教学课程资源库 更多>>

关键词： 除湿   吸附式热泵   传热传质   数值模拟  

摘要： 吸附除湿循环存在复杂的热质耦合传递现象,其中吸附阶段干燥剂释放的吸附热会导致除湿性能下降,而理想等温除湿可有效消除吸附热影响。为研究硅胶干燥剂涂层等温除湿传质特性,本文将热质传递解耦,依托实验验证的二维共轭传热传质数值模型,模拟研究决定气固侧传质阻力的两个关键因素——空气流速和干燥剂层厚度对传质特性的影响规律。结果表明:空气流速的增加能够强化气侧传质,因而固侧传质阻力对总传质制约作用增强,吸/脱附过程Sh和Bi_(m)均增大,而干燥剂层厚度增加时,固侧传质阻力增大,吸/脱附过程Sh减小、Bi_(m)增加。特别指出,干燥剂涂层除湿过程数值建模通常需要同时考虑气固侧传质阻力影响。

关键词： 地热能发电   泡状流   传热传质  

摘要： 为探究在利用地热流体热能发电过程中流体的传热特性,对地热流体的换热过程进行了数值模拟研究。结果表明,有约23%的蒸汽冷凝成了盐水。壁面传热系数在起始位置最大,之后迅速衰减。大量蒸汽粘附在下端面上并在接近冷凝壁面位置逐渐脱离,这些脱离的蒸汽是导致传热系数在起始位置最大的主要原因。壁面处的传热量随壁温的降低而增大,传热系数随壁温的增加呈现出增大的趋势,但增加幅度较小。

关键词： 流体电池   储能   传热传质   电化学   结构设计   学科交叉  

摘要： 流体电池以可流动物质作为能量载体,具有能量与功率解耦、设计灵活、可扩展性好、不受地形地质限制等优点,是推动长时间能量存储、支撑可再生能源大规模并网、构建新型电力系统、实现双碳目标的关键技术。本文基于国家自然科学基金委员会举办的第311期双清论坛,阐述了储能技术的战略意义,总结了流体电池的分类与现状,探讨了流体电池中热流科学和化学工程的学科交叉问题,提出了同时提升流体电池传输性能和电化学性能的有效途径,并为促进流体电池的发展提供了政策建议。

关键词： 杏鲍菇   热风干燥   传热传质   收缩变形  

摘要： 杏鲍菇作为一种营养价值高、市场需求量大的典型食用菌,热风干燥是其主要加工方法。本文以干燥条件和切片厚度为实验变量,探究热风干燥中杏鲍菇切片的干燥特性(干基含水率、干燥速率)随时间的变化规律。考虑切片的收缩变形和热物性(导热系数、比热容)随含水率的变化关系,建立了热风干燥条件下杏鲍菇切片的热质耦合数值模型。结果表明:杏鲍菇切片的干燥速率随干燥温度的升高而增大,随切片厚度的增加而减小;杏鲍菇切片在对流干燥过程的收缩变形存在明显的非线性,尤其是在降速干燥阶段。并且,数值模型的预测结果与实验测试数据吻合良好,为准确预测杏鲍菇切片的热风干燥特性提供了依据,对菌类干燥工艺优化有重要的指导意义。

关键词： 露点蒸发冷却   有限元法   传热传质   参数优化  

摘要： 以ISO 7730作为热舒适标准,模拟分析侧进风露点蒸发冷却器在干燥较热地区的适用性。综合考虑产出空气温度、冷却效率和制冷量,采用有限元法对蒸发冷却器的运行参数和几何参数进行优化,研究了一次风入口速度,一二次空气风量比,通道间距和通道高度对系统冷却性能的影响。结果表明,随着一次风风速的增加,产出空气温度和制冷量都会提高,在送风参数满足要求的前提下,可通过增加一次风风速来增加制冷量;当一二次空气风量比为0.4,通道间距为5 mm时,在一次风入口速度为1~7 m/s的范围内,通道高度大于0.8 m的露点蒸发冷却器满足热舒适要求。同时,换热面积一定,通道长宽比越大,冷却性能越好。

关键词： 冰晶   航空发动机   拉格朗日法   传热传质   非球形  

摘要： 针对冰晶被航空发动机吸入后在热气流环境下的运动换热问题,建立了拉格朗日框架下冰晶运动⁃传热传质耦合的数值计算方法,对比了不同的冰晶融化模型和不同形状、粒径冰晶的运动换热差异。结果表明,相较于水覆盖模型,使用“裸”冰粒子模型时完全融化需要更长时间,20μm粒子需要0.04 s才能完全融化,但0.023 s之前“裸”冰粒子的融化速率却更快;相同条件下球形冰晶液态水含量较高,20μm球形冰晶在计算出口处液态水含量为49.05%。椭球形和宽六角形冰晶液态水含量很相近,出口处液态水含量为40%左右;粒径越小,越早开始融化,冰晶液态水含量总是更高。20μm的冰晶在出口处液态水含量高达60.4%,而40μm冰晶在出口处液态水含量只有15.5%。

关键词： 甘草浸膏   超声辅助真空干燥   过程模拟   传热传质   干燥效率   COMSOL Multiphysics  

摘要： 目的以甘草浸膏为研究对象,探索浸膏超声辅助真空干燥强化传热传质机制,为新技术在中药浸膏干燥中的应用提供理论依据。方法基于过程模拟软件建立“超声场-温度场-压力场”多场耦合的甘草浸膏超声辅助真空干燥传热传质模型并求解;进行了干燥温度70、80、90℃,超声功率40、80、120、160、200 W的干燥试验,以特征点温度及干燥水分试验结果与模型计算理论值进行比较。结果甘草浸膏干燥过程水分有效扩散系数(Deff)和传质系数(kc)随温度和超声功率的升高而增大,超声功率由40 W提高至200 W,Deff及kc分别提高200.65%、154.46%;结果验证了建立的浸膏超声辅助真空干燥模型精度良好,在一定条件下能反映真实干燥过程。结论通过建立精度良好的甘草浸膏超声辅助真空干燥过程仿真模型,直观得到了浸膏内部超声场强分布及热质传递规律,为该技术用于中药浸膏高效干燥工艺开发和装备设计提供参考。

关键词： 螺杆压缩机   水蒸气   喷水冷却   传热传质  

摘要： 水蒸气压缩机在机械蒸汽压缩、海水淡化、高温热泵等工业领域具有良好的节能潜力与应用前景。喷水可以有效解决排气温度过高的问题,提高水蒸气压缩机的性能。为了获得最佳喷水量的变化规律,建立了双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却实际工作过程的传热传质模型,考虑喷入水的汽化、泄漏、闪蒸、输送等对实际压缩过程的影响。与试验结果对比,计算结果误差在±5%以内,表明模型能够较好地预测喷水螺杆水蒸气压缩机的工作过程与性能。利用此模型,研究了喷水量、转速和吸气压力对压缩机性能的影响。研究结果表明,喷水可以有效提升压缩机性能,相比不喷水而言,喷水在部分工况下可将压缩机容积效率提高11.9%,绝热效率提高17.2%,且存在最佳喷水量,使得喷水螺杆水蒸气压缩机的性能最佳,最佳喷水量随着转速、吸气压力的增加而增加;最佳喷水比主要受转速的影响,随着转速的增大而增大,其最佳喷水比在8.9%~10.4%之间;随着吸气压力降低,压差增大,喷水螺杆水蒸气压缩机的性能降低较快,表明泄漏对喷水螺杆水蒸气压缩机性能影响较大,尚需进一步研究。

关键词： 太阳能   聚光   海水淡化   蒸馏   传热传质  

摘要： 提出一种漂浮在海面上进行淡化产水的聚光升膜多效太阳能蒸馏器,该淡化装置包含一个抛物面聚光镜和多个垂直布置的蒸发-冷凝单元。采用吸水芯作为蒸发器,利用毛细吸力使海水形成上升的液膜,有效减少了加热损失。建立理论模型分析装置内部的传热传质过程。通过实验研究不同运行参数对装置温度、产水量和比能耗的影响。室内稳态研究结果表明,当太阳辐照度为900 W/m^(2)时,蒸馏器内部温差为56.9℃,产水率可达到2.64 kg/(m^(2)·h)。在户外平均太阳辐照度为603.7 W/m^(2)的条件下,装置一天产水量为5.3 kg/(m^(2)·d),日平均比能耗为1591.6 kJ/kg。

关键词： 平直开缝翅片   传热传质   除湿条件   冷凝传热模型   场协同理论  

摘要： 针对现有冷凝模型计算中未考虑对流传质对传质通量的影响,利用Fluent软件中的UDF建立了新的对流冷凝传热模型和基于场协同理论的传热传质特性分析方法。使用新的冷凝模型和分析方法对除湿条件下,入口参数、翅片结构、开缝位置对平直开缝翅片换热器湿空气侧的流动、传热和传质特性的影响进行了研究。结果表明:考虑对流传质的冷凝模型准确度得到提升;传热量、冷凝量随翅片表面开缝高度的增加先减小后增加;上游开缝翅片管的传热量、冷凝量均低于下游开缝翅片管,利用建立的分析方法发现,相同边界条件下,下游开缝翅片的传热场协同角αm、传质场协同角βm均小于上游开缝翅片,表明下游开缝翅片的速度场、温度梯度场和浓度梯度场的协同性更优,传热传质能力更强。