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送排风一体蒸发式冷气机换热装置的优化设计与实验研究

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送排风一体蒸发式冷气机换热装置的优化设计与实验研究

作者：曹旭楠广州大学

学位级别：硕士

蒸发冷却空调作为一款可以直接利用水蒸发进行制冷的设备,体现了国家对节能、环保、低能耗的社会发展提出的要求,使环境可以得到很好的保护。但目前的直接蒸发冷却式空调送入室内的空气在吸收了室内余热后,通过建筑排风口直接排出室外,... 详细信息

蒸发冷却空调作为一款可以直接利用水蒸发进行制冷的设备,体现了国家对节能、环保、低能耗的社会发展提出的要求,使环境可以得到很好的保护。但目前的直接蒸发冷却式空调送入室内的空气在吸收了室内余热后,通过建筑排风口直接排出室外,没有有效回收排风中的冷量来对新风进行预冷。同时,送风和排风独立设计,使用和安装极为不便。据此,本文设计了一款新型送排风一体式冷气机,是一种带有排风热回收装置的直接蒸发式冷气机,可以利用房间内部分含有冷量的排风对室外的新风进行热回收预冷后再进行直接蒸发冷却进一步降温后送入室内。不但可以解决蒸发冷却空调系统的排风问题,还能有效地提高能源的利用效率,是一种节能效果显著的新型蒸发式冷气机。送排风一体式冷气机的热处理过程主要在热回收段与直接蒸发冷却段进行。本文对热回收段的五种不同组合方案(换热器热回收、间接蒸发冷却热回收、直接蒸发冷却与板式换热器组合热回收、换热器与间接蒸发冷组合热回收、新风回风直接混合后再与间接蒸发冷却组合进行热回收等)的换热机理分别进行了综合分析与热力计算,分析了每种方案的适宜使用的室外气象参数条件,再结合库车市全年气象参数集得到了各方案的全年适宜运行时间与全年运行能耗,最后综合以上的几种因素对比后选定其中最为简单、高效、经济的气气换热器方案作为最终的计算、设计、制样和实验方案。为了进一步研究和说明采用了换热器进行热回收的蒸发式冷气在地区适用性方面上的改善,选取了全国不同建筑气候区域的14个典型城市作为研究对象,得到了采用换热器进行热回收的冷气机与普通直接蒸发式冷气机的室外气象参数适用范围对比。针对蒸发式冷气机的结构特点,本文对市场上常用的几种气气式换热器的换热过程以及优缺点进行对比分析,最终选定板式换热器作为本课题热回收装置。但常用的板式气气换热器一二次风通道结构尺寸相同,不适合使用在蒸发冷气机结构内。为了解决结构尺寸和阻力平衡的两个矛盾,本文设计了一款薄式不等间距板式换热器,目前尚未在市面上看到同类的产品设计。针对该换热器,进行了详细的热力计算和阻力平衡计算,确定了适宜的一次风道与二次风道的间距、换热器的具体尺寸以及理论换热效率等参数。最后按照设计方案将该板式换热器与直接蒸发冷却机组进行了组合设计,设计了一款送排风一体式冷气机。为了进一步研究所设计的薄式不等间距板式换热器的换热性能与阻力特性以及送排风一体式冷气机的整机特性,专门制作了一台整机及其换热器。分别对换热器在标准设计工况下以及变工况下进行了实验研究,实验结果显示该换热器在设计工况下与理论设计的误差在可以接受的范围内,并分析了误差产生的原因。最后针对实验样机整机进行了性能实验研究,测得了该机组在设计工况下的送风温度以及整机功率等参数,经过整理计算得到了该机组的换热效率及能效比等参数,实验结果显示该机组能够较好的满足方案设计中的预期效果。本文的最后为了能更好的优化该薄式不等间距板式换热器的设计,还借助CFD软件对该换热器在不同结构条件下的热力特性和阻力特性进行了数值模拟计算。计算首先在设计结构条件下进行,验证了计算结果与实验结果的吻合度。最后,为了提高换热器的换热能力,还通过设置凸胞扰流结构来增强换热器的换热性能,数值模拟结果显示带有凸胞扰流结构的换热器换热性能现对于平板式换热器有了12%-19%的换热性能提升,而且凸胞结构对换热器压降的影响并不明显。本文所做的研究对拓展蒸发冷却应用领域以及开发此类型的热回收性蒸发式冷气机有一定的参考意义。本开发出的空调机组将对节约空调系统新风能耗、提高室内空气品质、减少臭氧层破坏起到一定的积极作用。

关键词：换热器直接蒸发冷却热回收数值模拟

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正弦交叉波纹填料三维换热特性的数值模拟

化学反应工程与工艺 2020年第4期36卷 333-341页

作者：辛军哲曹旭楠李应新广州大学广东广州510006 华润置地商业管理服务(深圳)有限公司广东深圳518000 东莞森博科瑞莱空气制冷有限公司广东东莞523000

为了得到正弦交叉波纹通道填料内部的三维换热特性和边界结构对换热特性的影响,选用了相互交叉的两个相邻正弦波纹板之间的流道作为计算区域。将该含有多个不同流动通道和多个不同单元格的三维区域划分为16829606个非结构化四面体网格,... 详细信息

为了得到正弦交叉波纹通道填料内部的三维换热特性和边界结构对换热特性的影响,选用了相互交叉的两个相邻正弦波纹板之间的流道作为计算区域。将该含有多个不同流动通道和多个不同单元格的三维区域划分为16829606个非结构化四面体网格,运用低雷诺数k-ε紊流模型并按照实际流动边界条件进行了数值模拟,得到了该流动区域内的三维温度分布,以及填料壁面处的切应力和热流密度的分布。不但了解到该流动区域各流道的流动规律,而且也清楚看到各单元格内的流动规律。结果显示:各通道气流流动主方向的改变对其切应力、热流密度和温度等都有着显著的影响。受横向流动气流的影响,各通道背风面的切应力和热流密度很小并在节点后接近于零,而迎风面的值在中间位置附近达到最大。并对不同的进口空气流速,计算出该交叉波纹通道的蒸发冷却效率随进口速度的变化规律,与参考文献的结果比较验证了结果的可靠性。

关键词：正弦交叉波纹通道传热特性 k-ε 模型热流密度切应力数值模拟

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Al/Mg/Al复合板制备及组织性能研究

Al/Mg/Al复合板制备及组织性能研究

作者：曹旭西安工业大学

学位级别：硕士

镁合金作为轻型合金代表,具有密度低、比强度高、导热好等特点,成为极具潜力的合金材料。航空工业与汽车工业领域就应用了大量的镁合金板材作为非受力构件甚至承力构件。然而镁合金本身却具有难变形、易腐蚀、易氧化等缺点。铝合金作为... 详细信息

镁合金作为轻型合金代表,具有密度低、比强度高、导热好等特点,成为极具潜力的合金材料。航空工业与汽车工业领域就应用了大量的镁合金板材作为非受力构件甚至承力构件。然而镁合金本身却具有难变形、易腐蚀、易氧化等缺点。铝合金作为另一种轻质合金,具有密度低、耐腐蚀、加工性好等优点能弥补镁合金本身的不足。因此本文利用叠层金属复合材料的制备方法,将铝合金薄板包覆在镁合金板材表面,在250℃～400℃温度范围内,热轧制备出不同总变形率（30%～60%）的Al/Mg/Al复合板,研究了不同轧制工艺对轧制态复合板微观组织及性能影响,之后对复合板进行退火处理,研究了不同退火工艺对复合板微观组织及性能影响,最后对复合板接合界面扩散机制和强韧化机制进行分析,建立了相应的扩散动力学方程。本文的主要研究结果如下:（1）研究了轧制工艺对Al/Mg/Al复合板微观组织及性能的影响,发现随着总变形率增加,复合板Mg侧基体出现大量大变形晶粒和动态再结晶（DRX）晶粒,DRX晶粒在Mg基体内部形成“人”字型剪切带,沿轧制方向分布。复合板界面出现原子扩散层,扩散层随轧制变形率和轧制温度增加变宽,变形率和温度较高时界面产生不连续的金属间化合物（IMCs）,最厚处达4μm。随总变形率增加,复合板极限抗拉强度（UTS）增加,延伸率（EL）降低,界面结合强度增加。随轧制温度增加,UTS降低,EL增加,界面结合强度增加。350℃-50%条件下复合板性能最佳此时UTS为277.0 MPa,EL为15.8%,界面结合强度为13.95 MPa。同时发现轧制态复合板为韧脆混合断裂,Mg层以脆性断裂为主,Al侧以韧性断裂为主。（2）研究了退火工艺Al/Mg/Al复合板微观组织及性能影响,发现随着退火温度与退火时间增加,复合板Mg侧基体大变形晶粒回复,DRX晶粒长大,出现静态再结晶晶粒。复合板界面出现IMCs层,随着退火温度和时间增加逐渐变厚,同时IMCs层分为Mg17Al12与Al3Mg2两层,硬度Al3Mg2>Mg17Al12>Mg侧>Al侧。随退火温度与时间增加,复合板UTS降低,EL先增后减。本文中最佳退火工艺为250℃/1 h/AC,此时UTS为276.2 MPa,EL为19.9%,相比于原始Mg板,UTS略微提高,EL提高了10%。同时发现退火态复合板为韧脆混合断裂,Mg侧韧性断裂特征密度随温度与时间增加先增后减。IMCs层为脆性断裂,随温度与时间增加分层断裂全部处于IMCs层中。（3）利用扩散理论和Arrhenius方程对Al/Mg/Al复合板扩散机制进行分析,发现随着退火时间延长,IMCs层生长速率变慢,对IMCs层厚统计拟合后发现生长拟合曲线近似抛物线。之后解释了IMCs层生长速率变慢的原因,发现IMCs生长初期复合板界面原子扩散受阻较小,原子扩散量大,IMCs层生长速率快;随着退火时间延长,复合板界面IMCs层厚度增加,原子扩散受阻变大,原子扩散量减少,IMCs层生长速率降低。最后建立了复合板界面扩散动力学方程,当退火温度小于350℃时计算值与测量值平均误差控制在15%以内。对复合板强韧化机制进行分析,发现复合板强度和韧性提高主要是形变强化、细晶强化、应力再分配以及裂纹扩展钝化共同作用的结果。

关键词：复合板热轧金属间化合物微观组织性能

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部分充气浮空气球伞降过程流固耦合仿真

航空学报 2024年

作者：刘宇廖航吴卓舒燕曹旭北京空间机电研究所中国航天科技集团有限公司航天进入减速与着陆技术实验室北京空间飞行器总体设计部

在金星浮空气球探测器的部署过程中，浮空气球需要借助降落伞减速在空中完成充气，降落伞-浮空气球组合体的气动阻力是方案设计需要考虑的因素。针对以上问题，本文建立了降落伞-浮空气球组合体流固耦合数值模型。在该模型中，借助ALE(A... 详细信息

在金星浮空气球探测器的部署过程中，浮空气球需要借助降落伞减速在空中完成充气，降落伞-浮空气球组合体的气动阻力是方案设计需要考虑的因素。针对以上问题，本文建立了降落伞-浮空气球组合体流固耦合数值模型。在该模型中，借助ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)法对流场进行求解，流体计算网格跟随降落伞-浮空气球组合体运动。利用罚函数方法处理流场与降落伞及浮空气球之间的流固耦合，以及降落伞及浮空气球的结构自接触。采用CV(Control volume)法求解浮空气球内部压力和体积变化。通过设置浮空气球初始内部压力，以压缩的方式获得部分充气状态下的气球外形。浮空气球的浮力通过在气球表面施加随高度变化的压差实现。使用该数值模型，对金星大气环境下部分充气浮空气球伞降过程进行了仿真计算，分析了浮空气球充气量变化对计算结果的影响。计算结果表明：在来流影响下，浮空气球外形随时间发生轻微变化，同时气球存在转动；浮空气球及降落伞阻力随时间大幅振荡，两者振荡频率基本一致，充气量变化对振荡频率无明显影响；随着充气量增加，浮空气球平均阻力增大，降落伞平均阻力基本保持不变；浮空气球不同区域应力由高到低依次为：法兰盘附近及气球褶皱位置、气球顶部充满区域和气球凹陷区域。

关键词：流固耦合数值仿真浮空气球 ALE法降落伞

针灸推拿治疗血瘀型腰椎间盘突出症的效果评价

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辽宁中医杂志 2024年

作者：曹旭邓蓉张静荆门市中医医院内科

目的评价针灸推拿治疗血瘀型腰椎间盘突出症的效果。方法 2022年2月～2023年1月荆门市中医医院内科收治的血瘀型腰椎间盘突出症患者55例，分为对照组（27例）与试验组（28例），方法为随机数字表法。对照组予以常规牵引治疗，试验组行... 详细信息

目的评价针灸推拿治疗血瘀型腰椎间盘突出症的效果。方法 2022年2月～2023年1月荆门市中医医院内科收治的血瘀型腰椎间盘突出症患者55例，分为对照组（27例）与试验组（28例），方法为随机数字表法。对照组予以常规牵引治疗，试验组行常规牵引结合针灸推拿治疗，10d为1个疗程，1个疗程结束后间隔5d再进行下1个疗程，共治疗2个疗程。比较两组治疗2个疗程后临床疗效，治疗前、治疗2个疗程后腰椎功能、疼痛、疾病相关血清指标、腰背伸肌群肌力水平。结果治疗2个疗程后，两组总有效率比较，试验组更高（92.86%vs66.67%，P<0.05）。与治疗前比较，治疗2个疗程后两组Oswestry评分、视觉模拟评分（VAS）评分，血清P物质（SP）、神经肽Y（NPY）、转化生长因子-β1（TGF-β1）、血栓烷B2（TXB2）、前列腺素E2（PGE2）水平降低，且试验组更低（P<0.05）。与治疗前比较，治疗2个疗程后两组改良日本骨科协会腰痛评分表（M-JOA）评分、直腿抬高试验结果，腰背伸肌群左侧、右侧的平均功率频率（MPF）、积分肌电值（IEMG）水平升高，且试验组更高（P<0.05）。结论针灸推拿治疗血瘀型腰椎间盘突出症的效果较好，可改善患者腰椎功能，减轻疼痛，提高腰背伸肌群肌力，可能与其调节疼痛、疾病相关血清指标表达有关。

关键词：腰椎间盘突出症血瘀型针灸推拿腰椎功能疼痛肌力血清指标

多元复合改性Ag/SnO2触点材料的内氧化法制备与电气性能研究

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稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1632-1641页

作者：沈涛穆成法曹旭丹刘振武李跃陈林驰陈晓杨辉浙江大学材料科学与工程学院浙江大学温州研究院温州宏丰电工合金股份有限公司

为探究掺杂组元类型及含量对多元复合改性Ag/SnO2In2O3触点材料的内氧化法制备工艺、微观结构、显微硬度、温升、电寿命等电气性能的影响规律，采用中频熔炼-铸造工艺制备了改性Ag Sn In合金，通过内氧化法制备了多元复合改性Ag/SnO2In... 详细信息

为探究掺杂组元类型及含量对多元复合改性Ag/SnO2In2O3触点材料的内氧化法制备工艺、微观结构、显微硬度、温升、电寿命等电气性能的影响规律，采用中频熔炼-铸造工艺制备了改性Ag Sn In合金，通过内氧化法制备了多元复合改性Ag/SnO2In2O3触点材料。利用AC-4电寿命型式试验平台对触点材料进行温升、电寿命性能评价。结果表明，改性Ag/SnO2In2O3材料的内氧化工艺优选参数为700℃/5 MPa/48 h。相比于Ni、Cu或Zn二元改性而言，Ni-Cu-Zn三元改性Ag Sn合金内部存在较大的微应变，相应的改性Ag/SnO2In2O3材料的显微硬度随着In元素含量的降低呈先上升后急剧下降。由0.47%Ni、0.4%Cu、0.43%Zn和2.1%In（质量分数）组成的改性AgSnIn合金可实现完全内氧化，相应的改性Ag/SnO2In2O3材料表现为最佳的显微硬度（1382.49 MPa）、最长服役寿命（28989次）和合适的温升（43.69 K），这归因于显微结构中存在较大的微应变(1.9×10-4)和起到强化效应的晶界组织。经分析发现，在特定的In含量2.1%～3.1%（质量分数），改性Ag/SnO2触点材料的电寿命循环周期与显微硬度大小之间呈正相关性，这一结果将为Ag/SnO2触点材料的配方设计与电寿命性能预测提供新思路。

关键词： Ag/SnO2触点材料内氧化微应变显微硬度电寿命

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考虑源荷互动的电力系统随机碳流优化

中国电机工程学报 2024年

作者：葛晓琳余捷符杨曹旭丹上海电力大学电气工程学院教育部海上风电技术工程研究中心(上海电力大学) 国网江苏省电力有限公司射阳县供电分公司

风光等新能源出力的不确定性使得电源侧的碳排放难以准确追踪量化，可调度负荷的参与将进一步增加碳排放优化的复杂度。为此本文提出了一种源荷互动下的随机碳流优化方法。首先，结合风电、光伏以及可调度负荷的工作特性，从隶属度函数... 详细信息

风光等新能源出力的不确定性使得电源侧的碳排放难以准确追踪量化，可调度负荷的参与将进一步增加碳排放优化的复杂度。为此本文提出了一种源荷互动下的随机碳流优化方法。首先，结合风电、光伏以及可调度负荷的工作特性，从隶属度函数以及距离函数的角度出发改进模糊C均值聚类法，高效合理聚合出随机环境下电网的随机出力场景集；然后，基于碳排放流理论，建立考虑网损的增量碳流网络模型，实现在源荷出力随机波动过程中及时快速地追踪碳流的变化；最后，兼顾经济性、环保性和用户满意度，建立多目标的阶梯式节点边际碳排放模型，提出边际碳参数代替平均碳排放因子，精细量化负荷侧的碳减排潜力。通过算例仿真验证了本文所提源荷互动优化方法的优越性。相较于传统碳流理论调度方法，其综合成本降低了2.50%，碳排放量减少了7.11%。

关键词：源荷互动随机碳流模糊聚类增量网络边际碳排放

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全肠道坏死性小肠结肠炎的诊治现状与困境

中国实用儿科杂志 2024年第5期39卷 338-341页

作者：曹旭清沈淳国家儿童医学中心复旦大学附属儿科医院外科新生儿外科上海201102

全肠道坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis totalis,NEC-T)是坏死性小肠结肠炎(NEC)中最严重的类型,病情发展迅速,预后不良风险较高,且目前缺少普遍认可的诊疗策略。该文就NEC-T的危险因素、治疗决策及预后、治疗过程中可能面... 详细信息

全肠道坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis totalis,NEC-T)是坏死性小肠结肠炎(NEC)中最严重的类型,病情发展迅速,预后不良风险较高,且目前缺少普遍认可的诊疗策略。该文就NEC-T的危险因素、治疗决策及预后、治疗过程中可能面临的伦理问题等进行概述,并阐述临床诊治过程中的难题与困境。

关键词：坏死性小肠结肠炎全肠道坏死性新生儿

单中心10年先天性食管闭锁外科治疗及预后分析

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中华小儿外科杂志 2024年第2期45卷 107-113页

作者：冯众何炜婧高润楠朱海涛田钰欣曹旭清董岿然陈功沈淳复旦大学附属儿科医院外科上海201102

目的探讨先天性食管闭锁(esophageal atresia,EA)的治疗及患儿术后生活质量。方法收集2008年6月至2018年12月复旦大学附属儿科医院新生儿外科首次治疗的259例EA患儿的临床资料,其中男143例,女116例,统计合并畸形、放弃治疗、治愈率、EA... 详细信息

目的探讨先天性食管闭锁(esophageal atresia,EA)的治疗及患儿术后生活质量。方法收集2008年6月至2018年12月复旦大学附属儿科医院新生儿外科首次治疗的259例EA患儿的临床资料,其中男143例,女116例,统计合并畸形、放弃治疗、治愈率、EA分型、术后并发症等情况,并对术后中远期临床症状和生长发育情况进行随访。结果共计259例食管闭锁患儿在复旦大学附属儿科医院首次治疗,213例接受了手术,术后放弃治疗死亡或自动出院失随访19例。194例食管闭锁治愈并出院,术后治愈率为91.1%(194/213)。其中A型11例,C型179例,D型1例,E型3例。179例C型食管闭锁,其中99例开放手术,80例胸腔镜手术,胸腔镜手术吻合口狭窄率显著高于开放手术(55.0%比39.4%,P<0.05),但胸腔镜手术并非吻合口狭窄的独立危险因素。现有数据分析未发现吻合口漏的危险因素;但吻合口漏是食管气管瘘复发的独立危险因素。中远期临床症状主要以慢食为主,占65.0%;其次为进食后反流或烧心症状,占33.6%,1.6%需手术干预;术后脊柱侧弯有5.6%,以特发性、保守治疗为主,合并脊柱发育异常需要手术。EA患儿整体生长发育情况较好,仅8.8%年龄别身高<-2,生长发育迟缓,而食管复杂手术史是生长发育迟缓的影响因素。结论 EA患儿整体预后良好,但术后中远期随访存在相关临床症状,仍需要长期随访观察。

关键词：食管闭锁预后并发症生长发育