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基于环境适应性的CO_2开放制冷系统优化设计

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工程热物理学报 2016年第10期37卷 2063-2069页

作者：徐雷蒋彦龙李俊周年勇金陵科技学院机电工程学院南京211169 南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

因矿井灾变环境下电源使用条件苛刻,矿用可移动式救生舱制冷系统使用开放式CO_2无源制冷系统。通过结冰工况换热器计算发现,CO_2开放式制冷一次节流系统节流温度低于0℃,温湿度变化对一次节流系统稳定性影响较大,在低湿度范围内,湿度增... 详细信息

因矿井灾变环境下电源使用条件苛刻,矿用可移动式救生舱制冷系统使用开放式CO_2无源制冷系统。通过结冰工况换热器计算发现,CO_2开放式制冷一次节流系统节流温度低于0℃,温湿度变化对一次节流系统稳定性影响较大,在低湿度范围内,湿度增加使系统蒸发段增长,结霜量增大,低温下结霜现象尤为明显。设计了一种二次节流系统,节流温度高于0℃,不出现结霜现象,系统管路长度小,具有较高的温湿度适应性。本文提出的具有高温湿度范围适应性的CO_2开放式二次节流制冷系统对矿井无源制冷系统的设计与运用具有重要的指导意义。

关键词：救生舱 CO2开放式制冷二次节流温湿度

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交叉式多股流板翅式换热器数值研究

航空动力学报 2016年第5期31卷 1087-1096页

作者：李俊蒋彦龙周年勇徐雷施红郑文远南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 中国航空工业集团公司中航工业金城南京机电液压工程研究中心航空机电系统综合航空科技重点实验室南京210016

借鉴顺逆式板翅式换热器研究成果,分析了交叉式多股流板翅式换热器传热机理,建立了基于有限容积法的多股流板翅式换热器传热数学模型,经过合理假设将翅片间距与单元格尺寸独立,拓展了前人数学模型适用范围.同时,以机载交叉式3股流板翅... 详细信息

借鉴顺逆式板翅式换热器研究成果,分析了交叉式多股流板翅式换热器传热机理,建立了基于有限容积法的多股流板翅式换热器传热数学模型,经过合理假设将翅片间距与单元格尺寸独立,拓展了前人数学模型适用范围.同时,以机载交叉式3股流板翅式换热器为例,对单元格尺寸选取进行了探讨,对同一通道单元格内流体流动横向传热进行了分析,证明了忽略流动横向传热的可行性,从而在保证精度不变条件下提高了计算效率;并在流体变入口参数条件下进行试验,对数值计算方法进行验证,通过与试验数据对比,理论计算误差小于7.9%,证明了数值计算方法的合理性.

关键词：板翅式换热器交叉式多股流有限容积法数值计算试验验证

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机载喷雾冷却换热特性关键影响因素实验研究

中国测试 2016年第5期42卷 18-23页

作者：王瑜蒋彦龙周年勇南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

为详细研究喷雾冷却系统在大热沉表面积和无沸腾区下的换热特性,并为喷雾冷却系统的机载应用提供技术基础,搭建以水为冷却介质的开放式喷雾冷却实验台。基于实验数据从特征参数和无量纲数两方面研究加热功率、喷雾入口压力对换热性能的... 详细信息

为详细研究喷雾冷却系统在大热沉表面积和无沸腾区下的换热特性,并为喷雾冷却系统的机载应用提供技术基础,搭建以水为冷却介质的开放式喷雾冷却实验台。基于实验数据从特征参数和无量纲数两方面研究加热功率、喷雾入口压力对换热性能的影响;并根据飞行工况考查重力角度的影响。得到实验结果：在加热功率500-1 400 W及入口压力0.45-0.85 MPa的条件下,热沉表面温度均能控制在80℃以下。加热功率一定时,系统表面传热系数随入口压力的增加而增加,且增加速率随着功率的增加而增加;热沉表面温度随入口压力增加而减小,且减小速率随着功率增加而增加;表面传热系数随Re和We的增加而增加,增加速率随功率增加主要是由于蒸发强度的增加。此外,与重力方向夹角为30°或120°时,喷雾冷却性能最好。结果表明各工况下喷雾冷却换热效果良好,表面参数均处于合理范围,为该技术在机载领域的应用提供技术参考。

关键词：喷雾冷却机载传热系数表面温度无量纲数重力夹角

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无沸腾区机载喷雾冷却实验关联式研究

航空动力学报 2016年第5期31卷 1113-1120页

作者：周年勇王瑜蒋彦龙任哲钒孙程斌郑文远南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 中航工业金城南京机电液压工程研究中心航空机电系统综合航空科技重点实验室南京210016

主要开展4种不同结构热沉表面无沸腾区机载喷雾冷却实验关联式的研究.在总结前人工作经验并搭建实验台完成实验的基础上,提出了影响喷雾冷却性能的4个无量纲参数,且通过实验数据处理得到各个热沉表面的努塞尔数无量纲关联式.给出的光滑... 详细信息

主要开展4种不同结构热沉表面无沸腾区机载喷雾冷却实验关联式的研究.在总结前人工作经验并搭建实验台完成实验的基础上,提出了影响喷雾冷却性能的4个无量纲参数,且通过实验数据处理得到各个热沉表面的努塞尔数无量纲关联式.给出的光滑热沉表面实验关联式的预测值与实验值偏差在±8.5%以内,并分析了各个量纲对实验关联式精度的影响.对于钻孔表面,引入传热强化系数对关联式进行修正,使得关联式的预测值能够落在偏差±15%内.另外单独给出了槽道热沉表面的实验关联式,该关联式不受槽道结构及数量的影响,且适用于水、盐类及醇类溶液.

关键词：喷雾冷却机载实验关联式无量纲参数无沸腾区

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防火型家用救生舱舱体热环境与结构优化研究

中国安全生产科学技术 2017年第12期13卷 186-192页

作者：周年勇陈梦梦王露陈孚江常州大学石油工程学院江苏常州213016

为优化防火型家用救生舱舱体隔热设计,提出了适用于火灾工况的多重绝热结构设计方法,采用数值模拟和实验的方法研究了防火型家用救生舱舱体的温度分布,分析了12种不同围护结构形式下舱体的绝热保温性能,获得多重绝热结构的最优厚度及绝... 详细信息

为优化防火型家用救生舱舱体隔热设计,提出了适用于火灾工况的多重绝热结构设计方法,采用数值模拟和实验的方法研究了防火型家用救生舱舱体的温度分布,分析了12种不同围护结构形式下舱体的绝热保温性能,获得多重绝热结构的最优厚度及绝热材料的最优配比。研究成果可为防火型家用救生舱的隔热设计提供一定的理论支撑和工程设计参考。

关键词：火灾家用救生舱舱体结构热环境结构优化

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闭式喷雾冷却的瞬态传热过程研究

化工学报 2020年第3期71卷 1018-1025页

作者：周年勇徐慕豪冯浩段锋王庆荣陈海飞郭强常州大学石油工程学院江苏常州213000

搭建了闭式喷雾冷却实验台,实验研究了喷雾冷却的瞬态传热过程,获得了准确描述其传热过程的实验曲线,分析了冷却初始温度、加热功率及工质类型对瞬态传热过程的影响。研究表明:对于喷雾冷却的瞬态传热过程,其表面温度变化趋势可分为急... 详细信息

搭建了闭式喷雾冷却实验台,实验研究了喷雾冷却的瞬态传热过程,获得了准确描述其传热过程的实验曲线,分析了冷却初始温度、加热功率及工质类型对瞬态传热过程的影响。研究表明:对于喷雾冷却的瞬态传热过程,其表面温度变化趋势可分为急速下降、持续升高、二段下降3类。初始表面温度在经历启动初期增强效应后,若小于莱登弗罗斯特点(LFP)对应的温度Tf,则表面温度不断下降,在核态沸腾区实现热平衡;反之,表面温度升高,在膜态沸腾区实现热平衡;恒定加热功率的大小决定了表面温度变化速率,随着恒定加热功率的增大,表面温度下降或者上升的速率加快;同等条件下,对于不同类型介质,喷嘴入口压力及饱和温度越高,其Tf也越高。

关键词：喷雾冷却传热瞬态过程表面莱登弗罗斯特点

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开放式二氧化碳制冷性能

南京航空航天大学学报 2011年第4期43卷 551-555页

作者：蔡玉飞蒋彦龙周年勇郑小漪徐克选陈国民南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 南京韩威南冷制冷集团有限公司南京211151

二氧化碳属于对环境友好的自然制冷工质,使用时直接排放对环境影响很小。本文提出一种开放式二氧化碳制冷系统,研究了高压二氧化碳在25,30和35°C三种典型储存环境下的制冷特性,同时考察了影响开放式二氧化碳制冷性能的各种因素。研究... 详细信息

二氧化碳属于对环境友好的自然制冷工质,使用时直接排放对环境影响很小。本文提出一种开放式二氧化碳制冷系统,研究了高压二氧化碳在25,30和35°C三种典型储存环境下的制冷特性,同时考察了影响开放式二氧化碳制冷性能的各种因素。研究结果表明:二氧化碳储存状态对其制冷性能影响较大,在超临界条件下制冷量损失较大,同时,纯气体节流时储罐中的制冷量损失要远大于气液两相节流,为二氧化碳开放式制冷的应用提供了实验依据。

关键词：密闭舱二氧化碳开放式制冷实验研究

基于PSO-SVM的天然气水合物生成条件预测

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天然气化工—C1化学与化工 2022年第5期47卷 171-176页

作者：范婕许欣怡周诗岽周年勇常州大学石油工程学院江苏省油气储运技术重点实验室江苏常州213164

为提高集输管道中天然气水合物生成条件的预测精度,采用粒子群算法(PSO),优化支持向量机(SVM)的惩罚因子C和核函数参数g,对天然气水合物的生成压力进行了预测。结果表明,PSO-SVM模型选用径向基核函数的预测结果相对最优,最优惩罚因子C为... 详细信息

为提高集输管道中天然气水合物生成条件的预测精度,采用粒子群算法(PSO),优化支持向量机(SVM)的惩罚因子C和核函数参数g,对天然气水合物的生成压力进行了预测。结果表明,PSO-SVM模型选用径向基核函数的预测结果相对最优,最优惩罚因子C为97.5331,最优核函数参数g为0.6439,训练集和测试集的平均绝对比例误差(MAPE)分别为2.74%和2.84%;PSO-SVM模型对纯组分和多组分天然气水合物的适用温度分别为273.49~295.00 K和273.59~298.00 K;PSO-SVM模型预测纯组分和多组分天然气水合物时,平均平方误差(MSE)、平方相关系数(R~2)和MAPE分别为0.0003963、0.9996、2.84%和0.0006870、0.9983、2.74%。

关键词：天然气水合物粒子群算法支持向量机生成条件预测参数优选

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R134a闭式喷雾冷却传热性能实验研究

制冷学报 2021年第3期42卷 152-158页

作者：周年勇冯浩许泓烨刘文博郭艺星甘新海常州大学石油工程学院常州213164 新乡航空工业(集团)有限公司新乡453049

本文搭建了以R134a为工质的闭式喷雾冷却系统实验台,通过实验分析了稳态下制冷剂流量、过冷度和充注量对传热性能的作用规律,其中制冷剂流量范围为0.20~0.25 L/min、过冷度范围为5~8℃、充注量范围为0.95~1.25 kg。研究表明:在制冷剂流... 详细信息

本文搭建了以R134a为工质的闭式喷雾冷却系统实验台,通过实验分析了稳态下制冷剂流量、过冷度和充注量对传热性能的作用规律,其中制冷剂流量范围为0.20~0.25 L/min、过冷度范围为5~8℃、充注量范围为0.95~1.25 kg。研究表明:在制冷剂流量为0.184 L/min、充注量为0.95 kg条件下,实验获得最大热流密度为105.25 W/cm^(2)、最大表面传热系数为2.54 W/(cm^(2)·℃)。低热流密度(45.93~72.55 W/cm^(2))条件下,随着制冷剂流量、过冷度和充注量的增大,表面传热系数总体呈上升趋势;高热流密度(84.02~105.25 W/cm^(2))条件下,随着流量的增大,表面传热系数逐渐增大,而随着过冷度及充注量的增大,表面传热系数先增大再趋于稳定。雅各布数随着制冷剂充注量的增大逐渐减小,这对高热流密度下表面传热系数的提升不利,存在一个最佳充注量使得闭式喷雾冷却系统传热性能最佳。

关键词：喷雾冷却传热性能过冷度充注量