空气源热泵热水器螺旋套管冷凝器换热性能的实验研究

以R22为工质对空气源热泵热水器螺旋套管冷凝器的换热性能进行实验研究,在进水温度17~34℃、水流量0.4~0.53 m3/h的范围内,测试冷凝器的总换热量、总换热系数随进水温度、进水流量的变化,结果表明:螺旋套管冷凝器的总换热量、总换热系数随进水温度的升高而减小,对于0.53 m3/h的水流量,当水温由17℃上升到34℃,总换热量、总换热系数分别减小约22.5%、16%。总换热量、总换热系数随进水流量的增加而增大,进水温度为17℃时,当进水流量由0.4 m3/h增加到0.53 m3/h,总换热量、总换热系数分别增加了约20%、25%。     

波纹结构换热壁面对微细通道流动沸腾不稳定性的影响

为了研究波纹结构换热壁面对微细通道流动沸腾不稳定性的影响,设计安装微细通道流动沸腾不稳定性实验平台,加工制造了3个具有不同波纹结构换热壁面的微细通道,并进行关于换热介质R141b的相变沸腾换热实验。实验主要研究了热流密度、质量通量等变量对3个微细通道相变沸腾换热时进出口总压降波动的影响以及各个微细通道的总压降标准差的变化。结果表明:进出口总压降波动主要受到换热壁面波纹结构、热流密度和质量通量的影响,相同情况下,三角形波纹结构微细通道的总压降波动方差最大,是波动方差最小的普通光滑微细通道的1.37～1.45倍;质量通量的减小和热流密度的增大都会引起系统不稳定性增强;不同波纹结构微细通道导致压降波动方差不同的原因是波纹结构一方面增大对换热介质的加热面积,另一方面也增大了对换热介质的扰动。加热面积的增大增加了换热气泡的生成数量,波纹结构对换热介质的扰动加快了不同相的换热介质的能量传递速度。     

压实膨润土非饱和渗透系数的一种预测分析方法

用新疆柯尔碱膨润土制备不同干密度土样进行土水特征曲线实验和渗透实验,得到不同干密度土样的土水特征曲线,通过van Genuchten模型预测出相应的非饱和渗透系数,进而得到不同干密度土样非饱和渗透系数与含水率的关系。结果显示:非饱和渗透系数随着含水率的减小非线性的减小,随干密度的增大而减小。当含水率较高时,非饱和渗透系数随含水率的变化比较小;当含水率较小时,渗透系数随含水率的变化比较大。而干密度对渗透系数的影响伴随整个实验过程,当干密度较小时,随着干密度的增大,渗透系数受干密度影响较大。当干密度较大时,此时干密度的进一步增大对渗透系数的影响不大。     

直接再生吸附制冷系统吸附床层传热特性研究

文章设计了以活性炭/异丁烷为工质对的直接再生吸附制冷装置,建立了吸附床换热系数计算模型,分析了换热流体流量和床层空隙率变化对直接再生吸附床层传热特性的影响。结果表明:吸附床的换热系数随流体流量增加先增大后稳定不变;水的流量低于15L/h或异丁烷流量低于1200L/h时,随着空隙率增大,床层换热系数逐渐减小;水的流量大于15L/h或异丁烷流量大于1200L/h时,随着空隙率增大,床层换热系数维持在最大值不变。     

石英灯辐射加热条件下低密度碳/酚醛复合材料高温响应及分析

目的研究低密度碳/酚醛复合材料在不同地面加热实验测试响应的差异性,指导材料在实际应用环境下的高温响应分析。方法对低密度碳/酚醛复合材料开展了热流为400 kW/m~2的单侧石英灯辐射加热实验,利用热电偶测温系统测量试件在加热过程中不同位置的温度时间历程,并对试件的烧蚀形貌和微观结构进行观测。同时与热流为464k W/m~2的氧乙炔加热陶瓷板辐射加热实验结果进行对比分析,并且采用有限元方法对材料的传热传质多场耦合计算进行分析。结果对于石英灯辐射加热,在测量点升温到接近200℃时,温度响应拐点都依次出现。由于加热的辐射热源不同,在不同的辐射波段下,多孔材料吸收和发射的热量不同,短时间内氧乙炔加热陶瓷板辐射加热使材料内部升温速率比石英灯辐射加热实验的要快,但长时间加热时现象刚好相反。结论进行传热传质多场耦合计算材料高温响应时,合理确定材料宏观性能随温度的变化至关重要。     

不同粒径PMMA粉尘爆炸特性研究

采用20L球形爆炸测试装置,对比研究了30μm、800 nm、100 nm的微纳米PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粉尘的爆炸特性,得出纳米粉尘相比微米粉尘具有爆炸升压速率大、爆炸持续时间短的特性;在密闭容器内,100 nm和800 nm粉尘颗粒的最佳爆炸浓度为250 g/m~3,最大爆炸压力P_(max)分别0.821 MPa和0.865 MPa,爆炸指数K_(st)分别为27.3 MPa·m/s和25.8 MPa·m/s;30μm粉尘颗粒最佳爆炸浓度为750 g/m~3,最大爆炸压力0.708 MPa,爆炸指数K_(st)为10 MPa·m/s~1,总体上纳米粉尘的爆炸危害远大于微米粉尘,但由于粒径减小团聚效果增大,100 nm粉尘只在低浓度下(250 g/m~3)的爆炸威力高于800 nm粒径,当浓度增大,团聚严重,其爆炸威力却低于800 nm粒径,所以对有机纳米粉尘并非粒径越小,爆炸威力越大,而更应关注纳米粉尘在低浓度下的爆炸危害,研究结论可为加工、储存有机纳米材料的安全防护与安全设计提供指导。     

通气量及曝气密度对微孔曝气器充氧性能影响的中试研究

通气量及曝气密度是曝气系统重要的运行参数,在中试条件下,以充氧能力和氧利用率为评价指标,研究了橡胶膜及刚玉微孔曝气器在不同通气量及曝气密度下充氧性能的变化规律。结果表明:橡胶膜微孔曝气器的充氧能力随通气量及曝气密度的增大而增大,氧利用率随通气量及曝气密度的提高先增大后减小。刚玉微孔曝气器充氧能力随曝气密度的增大而增大,氧利用率随通气量的增大而减小,而随曝气密度的增大先增大后减小。橡胶膜微孔曝气器氧利用率最大时,其最佳通气量为3.0 m3/h时,最佳曝气密度为4.5%~5.5%,刚玉微孔曝气器最佳曝气密度为11%~15%。     

云南高原紫外辐射强度变化时空特征分析

对云南低纬高原地区不同海拔高度和经纬度站点的太阳紫外辐射强度观测资料进行了分析,讨论了紫外辐射强度在云南全境的时空分布特征。结果表明:①紫外辐射的基本变化主要受天文因子的影响,其一般变化特征与总辐射有良好的对应关系,具有明显的日变化和年变化。②紫外辐射强度受测站纬度的影响,随测站纬度的升高而减小,其同经度递减率为纬度每增加1°,紫外辐射强度干、雨季分别减小0.679W/m²和0.157W/m²;不同经度分别减小0.340W/m²和0.306W/m²,且紫外辐射强度随纬度的变化率干季大于雨季,具有明显的干雨季特征。③紫外辐射强度受测站海拔高度的影响,随测站海拔高度的增加而增加,其变化率为海拔高度每上升100m,紫外辐射强度干、雨季分别增加0.202W/m²、0.090W/m²,同样具有明显的干雨季特征。     

KH550改性SiO2气凝胶及其掺杂对砂浆性能的研究

目的提高SiO_2气凝胶颗粒与砂浆的相容性,降低砂浆的导热系数。方法以质量分数为5%的KH550硅烷偶联剂为改性剂,先对SiO_2气凝胶颗粒进行表面改性,并以改性后的SiO_2气凝胶颗粒为替换骨料,采用等体积替换法制备SiO_2气凝胶砂浆,再用SEM、XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)和接触角测量仪对原材料性能和砂浆的微观形貌进行表征,并研究不同替换比例的SiO_2气凝胶颗粒对砂浆密度、力学性能、收缩性能以及导热系数等性能的影响。结果采用KH-550硅烷偶联剂对SiO_2气凝胶进行表面改性,改性后的SiO_2气凝胶能够稳定地镶嵌于砂浆中,与无机胶凝材料的结合较为紧密,填补了砂浆中的孔洞,使得砂浆内部结构更为均匀,形成较为稳定的复合体系;随着SiO_2气凝胶颗粒替换比例的增大,SiO_2气凝胶砂浆的密度、力学性能以及导热系数逐渐降低,收缩率逐渐变大,当替换率达到60%时,密度由最初的2014.1 kg/m3降至1231.4 kg/m3,28天抗压和抗折强度分别降至2.15 MPa和0.45 MPa、导热系数值从0.6039 W/(m·K)降至0.1524W/(m·K),自收缩率增大到2729×10-6。结论从使用性能、材料成本、以及保温性能等方面综合考虑,当替换比例为50%时,为最优体积掺量,此时,其密度、抗压和抗折强度、自收缩率以及导热系数分别为1387.1kg/m3,8.3 MPa和2.23 MPa,1928×10-6,0.2248 W/(m·K)。     

废轮胎热解富芳烃油燃烧温度与烟气污染物排放特性

清洁燃烧是各类有机固废热解油高效能源化利用的主要途径。全钢废轮胎热解油产物中芳香烃含量约占30%,其热值及黏度与柴油相似,但闪点偏低,仅为20℃。在自建燃烧炉膛中进行燃烧实验,研究了废轮胎热解油的燃烧温度及烟气排放特性。实验发现,当过量空气系数为1.3时,热解油燃烧温度最高;当过量空气系数为1.4时,烟气中CO浓度降至0;NO_x浓度随着过量空气系数增大而升高;过量空气系数超过1.3后,SO₂浓度大幅降低。喷射油压提升可提高燃烧温度,使热解油燃烧更加充分,同时可降低烟气中CO浓度,促进热力型NO_x生成。当压力由1.5 MPa升至1.75 MPa时,燃烧温度、CO浓度与NO_x浓度变化幅度最大。喷嘴喷孔直径增大会使雾化锥角增大,燃油雾束更易展开与空气接触反应,CO浓度随之降低;同时雾化锥角的增大可减小喷雾贯穿距,缩短火焰长度,减少烟气在高温区的停留时间,降低NO_x浓度。     

不锈钢-气氮板式热沉仿真研究

目的研究不锈钢-气氮板式热沉中,氮气压力、氮气入口流速以及热沉自身流道深度对热沉传热性能的影响。方法利用AnsysFluent软件,对板式热沉壁面温度分布情况以及进出口压力损失进行模拟仿真。结果提高氮气压力和氮气入口速度可以提升热沉的温度均匀性,但热沉进出口压力损失也会增大。对于气氮-板式热沉而言,流道深度的改变对热沉温度均匀性的影响不大,但流道深度较小时,进出口压力损失较大。结论建议在设计气氮-板式热沉时,流道深度选择在8~10 mm,外流程中氮气压力控制在0.3~0.4 MPa,氮气流速控制在20 m/s为宜。     

旋流雾化水雾膜提高文丘里水膜除尘效率的实验研究

应用低压旋流雾化水喷嘴 (不同运行压力和组合方式 )实验研究了旋流雾化水雾膜对除尘效率的影响。研究结果表明 :喉部喷嘴布置及运行情况直接影响喉部水雾均匀度和除尘效率 ;采用两两相向的低压旋流雾化水喷嘴组合布置 ,保证喷嘴入口水压力为 0 2～ 0 4MPa ,液气比为 0 1～ 0 2L/m3 时 ,除尘效率将大大提高 ,且有节水节能和脱硫效果。     

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

地下水循环井技术处理土壤和地下水中甲基叔丁基醚研究

研究了MTBE在砂土中的静态吸附以及采用地下水循环井技术(GCW)去除砂土和地下水中MTBE的衰减规律。结果表明:MTBE在砂土中的吸附动力学符合准二级动力学方程,相关系数R2为0.99618,在砂土中的吸附平衡时间为24 h;吸附热力学符合Linear平衡吸附,吸附系数为0.00306 m3/kg。GCW运行30 h后,地下水饱和含水层中MTBE浓度由500 mg/L降至72.5 mg/L,去除率为85.5%;砂土中MTBE的吸附量由0.93 mg/g降至0.03 mg/g,去除率达96.4%。水平方向距GCW越近,MTBE的去除效率越快,垂直方向位于GCW上部的MTBE优先会被去除,最佳修复时间为运行15 h。GCW对砂土和地下水中高浓度MTBE具有良好的修复效果。     

有机污染土壤堆式热脱附过程中热湿迁移试验及数值模拟

堆式燃气热脱附技术因具有二次污染小、污染物去除率高和处理周期短等优势而得到快速发展. 土壤中的水分是影响堆体热修复过程中土壤升温的关键因素,然而其热湿迁移机理尚不明晰,工程设计主要依赖于实践经验. 该研究以山东省某污染场地的砂质壤土开展堆体热湿迁移试验,结合COMSOL仿真模拟,系统分析加热过程中土壤温度和湿度在竖直及水平方向上的变化规律. 结果表明:热源附近土壤水分呈逐渐升高并出现短暂峰值(高于初始值10.9%)后再下降的趋势,水分峰值随温度提高而升高;热源温度越高,土壤中水汽的对流和扩散作用愈加明显,当热源温度由50.0 ℃升至100 ℃时,监测点体积含水量下降率由4.50%升至27.2%,且水汽的浓度扩散机制在水分迁移过程中占主导作用;对于相同热源作用下,初始体积含水量较高的土壤具有相对较高的温度变化,温升过程中对流传热以及热传导的作用更显著,当初始体积含水量由0.0700 m3/m3升至0.160 m3/m3时,监测点的温度由37.1 ℃升至40.0 ℃,其中多孔基体间的热传导作用占主导. 研究显示,堆体热脱附过程中土壤水分迁移规律与土壤体积含水量、距热源的距离、热源温度有关,且多孔基体间的热传导是引起土壤升温的主要机制.      

地表水源环保型太阳能吸收式空调系统

文章提出了一种新型环保型太阳能吸收式制冷空调系统。首次提出把太阳能制冷机的集热器安装在河流上,把冷凝器、吸收器浸泡在河水中;利用水的自然对流,与冷凝盘管中的制冷剂发生对流换热;节能又节约了水资源。应用制冷理论,对集热面积为180m2的空调系统进行了性能分析及环境效益评价,结果表明:空调系统比电压缩式空调系统可节约运行费用13595.6元/a;寿命期减少CO2总排放量275.4t,对环境空气温度无影响,缓减了城市热岛效应,节省了引发热岛效应的附加能耗约29%,节能及环境效应显著;性能系数比冷却水塔式太阳能吸收式空调系统高6.1%。     

Treatment of a dyeing wastewater from a woolen mill using an A/O membrane bio-reactor

An anaerobic/oxic membrane bioreactor (A/O MBR) was used for treatment of dyeing wastewater from a woolen mill.COD and color of the wastewater were 54-473 mg/L and 40-400 dilution time (DT) respectively. The ratio of BOD5/COD was less than 0.13. By the A/O MBR process, the average removal of COD, BOD5, color and turbidity was 82％, 96％, 71％ and 99％, respectively. The average COD, BOD5, color and turbidity of effluent was 37 nag/L, 0.8 mg/L, 40 DT and 0.44 NUT respectively. The effluent COD met the local standard of reuse water in Beijing, China. The average COD volume load of the anaerobic biological tank was 0. 0483 kgCOD/(m3·d) and that of the aeration tank of the MBR was 0. 3589 kgCOD/(m3·d). The sludge load of the MBR was 0.19 kgCOD/(kg· MLSS· d) on average and the maximum of that was 0.4 kgCOD/( kg· MLSS· d).The flux of the A/O membrane bioreactor could be remained at larger than 50 L/(h· m2· 0.1MPa). The results indicated that A/O membrane bioreactor has technical feasibility for treatment of woolen mill wastewater.     

一种曝气过滤元件的特性研究

针对膜生物反应器面临的膜污染问题,开发一种新型的曝气过滤元件,该元件一方面可恢复元件污染造成的通量的下降,另一方面可有效补偿微生物反应过程中对氧的需求.在清水、高岭土配水、活性污泥3种条件下研究了该元件的过滤通量的特性,得出该元件在清水和高岭土配水条件下具有大通量特性,并分析了在活性污泥条件下失去大通量的原因.确定了元件2的优化实验条件:压力0.15 MPa,元件过滤表面冲刷速率9.26 m/s,曝气强度18 m3/(h*m2),运行时间70 min,曝气时间5 min.曝气反冲前后过滤通量的变化情况初步表明了气体反冲对过滤通量的恢复效果显著.      

响应面法优化水力空化强化二氧化氯降解罗丹明B研究

利用响应面法的中心组合设计方法对水力空化强化二氧化氯降解罗丹明B实验进行设计,建立了二次多项式模型,并且模型拟合性较好。对实验条件进行优化,结果表明最佳实验条件为:入口压力为0.44 MPa,反应时间为100 min,二氧化氯浓度为33.74 mg/L。在最佳条件下,罗丹明B的实际降解率为92.2%,与预测值仅差0.3%。     

连铸钢坯二冷段喷嘴性能的实验研究

根据非稳态传热学原理,通过对大试样进行单侧加热,另一侧喷水的实验方法,对连铸二冷段喷嘴的热态性能进行了实验研究。根据实际生产条件,对不同喷水压力和不同喷水距离下,喷嘴传热系数关系进行了研究;实验结果表明:相同实验条件下,水喷嘴的传热系数高于气水喷嘴,而在均匀冷却方面,气水喷嘴更具有优势;无论哪一种喷嘴,随着喷水压力的增加,总体趋势传热系数都在增大,而随着喷水距离的增加,传热系数都在降低;同时,相同实验条件下,双喷嘴的冷却效果优于单喷嘴的冷却效果。