热科学与技术杂志

热科学与技术杂志2019年第2期

• 重力场下通道内毛细上升过程的格子Boltzmann模拟

  谢守琪,吴亦农,谢荣建

  采用格子Boltzmann方法中Shan-Chen伪势模型对重力场下通道中液体毛细上升过程进行了数值模拟，得到其流场分布，分析了通道个数、通道宽度与通道放置角度对通道内液柱上升过程的影响。数值结果表明，不同个数的通道毛细抽吸的最终高度差异不大，但通道个数对每个通道内液体毛细上升过程有一定影响。在重力场下，通道内液体沿通道方向的毛细上升长度随着通道倾斜角度的增大而增大，液柱稳定的竖直高度先增大后减小。

• 基于热反射法的微纳结构热扫描技术研究

  石宏开,王新伟,郑利兵,孙方远,刘珠明

  随着微电子及微纳加工技术的飞速发展，电子器件的发热和热管理成为制约器件性能进一步提升的关键因素，微纳结构的热物性是电子器件热设计中最关键的参数之一，因而对微纳结构材料的热物性进行测量，对于微纳器件和材料的热设计和热优化具有极为重要的意义。基于光热反射法，利用双波长飞秒激光抽运探测热反射系统对微纳结构材料的热物性进行了测量。此外，还通过样品表面的微区热扫描，实现了对微纳结构形貌和热性质的对比和表征，并分析了系统的空间分辨率。

• 在螺旋套管冷凝器内R417a凝结换热性能的实验研究

  张小艳,夏湘

  在空气源热泵热水器中,使用混合型制冷工质R417a,冷凝器采用螺旋套管换热器且套管环形空间内制冷剂与内管中的水逆流换热。对在不同工况下,环形通道内R417a的凝结换热特性进行实验研究和理论分析。本实验的工况范围为：水的体积流量为0.6～1.00 m3/h,水的流速为0.58～0.98m/s,冷凝器进水温度为20.0～55.0℃。实验结果表明：环境温度为15.0℃,螺旋套管内R417a的凝结换热系数随冷凝饱和温度的升高而减小,局部凝结换热系数随干度的增大而增大。当冷凝器进水流量为0.60 m3/h,饱和冷凝温度由40.0℃增加至60.0℃时,冷凝器制冷剂侧凝结传热系数从3839.0W/(m2.K)减小至2372.0W/(m2.K),约减少了38.1%。

• 临界喷嘴式分流器改善冷库用翅片蒸发器性能的实验研究

  臧润清

  对采用临界喷嘴式分流器的冷库用翅片蒸发器性能进行实验研究，在0、-4、-8、-12、-16、-18及-20℃七种不同环境工况下进行传热性能测试，并将测试结果与采用气液分离式分流器，CAL分流器和文丘里式分流器进行对比分析。研究结果表明：库温为0℃时，对应的翅片式蒸发器的制冷量和传热系数分别为8.5kW，37.9 W/（m^(2 )﹒℃），相比气液分离式分流器，德国CAL分流器，文丘里分流器其对应冷风机的制冷量分别提高了8.1% ，17.4%和21.7%，传热系数提高了4.5%，13.9%和18.6%。库温为-18℃时，对应的翅片式蒸发器的制冷量和传热系数分别为5.5kW，30.9 W/（m^(2 )﹒℃），其对应的蒸发器的制冷量分别提高了7.2% ，14.3%和18.7%。库温为-18℃时，对应的传热系数分别提高了0.9%，10.1%和13.2%。实验结论为有效提高翅片蒸发器性能提供了一种解决方案。

• 于海鲜酱杀菌的折流板波纹管换热器传热与流动性研究

  胡卫朋,梁才航,莫家国,李小良,谭启勇

  为了开发用于液体食品杀菌的新型换热器，通过实验研究了螺旋折流板波纹管换热器用于海鲜酱杀菌过程中的传热与流动性能，研究结果表明：在水-海鲜酱的热交换中，螺旋折流板波纹管换热器总传热系数比波纹管换热器提高了10%～50%，比光管换热器提高了30%～130%；管侧海鲜酱综合性能系数 α/Δp值波纹管大于光管，壳侧水的综合性能系数α/Δp 值螺旋折流板波纹管结构换热器比波纹管结构的和光管结构的都大，证明了螺旋折流板波纹管换热器用于液体食品杀菌具有良好的应用前景。

• 扭带强化传热性能的数值与实验研究

  满长忠,郁双鑫,胡敬伟,孙培岩

  通过模拟和实验的方法研究在湍流工况下（3000

• 基于反问题理论的汽液两相上升流流型预测与实验研究

  庞海林,梅 宁,袁 瀚,张 继

  汽液两相流流型的测量在两相流研究中占有重要地位。应用均相流模型建立了圆管内汽液两相上升流压力分布,基于反问题理论反演了汽液两相的物性参数,将反演结果与流型图结合,精确地预测了管内流型,计算结果与实验结果进行了对比,误差小于5%。提出的反演流型的方法,可以推广到水平管、螺旋管,为工程上的汽液两相流设备安全性分析、稳定性分析等提供了一种简单可靠的技术方法。

• 不同有机工质下的燃气分布式能源光热补偿供能系统研究

  丁胜,吴凯槟,饶尧,徐骁

  摘要：为了提高能源利用率，实现节能减排，以总能系统概念为基础，采用燃气和太阳能为能源，水蒸气与有机工质为工作介质，建立燃气分布式供能系统的热力模型和能效模型，对其热经济性和有机工质进行了计算与筛选。以国内某机场分布式能源站机组为例，基于太阳能的能源补充作用以及有机工质气化潜热小的特性，建立燃气分布式能源光热补偿供能系统，经热经济性计算与分析，结论表明：在100%、75%、50%制冷（制热）工况时、新模型在维持原机组总热耗的情况下，机组冷源损失减少，热经济性提高；经过对3种有机工质的筛选，R245FA是较适合于新模型的有机工质。

• 玉米秸秆复合菌兼氧预处理产热特性分析

  李荆波,丁攀,兰明明,贺超,关山月,李鹏飞,焦有宙

  为了更加有效地利用玉米秸秆复合菌兼氧预处理环节所产生的生物热,探究预处理过程中反应装置内部及反应堆体的产热特性及温度场分布,利用自制秸秆类生物质兼氧预处理反应器对玉米秸秆进行了复合菌兼氧预处理。凭借微元体的能量守恒规律,结合实验中采集的温度数据以及各项参数,利用多项式拟合理论和Oringin数据分析软件拟合得到内热源与时间的关联经验公式,并利用Fluent软件在二维空间内建立其物理模型,结合实验得到的约束条件及相关的数学模型对反应装置内部及反应堆体温度场分布进行模拟分析,进而形象地模拟出复合菌预处理过程中反应器内部物料温度场的分布及流动的相关动态及规律。实验表明模拟的温度场实时分布及变化过程与实验测得的结果基本吻合,从而验证所建立的数学模型是准确且可靠的,为生物法复合菌预处理过程中生物热的研究与利用提供理论支撑。

• 太阳能-土壤源热泵联合供暖系统优化研究

  刘杰,万鹏,郭健翔,周恩泽,郭炜

  针对严寒地区的气候条件，选取哈尔滨地区某居民住宅小区作为研究对象，利用TRNSYS软件对太阳能-土壤源热泵联合供暖系统(SGCHP)进行计算分析。结果表明，太阳能-土壤源热泵联合供暖系统中太阳能集热器对热泵机组的进水温度和COP以及节电量等方面有改善作用；对太阳能-土壤源热泵联合供暖系统中太阳能集热器面积与地埋管管长的最佳配比的优化结果表明：1m2太阳能集热器可保证17-27m长的地埋管取热平衡。并继续模拟了沈阳地区，并以哈尔滨地区为基准，给出严寒地区该参数的推荐值。

• 准东煤中钠元素赋存形态及洗煤对气化特性影响

  张志远,周恒涛,陈鸿伟,靳贺伟,饶培军

  为探究准东煤中钠元素赋存形态及洗煤对准东煤气化特性的影响,采用逐级洗煤法对准东煤进行洗煤处理。利用电感耦合等离子体质谱仪、离子色谱仪和X 射线衍射仪研究了准东煤中钠元素赋存形态及含量。利用热重分析仪研究了煤样的气化特性,并采用等转化率法计算气化反应动力学参数。结果表明：准东煤中钠元素主要以水溶钠为主,但并非以钠盐化合物晶体的形式存在于煤中。洗煤对煤样孔结构特性和矿物质含量均产生影响,矿物质含量较低时,气化特性主要由煤样的孔结构特性决定。随着洗煤程度加深,煤焦碳转化率达到90 %时所需的时间由5.35 min延长至12.02 min,气化反应活性指数逐渐降低,气化反应活化能由177.7～214.8 增大至203.5～252.4 kJ.mol-1。