舰用ICR燃气轮机PSR瞬态响应特性的数值分析

基于能量守恒原理和PSR（一次表面回热器）的结构特点，导出回热器冷热流体和固体问壁非稳态温度变化的微分方程式；利用直观的流动扰动因子M修正传热系数k，研究热流体进口温度和流量发生阶跃变化时PSR的响应时间；还分析了PSR传热波纹板片的数目，1、几何尺寸及通道波纹形状对温度响应时间的影响。研究结果表明，由于PSR的固体壁面时间常数远小于板翅式和管壳式换热器，因此这种轻重结构的先进换热器响应特性明显优于常规热交换器，特别适用于那些要求机动多变、反应灵敏的舰船和车用燃气轮机动力装置。     

基于大冷量斯特林低温制冷机仿真及试验

斯特林制冷机是一种结构紧凑、效率高、可靠性高的回热式制冷机。随着液化天然气的广泛利用,深冷范围的大冷量斯特林制冷机成为关注的焦点之一。本文采用数值计算软件Sage对制冷机进行数值模拟,并进行整机试验研究。确定各工作参数和各部件几何参数对制冷性能的影响,对该制冷机在深冷温区的制冷量进行理论预测。初步试验得到70K无负载制冷温度。在110K获得了507W的冷量,制冷机相对卡诺效率为21.3%。试验结果显示,对试验机各缸存在最佳频率,且随着充气压力的提高制冷效率随之提高。更换回热器结构能进一步提高制冷机效率。     

基于大冷量斯特林低温制冷机仿真及试验

斯特林制冷机是一种结构紧凑、效率高、可靠性高的回热式制冷机。文章利用Sage软件对斯特林制冷机进行数值模拟,并对整机进行试验研究,以确定各工作参数和各部件几何参数对制冷性能的影响,并对该制冷机在深冷温区的制冷量进行理论预测。通过试验,初步可知无负载制冷温度为70 K;110 K时,获得507 W的制冷量,制冷机相对卡诺效率为21.3%。试验结果显示,试验机各缸存在最佳频率,且随着充气压力的提高,制冷效率也随之提高。由此可知,更换回热器结构能进一步提高斯特林制冷机的制冷效率。     

船用燃气轮机回热器设计的数值研究

回热器是提高船用燃气轮机效率的关键部件,其性能的优劣直接影响燃气轮机的特性。以往的文献在介绍回热器设计时,没有考虑冷热两侧气体(分别为空气和燃气)不同的热力性质。考虑这一实际情况,以某型船用三轴简单循环燃气轮机为母型进行回热改造,采用迭代计算的方法,编制计算程序,进行回热器的数值设计,并分析其对燃气轮机的性能的影响。结果表明,随着回热器回热度的增大,燃气轮机的效率不断提高;但当回热度超过一定值时,效率不仅不再提高,反而有所降低。     

中冷回热循环燃气轮机技术

中冷回热循环(ICR)燃气轮机是在简单循环的基础上,增加压缩空气中间冷却器和排气回热器组成的复杂循环燃气轮机,具有优良的油耗和变工况特性,是舰船的理想动力装置。本文讨论了ICR的发展过程和技术特点,对其关键部分中冷器、回热器和可变几何导叶做了具体分析。     

船用燃气轮机性能元件蠕变寿命的有限元分析

以材料蠕变开裂为判别依据,利用有限元方法和拉森-米勒方程及迈纳损伤累计理论,分析了一次表面回热器(PSR)性能元件的高温蠕变规律,以研究这种构思独特的波纹状薄板蠕变寿命的评估方法。发现PSR性能元件蠕变最恶劣的位置在相邻小波纹压力通道的上下波纹板片接触点附近。分析PSR的板片元件尺寸δ,两侧压差ΔP及工作温度Tm对其蠕变寿命的影响,给出了各种压力和温度载荷下不同厚度304号不锈钢传热元件的蠕变寿命τR,以及基于工作寿命为105h的元件最小设计厚度mδin。研究结果对船用间冷回热循环燃气轮机系统中PSR的结构设计和其工作寿命评估具有参考价值。     

回热器对跨临界CO2热泵系统性能的影响

为了研究跨临界CO2热泵热水系统中,回热器传热面积对系统性能的影响,在不同的制冷剂充注量条件下实验研究了CO2热泵系统的性能.实验中,通过调节变频压缩机频率与电子膨胀阀开启度,保持了一定的制热量与蒸发器出口过热度.实验结果表明:在最佳制冷剂充注量条件下,随着回热器传热面积的增加,压缩机的压缩比下降,排气温度与吸气温度上升.采用回热器可以提高系统的最大制热系数,当回热器的无量纲传热面积为0.2时,可使最大制热系数提高约3.2%～5.1%.     

利用回热器提高HFC134a汽车空调系统性能的试验研究

利用汽车空调系统台架试验,研究了回热器在不同车速和模式下对HFC134a汽车空调系统性能的影响,并在环境模拟试验中测试了回热器对汽车整车性能的影响.台架试验结果表明,在恶劣工况下,回热器可使空调系统制冷量及COP分别提高14.7%和20%.环境模拟试验表明.整车运行约45 min后,回热器系统出风口平均温度比原系统降低约1.5℃.     

基于半导体制冷救生艇造水装置Matlab仿真

在海难事故发生时,淡水对于救生艇上人员生存安全具有非常重要的意义.结合救生艇的海洋工作环境,对半导体制冷结露空气造水装置进行改进,设计了1种适用于全封闭式救生艇的小型化造水装置.该装置主要特点是通过半导体热端对海水进行加热,并用加热后的海水加湿空气.根据该造水装置的原理改进了造水装置产水率的数学模型,并运用Matlab软件对该装置的产水率进行数值计算,得到各个工况下该装置的产水率.结果表明,通过增加加湿过程,造水装置的产水率相对于传统方法在夏季可以提高67.4%,冬季可以提高600%,该装置解决了传统造水方法在冬季无法提供乘员的基本用水问题.由于采用海水加湿会导致淡水中含有少量盐分,但是含有少量盐分的淡水并不会伤害人体.      

电动汽车 CO2热泵空调制热性能分析

为提升电动汽车CO2热泵空调的系统性能及扩宽热泵空调的使用温区，构建了回热器+补气增焓的跨临界CO2系统，通过建立数值模型对该系统的制热性能进行了仿真分析。研究结果表明，气体冷却器压力对制冷系数 （Coefficient of Performance，COP） 影响较大，且存在最优气体冷却器压力和中间补气压力使COP达到最大值；中间补气过程能有效提升COP和制热量，且能有效降低压缩机排气温度；回热器过热度对COP和制热量影响较小，但会导致压缩机排气温度上升。