.2 实验方法及步骤 |
| 2.2.1 起始沸腾及沸腾换热实验系统 |
| 2.2.2 气核密度及气泡成长实验系统 |
| 2.3 混合工质物性的确定 |
| 2.3.1 起始沸腾及池沸腾换热实验 |
| 2.3.2 气核密度实验 |
| 2.3.3 气泡成长实验 |
| 2.4 实验参数测量、误差分析及不确定度分析 |
| 2.4.1 铜柱温度与饱和温度的误差分析 |
| 2.4.2 气泡直径的测量与计算 |
| 2.4.3 混合制冷剂接触角的测量 |
| 2.4.4 气泡成长过热度的准确性分析 |
| 2.4.5 热流密度的计算 |
| 2.4.6 不确定度分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 混合工质沸腾非均相成核过程分析 |
| 3.1 数学模型的建立 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 吉布斯自由能的计算 |
| 3.1.3 可用能的计算 |
| 3.1.4 气泡内组分浓度的确定 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 实验结果 |
| 3.2.2 计算结果 |
| 3.2.3 模型验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 混合工质沸腾气核密度的研究 |
| 4.1 浓度涨落现象的证据 |
| 4.2 浓度涨落的数学模型 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 纯工质的沸腾气核密度 |
| 4.3.2 混合工质的沸腾气核密度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 混合工质沸腾气泡成长的研究 |
| 5.1 实验条件 |
| 5.1.1 气泡成长环境 |
| 5.1.2 脱离频率气泡成长的影响 |
| 5.2 数据处理 |
| 5.2.1 气泡成长时间的确定 |
| 5.2.2 气泡成长速度的确定 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 纯工质的气泡成长 |
| 5.3.2 混合工质气泡成长 |
| 5.3.3 有效过热度的预测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 混合工质池沸腾换热特性 |
| 6.1 纯工质及混合工质池沸腾换热实验结果 |
| 6.1.1 沸腾换热系数计算方法 |
| 6.1.2 热流密度的影响 |
| 6.1.3 浓度的影响 |
| 6.2 纯工质实验结果分析 |
| 6.2.1 纯工质核态沸腾关联式 |
| 6.2.2 纯工质实验数据与关联式的比较 |
| 6.2.3 本文提出的关联式 |
| 6.3 混合工质实验结果分析 |
| 6.3.1 混合工质核态沸腾关联式 |
| 6.3.2 混合工质实验数据与关联式比较 |
| 6.3.3 本文提出的关联式 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 研究结论 |
| 创新之处 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 附录3 |
| 附录4 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）螺旋管内二元混合工质冷凝换热规律的研究（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 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 课题的国内外研究现状和进展 |
| 1.2.1 两相流流型研究 |
| 1.2.2 单工质管内强迫流动冷凝换热研究 |
| 1.2.3 混合工质管内强迫流动冷凝换热研究 |
| 1.2.4 国内外研究现状总结 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 第2章 混合工质管内冷凝换热实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统 |
| 2.2.1 实验系统原理 |
| 2.2.2 参数测量与控制系统 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.3.1 内壁温计算 |
| 2.3.2 干度计算 |
| 2.3.3 换热系数计算 |
| 2.3.4 实验不确定度分析 |
| 2.4 单工质管内冷凝换热研究 |
| 2.4.1 实验台精度验证 |
| 2.4.2 运行参数对换热系数的影响 |
| 2.4.3 单工质换热系数预测值与实验值比较 |
| 2.5 混合工质冷凝流型实验观察 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 混合工质管内冷凝模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混合工质管内强迫流动冷凝换热数学模型 |
| 3.2.1 物理模型及网格 |
| 3.2.2 控制方程及相变模型 |
| 3.2.3 边界条件及数值方法 |
| 3.3 混合工质管内冷凝流型数值模拟结果与实验的对比 |
| 3.4 混合工质管内强迫流动冷凝换热模型的修正 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 混合工质管内强迫流动冷凝换热特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混合工质管内冷凝换热计算结果与实验的对比 |
| 4.3 不同运行参数下混合工质冷凝换热规律的研究 |
| 4.3.1 质量流率对换热系数的影响 |
| 4.3.2 饱和压力对换热系数的影响 |
| 4.3.3 热流密度对换热系数的影响 |
| 4.3.4 不同组分配比对换热系数的影响 |
| 4.4 不同结构参数下混合工质冷凝换热规律的研究 |
| 4.4.1 管径对换热系数的影响 |
| 4.4.2 螺旋升角对换热系数的影响 |
| 4.4.3 曲率直径对换热系数的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 混合工质管内冷凝换热流型图及换热关联式分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混合工质管内冷凝流型图 |
| 5.3 混合工质冷凝换热关联式 |
| 5.3.1 现有管内冷凝换热关联式适用性分析 |
| 5.3.2 基于流型的换热关联式 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）分液冷凝器的优化设计方法及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 冷凝器管内强化传热技术 |
| 1.3 分液冷凝机理及研究概况 |
| 1.3.1 分液冷凝强化换热技术 |
| 1.3.2 分液冷凝器结构 |
| 1.3.3 分液冷凝机理的研究现状 |
| 1.3.4 分液冷凝器热力性能的研究现状 |
| 1.3.5 分液冷凝制冷系统的研究现状 |
| 1.4 空冷式冷凝器热力性能预测模型 |
| 1.4.1 基本计算单元划分方法 |
| 1.4.2 传热计算方法 |
| 1.4.3 传热计算中关联式的使用 |
| 1.4.4 相变传热界面的确定 |
| 1.4.5 管流程表示和设计方法 |
| 1.4.6 制冷剂侧流量的不均匀分布 |
| 1.4.7 空气侧流量的不均匀分布 |
| 1.4.8 翅片的热传导 |
| 1.4.9 变冷凝器几何结构模型 |
| 1.5 课题来源与主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 分液冷凝器集中参数模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型介绍及计算流程 |
| 2.2.1 模型假设条件 |
| 2.2.2 计算步骤及流程框图 |
| 2.3 传热和压降计算关联式 |
| 2.4 程序界面及操作事项 |
| 2.5 管程优化算例分析 |
| 2.5.1 确定待评估管程分配方案集 |
| 2.5.2 分液冷凝器管程优化结果讨论与分析 |
| 2.6 几何结构变化对分液冷凝器热力性能的影响 |
| 2.6.1 分液冷凝器热力性能随管程数变化的讨论与分析 |
| 2.6.2 分液冷凝器热力性能随第一管程管数变化的讨论与分析 |
| 2.6.3 变管径对分液冷凝器热力性能影响的讨论与分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 分液冷凝器分布参数模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型介绍 |
| 3.2.1 建模离散方法 |
| 3.2.2 模型假设 |
| 3.3 基本计算元的传热计算 |
| 3.4 基于甄别流型的传热和压降关联式选取 |
| 3.4.1 制冷剂侧冷凝换热的关联式 |
| 3.4.2 制冷剂侧单相换热的关联式 |
| 3.4.3 百叶窗开缝翅片空气侧换热的关联式 |
| 3.4.5 △T-相关和非△T-相关区域计算元计算步骤和流程框图 |
| 3.5 基于压力平衡的制冷剂流量分配迭代计算 |
| 3.5.1 管程内制冷剂流量和压降的分配规律 |
| 3.5.2 压降关联式的选取 |
| 3.5.3 制冷剂流量迭代计算步骤和流程框图 |
| 3.6 分液冷凝器分布参数模型计算流程框图 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 分液冷凝器分布参数模型的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 进口管位置、制冷剂流量和干度对第一管程热力性能的影响 |
| 4.3 有、无分液结构的冷凝器热力性能的比较研究 |
| 4.4 基于管内外综合性能的分液冷凝器管程优化 |
| 4.4.1 传统“L”型冷凝器的改造 |
| 4.4.2 改造后的分液冷凝器管程优化计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 分液冷凝器分布参数模型的算法改进 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分液冷凝器传热算法分析 |
| 5.2.1 LMTD和AMTD传热算法介绍 |
| 5.2.2 LMTD和AMTD和ε-NTU算法热力计算结果分析 |
| 5.2.3 LMTD和AMTD和ε-NTU算法计算成本分析 |
| 5.3 相变界面追踪方法 |
| 5.3.1 存在相变界面的计算元对整个计算域热力性能影响的研究 |
| 5.3.2 计算元自适应分裂相变界面追踪法计算步骤和流程框图 |
| 5.4 遗传算法在制冷剂流量分配计算中的应用 |
| 5.4.1 基于遗传算法的制冷剂流量分配方法描述和模型建立 |
| 5.4.2 算法步骤和流程框图 |
| 5.4.3 算法的稳定性和收敛性评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 分液冷凝器热力性能预测模型实验验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 风冷式换热器测试平台 |
| 6.2.1 实验装置及测量仪器 |
| 6.2.2 数据处理 |
| 6.2.3 测量结果的不确定度分析 |
| 6.3 集中参数模型实验验证 |
| 6.3.1 分液冷凝器试制件、实验条件及数据处理 |
| 6.3.2 分液冷凝器沿程管壁温波动实验验证 |
| 6.3.3 平均换热系数和压降预测值的实验验证 |
| 6.4 分布参数模型实验验证 |
| 6.4.1 冷凝器测试样件、实验条件及数据处理 |
| 6.4.2 换热管计算元密度无关性验证 |
| 6.4.3 模型换热量和压降预测值的实验验证 |
| 6.5 本章小节 |
| 第七章 分液冷凝器的实验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 变第一分液芯结构对分液冷凝器性能的影响实验 |
| 7.2.1 实验件及分液芯结构介绍 |
| 7.2.2 温度测点布置及测试工况 |
| 7.2.3 数据处理 |
| 7.2.4 分液冷凝器热力性能分析 |
| 7.2.5 分液冷凝器第二管程换热管入口分度均匀性分析 |
| 7.3 不同制冷剂对分液冷凝器性能的影响实验 |
| 7.3.1 实验件介绍 |
| 7.3.2 制冷剂热物性比较及实验条件 |
| 7.3.3 结果讨论与分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的文章 |
| 致谢 |
四、制冷剂R142b热物性计算程序的一种简易可视化（论文参考文献）
- [1]近室温起振的气液相变行波型热声发动机的理论及实验研究[D]. 谭靖麒. 浙江大学, 2021
- [2]基于余热利用的高温热泵系统仿真研究[D]. 杨哲. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]R32/润滑油混合物性能及沸腾换热特性研究[D]. 邱琳祯. 上海交通大学, 2020(01)
- [4]水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究[D]. 孙志传. 浙江大学, 2020(07)
- [5]R245fa应用于补气式高温热泵系统理论与实验研究[D]. 庄绪成. 青岛理工大学, 2019(02)
- [6]基于工质物性的有机朗肯循环分析及T形管分离特性研究[D]. 苏文. 天津大学, 2019(06)
- [7]用于高热通量电子散热的平板环路重力热管[D]. 梁灵娇. 华南理工大学, 2019(01)
- [8]非共沸混合工质池沸腾成核及换热机理研究[D]. 何家基. 华南理工大学, 2019(01)
- [9]螺旋管内二元混合工质冷凝换热规律的研究[D]. 于佳文. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [10]分液冷凝器的优化设计方法及应用研究[D]. 华楠. 广东工业大学, 2018(10)