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6000t/d生产线多管冷却器的研制与应用

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水泥 2009年第4期 34-37页

作者：梁宏灿李铭许小雷合肥水泥研究设计院安徽合肥230051

多管冷却器是利用风管表面散热的原理，通过管内高温烟气与管外空气的热交换达到管内烟气降温的目的。多管冷却器分为自然对流风冷与强制风冷两种形式，自然对流风冷的，冷空气流速低，热交换效果不明显，若要降温效果好，则设备体积庞... 详细信息

多管冷却器是利用风管表面散热的原理，通过管内高温烟气与管外空气的热交换达到管内烟气降温的目的。多管冷却器分为自然对流风冷与强制风冷两种形式，自然对流风冷的，冷空气流速低，热交换效果不明显，若要降温效果好，则设备体积庞大，投资费用高，难于满足要求；强制风冷将自然对流速度从2～3m／s提高至10m／s以上，大大提高了散热效果，减小了热交换器的体积。国内1500-2200t／d生产线很多采用强制风冷的多管冷却器，

关键词：冷却器生产线多管强制风冷应用自然对流热交换器高温烟气

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基于浸没式冷却的锂离子电池实验研究

电源技术 2023年第11期47卷 1409-1413页

作者：吴成会梁才航桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541000

针对锂离子电池在高倍率放电下的散热问题,设计了以SF33为冷却工质的浸没式冷却实验系统,并进行相关的实验研究,且与风速为2 m/s的强制风冷实验进行对比分析,最后对沸腾过程进行可视化研究。结果表明:单体电池分别以3 C、5 C倍率放电时... 详细信息

针对锂离子电池在高倍率放电下的散热问题,设计了以SF33为冷却工质的浸没式冷却实验系统,并进行相关的实验研究,且与风速为2 m/s的强制风冷实验进行对比分析,最后对沸腾过程进行可视化研究。结果表明:单体电池分别以3 C、5 C倍率放电时,浸没式冷却比强制风冷最大温升分别低2.36和6.45℃;在5 C倍率动态放电策略下,浸没式冷却条件下电池温度稳定在34~36℃波动,而在强制风冷条件下电池温度波动上升;沸腾过程强化了传热,带走了更多的热量;浸没式冷却电池组的温度控制在36℃,且电池之间温差较小。

关键词：锂离子动力电池浸没式冷却强制风冷可视化

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电石炉炉气电改袋除尘技术

安全与环境工程 2012年第5期19卷 35-36页

作者：马娥云南天兰环保科技开发有限公司昆明650118

介绍了某厂3台20 000kVA内燃式电石炉炉气除尘系统由原来采用的电式除尘器改为袋式除尘器技术,同时将原系统内的增湿塔改造为强制风冷及预荷电、预除尘设备,这样不但可以降低烟气温度使其满足袋式除尘器对进口烟气温度的要求,同时使微... 详细信息

介绍了某厂3台20 000kVA内燃式电石炉炉气除尘系统由原来采用的电式除尘器改为袋式除尘器技术,同时将原系统内的增湿塔改造为强制风冷及预荷电、预除尘设备,这样不但可以降低烟气温度使其满足袋式除尘器对进口烟气温度的要求,同时使微细粉尘荷电凝聚,提高了后续袋式除尘器对颗粒的捕集效率,并降低了袋式除尘器的阻力损失。改造后的系统运行稳定,烟气出口排放浓度满足国家环保要求。

关键词：内燃式电石炉炉气电式除尘器袋式除尘器强制风冷预荷电

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电池热管理系统分析与应用研究

电池热管理系统分析与应用研究

作者：李敬会南昌大学

学位级别：硕士

动力电池组是新能源汽车最主要的储存能量的装置,更是混合动力或电动汽车的关键部件,它的性能好坏直接决定混合动力或电动汽车的运行状况。车辆装载电池包的空间有限,电池工作中产生的热量在电池包内累积,会使电池包各处的温度分布不均... 详细信息

动力电池组是新能源汽车最主要的储存能量的装置,更是混合动力或电动汽车的关键部件,它的性能好坏直接决定混合动力或电动汽车的运行状况。车辆装载电池包的空间有限,电池工作中产生的热量在电池包内累积,会使电池包各处的温度分布不均匀,影响电池单体的温度一致性,从而降低电池充放电循环效率,影响电池功率和能量的发挥。严重时还可能导致热失控,影响整车的安全性和可靠性。本文选用的锂离子电池具有存储能量密度大、比功率大、循环寿命长等优点,但其对温度特别敏感,温度过高、过低都不能使它的性能充分发挥。所以,需要对电池进行热管理,将电池温度控制在合理的范围内,使电池组发挥最佳的性能和寿命。为解决锂离子电池在放电过程中温度过高以及电池组间温度不一致性,本文结合国家自然科学基金项目(No.51762034),开展复合相变材料与风冷结合的电池热管理仿真模型建立以及电池组散热控制策略制定等方面的研究。主要研究内容如下:(1)通过对锂离子电池的热特性分析,得出电池的导热系数、密度、比热容等物性参数,建立单体电池的三维生热模型,利用Fluent软件模拟仿真电池充放电过程,获得温度变化的温度云图;对单体电池进行不同倍率的放电实验,并与仿真模拟结果进行对比分析,结果表明:利用建立的电池三维生热模型模拟的结果与实际电池的发热行为具有很高的相似度。(2)在得到准确单体电池三维生热模型的基础上,设计动力电池组的三维生热模型,仿真结果显示电池组在自然风冷状态下,随着放电倍率的增加,电池组间的温度一致性越来越差。当2C倍率放电时,电池组的最高温已经超过了锂离子电池的理想工作温度区间29318K,不能满足电动汽车实际使用中复杂工况的要求。为此,本文在尽量不消耗电池能量的理念下,提出了采用相变材料作为散热媒介的电池热管理系统。(3)正硅酸四乙酯作为二氧化硅的先驱体,加入相应比例的催化剂、分散剂,采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅;石蜡作为相变材料,膨胀石墨为导热增强材料,用熔融共混法制备了石蜡/膨胀石墨/二氧化硅复合相变材料。分析了复合材料的热特性,对于使用复合相变材料的电池热管理系统,设计了电池模组间无间距和有间距两种散热形式。仿真结果表明:使用相变材料的电池热管理系统能很好的保证温度一致性,电池组最大温差控制在3K以内;电池模组间距4mm基本能满足4C的高倍率放电的使用工况,最高温度为318.5997K;5C倍率放电时,最高温度达到了323.8218K,存在安全隐患。因此,本文提出在高倍率放电工况下,在复合相变材料散热的基础上加入强制风冷辅助散热。(4)相变材料以潜热的形式吸收电池放电过程中产生的热量,在自然风冷状态下,相变潜热很难散去,影响电池的下一次循环使用;电池以5C的高倍率放电时,复合相变材料已经完全融化,在此情况下设计复合相变材料与风冷耦合的电池组热管理系统,模拟分析强制风冷开启时刻以及风速大小对电池组温度场分布的影响。4C倍率放电时,在电池组最高温达到316K左右时,以2m/s的风速,电池组最高温控制在317.8316K,电池组最大温差在1K左右;5C倍率放电时,风速在9m/s时才能使电池最高温以及电池组最大温差控制在理想范围内。(5)通过对复合相变材料和风冷相结合的电池热管理系统仿真结果的分析,搭建系统实验平台,实验结果与仿真结果非常接近,验证了复合相变材料与风冷耦合的电池热管理系统具有一定的工程使用价值,可供电池热管理系统的设计参考。

关键词：锂离子电池电池热管理复合相变材料强制风冷

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电动汽车用锂离子电池热管理系统的研究

电动汽车用锂离子电池热管理系统的研究

作者：凌晨河南师范大学

学位级别：硕士

锂离子动力电池因其高能量密度,长循环寿命等特点,广泛用于电动汽车储能系统。然而,锂离子动力电池对工作温度有着苛刻的要求:电池工作温度过低将会导致电池的电性能下降,电池工作温度过高又将会导致容量衰减过快,缩短电池的使用寿命;... 详细信息

锂离子动力电池因其高能量密度,长循环寿命等特点,广泛用于电动汽车储能系统。然而,锂离子动力电池对工作温度有着苛刻的要求:电池工作温度过低将会导致电池的电性能下降,电池工作温度过高又将会导致容量衰减过快,缩短电池的使用寿命;当电池温度超过高温极限时,将会发生热失控,危及使用者的安全。此外,辅助设备能耗过高,缩短电动汽车的续航里程。因此,对锂离子动力电池热管理系统进行研究、分析和优化是非常有意义的。本文从电动汽车用锂离子电池着手,分别从电池产热、风冷散热、系统控制策略分析三个方面对电池热管理系统进行了研究。旨在通过优化设计电池热管理系统,为电池提供一个合适的工作温度环境,提高电池系统的安全性,延长电池的使用寿命。此外,最大程度减少各个辅助设备的能耗,从而延长电动汽车的续航里程。具体研究内容如下:(1)研究不同工作温度条件下的锂离子动力电池,考察了温度对其性能的影响规律和热失控特点,建立锂离子动力电池瞬态产热计算模型。通过研究不同温度条件下的锂离子动力电池的特性,分析了温度对电池的电性能的影响,以及电池热失控的行为特点,探究了不同SOC、温度、放电倍率和持续放电时间对电池等效内阻的影响。实验结果表明,电池等效内阻会随着SOC变化而不断波动;随着电池温度的升高而逐渐减小;当放电倍率小于0.5C时,等效内阻随着放电倍率的增大而减小;而当放电倍率大于0.5C时,等效内阻不再随放电倍率的增大而发生明显变化;延长持续放电时长将会增加电池的等效内阻,且当持续放电时长小于100 s时,电池等效内阻与持续放电时长的关系将会受SOC的影响而有所差异。基于上述实验分析测试结果,建立电池瞬态产热计算模型,综合考虑温度、SOC、放电倍率以及持续放电时间对电池的影响,预估电池的产热情况。(2)设计了18650型锂离子动力电池4P8S风冷式模组,研究了顺排、错排和交叉排三种不同电池排列结构的强制风冷系统。通过研究电池在不同放电倍率条件下的特性,分析在不同产热率条件下系统的冷却效果;通过调整冷却风速,分析电池模组在不同冷却风速下的冷却能力、系统能耗和电池温度分布情况。实验结果表明,随着电池放电倍率的增加,电池的温升近似呈线性增加;提高冷却风速可以有效减小电池的温升,同时也将降低电池温度的一致性;随着冷却风速的提高,电池系统冷却效果的改善力度将逐渐变弱,风机的能耗将会随着风速的增加呈指数增长;关于风冷电池模组温度分布特点,顺排结构模组温度最小值出现在冷却风进口处,而错排和交叉排结构的电池,温度最小值出现在沿冷却风流动方向的第二列;沿着冷却风流动的方向,相邻两列的电池温差逐渐减小;三种排布的电池温度最大值点均出现于冷却风出口处。相比于其他两种排布结构,顺排结构电池模组具有最好的散热性能和温度一致性。(3)针对主动强制风冷模式的电池热管理系统,建立Simulink系统仿真模型,充分考察电池产热、风冷换热、风机与制冷系统的能耗以及电池容量衰减,通过顺排结构电池模组实验确定模型参数。对温度阈值设定、冷却风机与制冷系统的功率配比两个方面的系统控制策略进行研究分析。结果表明,电池在外界环境温度为308 K条件下工作,将电池温度控制在313 K左右,热管理系统具有更小的冷却能耗和更高的冷却效果;温度阈值范围越大,模组在工况循环中的最高温度越高,温差越小。提高风机或者制冷系统的输入功率均可以有效降低模组的温度,减缓电池容量衰减。模组温差和电池劣化的不一致程度将随制冷系统输入功率的增大而增大,却随风机输入功率增大而减小。

关键词：锂离子动力电池热管理产热强制风冷能耗

面向复杂环境的激光器系统光机热耦合分析技术研究

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面向复杂环境的激光器系统光机热耦合分析技术研究

作者：赵紫云中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

3～5μm中波红外激光与9～11μm长波红外激光处于大气传输窗口,在传输过程中激光能量衰减小,并且可以同时输出较高的平均功率和脉冲峰值功率,使得其在大气环境监测、光电对抗、高精度激光制造、激光雷达、光电探测等诸多工业和国防领域... 详细信息

3～5μm中波红外激光与9～11μm长波红外激光处于大气传输窗口,在传输过程中激光能量衰减小,并且可以同时输出较高的平均功率和脉冲峰值功率,使得其在大气环境监测、光电对抗、高精度激光制造、激光雷达、光电探测等诸多工业和国防领域有广泛应用。为了提高激光器的可靠性、稳定性和对环境的适应性,同时满足机载复杂环境对激光器的重量、体积、功耗和使用温度等方面的严格要求,本文基于光机热耦合设计方法,以机载大气监测CO激光器为例,开展了CO激光器系统的光机热耦合分析;同时,根据中红外固体激光器中光学元器件的光机特性,开展激光器关键元器件高精度温控技术研究。首先,结合激光器光学和结构特点,分析了以传热学作为节点的光机热耦合分析方法的基本原理与有限元仿真方法。在理论方面,针对机载激光器使用条件,分析了典型热传递方法的适用性,并详细地介绍了热电制冷(TEC)和热管等小型轻质温控元件的工作原理。在仿真分析方面,介绍了温度场分析与热弹性分析有限元方法。为后续激光器系统及关键元件温控方案设计提供理论与仿真支撑。然后,开展了机载条件下CO激光器系统光机热耦合分析。针对机载环境激光器工作要求,结合CO激光器光机结构与工作特性,建立了基于激光器工作性能-TEC温控能力-环境温度-散热结构的闭环激光器温度控制方案,并建立包含激光器热-结构-流场的有限元分析模型。该方案具备宽温域调节能力:在高温条件下,通过TEC冷端对激光器进行制冷,通过强制风冷对TEC热端进行散热,根据TEC正常工作特性,基于有限元分析模型对风扇和翅片等进行参数优化;在低温条件下,改变TEC电流输入方向为激光器加热,形成环境、激光器和TEC的热平衡,仿真计算加热过程的激光器温度变化。根据高低温环境下施加主动温控后激光器的温度场分布,仿真计算由于温度变化引起的激光器谐振腔前后窗口镜的变形情况。搭建CO激光器高低温实验平台,根据机载使用要求设置温度变量,安装温度传感器采集实验过程中激光器温度变化,对比测试高低温条件激光器输出功率与实验室室温条件激光器输出功率,通过实验验证了温控方案的有效性。最后,开展了中红外固体激光器中关键光学元器件温控技术研究。与CO激光器不同固体激光器中光学元器件对温度更为敏感,温控精度要求更高。因此,针对隔离器光机特性,建立了由轴流风扇、散热翅片、TEC和热管组成的温控方案;针对MgO:PPLN光学晶体对工作模式与温度要求,设计了包含被动隔热层和主动TEC温控的晶体热沉结构。TEC作为光学元器件精准温控的关键,其性能直接影响温控效果。基于有限元方法建立了TEC电热转换过程,将TEC仿真参数调用至隔离器与MgO:PPLN晶体的温控仿真模型中,计算得到隔离器和晶体的稳态温度分布,结果表明满足中红外固体激光器关键元器件的温控要求。

关键词：激光器温控技术 TEC 强制风冷有限元分析

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力帆LF125T-B 一路悦行

摩托车 2014年第11期 62-67页

作者：流云拾光摄影工作室

悦动之芯全新LF125T-B搭载了力帆精心调校的踏板车专用发动机,四冲程强制风冷单缸,采用高位进气系统,在为汽缸提供清洁混合气的同时有效避免灰尘进入而导致的异常磨损,同时,进气口的提高也有利于雨天及恶劣环境中的通过性,提高整车的... 详细信息

悦动之芯全新LF125T-B搭载了力帆精心调校的踏板车专用发动机,四冲程强制风冷单缸,采用高位进气系统,在为汽缸提供清洁混合气的同时有效避免灰尘进入而导致的异常磨损,同时,进气口的提高也有利于雨天及恶劣环境中的通过性,提高整车的可靠性。传动系统是踏板车发动机的重要部件,也在很大程度上决定了整机的性能和耐久性，为此，技术人员针对性地重新优化设计了LF125T-B的传动机构，使其更为顺畅和耐用，强化了高转速时动力传递的可靠性。

关键词：力帆强制风冷进气系统异常磨损传动系统传动机构优化设计技术人员

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湿芯辅助的动力电池热管理系统的热特性研究

制冷与空调（四川） 2023年第6期37卷 760-767页

作者：马肖娜陈奕严华夏陶求华范益沿集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021 东净(厦门)能源有限公司厦门361023

风冷电池热管理技术发展成熟且成本低廉,但由于空气的对流系数小,限制了传统风冷系统的散热能力。为了强化传热,设计了一种湿芯辅助的强制风冷电池热管理系统。利用Fluent软件建立锂离子电池组生热模型,对比研究不同室外参数和风速下同... 详细信息

风冷电池热管理技术发展成熟且成本低廉,但由于空气的对流系数小,限制了传统风冷系统的散热能力。为了强化传热,设计了一种湿芯辅助的强制风冷电池热管理系统。利用Fluent软件建立锂离子电池组生热模型,对比研究不同室外参数和风速下同一电池组在传统风冷和湿芯辅助下的电池热特性。湿芯可使电池组进风温度降低4.9-6.6℃,从而降低电池表面的最高温度,但电池组均温性会稍微恶化。在较热和干燥的环境条件下,湿芯可以获得更高的冷却效率。在38℃高温环境下,湿芯辅助的风冷系统仍可避免电池过热的风险,但不推荐低于1.0m/s的风速。

关键词：电池热管理强制风冷直接蒸发冷却 CFD仿真

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国产四冲程通用汽油机技术参数表

小型内燃机与车辆技术 1982年第4期 50-56页