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Experimental Investigation on Flow Pattern and Bubble Behavior during Subcooled Flow Boiling of R1233zd(E)in Parallel Channels

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Journal of Thermal Science 2023年第6期32卷 2374-2385页

作者： fang yidong ZHANG Zhao XU Dan WANG Yuchen YANG Huinan HUANG Yuqi School of Energy and Power Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai200093China Shanghai Key Laboratory of Multiphase Flow and Heat Transfer in Power Engineering Shanghai200093China Key Laboratory of Clean Energy and Carbon Neutrality of Zhejiang Province Jiaxing Research InstituteZhejiang UniversityJiaxing314031China Key Laboratory of Smart Thermal Management Science&Technology for Vehicles of Zhejiang Province Taizhou317200China

In this study,the flow pattern and bubble behavior of R1233zd(E)during subcooled flow boiling in parallel channels are experimentally investigated with visualization and thermal *** test section is composed of 21 rectangular mini channels with the hydraulic diameter of 1.5 mm and the length of 140 *** flow,slug flow,churn flow and wavy-annular flow occur in sequence with the increase of vapor quality,while transient flow pattern transition process involving multiple flow patterns are also *** distribution of flow pattern is non-synchronized and axial-asymmetric,with earlier flow pattern transitions observed in peripheral channels away from the center *** initial nucleate site in each channel also show a random and axial-asymmetric distribution,while faster bubble growth can be noted in some channel under the comprehensive effects of liquid evaporation and bubble *** variation of heat transfer coefficient is correspondence to the flow pattern transition,showing different trends along the flow *** increase of mass flux can lead to delayed flow pattern transition and variation of heat transfer *** addition,higher heat transfer coefficient can be noted in channels away from the center axis.

关键词： flow boiling flow pattern bubble behavior parallel channel visualization

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Investigation on the Transient Thermal Performance of a Mini-Channel Cold Plate for Battery Thermal Management

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Journal of Thermal Science 2021年第3期30卷 914-925页

作者： fang yidong SHEN Jiali ZHU Yue YE Fei LI Kang SU Lin School of Energy and Power Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China Shanghai Key Laboratory of Multiphase Flow and Heat Transfer in Power Engineering Shanghai 200093China

Cold plate is an important component for a liquid battery thermal management *** order to study the transient thermal performance of the cold plate under conditions with sharply increasing heat loads,the numerical model of a battery cold plate is *** validation experiment shows that the error between the simulation and experiment is around 2.5%to 5%.Effects of the coolant flow rate,the increase in heat flux,and the channel number are analyzed to study the transient thermal performance of the cold *** show that the average temperature of the cold plate at 540 s is lowered from 28.3℃ to 26.9℃ when the coolant flow rate is raised from 0.065 kg/s to 0.165 kg/*** temperature deviation is decreased when the coolant flow rate is increased from 0.065 kg/s to 0.115 kg/s;however,it is slightly increased if the coolant flow rate is further *** average temperature and temperature deviation are raised if the final heat flux is increased from11000 W/m^(2) to 16500 W/m^(2),which are 2 and 3 times of the initial,*** addition,increasing the channel number has slightly positive effect on the average temperature of the cold plate,while the temperature deviation is increased when the channel number is increased from 3 to 11 due to the non-uniform velocity distribution between each *** results of this study will be helpful during the design of cold plate for battery thermal management,especially for transient conditions with sudden rising heat loads like thermal runaway.

关键词： battery thermal management cold plate transient analysis temperature distribution mini-channel

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Investigation on the Influence of Refrigerant Charge Amount on the Cooling Performance of Air Conditioning Heat Pump System for Electric Vehicles

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Journal of Thermal Science 2019年第2期28卷 294-305页

作者： LI Kang LAN Jiao ZHOU Guoliang TANG Qitian CHENG Qia fang yidong SU Lin School of Energy and Power Engineering University of Shanghai for Science and Technology

The application of air conditioning heat pump(ACHP) in electric vehicles could lead to significant electrical power saving effect. As for an air conditioning heat pump system for electric vehicles, the influence of refrigerant charge amount should be investigated during the design phase. In this study, experimental method was employed to investigate the influence of the refrigerant charge amount on the performance of the ACHP system. The results showed that the refrigerant charge amount had different influence on the refrigerant properties at various locations within the system. The coefficient of performance and pressure-enthalpy diagram were calculated, and showed a close relationship with refrigerant charge amount under different compressor speeds. The degree of subcooling and the degree of superheating were recorded and the critical charge amount was determined by a typical practical test method. In addition, the critical refrigerant charge amount determined by the experimental method was also compared with two typical void fraction correlation models, and the model with consideration of two phase stream reaction of the refrigerant showed a good estimation accuracy on the critical charge amount.

关键词： air conditioning heat pump electric vehicle critical refrigerant charge cooling performance

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Study on pneumatic-fuel hybrid system based on waste heat recovery from cooling water of internal combustion engine

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Science China(Technological Sciences) 2013年第12期56卷 3070-3080页

作者： fang yidong LI DaoFei FAN ZhiPeng XU HuanXiang WANG Lei YU XiaoLi Department of Energy Engineering Zhejiang University

The paper proposes a novel pneumatic-fuel hybrid system,which combines a traditional internal combustion engine(ICE)and a pneumatic *** important merit of this concept is that the system can recover waste from cooling water of internal combustion engine to optimize the working process of pneumatic engine,and thus to improve the entire efficiency of the hybrid ***,energy-saving effect due to lower cooling fan power can be achieved on ICE by waste heat recovery of pneumatic *** on thermodynamic analysis,an experimental system is designed and established for *** experimental results show that the performance of pneumatic engine is improved when the waste heat recovery concept of the hybrid system is *** an application example on a 4-cylinder engine is analyzed and discussed using numerical *** results show that the fan power of the ICE cooling system can be saved up to 50%by applying the hybrid *** the appreciable improvements on the energy efficiency with only limited system modifications when the concept is applied to traditional ICE based power systems,the proposed hybrid concept has the potential to serve as an alternative technology aiming for energy saving and emission reduction.

关键词： pneumatic engine pneumatic-fuel hybrid system waste heat recovery experimental study efficiency improvement

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FRACTAL CHARACTERIZATION OF ELECTROMAGNETIC SCATTFRING WAVES FROM ROUGH SEA SURFACES

FRACTAL CHARACTERIZATION OF ELECTROMAGNETIC SCATTFRING WAVES...

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1998 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology

作者： Jihuan YAO yidong fang Jingming XIAO Debiao GE Physics department Xidian University

＜正＞Based on the sea power spectrum a fractal model of equilibrium gravity waves is *** analytical closed-form formulation of scattering coefficient is also *** the fractal dimension of hack scattered wave is extracted by box-counting technique,and its relation with the parameters of sea surface and radar system *** results obtained is useful for target detection on the rough sea surface and remote sensing.

关键词： rough sea surface gravity wave fractal dimension kirchhoff approximation

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DOC+DPF对生物柴油发动机排气颗粒理化特性的影响

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内燃机学报 2016年第2期34卷 142-146页

作者：方奕栋楼狄明胡志远谭丕强同济大学机械工程博士后流动站上海201804 同济大学汽车学院上海201804

以某型高压共轨柴油机为研究对象,研究试验样机燃用BD20混合燃料时,DOC+DPF后处理装置对其排气颗粒理化特性的影响.结果表明:外特性工况下,试验样机连接DOC+DPF后,聚集态颗粒数量浓度降幅最高达99.4%,,而核态颗粒数量浓度降幅不如聚集... 详细信息

以某型高压共轨柴油机为研究对象,研究试验样机燃用BD20混合燃料时,DOC+DPF后处理装置对其排气颗粒理化特性的影响.结果表明:外特性工况下,试验样机连接DOC+DPF后,聚集态颗粒数量浓度降幅最高达99.4%,,而核态颗粒数量浓度降幅不如聚集态颗粒.随试验样机转速上升,DOC+DPF的捕集效率呈上升趋势.此外,试验样机连接DOC+DPF后,多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAH)排放质量下降91.5%,,所检测的19种PAH组分中,有17种组分排放质量减少,DOC+DPF可使PAH等效毒性下降93.9%,.

关键词：颗粒捕集生物柴油颗粒排放理化特性

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车用大尺寸软包锂离子电池在高低温升工况下的生热率测定

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仪器仪表学报 2021年第8期42卷 87-94页

作者：王帅林盛雷苏林方奕栋李康' 上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093

提出了一种电动汽车用大尺寸软包锂离子电池的生热率测量方法——热补偿法,研究了电池生热率与工作电流、温度之间的曲线关系,其有效性得到了常规热流计法的验证,最后结合这两种方法研究了电池在高、低温升工况下的生热特性。研究结果表... 详细信息

提出了一种电动汽车用大尺寸软包锂离子电池的生热率测量方法——热补偿法,研究了电池生热率与工作电流、温度之间的曲线关系,其有效性得到了常规热流计法的验证,最后结合这两种方法研究了电池在高、低温升工况下的生热特性。研究结果表明,基于热补偿法的电池生热率平均测算偏差低于5.6%;电池的生热率随工作电流的增大而增大,二者呈二次非线性关系;电池在高温升工况下的生热率随放电深度呈先降后升趋势,形似U型曲线;电池在低温升工况下的平均生热率较其在高温升工况下高约13.7%。提出的热补偿法具有精度高、成本低、简便灵活等优势,研究成果可为大尺寸软包锂离子电池的热模型建立和热管理系统设计给予指导。

关键词：大尺寸软包锂离子电池生热率高低温升工况热补偿法实验测试

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平行通道直冷板内R1233zd(E)流动沸腾换热压降特性实验

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制冷学报 2022年第4期43卷 145-150,166页

作者：王雨晨方奕栋苏林杨文量张昭上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市多相流动与传热重点实验室上海200093

为研究平行通道直冷板的压降特性对换热的影响,本文对不同质量通量(118~1300 kg/(m^(2) s))、入口过冷度(2.5~8 K)条件下低压制冷剂R1233zd(E)在平行通道直冷板内的摩擦压降进行了实验研究,分析了单相及两相摩擦压降以及气液相速度的变... 详细信息

为研究平行通道直冷板的压降特性对换热的影响,本文对不同质量通量(118~1300 kg/(m^(2) s))、入口过冷度(2.5~8 K)条件下低压制冷剂R1233zd(E)在平行通道直冷板内的摩擦压降进行了实验研究,分析了单相及两相摩擦压降以及气液相速度的变化规律。结果表明:在制冷剂单相情况下,随热流密度的增加,通道内的摩擦压降先减小后增加。当制冷剂进入两相状态后,摩擦压降随热流密度的增加而快速增长;质量通量的增加会使汽化核心的位置延后,导致摩擦压降变化趋势突变点的出现有所推迟。此外,在高热流密度下,制冷剂液相速度和气液相相对速度均有所增加;相同干度条件下,较高的质量通量使气液相相对速度增加,摩擦压降增速变快。

关键词：平行通道流动沸腾摩擦压降 R1233zd(E)

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平行小通道直冷板传热特性实验研究

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制冷学报 2021年第3期42卷 87-92页

作者：胡凌韧方奕栋杨文量徐丹苏林李康上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

作为两相冷却技术的核心部件,直冷板的传热特性越来越受到关注。本文基于泵循环两相流实验系统,设计了一块平行小通道直冷板,直冷板流道区域尺寸为140 mm×50 mm,包含21根通道,通道截面尺寸为1.5 mm×1.5 mm,通道间由0.5 mm厚的肋片分... 详细信息

作为两相冷却技术的核心部件,直冷板的传热特性越来越受到关注。本文基于泵循环两相流实验系统,设计了一块平行小通道直冷板,直冷板流道区域尺寸为140 mm×50 mm,包含21根通道,通道截面尺寸为1.5 mm×1.5 mm,通道间由0.5 mm厚的肋片分隔。通过改变制冷剂进口温度、流量以及热流密度,分析平行小通道直冷板流道内部不同区域壁面温度及表面传热系数的变化规律。结果表明,制冷剂热流密度0.5 W/cm^(2)、进口温度15℃、质量流量150 kg/h时,不同流道内壁面温度均沿流动方向呈单调上升趋势;当制冷剂热流密度升至6 W/cm^(2),壁面温度先升高后趋于稳定,中间流道的壁面温度均高于周边流道。在低热流密度下,直冷板流道内部不同位置的表面传热系数沿流动方向基本不变;而在高热流密度下,流道出口处的表面传热系数呈现上升的趋势,最大增幅为21%。与壁面温度相似,周边流道的表面传热系数高于中间流道,表面传热系数相差7%~24%。

关键词：两相冷却沸腾传热平行小通道直冷板

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采用多通道直冷板的两相循环冷却系统实验研究

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制冷学报 2021年第6期42卷 21-27页

作者：杨文量方奕栋胡凌韧徐丹苏林李康上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

本文搭建了以R1233zd(E)为工质的多通道直冷板两相循环冷却系统,并在冷凝温度为10、15、20℃,质量通量为147~882 kg/(m^(2)·s),热流密度为7.73~39.75 kW/m^(2)工况下对系统热力学循环和冷却性能进行实验研究。实验结果表明:质量通量上... 详细信息

本文搭建了以R1233zd(E)为工质的多通道直冷板两相循环冷却系统,并在冷凝温度为10、15、20℃,质量通量为147~882 kg/(m^(2)·s),热流密度为7.73~39.75 kW/m^(2)工况下对系统热力学循环和冷却性能进行实验研究。实验结果表明:质量通量上升,出口制冷剂焓值降低,热流密度上升,蒸发压力与出口制冷剂焓值升高。不同热流密度下冷板壁面温度随质量通量的变化趋势有所不同:当热流密度为7.73 kW/m^(2)时,制冷剂质量通量由147 kg/(m^(2)·s)增至735 kg/(m^(2)·s),局部壁面最大温差由2.9 K降至1.6 K;当热流密度为39.75 kW/m^(2)时,局部壁面最大温差由3.6 K增至5.2 K。不同质量通量下,表面传热系数随热流密度增加有不同幅度的升高:质量通量为147 kg/(m^(2)·s)时,表面传热系数由1843 W/(m^(2)·K)增至4528 W/(m^(2)·K);而质量通量为588 kg/(m^(2)·s)时,在相同条件下表面传热系数由1536 W/(m^(2)·K)增至3569 W/(m^(2)·K)。

关键词：两相冷却表面传热系数冷却性能直冷板

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