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热管换热器用于LED冷却系统的实验研究

工程热物理学报 2012年第4期33卷 644-646页

作者：勾昱君刘中良北京工业大学环境与能源工程学院教育部传热强化与过程节能重点实验室暨北京市传热与能源利用重点实验室北京100124 唐山学院河北唐山063000

研发了一系列将发光二极管(LED)散热与热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对其传热性能进行了实验研究。结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能将节点温度控制在70℃以下,满足了大功率LED对结点温度的控制要求... 详细信息

研发了一系列将发光二极管(LED)散热与热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对其传热性能进行了实验研究。结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能将节点温度控制在70℃以下,满足了大功率LED对结点温度的控制要求;实验结果还表明,翅片结构不同,换热器散热能力明显不同,所研发系列异形翅片热管换热器的散热能力明显高于目前常用的普通矩形翅片热管换热器,其中以外翻形翅片热管换热器散热能力最好;还研究了热管换热器工作倾角对其散热能力的影响,并给出了热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响。

关键词：热管冷却系统翅片结构工作倾角

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小型冷库内部融霜与预冷过程的数值模拟

工程热物理学报 2011年第12期32卷 2103-2105页

作者：钟晓晖翟玉玲勾昱君周树光河北联合大学冶金与能源学院河北唐山063009 唐山学院土木工程系河北唐山063000

建立一个小型冷库模型,用CFD仿真技术模拟了冷库内部启动机组预冷和停机除霜两种工况下库内流场和温度场。研究表明,在保证预冷效果的同时,风速越大,预冷效果越好;吹热风除霜效果好,但库温回升快,应根据霜层厚度和除霜耗能寻找最优的除... 详细信息

建立一个小型冷库模型,用CFD仿真技术模拟了冷库内部启动机组预冷和停机除霜两种工况下库内流场和温度场。研究表明,在保证预冷效果的同时,风速越大,预冷效果越好;吹热风除霜效果好,但库温回升快,应根据霜层厚度和除霜耗能寻找最优的除霜时间。

关键词：冷库预冷融霜数值模拟

表面特性对自然对流条件下冷平板上结霜过程影响的实验研究

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表面特性对自然对流条件下冷平板上结霜过程影响的实验研究

作者：勾昱君北京工业大学

学位级别：硕士

结霜广泛存在于各种低温设备与系统中,往往给系统的运行带来巨大的危害,如增大了换热器表面的热阻、降低介质流通的截面积等,所以必须定期融霜。融霜的过程又会增加初投资和能源消耗,因此找到有效的抑霜手段,使结霜现象在最初发生那时... 详细信息

结霜广泛存在于各种低温设备与系统中,往往给系统的运行带来巨大的危害,如增大了换热器表面的热阻、降低介质流通的截面积等,所以必须定期融霜。融霜的过程又会增加初投资和能源消耗,因此找到有效的抑霜手段,使结霜现象在最初发生那时起就能得到有效的抑制,无疑是非常重要的,这也是本文所要研究的主要内容。针对目前亲水涂料所存在的种种缺陷,缺乏实用性这一制约先进亲水涂料发展的角度出发,在原有涂料配方的基础上研制了两种新型的亲水性抑霜涂料配方并申请了国家发明专利。这两种涂料在成膜的厚度、表面硬度、与金属壁面结合的牢固程度等方面较以往亲水涂料有明显的改善,如新涂料的成膜厚度可以非常薄,目前已经实现的涂层厚度为0.04mm,而以前的涂料成膜最薄也在0.3mm以上,仅为原来厚度的15%。而且,新涂料的抑霜效果比以前有了明显改善,尤其是开发的第二种涂料在高湿度、低壁温的环境中比以往涂料的抑霜时间可增加两个小时以上。此外,我们还对环境湿度及冷面温度的变化对这两种涂料抑霜效果的影响进行了系统的实验研究与分析。将新研发的抑霜涂料实际应用到某个冰箱内表面,对比实验表明,涂有防霜涂料的部分在冰箱连续运行六个月后仍然表现出非常好的抑霜性能,说明这种涂料已经具备了工程应用的基本条件。对这种亲水涂料的抑霜机理进行了分析讨论,认为可能与其所含的高分子类树脂和水分子的极性特点有关。在国内外率先对仿生超疏水表面上的结霜现象进行了研究。仿生超疏水表面是近几年研究的一个热门问题,这种表面是由多重微米-纳米级的结构组成,与水滴的接触角可高达150o以上,滚动角在5o以下。考虑到表面的疏水性与水滴凝结及结霜的关系,应用这种表面于制冷防霜的领域中,将具有非常广阔的前景。我们加工制造了这种表面(接触角为162o)并通过实验研究了这种表面上的结霜现象,发现这种仿生表面确实有很强的抑霜作用,能延迟初始霜晶的出现在55分钟以上;尤为重要的是,实际观察证明,在这种仿生超疏水表面上的成霜过程非常特殊,完全不同于普通固体表面:霜晶围绕一个个局部中心横向生长,最后形成一簇簇类似菊花状或麦穗状的霜晶团。这种独特的霜层结构到目前为止还没有见诸报道。这种现象产生的原因可能和该表面所特有的微观结构及规则的初始霜晶形状有关。对磁性表面上结霜现象进行了初步的实验研究并探索了利用磁性表面抑霜的可能性。实验观察发现,磁性表面上水滴的凝结、霜晶的形成过程和霜晶的形态与无磁性表面上的情况是完全不同的,水滴凝结的大小、分布的均匀性及霜晶的疏密程度都会受到磁场的影响,所形成的霜层非常特殊,结构更加规则,完全不同于普通非磁性表面上的霜层结构。实验结果还表明,在一定磁场强度的条件下,霜晶的形成过程会受到明显抑制,说明磁性表面可能是一种新的抑霜表面。

关键词：结霜亲水涂料极性分子仿生超疏水表面接触角磁场

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壁面温度对疏水表面上水滴冻结的影响

工程热物理学报 2012年第6期33卷 1009-1012页

作者：黄玲艳刘中良勾昱君刘耀民北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124 北京航天发射技术研究所北京100076 唐山学院河北唐山063000

本文研究了冷壁面温度对疏水表面(θ=108.8°)上单个水滴冻结过程的影响,比较了水滴的冻结时间及冻结前后的形态变化。结果表明,水滴冻结所需要的时间随冷表面温度的降低而减小,冷表面温度越低,水滴冻结后其顶端越容易出现树枝状霜晶生... 详细信息

本文研究了冷壁面温度对疏水表面(θ=108.8°)上单个水滴冻结过程的影响,比较了水滴的冻结时间及冻结前后的形态变化。结果表明,水滴冻结所需要的时间随冷表面温度的降低而减小,冷表面温度越低,水滴冻结后其顶端越容易出现树枝状霜晶生长。最后,根据能量守恒原理建立了冷表面上水滴冻结的数学模型,给出了相应的表达式,进而分析了壁面温度对水滴冻结时长的影响,计算结果与实验结果一致。

关键词：疏水表面冻结接触角

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结霜对微型冷库性能影响的实验研究

工程热物理学报 2010年第10期31卷 1755-1758页

作者：刘耀民刘中良黄玲艳勾昱君北京工业大学教育部传热强化与过程节能重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124 唐山学院河北唐山063000

运用一种新的实验方法排除了环境温度变化对微型冷库性能的影响,从而定量研究了单一结霜现象对之造成的影响。研究表明,随着冷库的连续运行,蒸发器排管上形成的霜层厚度不断增加,直至霜层达到充分生长阶段。在冷库运行的后期,由于蒸发... 详细信息

运用一种新的实验方法排除了环境温度变化对微型冷库性能的影响,从而定量研究了单一结霜现象对之造成的影响。研究表明,随着冷库的连续运行,蒸发器排管上形成的霜层厚度不断增加,直至霜层达到充分生长阶段。在冷库运行的后期,由于蒸发器霜层的影响导致冷库的COP平均降低了0.024,相对于无霜条件下降低了3.2%。

关键词：结霜冷库蒸发器 COP

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低温环境下水平铜表面液滴冻结的实验研究

工程热物理学报 2010年第4期31卷 647-650页

作者：黄玲艳刘中良刘耀民勾昱君北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124

本文实验研究了低温受迫对流条件下空气参数对水平冷表面上液滴冻结的影响。冷表面温度分别为-15.5℃和-19.5℃,空气温度变化范围为-6～8.5℃,相对湿度变化范围为50%～80%,空气流速变化范围为1.0～9.0 m/s。结果表明,冷表面上液滴冻结... 详细信息

本文实验研究了低温受迫对流条件下空气参数对水平冷表面上液滴冻结的影响。冷表面温度分别为-15.5℃和-19.5℃,空气温度变化范围为-6～8.5℃,相对湿度变化范围为50%～80%,空气流速变化范围为1.0～9.0 m/s。结果表明,冷表面上液滴冻结的时间随冷面温度的升高而增加,随空气相对湿度的升高而减小。另外,空气温度和流速对冷表面液滴冻结也有较大的影响,随着空气温度和流速的增加,液滴冻结时间先减小后增大。

关键词：结霜液滴冻结临界半径

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吸收式热泵技术及应用

2014年

作者：钟晓晖勾昱君

随着我国的能源和环境形势日益严峻，必须加快开发新能源，提高能源利用效率，吸收式热泵是以热能为补偿实现从低温向高温输送热量的设备，可以达到余热利用的目的，具有节约能源、保护环境的双重作用。本书从吸收式热泵技术的应用背景... 详细信息

ISBN: (数字)9787502467593

ISBN: (纸本)9787502467593

随着我国的能源和环境形势日益严峻，必须加快开发新能源，提高能源利用效率，吸收式热泵是以热能为补偿实现从低温向高温输送热量的设备，可以达到余热利用的目的，具有节约能源、保护环境的双重作用。本书从吸收式热泵技术的应用背景和研究进展入手，从以下几个方面对吸收式热泵技术及应用进行阐述：吸收式热泵制热原理及分类；以回收燃气锅炉潜热为目的的开式循环吸收式热泵的原理、热力学分析和实验研究；余热-地热源吸收式热泵应用背景、实验研究、地源温度场的数值模拟和热力学分析；吸收式热泵在工业余热回收利用中的应用研究。

关键词：热泵基本知识

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表面接触角对初始霜晶生长影响的实验研究

工程热物理学报 2011年第3期32卷 473-476页

作者：黄玲艳刘中良勾昱君刘耀民北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124 唐山学院河北唐山063000

本文通过化学刻蚀和表面氟化相结合的方法在铜片基体上制作了一系列具有不同接触角的疏水表面,水与疏水表面的接触角最高可达155.2°。显微观察了不同接触角冷表面上水珠的形成、冻结以及初始霜晶的生长,并与普通紫铜表面进行了对比。... 详细信息

本文通过化学刻蚀和表面氟化相结合的方法在铜片基体上制作了一系列具有不同接触角的疏水表面,水与疏水表面的接触角最高可达155.2°。显微观察了不同接触角冷表面上水珠的形成、冻结以及初始霜晶的生长,并与普通紫铜表面进行了对比。结果表明,普通紫铜表面上形成的水珠大且排列致密,而疏水表面上形成的水珠小且稀疏,呈球形,冻结时间晚。此外,疏水表面上形成的霜晶稀疏,较易去除。最后,从相变动力学理论分析了疏水表面延迟水珠冻结和霜晶生长的原因。

关键词：接触角疏水表面霜晶

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自然对流条件下仿生超疏水表面的抑霜研究

工程热物理学报 2007年第4期28卷 631-633页

作者：勾昱君刘中良王皆腾程水源北京工业大学环境与能源工程学院"传热强化与过程节能"教育部重点实验室北京100022

仿生超疏水表面具有多重纳米和微米级的超微结构,其与水滴的接触角一般在150度以上,本文将这种仿生超疏水表面应用到制冷抑霜实验中,观察其表面上水珠的生成、冻结、初始霜晶的出现以及最终霜晶的特殊形态,与普通金属表面上霜的形成过... 详细信息

仿生超疏水表面具有多重纳米和微米级的超微结构,其与水滴的接触角一般在150度以上,本文将这种仿生超疏水表面应用到制冷抑霜实验中,观察其表面上水珠的生成、冻结、初始霜晶的出现以及最终霜晶的特殊形态,与普通金属表面上霜的形成过程相比,这种表面具有很强的抑霜性,在-10℃的冷表面上它能延迟初始霜晶的形成55 min以上,其最终形成的霜晶结构松散,较易去除。在实验中首次发现了在该表面上形成的霜晶形态特异,类似一朵朵菊花。最后本文从理论上分析了这种表面的抑霜机理。

关键词：仿生超疏水表面莲花效应结霜接触角成核势垒