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冷流比对涡流管内部流场影响的数值研究

轻工机械 2020年第6期38卷 21-26页

作者：高凡胡卓焕李瑞上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为了探究不同冷流比对于涡流管内部流动的影响,课题组建立了涡流管的三维模型,在进气压力为0.38MPa工况下,采用了Standard κ-ε模型对涡流管内的气体流动进行稳态数值模拟,获得了不同冷流比条件下的速度、压力以及温度变化趋势。研究... 详细信息

为了探究不同冷流比对于涡流管内部流动的影响,课题组建立了涡流管的三维模型,在进气压力为0.38MPa工况下,采用了Standard κ-ε模型对涡流管内的气体流动进行稳态数值模拟,获得了不同冷流比条件下的速度、压力以及温度变化趋势。研究结果表明:热端管内的能量分离主要集中在其前部靠近涡流室的位置,且在同一管径截面上,径向外层旋流具有更高的静压和温度;相对于低冷流比时,高冷流比的静压值和温度值更高;此外,在高冷流比时回流边界层范围进一步扩张,滞止点位置更接近于热端出口,增大了内外旋流的能量交换面积,有利于热流温度的提升,但会减弱涡流管整体的制冷效果。

关键词：涡流管 Standardκ-ε模型流场冷流比滞止点

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涡流管制冷器在样品处理系统中的应用

化工自动化及仪表 2022年第4期49卷 479-483,521页

作者：董慧来中海壳牌石油化工有限公司

对涡流管制冷的特点进行了分析,针对涡流管制冷效果易受环境温度影响的缺点给出了简洁的温度控制解决方案,仅增加了温控器、电磁阀和热电阻部件。通过组态,该方案可将进入涡流管的样气温度控制在2~14℃。

关键词：样品预处理温度控制器涡流管冷却器冷流比电磁阀

结霜工况下空气源热泵-冷柜双联机性能实验研究

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制冷学报 2020年第5期41卷 124-129,152页

作者：吴琦琦郭宪民丁明青天津商业大学天津市制冷技术重点实验室天津300134

空气源热泵-冷柜双联机将热泵系统部分制冷剂用于对冷柜制冷系统进行机械过冷,可提高系统整体性能。本文将空气源热泵室外机与冷柜冷凝器设计成一体式换热器,在冬季工况下可利用冷柜制冷系统的冷凝热延缓空气源热泵室外机结霜。实验研... 详细信息

空气源热泵-冷柜双联机将热泵系统部分制冷剂用于对冷柜制冷系统进行机械过冷,可提高系统整体性能。本文将空气源热泵室外机与冷柜冷凝器设计成一体式换热器,在冬季工况下可利用冷柜制冷系统的冷凝热延缓空气源热泵室外机结霜。实验研究了结霜工况下空气源热泵-冷柜双联机性能,将热泵-冷柜联合运行工况下的性能与热泵单独运行工况下的性能进行了对比,并分析了不同冷流比条件下热泵系统、冷柜系统性能及热泵室外换热器表面结霜性能。实验结果表明:在室外换热器严重结霜工况下,相比于空气源热泵单独运行,双联机联合运行使结霜周期延长为原来的2.17倍,热泵系统平均制热量及平均COP分别提高了约5%及4.8%。随着冷流比增大,冷柜系统平均制冷量和平均COP均增大。而空气源热泵在冷流比为0~12%范围内,结霜周期、平均制热量及平均COP均变化较小,当冷流比大于12%时,随着冷流比增大,结霜周期缩短,平均制热量及平均COP呈下降趋势。

关键词：双联机结霜一体换热器冷流比

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涡流板制冷特性的实验研究

低温工程 2006年第2期 50-53页

作者：宋福元姜任秋高超张鹏王朋涛周少伟陈跃进哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

引进集成整合的观念,研制成新的制冷装置(即涡流板),并利用涡流板制冷实验系统,以压缩空气为介质,对涡流板的制冷特性进行实验研究,获得了涡流板的制冷性能参数与入口气流参数及冷流比之间的关系。研究结果表明:涡流板同单管涡流管相比... 详细信息

引进集成整合的观念,研制成新的制冷装置(即涡流板),并利用涡流板制冷实验系统,以压缩空气为介质,对涡流板的制冷特性进行实验研究,获得了涡流板的制冷性能参数与入口气流参数及冷流比之间的关系。研究结果表明:涡流板同单管涡流管相比具有相同的制冷性能,为涡流板进一步研究奠定了基础。

关键词：涡流板能量分离冷流比

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基于涡流管能量分离效应的温度分布实验研究

低温与超导 2007年第4期35卷 334-337页

作者：曹江宋福元周少伟张鹏闫立春陈跃进哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

在入口温度、压力不变的条件下,改变冷流比,分别对不同冷流比工况下的涡流管内温度分布进行了实验测试,同时对不同冷流比工况下的实验结果进行比较,研究表明:在同一轴向端面处,温度由轴心向壁面呈现不断增大的趋势,在壁面附近处达到最大... 详细信息

在入口温度、压力不变的条件下,改变冷流比,分别对不同冷流比工况下的涡流管内温度分布进行了实验测试,同时对不同冷流比工况下的实验结果进行比较,研究表明:在同一轴向端面处,温度由轴心向壁面呈现不断增大的趋势,在壁面附近处达到最大值;在同一径向位置处,温度随着轴向位置的增大不断增大,在涡流室的轴心处,温度达到最低,而在热端出口的壁面处,温度达到最大。在冷流比为0.1563时,温度沿径向呈增大趋势,而在冷流比为0.7158时,温度沿径向呈现先降低后增大的趋势;在实验研究范围内,同一测点处,温度随冷流比的增大而增大。

关键词：涡流管温度分布冷流比

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涡流管性能及其与制冷系统的耦合特性研究

涡流管性能及其与制冷系统的耦合特性研究

作者：王征浙江大学

学位级别：硕士

涡流管是一种结构简单的能量分离装置,高压流体进入涡流管后,由于涡流管的能量分离效应,使得此流体变成温度高低的两个部分,分别从涡流管的热端出口与冷端出口流出。自二十世纪五十年代涡流管受到世人关注以来,其被广泛应用于制冷、制... 详细信息

涡流管是一种结构简单的能量分离装置,高压流体进入涡流管后,由于涡流管的能量分离效应,使得此流体变成温度高低的两个部分,分别从涡流管的热端出口与冷端出口流出。自二十世纪五十年代涡流管受到世人关注以来,其被广泛应用于制冷、制热、混合物分离等众多领域。涡流管结构虽然简单,但其影响因素较多,多达十五个,目前未有一种机理可以较为全面的解释涡流管在不同工作条件下的能量分离原因。特别是,当涡流管处于一定工况时,会出现冷端流出热流体、热端流出冷流体这种温度逆转现象,并且,未有对此现象的详细研究。鉴于此,本文开展了涡流管性能及其与制冷系统的耦合特性研究,主要从压力比、冷流比两个方面来分析涡流管的制冷与制热性能,寻找涡流管出现冷热温度逆转的边界条件,并对其与制冷系统的耦合进行较为详细的热力学分析。本文研究内容如下： 1)综述了涡流管的国内外研究现状。从涡流管结构和材料以及流体工质的工况条件方面详细介绍了涡流管性能影响因素。对口前存在的涡流管能量分离机理与应用进行了简单介绍。 2)从涡流管冷端出口流体压力与热端出口流体压力的比值和热端调节阀开度出发,分析该压力的比值和热端调节阀开度的变化对涡流管制冷与制热性能的影响,通过实验获得取得最佳制热、制冷工况时的压力条件。 3)研究涡流管处于较小冷流比时的涡流管制冷与制热效应,分析出现冷热温度逆转现象的原因与出现冷热逆转现象的冷流比临界条件。 4)根据涡流管能量分离性能,分别提出了利用低品位热源的制热系统,与新型多温位制冷系统,并对其可行性进行热力学分析。

关键词：涡流管性能压力比冷流比冷热逆转

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涡流管内部场的理论与实验研究

涡流管内部场的理论与实验研究

作者：闫立春哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

涡流管是一种没有运动部件的简单的能量分离装置,它能够将高压气流分离成温度不同的低压冷热气流。由于它具有操作方便、运行可靠、免维护等一系列优点和制冷、制热、空调以及混合物的分离等多方面功能,在科学研究及工业等诸多领域得到... 详细信息

涡流管是一种没有运动部件的简单的能量分离装置,它能够将高压气流分离成温度不同的低压冷热气流。由于它具有操作方便、运行可靠、免维护等一系列优点和制冷、制热、空调以及混合物的分离等多方面功能,在科学研究及工业等诸多领域得到愈来愈广泛的应用。涡流管几何结构虽然简单,其中发生的能量分离过程却非常复杂,所以,关于涡流管能量分离效应的研究一直是许多研究者研究的焦点。本文利用热力学第一定律得到了涡流管制冷效应、制热效应及冷流比之间的关系式。另外,分析了柱坐标系下可压缩流体湍流运动总能量方程,通过分析发现,涡流管内发生的能量分离效应主要是由径向湍流脉动引起的热流通量、湍流轴向剪切应力功和湍流切向剪切应力功引起的。将涡流管类比成热交换器,建立理论分析模型,得到了冷流比等参数和能量分离效应的函数关系式,分析了这些参数对能量分离效应的影响规律。结果表明:冷流比、入口温度、入口压力及无量纲参数对涡流管的制冷、制热效应有着极其重要的影响。自行设计了涡流管特性研究实验台,对涡流管内部温度场进行了测试,详细研究了冷流比这一特定因素对涡流管内温度沿径向和轴向分布的影响。研究结果表明:所研制的测温热电偶能够满足实验要求,实验结果很好地反映涡流管内温度场分布规律,为涡流管能量分离机理今后的研究提供参考。将涡流管几何模型简化为二维轴对称模型,利用流体力学软件对涡流管内的能量分离过程和流动特性进行数值模拟。研究了不同入口压力和冷流比对涡流管内不同径向位置处的总压、静压、总速、切速、轴速和温度等各个参数沿径向分布的影响规律,研究结果表明:入口压力和冷流比对涡流管的能量分离效应有着重要的影响。这些结论为涡流管的设计和应用奠定了基础。

关键词：涡流管冷流比能量分离温度场测量数值模拟

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利用涡流管的三温位冷藏冷冻系统的性能初探

利用涡流管的三温位冷藏冷冻系统的性能初探