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螺旋管内天然气冷凝流动传热数值模拟

石油化工设备 2024年第3期53卷 33-41页

作者：李畅李文亮曹传超张静中国船舶集团有限公司第七一一研究所能源装备事业部上海201108

针对螺旋管内天然气混合工质冷凝过程,在Lee模型的基础上,引入温度滑移因子,提出一种变温相变新模型,分别用新模型和Lee模型进行不同压力工况下的冷凝流动换热模拟。结果表明,新模型计算得到的温度沿流动方向下降很明显,反映了天然气温... 详细信息

针对螺旋管内天然气混合工质冷凝过程,在Lee模型的基础上,引入温度滑移因子,提出一种变温相变新模型,分别用新模型和Lee模型进行不同压力工况下的冷凝流动换热模拟。结果表明,新模型计算得到的温度沿流动方向下降很明显,反映了天然气温度滑移的影响,可以更好地反映出实际天然气冷凝过程中的物性变化,气液两相分布图中可明显观测到二次流扰动现象。为了同时考虑质量扩散热阻的影响,用Silver方法修正了新模型的模拟结果,修正后平均传热系数值与试验测定值的误差在10.7%~14%,预测精度优于Lee模型25%的误差精度。修正后的变温相变新模型适用于螺旋管内天然气混合工质的冷凝流动传热计算。

关键词：螺旋管天然气变温相变数值模拟温度滑移质量扩散热阻

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混合工质R407C温度滑移的验证

制冷 2001年第1期20卷 62-64页

作者：成宏岗广东三洋空调机有限公司广东佛山528000

本文通过实验验证了非共沸混合工质 R40 7C的温度滑移的特性 ,并由此提出了 R40

关键词： R407C 温度滑移优化设计混合工质氟里昂替代物制冷剂

非共沸混合工质R134a/R245fa温度滑移研究

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建筑热能通风空调 2018年第9期37卷 11-13,42页

作者：濮延凯周恩泽刘子雄崔濡川储碧峰青岛理工大学环境与市政工程学院

基于筛选出的混合工质R134a/R245fa,利用REFPROP软件计算其同一工况下换热器两相区内相变过程焓变斜率与两相区长度上混合工质的温度滑移。对比相变过程中传热温差最大、最小点的产生条件,精确换热器中混合工质传热温差的变化,为保持热... 详细信息

基于筛选出的混合工质R134a/R245fa,利用REFPROP软件计算其同一工况下换热器两相区内相变过程焓变斜率与两相区长度上混合工质的温度滑移。对比相变过程中传热温差最大、最小点的产生条件,精确换热器中混合工质传热温差的变化,为保持热泵系统的良好运行提供一定的理论依据。

关键词：中高温工况非共沸混合工质相变温度滑移

基于多参数评估原则筛选高温热泵用三元非共沸混合工质

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化工学报 2023年第11期74卷 4487-4500页

作者：周昉刘剑张小松东南大学能源与环境学院江苏南京210096 东南大学常州研究院江苏常州213164

高温热泵因其能将低温废热转化为高温热能,成为低温废热再利用的一项关键节能技术。其中,针对高温热泵的混合工质筛选问题是当前研究焦点之一。基于由低沸点工质CO_(2)和中高沸点工质HC类、HFO类组成的低GWP三元非共沸混合工质,提出了... 详细信息

高温热泵因其能将低温废热转化为高温热能,成为低温废热再利用的一项关键节能技术。其中,针对高温热泵的混合工质筛选问题是当前研究焦点之一。基于由低沸点工质CO_(2)和中高沸点工质HC类、HFO类组成的低GWP三元非共沸混合工质,提出了一种广泛适用的基于工作压力、温度滑移、可燃性和能效等关键因素的热泵用非共沸混合工质筛选方法,并对高温热泵系统进行了能效评估。结果表明,当混合工质CO_(2)/R600a/R1234ze(Z)的质量分数为0.1/0.1/0.8时,设定工况下的热泵系统最大热力性能系数(COP_(h))为4.31,对应的单位容积热容量(VHC)为2766 kJ/m^(3),[火用]效率(η_(ex))为0.50。

关键词：非共沸混合工质余热回收高温热泵温度滑移热力学

二元混合工质与换热介质的温度匹配在热泵中的应用

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太阳能学报 2003年第2期24卷 172-177页

作者：赵鹏程赵力丁国良张春路上海交通大学制冷与低温研究所上海200030

非共沸混合工质的一大特点和优势就是能够通过相变过程中的温度滑移实现和变温热源的温度匹配。该文从一个新的角度考虑如何提高循环效率实现节能 ,证明了温度匹配最好的时候有用能损失最小 ,并以此为依据寻找合适的混合工质。选取常见... 详细信息

非共沸混合工质的一大特点和优势就是能够通过相变过程中的温度滑移实现和变温热源的温度匹配。该文从一个新的角度考虑如何提高循环效率实现节能 ,证明了温度匹配最好的时候有用能损失最小 ,并以此为依据寻找合适的混合工质。选取常见的热泵工况进行分析 ,结果显示 :同一工况 (由水侧定义 )下 ,混合工质的平均COP达到 5 .1,而纯工质的平均COP只有 4 .7。这说明了温度匹配有利于节能 ,为如何寻找热力性能优越的工质提供依据。

关键词：温度滑移温度匹配二元非共沸混合物有用能损失 COP

非共沸制冷剂在逆流换热器中温度窄点出现的判别方法

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化工学报 2009年第4期60卷 848-854页

作者：金星张小松东南大学能源与环境学院江苏南京210096

Pinch point and maximum temperature difference may occur in heat exchanger because of the non-linear relationship between the temperature and enthalpy of the zeotropic refrigerant mixtures in the two-phase region.The discriminant used to identify the pinch point or maximum temperature difference was presented by Venkatarathnam,but the discriminant can not be used to identify all the kinds of zeotropic refrigerant mixtures.The modified discriminant used to identify the pinch point and maximum temperature difference was obtained in this paper,which was proved by analyzing two zeotropic refrigerant mixtures.The results showed the possible concurrence of pinch point and maximum temperature difference in the heat exchanger.

关键词：非共沸制冷剂温度滑移窄点

基于混合工质的中低温有机朗肯循环系统仿真模拟与实验研究

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基于混合工质的中低温有机朗肯循环系统仿真模拟与实验研究

作者：张昌远河南科技大学

学位级别：硕士

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)系统将有机工质作为能量载体,可以将低品位热能转变为高品位电能的技术,具有结构简单、维护方便、安全性高、环境友好等优点,不仅可以提高一些传统工业设备的能源利用率,也可以提高地热能、太... 详细信息

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)系统将有机工质作为能量载体,可以将低品位热能转变为高品位电能的技术,具有结构简单、维护方便、安全性高、环境友好等优点,不仅可以提高一些传统工业设备的能源利用率,也可以提高地热能、太阳能等清洁能源的利用率,使其在中低温余热方面有着广阔的应用前景。ORC系统的工作介质的选择是专家学者探究的重点问题之一。由于非共沸混合工质的温度滑移特性,近年来,对于以非共沸混合工质的ORC系统的研究备受关注。本文采用模拟计算与实验相结合的方式,研究对比纯工质与混合工质的热力性能,从ORC系统的热力学仿真分析、非共沸混合工质的物性参数分析、非共沸混合工质的选取、纯工质与非共沸混合工质的ORC系统稳态实验等方面开展研究工作。建立ORC系统热力学计算模型,利用MATLAB与REFPROP软件进行热力学仿真计算,根据环保与安全要求等,优选出6种不同纯工质R1233zd(E)、R134a、R152a、R1234yf、R1234ze(E)、R245fa作为备选工质,并仿真模拟研究热力学参数对6种备选工质的ORC系统性能影响以进一步优选,研究表明:对于中低温余热,R245fa、R1233zd(E)的系统综合性能比其余工质具有优势。将6种备选工质利用“沸点差”法混合出10组混合工质,利用MATLAB与REFPROP相结合的方式对混合工质进行优选,研究表明:温度滑移最大的混合工质通常较高沸点的组元占比(质量比)大于0.5,在模拟条件下,热物性较好的纯工质优于其混合工质。由于10组混合工质中R1234ze(E)/R1233zd(E)的系统综合性能最优,故选为实验工质,实验探究其热力性能,并对热物性较好的纯工质优于其混合工质这一结果进行了实验验证。利用基本的ORC实验台,以纯工质R1233zd(E)和质量比为0.9/0.1、0.7/0.3的混合工质R1233zd(E)/R1234ze(E)作为系统的工质进行系统的稳态实验。对蒸发压力、热源温度和工质流量对系统的影响实验分析得出:适当的增加蒸发压力可以提高3种工质的系统净输出功率、热效率和热回收效率;工质流量的升高可以增加系统的净输出功率和热回收效率,纯工质R1233zd(E)、质量比为0.9/0.1混合工质R1233zd(E)/R1234ze(E)和质量比为0.7/0.3的混合工质R1233zd(E)/R1234ze(E)的系统在工质流量300 L/h比218 L/h的净输出功率分别提高了30.3%、36.7%和38.2%,3种工质的系统热回收效率提高了大约0.3～0.4%,而系统热效率随工质流量的增加而下降,工质流量从218 L/h增加到300 L/h,3种工质系统热效率下降了约0.1～0.2%;热源温度的提高可以增加系统净输出功率,热源温度从140℃提高到185℃使纯工质R1233zd(E)、质量比为0.9/0.1的混合工质R1233zd(E)/R1234ze(E)及质量比为0.7/0.3的混合工质R1233zd(E)/R1234ze(E)的系统的净输出功率分别大约提升了12.9%、10.7%和12.8%,3种工质的系统随着热源温度的升高热效率、热回收效率下降,分别下降了0.2～0.4%、0.3～0.5%。通过纯工质与混合工质的对比实验表明:在实验控制了冷却水温度及流量后,以相同的泡点冷凝温度工况下,随着R1234ze(E)质量占比的增加,系统性能下降,验证了模拟结果,实验表明在一定冷凝条件下,混合工质热力性能并不总优于纯工质的热力性能,在定泡点冷凝温度工况下,拥有热物性能更好的纯工质的系统性能优于其混合工质的系统性能。

关键词：有机朗肯循环热力学分析非共沸混合工质温度滑移

Pearson相关系数评价ORC系统蒸发器特性的应用研究

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太阳能学报 2019年第10期40卷 2732-2738页

作者：姜丰朱家玲胡开永辛光磊赵洋洋天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室

以地热发电有机朗肯循环系统中蒸发器为研究对象,利用R245fa与R601组成非共沸混合工质为研究背景,建立变蒸发温度变工质配比的有机朗肯循环系统模型。采用Pearson相关系数法研究蒸发器热力学性能与其影响因素之间的相关关系,相关程度以... 详细信息

以地热发电有机朗肯循环系统中蒸发器为研究对象,利用R245fa与R601组成非共沸混合工质为研究背景,建立变蒸发温度变工质配比的有机朗肯循环系统模型。采用Pearson相关系数法研究蒸发器热力学性能与其影响因素之间的相关关系,相关程度以及相关方向,并与热力学计算分析结果进行对比。研究表明:温度滑移与热效率、蒸发器损分别存在显著性正相关和高度负相关;与对数平均温差的相关性随蒸发温度的升高由微弱负相关增强至显著性负相关;利用Pearson相关系数法能解决多目标优化过程中影响因素耦合的问题,优化热力学计算结果与分析过程。

关键词： Pearson相关系数相关性分析地热发电温度滑移有机工质(R245fa/R601) 单管蒸发器

R1234ze与R152a混合制冷剂替代R22的可行性

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化工学报 2015年第12期66卷 4725-4729页

作者：霍二光戴源德耿平曹孟冰南昌大学机电工程学院江西南昌330031

目前空调用制冷剂,R22的主要替代物是R410A与R407C,它们的ODP值虽然为0,但是GWP值还较高,仍然会对环境造成不利的影响。将R1234ze和R152a以40:60组成一种新型混合制冷剂(用代号NCUR01表示),并对其进行理论分析,通过分析NCUR01的环境影... 详细信息

目前空调用制冷剂,R22的主要替代物是R410A与R407C,它们的ODP值虽然为0,但是GWP值还较高,仍然会对环境造成不利的影响。将R1234ze和R152a以40:60组成一种新型混合制冷剂(用代号NCUR01表示),并对其进行理论分析,通过分析NCUR01的环境影响指数、温度滑移特性、理论热力循环性能、热力学性质、安全性以及润滑油等因素,并与R22及其主要替代制冷剂R410A、R407C进行对比,结果显示:该混合制冷剂对环境的影响非常小,具有与R22相似的饱和压力线,而且具有较低的排气温度与较高的COP值,NCUR01的COP值比R22高约5%、比R410A高约19.6%、比R407C高约9.7%,排气温度比R22与R410A低约18℃、比R407C低约6℃,是一种性能良好的近共沸混合制冷剂,替代R22具有可行性。

关键词：共沸混合制冷剂环境影响温度滑移热力学性质安全性优化数值分析