检索结果-南通市图书馆

作者：苑振华哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

纳米聚乙烯型复合材料具有优良的电学性能,广泛用于高压及超高压直流输电线缆上,而在长时间直流高压电场作用下聚合物绝缘介质中会积累空间电荷,这部分空间电荷会引起介质内部的电场发生畸变,进而使局部场强高于击穿场强,介质发生击穿损... 详细信息

纳米聚乙烯型复合材料具有优良的电学性能,广泛用于高压及超高压直流输电线缆上,而在长时间直流高压电场作用下聚合物绝缘介质中会积累空间电荷,这部分空间电荷会引起介质内部的电场发生畸变,进而使局部场强高于击穿场强,介质发生击穿损坏,有些纳米颗粒掺杂能够显著地抑制介质中的空间电荷注入,但目前还不清楚具体的作用机理。本文通过研究经酸酐接枝剂改性的氧化铝/聚乙烯(AlO/LDPE)体系的陷阱能级的变化来探讨上述机理并深入研究抑制AlO/LDPE体系空间电荷的理化性质。主要运用光激放电方法来测量纳米聚乙烯体系的陷阱能级与陷阱密度,并引入聚合物空间电荷理论和聚合物界面理论来解释酸酐这种结构能够很好地抑制AlO/LDPE体系的陷阱形成,并得到不同酸酐接枝剂物质量浓度对掺有不同组分的纳米AlO/LDPE体系陷阱能级的影响强度。通过接枝聚合及超声共混方式制备了酸酐接枝的聚乙烯(MAH/LDPE)及酸酐修饰的AlO/LDPE和MAH/AlO/LDPE纳米复合材料,再通过热压薄膜复合工艺制得样品薄膜。采用傅里叶红外光谱表征了酸酐接枝聚乙烯(MAH/LDPE)及酸酐修饰的AlO/LDPE体系的接枝改性情况,确认了接枝产物以及高温氧化产物。结果显示,酸酐类接枝占MAH/LDPE总体系质量分数为16.7%时接枝率最大。采用光激放电方法(PSD)深入研究了MAH/LDPE、MAH/AlO/LDPE两个体系的陷阱能级与陷阱密度。结果显示,在无纳米颗粒的MAH/LDPE体系下,不同浓度酸酐类接枝剂会对LDPE陷阱能级分布有显著影响,且随着酸酐类接枝剂含量的增加会使LDPE的浅陷阱数量增多。而当酸酐接枝剂被破坏时,LDPE的浅陷阱又随着酸酐类接枝剂的破坏程度增加而使LDPE浅陷阱数减少,并出现少量深陷阱;且该种结构性破坏不能使LDPE的陷阱能级恢复到原始形态,说明LDPE的浅陷阱不仅受酸酐结构影响,还受LDPE的局部界面特性影响。而在有纳米AlO颗粒的MAH/AlO/LDPE体系下,酸酐类接枝剂会对通过掺入纳米颗粒形成新陷阱有抑制作用,并能有效的降低纳米AlO/LDPE体系的陷阱密度,且对掺杂高质量分数的纳米AlO/LDPE复合材料的抑制作用更为明显。运用聚合物空间电荷理论和聚合物界面理论来解释经酸酐接枝改性的AlO/LDPE体系的陷阱能级和陷阱密度变化的原因,并阐述酸酐接枝剂对纳米复合材料中的空间电荷的注入有显著的抑制作用。

关键词：光激电流陷阱能级界面理论空间电荷陷阱密度

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离子液体支撑膜吸收CO2的性能研究

离子液体支撑膜吸收CO2的性能研究

作者：王荻内蒙古科技大学

学位级别：硕士

近年来因化石燃料的排放引发的环境问题愈发严重,环境受到严重污染,CO作为主要的温室气体之一,对于CO的捕获已引起各界学者广泛关注,传统的CO的捕获方法存在着如溶剂投资大、腐蚀设备、能耗较高、过程频繁等缺点。作为新型绿色的CO的吸... 详细信息

近年来因化石燃料的排放引发的环境问题愈发严重,环境受到严重污染,CO作为主要的温室气体之一,对于CO的捕获已引起各界学者广泛关注,传统的CO的捕获方法存在着如溶剂投资大、腐蚀设备、能耗较高、过程频繁等缺点。作为新型绿色的CO的吸收溶剂,离子液体有着蒸气压低、化学性质稳定、不挥发等特点,近年来已成为研究课题的热点之一。鉴于离子液体价格昂贵,本文提出采用离子液体支撑膜吸收CO,作者自行搭建实验台,使用的离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([emim][AC])和1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([emim][TfN]),使用的支撑膜材料为聚偏氟乙烯PVDF和聚醚矾PES,通过浸泡法制备离子液体支撑膜,采用理论和实验结合的研究方法,探索温度和流量对[emim][AC]-PVDF、[emim][AC]-PES、[emim][TfN]-PVDF、[emim][TfN]-PES四种离子液体支撑膜吸收CO性能的影响规律,为离子液体支撑膜吸收CO在工业应用中奠定基础。首先,设置压力为0.2MPa,流量为50ml/min,温度在28818K的范围内变化时,进行温度对四种离子液体支撑膜吸收CO的实验研究,通过CO在四种离子液体支撑膜中溶解度、渗透系数、扩散系数来测评离子液体支撑膜吸收CO的性能,实验结果显示:CO在四种离子液体支撑膜中的溶解度随温度的增加而降低,而CO在四种离子液体支撑膜中的渗透系数和扩散系数随温度的升高而增高;[emim][TfN]离子液体支撑膜相较于[emim][AC]离子液体支撑膜对于CO的吸收效果更好,PVDF作为负载材料用于用于离子液体支撑膜吸收CO的效果要优于PES,本研究中CO在[Emim][TfN]-PVDF离子液体支撑膜中的溶解度最多可达0.519。其次,设置压力为0.2Mpa,温度为298K,流量分别为20ml/min、40ml/min、60ml/min、80ml/min、100ml/min时,进行流量对四种离子液体支撑膜吸收CO的实验研究。结果显示为:当流量达到80ml/min时,是四种离子液体支撑膜吸收CO的最佳流量。PVDF支撑膜相比PES支撑膜具有更好的机械性,因为在流量达到100ml/min时PES支撑膜已经破裂。综上可知,通过温度和流量对四种离子液体支撑膜吸收CO的性能规律进行测评,认为[emim][TfN]离子液体、PVDF支撑膜更适合用于制备离子液体支撑膜,且本研究为离子液体支撑膜在工业应用中用于吸收CO提供了基础数据。

关键词：离子液体支撑膜支撑膜二氧化碳吸收性能实验研究

基于紫外吸收光谱和PSD技术的聚合物陷阱态研究

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基于紫外吸收光谱和PSD技术的聚合物陷阱态研究

作者：解海萍哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

近年来在电力电缆等高压电气绝缘设备中，聚乙烯（PE）是应用最广泛的聚合物材料之一，但高压绝缘用聚乙烯由于自身的结构缺陷以及在加工、成型过程中外来杂质因素的影响，在高电场、强紫外辐照的长期作用下，通过降解、氧化、交联等作... 详细信息

近年来在电力电缆等高压电气绝缘设备中，聚乙烯（PE）是应用最广泛的聚合物材料之一，但高压绝缘用聚乙烯由于自身的结构缺陷以及在加工、成型过程中外来杂质因素的影响，在高电场、强紫外辐照的长期作用下，通过降解、氧化、交联等作用使电介质的化学结构和组成发生变化，继而引发电树枝，加速材料老化，聚合物电介质的空间电荷问题不容忽视。所以对聚乙烯进行掺杂改性，改善其老化性能显得尤为重要。本文采用紫外吸收光谱技术和光激电流(PSD)技术测试聚合物电介质材料中陷阱能谱的分布。实验证明，紫外吸收光谱和PSD是研究聚合物中陷阱分布及空间电荷动力学的有效工具，两种作为非破坏性的方法，是测量较深的电荷陷阱的有效技术。本论文完成以下工作：搭建一个常温下测量紫外吸收光谱的实验平台。采用紫外-可见分光光度计测量纯聚乙烯和掺杂5%MgO的聚乙烯在不同老化时间的紫外吸收能谱。实验得出，纯聚乙烯随着老化时间增加，材料内部浅陷阱逐渐减少，深陷阱逐渐增多，而纳米掺杂聚乙烯随老化时间增加，浅陷阱逐渐增加，深陷阱逐渐减少。对现有的PSD测量装置进行改进。采用PSD测试装置测量纯聚乙烯和掺杂5%MgO的聚乙烯在不同老化时间的PSD能谱。实验结果表明，纯PE随着老化时间增加，材料内部浅陷阱逐渐减少，深陷阱逐渐增多，而纳米掺杂PE随老化时间增加，浅陷阱逐渐增多，深陷阱逐渐减少。研究表明，在老化过程中，纯聚乙烯会产生羰基和羟基等氧化产物进而能够引入深陷阱。而掺入杂质MgO后，这些自由基与生色基团形成了共轭，可以抑制空间电荷的注入，使紫外吸收光谱向长波方向移动，即引入浅陷阱，从而达到改善聚乙烯内部电场畸变的目的。

关键词：聚乙烯空间电荷紫外吸收光谱光激电流

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不育症男性生育生活质量影响因素及路径分析

不育症男性生育生活质量影响因素及路径分析

作者：买尔哈巴·阿不力孜新疆医科大学

学位级别：硕士

目的:探究不育症男性生育生活质量影响因素,构建不育症男性生育生活质量影响因素的路径模型,为改善不育症男性生育生活质量提供建议措施。方法:选取新疆某医院生殖助孕中心就诊的不育症男性(n=250),1:2匹配健康男性作为对照组(n=500),... 详细信息

目的:探究不育症男性生育生活质量影响因素,构建不育症男性生育生活质量影响因素的路径模型,为改善不育症男性生育生活质量提供建议措施。方法:选取新疆某医院生殖助孕中心就诊的不育症男性(n=250),1:2匹配健康男性作为对照组(n=500),采用生育生活质量量表、社会支持量表(SSRS)、生育压力量表(FPI)及正念注意觉知量表(MAAS)进行调查,在Mplus8.3软件中应用最大似然估计法构建模型探讨不育症男性生育生活质量影响因素,探究实际数据与理论模型的拟合度以及直接、间接影响路径和效应大小。结果:(1)病例组与对照组在生育生活质量总分、核心条目维度、情感反应、身心关系、选择性治疗维度、治疗耐受性方面的差异具有统计学意义(P<0.05);既往疾病史、正念、生育压力、社会支持、有害环境暴露史及医保报销是影响不育症男性生育生活质量的因素(P<0.05);生育史、既往疾病史、正念及医保报销是影响不育症男性情感反应的因素(P<0.05);既往疾病史、正念及医保报销是影响不育症男性身心关系的因素(P<0.05)。(2)病例组与对照组在社会支持总分、主观支持、客观支持方面差异具有统计学意义(P<0.05);饮酒、生育生活质量是影响不育症男性社会支持的因素(P<0.05);民族、既往疾病史、生育生活质量是影响不育症男性主观支持的因素(P<0.05);职业为机关及事业单位人员、企业职员、医疗卫生人员相对其他职业的不育症男性主观支持更高(P<0.05),家庭月收入7000～及10000～元正向影响不育症男性主观支持(P<0.05)。(3)病例组与对照组在生育压力总分、性压力、夫妻关系、父母身份需求方面差异具有统计学意义(P<0.05);正念(β=﹣0.290、β=﹣0.295)及生育生活质量(β=﹣0.154、β=﹣0.199)均负向影响生育压力和性压力(P<0.05);医疗卫生人员是影响夫妻关系的因素(P<0.05);正念负向影响父母身份需求(P<0.05)。(4)病例组与对照组在正念总分方面差异具有统计学意义(P<0.05);生育压力负向影响正念(β=﹣0.281,P<0.05)。(5)生育生活质量与社会支持、生育压力、正念具有显著相关性(P<0.01),与社会支持(r=0.350)、正念(r=0.285)呈正向相关;与生育压力(r=﹣0.236)呈负向相关。社会支持与正念呈正向相关(r=0.135,P<0.05)。生育压力与正念呈负向相关(r=0.334,P<0.01)。(6)构建路径模型,模型拟合度指标为:β/df=1.56,CFI=0.968,TLI=0.920,RMSEA=0.047,SRMR=0.045,模型拟合度良好。(7)疾病史→社会支持→生育生活质量(95%CI:0.011～0.095),中介效应显著,疾病史可直接影响生育生活质量(β=0.131,P<0.05),同时可通过社会支持间接影响生育生活质量(β=0.044,P<0.05)。(8)正念→生育压力→生育生活质量(95%CI:0.001～0.087),中介效应显著,正念直接影响生育生活质量(β=0.190,P<0.05),同时通过生育压力间接影响生育生活质量(β=0.044,P<0.05);正念→社会支持→生育生活质量(95%CI:0.005～0.075),中介效应显著,正念通过社会支持间接影响生育生活质量(β=0.033,P<0.05)。结论:不育症男性生育生活质量不容乐观;既往疾病史、有害环境暴露史、医保报销、社会支持、生育压力和正念是影响男性不育症生育生活质量的重要因素。通过改善正念水平、生育压力水平及社会支持水平提出相应的建议对策改善不育症男性生育生活质量,使其对临床诊断及不育症治疗增加信心、积极应对。

关键词：不育症生育生活质量社会支持生育压力正念路径分析

MgO/LDPE三层纳米复合薄膜空间电荷特性及电性能研究

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MgO/LDPE三层纳米复合薄膜空间电荷特性及电性能研究

作者：杨雄哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

纳米颗粒掺杂改性是一种提高聚合物绝缘材料电性能的有效途径,但实际掺杂过程中,纳米颗粒不可避免地会发生团簇现象,从而导致纳米尺寸效应得不到更好体现。多层介质由于介质间的特殊界面结构使得多层介质具有某些特殊的电学性能而受到... 详细信息

纳米颗粒掺杂改性是一种提高聚合物绝缘材料电性能的有效途径,但实际掺杂过程中,纳米颗粒不可避免地会发生团簇现象,从而导致纳米尺寸效应得不到更好体现。多层介质由于介质间的特殊界面结构使得多层介质具有某些特殊的电学性能而受到广泛关注。对其界面空间电荷特性及介电性能的研究有助于揭示聚合物基多层纳米复合电介质电性能的影响机制。本文着重研究了不同类型结构的三层Mg O/LDPE纳米复合薄膜的界面空间电荷特性及陷阱能级分布,同时以陷阱能级及空间电荷特性作为切入点,深入探讨了影响三层薄膜电性能的微观与介观机理。论文通过熔融共混及热压的方式制备了单层LDPE及Mg O/LDPE纳米复合薄膜和不同结构类型的三层复合薄膜。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了单层及三层薄膜的纳米颗粒分散情况、三层断面分层微观形貌及结构成分,确认了纳米复合及界面分层效果。研究结果显示,通过控制热压过程中的温度及加压时间,可以制备出纳米Mg O颗粒较为均匀分散及具有明显层间界面分层的单层和三层纳米复合薄膜。采用电声脉冲法(PEA)深入研究了不同结构类型的三层纳米复合薄膜在加压及短路过程中的空间电荷特性。研究表明,三层试样的层间界面处存在的大量陷阱分布对电荷的注入与消散起着重要的调制作用,层间界面处的大量陷阱会俘获载流子并在界面处形成电荷积累层,电荷的积累会使界面处的电场发生畸变,导致界面处电场降低形成阻挡势垒,从而抑制了电荷的进一步注入与消散。纳米Mg O颗粒掺杂及层间界面的引入改善了LDPE的电性能。纳米颗粒掺杂及层间界面结构均在LDPE基体中引入了新的偶极矩,导致三层复合薄膜的相对介电常数及介电损耗的增加;光激电流(PSD)表征结果显示,1wt%的纳米Mg O颗粒掺杂在LDPE基体中引入了大量深度与纯LDPE相近的陷阱,层间界面结构的引入使得三层薄膜中产生了大量深度为3.55-5.13e V相对较浅的陷阱;单层及不同结构的三层介质击穿强度的Weibull分布结果表明,介质层间界面处的陷阱俘获载流子及势垒阻挡作用,有效地提高了三层复合薄膜的击穿强度,很大程度上克服了由于纳米颗粒掺杂对纳米复合介质击穿强度的劣化。

关键词：空间电荷特性陷阱能级三层复合薄膜电性能层间界面

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基于能量分离效应的涡流管性能实验研究

基于能量分离效应的涡流管性能实验研究

作者：张磊内蒙古科技大学

学位级别：硕士

能量分离效应是指流动的工质在没有外界做功与传热时,在特殊的工况条件下,而自发地分离成总温不等的两部分气流,此现象存在于许多种流体运动当中,例如:边界层分离、圆柱扰流等。涡流管正是基于这种能量分离效应而进行制冷与制热的新型... 详细信息

能量分离效应是指流动的工质在没有外界做功与传热时,在特殊的工况条件下,而自发地分离成总温不等的两部分气流,此现象存在于许多种流体运动当中,例如:边界层分离、圆柱扰流等。涡流管正是基于这种能量分离效应而进行制冷与制热的新型能量分离设备。涡流管,又称兰克·赫尔胥(Ranque-Hilsch)管,是一种易维修,便携式,仅需高压气体即可分离出高温和低温两股低压气流的设备。正是因为涡流管结构简单,操作方便,维护造价低等优点,应用在诸多工业领域。对涡流管性能的影响因素主要可以分为操作参数和几何结构参数,操作参数主要包括涡流管内工作介质的入口压力、入口温度以及工作介质的种类等因素;结构参数主要是几何参数的影响,即涡流管各个结构尺寸的变化,这些结构参数的不同变化组合一起决定涡流管能量分离效应的好坏。截止目前,诸多学者对一些较大管径的涡流管的几何参数进行了探究,同时就不同操作参数对涡流管性能的影响也进行了相应的探究。但是目前涡流管的工作效率依旧不是很好,消耗的能量也相对较大,所以就极大的限制了它的推广和应用,因此本文设计出结构紧凑、重量较轻、体积较小的小管径涡流管来满足市场需求。本文自行设计小管径涡流管实验样机,搭建涡流管性能测试实验台,对涡流管性能影响因素进行实验研究。性能影响因素主要包括以下两方面,操作参数(入口压力,工作介质)和结构参数(热端管长度、喷嘴流道数、冷孔板孔径),对涡流管能量分离效应影响进行分析,寻求涡流管的最优结构。并对涡流管热端管壁面温度进行测量,分析管内气流流动。对操作参数进行研究:实验结果表明,在实验范围之内,以二氧化碳为工作介质时,随着入口压力的增大,涡流管的能量分离效应出现先增大后减少的趋势,且在入口压力为0.4MPa时,出现最佳能量分离效应。对几何结构参数进行研究:实验结果表明,在实验范围之内,当热端管长度为125mm时,涡流管获得最佳能量分离效应;喷嘴流道形状采取圆形渐缩形喷嘴,且在喷嘴流道个数为6的时候,涡流管获得最佳能量分离效应;随着冷孔板孔径的增大,涡流管的能量分离效应出现先增大后减小的趋势,且在冷孔板孔径为2.5mm时,涡流管获得最佳能量分离效应,最佳制冷、制热效应分别为29.3℃、35.9℃。

关键词：涡流管实验研究操作参数几何结构参数

贵州苗族民俗中的高中生物课程资源的开发与实践

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贵州苗族民俗中的高中生物课程资源的开发与实践

作者：敖丽贵州师范大学

学位级别：硕士

课程资源泛指在教学过程中一切有利于实现教学目的的可利用资源。充分利用现有课程资源,努力开发适合本地区本学校的校本课程资源,是课程改革的一大研究热点,也是深化课程改革的有效途径。我国是一个由56个民族组成的多民族国家,每一个... 详细信息

课程资源泛指在教学过程中一切有利于实现教学目的的可利用资源。充分利用现有课程资源,努力开发适合本地区本学校的校本课程资源,是课程改革的一大研究热点,也是深化课程改革的有效途径。我国是一个由56个民族组成的多民族国家,每一个民族都有着属于自己独一无二的优秀民族文化,苗族亦是如此。生物作为一门与生活实践息息相关的学科,有着理论联系实际的课程理念,在其教学中更应取之于生活,用之于生活。本文的目的在于尝试挖掘苗族民俗中的相关内容形成生物课程资源,以期为传承优秀民族文化,开发课程资源提供方法途径和参考。本文以贵州黔东南黄平旧州中学学生为研究对象,将苗族民俗与高中生物相结合开展研究。通过文献法、问卷调查法和案例研究法,整理课程资源开发与利用研究现状、贵州苗族的相关研究等文献资料,挖掘贵州黔东南苗族民俗中的生物学知识,形成课程资源,并进行实践教学。研究表明,苗族与非苗族学生对苗族民俗的认同感存在显著差异,学生的苗族民族文化知识认知主要来源于长辈、亲人和同伴,学校传承作用不明显;学生普遍认为苗族民俗中蕴含有生物学知识,但相关知识掌握不准确;黔东南苗族民俗中的苗族村寨、苗族姊妹节、苗家酸汤、稻田养鱼、苗家米酒等可作为高中生物课程资源进行开发利用。本文通过将“苗家米酒的酿造工艺”和“苗族酸汤的制作”与人教版必修一第五章第3节“ATP的主要来源——细胞呼吸”一节相结合,设计不同的学案进行教学实践,实践教学案例表明将苗族民俗与生物知识相结合进行教学,不仅能增加学生对苗族民俗的认识,而且对相关知识的理解与掌握有促进作用。

关键词：贵州苗族民俗高中生物课程资源

光激电流和光致发光方法联合表征聚合物电荷陷阱

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光激电流和光致发光方法联合表征聚合物电荷陷阱

作者：朱超哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着我国电力工业的迅速发展,对电线电缆行业的要求日益增高,如何改进电线电缆材料的绝缘性能已经成为当前行业所面临的重要问题。电线电缆在生产工艺中会引入空间电荷,而空间电荷的行为在其电老化击穿的过程中扮演着非常重要的角色,因... 详细信息

随着我国电力工业的迅速发展,对电线电缆行业的要求日益增高,如何改进电线电缆材料的绝缘性能已经成为当前行业所面临的重要问题。电线电缆在生产工艺中会引入空间电荷,而空间电荷的行为在其电老化击穿的过程中扮演着非常重要的角色,因此对电线电缆材料在绝缘过程中空间电荷行为的探测研究显得尤为重要。关于空间电荷的测试手段有很多方法,但是这些方法都存在着一定的不足之处,因此,如何完善空间电荷的测试方法,探索新的空间电荷的测试手段已经成为当前绝缘材料性能研究的亟待解决的课题。光激发方法是研究聚合物材料陷阱电荷行为的重要手段之一。光激发聚合物方法包括光激电流法和光致发光法。光激电流法对绝缘材料空间电荷陷阱能级方面的研究国内外开展逐渐兴起,而光致发光法则主要用于稀土发光、地质勘探等方面,对于聚合物的研究却很少,而将两种测试方法相结合来表征空间电荷陷阱能谱的研究则未见报道。本论文提出了利用光激电流和光致发光联合测量的方法来表征绝缘材料空间电荷的陷阱能级,能更加全面的给出电荷陷阱的能谱分布信息,完善了空间电荷的测试理论及方法,并对典型聚合物绝缘材料聚乙烯的空间电荷进行了测试。光激电流实验中利用NT342A-SH可调谐波长激光器作为激发光源,对聚乙烯材料在210nm-418nm波长范围内的光激电流现象进行了研究,发现其陷阱能级在4.41eV-5.94eV范围内。光致发光实验中利用氙灯作为激发光源,在激发波长为160nm、170nm、180nm、225nm、250nm以及300nm下对聚乙烯材料进行了荧光光谱测试,测试结果显示,随着激发波长的增大,聚乙烯荧光光谱存在着明显的红移现象,其陷阱能级在2.48eV-4.51eV范围内。光激电流和光致发光的联合测量较全面的给出了聚乙烯材料陷阱的能谱分布,对于研究空间电荷行为的表征方法有着重要的参考价值。

关键词：电荷陷阱光激电流光致发光聚乙烯

涡流管与二元混合制冷剂耦合特性的数值模拟研究

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涡流管与二元混合制冷剂耦合特性的数值模拟研究

作者：李海燕内蒙古科技大学

学位级别：硕士

涡流管是一种可将高压气流同时分离成冷热气流的能量分离装置,由于其结构简单、运行可靠、适用范围广同时又具备制冷功能等优点,因此在制冷领域得到了广泛应用。鉴于涡流管在制冷领域广阔的发展前景,研究涡流管与制冷工质的耦合特性受... 详细信息

涡流管是一种可将高压气流同时分离成冷热气流的能量分离装置,由于其结构简单、运行可靠、适用范围广同时又具备制冷功能等优点,因此在制冷领域得到了广泛应用。鉴于涡流管在制冷领域广阔的发展前景,研究涡流管与制冷工质的耦合特性受到广大学者的关注。本文通过数值模拟的研究方法,以二元混合制冷剂R41/R1234yf为工质,在入口温度305.15 K、入口质量流量0.01 kg/s、冷端出口压力0.165 MPa的工况下对涡流管的喷嘴流道数、冷端管锥度及热端管长径比进行优化设计,探究了涡流管结构参数与运行参数对其内部场(压力场、速度场及温度场)及性能(制冷效应ΔT、制热效应ΔT、制冷量Q及COP)的影响。结构参数对涡流管内部场及性能的影响主要从喷嘴流道数、冷端管锥度及热端管长径比三方面进行模拟研究。模拟结果表明:当喷嘴流道数为2,冷端管锥度为0°,长径比为25时,涡流管内达到最大总压(0.411 MPa)及最大切向速度(159.4 m/s)。随喷嘴流道数的增加,涡流管的性能指标均呈减小趋势;热端管长径比对涡流管性能的影响极小;随冷端管锥度的增大,当η>0.6时,涡流管ΔT、Q及COP逐渐增大,当η<0.6时逐渐减小。在2流道、长径比为25的结构参数下,当冷端管锥度为0°、η=0.1时,ΔT最大为12.7 K;当冷端管锥度为8°、η=0.9时,ΔT最大为15.1 K;当冷端管锥度为4°、η=0.6时,最大Q和COP分别为38.9 W、0.11。运行参数对涡流管内部场及性能的影响主要从二元混合制冷剂R41/R1234yf配比、膨胀比、进口温度及质量流量四方面进行模拟研究。模拟结果表明:涡流管性能指标均在配比为9:1时最佳,因此以配比为9:1的二元混合制冷剂为工质进行以下研究。随膨胀比的增大,涡流管总压、切向速度及性能指标均增大;当膨胀比为4.5时,最大总压可达0.165 MPa,最大切向速度可达151.4 m/s,最大ΔT在η=0.1时达到12.8 K,最大ΔT在η=0.9时达到14.0 K,最大Q及COP在η=0.5时分别达到27.0 W、0.03。随着质量流量的增大,管内总压、切向速度呈增大趋势;当质量流量为0.035kg/s时,最大总压为1.47 MPa,最大切向速度为215.8m/s,最大ΔT在η=0.1时达到21.6 K,最大ΔT在η=0.9时达到23.7 K,最大Q及COP在η=0.5时达到218.5 W、0.17。增大入口温度管内总温会同步增大,但是对总压、总温及涡流管性能的影响极小。

关键词：二元混合制冷剂结构参数运行参数涡流管数值模拟

低品位热驱动跨临界CO2-[emim][Tf2N]吸收式制冷循环特性理论研究

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低品位热驱动跨临界CO2-[emim][Tf2N]吸收式制冷循环特性理论研究

作者：郑霄龙内蒙古科技大学

学位级别：硕士

吸收式制冷技术最早以硫酸为吸收剂，乙醚为制冷剂，通过乙醚的蒸发来制取冷量;而随着氨和水作为制冷工质对被应用于吸收式制冷，以及NH3-H2O吸收式制冷机组和H2O-LiBr吸收式制冷机的推广，吸收式制冷技术得到进一步发展。自19世纪18年... 详细信息

吸收式制冷技术最早以硫酸为吸收剂，乙醚为制冷剂，通过乙醚的蒸发来制取冷量;而随着氨和水作为制冷工质对被应用于吸收式制冷，以及NH3-H2O吸收式制冷机组和H2O-LiBr吸收式制冷机的推广，吸收式制冷技术得到进一步发展。自19世纪18年代后，吸收式制冷逐渐被制冷量更大的蒸汽压缩式制冷所取代，但是近些年压缩式制冷对能源消耗量大的缺点逐渐显现，吸收式制冷技术的发展越来越受到重视。另一方面，随着温室效应的日益严重和人类保护环境意识的提高，CFCs、HFCs等人工合成制冷剂对环境的不利影响逐渐显现，纯天然的制冷工质受到重视。1989年，前国际制冷学会主席***提出了CO2跨临界循环的制冷概念。然而，较低的制冷性能系数限制了CO2在吸收式制冷技术的发展。本研究针对传统吸收式制冷循环效率较低的问题，依据能量梯级利用原理，提出低品位热驱动的新型CO2-[emim][Tf2N]吸收式制冷循环的新流程。该循环以CO2-[emim][Tf2N]为吸收式制冷工质对，以高、低温两个低品位能源为驱动热源，吸收蒸发器的设计利用了能量梯级利用的原理，降低了能源消耗，有效提高吸收式制冷循环的制冷效率。该吸收式制冷系统相比使用相同工质对的传统吸收式制冷系统在结构上有所改进，具有更高的热转换效率，而对低品位能源的利用，也契合现今制冷技术领域绿色节能清洁环保的主流研究方向。通过对系统各部件建立数学模型，以数值计算的方法和对数学模型的优化将系统中的重要影响参数对系统整体循环性能的影响作出分析和研究。在保持系统溶液循环量不变的情况下，得出了包括冷却水温度，载冷剂温度，高、低温热源温度及高、低温输入热量比值，系统运行压力等参数对系统性能的影响;又在保证其他参数条件不变的情况下，研究了溶液循环量变化对系统运行状况产生的影响;综合各参数的影响确定系统在额定工况下的最优制冷效率，并与采用相同制冷工质对的传统吸收式制冷方式的制冷效率进行对比，得出了本研究中制冷系统的COP可达到0.69，相比使用相同制冷工质对的传统吸收式制冷系统提高了55.98%的结论，证明了本研究具有一定的实际应用价值，以及能量梯级利用对制冷效率的提高有较大帮助。

关键词：能量梯级利用 CO2跨临界吸收制冷循环 CO2-[emim][Tf2N] 系统性能理论分析