过热蒸汽管道喷雾冷却特性数值分析

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作者 蒋璨 崔龙豪 +3 位作者 夏童玲 李奥 孙中国 席光 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第6期122-132,共11页

针对蒸汽管道中喷雾冷却效果不佳及冷却后蒸汽温度分布不均匀问题,采用离散相模型对喷雾冷却过程进行数值模拟,研究了喷雾初始粒径、冷却水流量及喷嘴数对冷却过程的影响。首先,验证数值模型的有效性并设计正交实验;然后,通过极差分析... 针对蒸汽管道中喷雾冷却效果不佳及冷却后蒸汽温度分布不均匀问题,采用离散相模型对喷雾冷却过程进行数值模拟,研究了喷雾初始粒径、冷却水流量及喷嘴数对冷却过程的影响。首先,验证数值模型的有效性并设计正交实验;然后,通过极差分析探究不同参数对温度降低量、温度不均匀程度及液滴蒸发率的影响规律;最后,探讨液滴粒径不同导致的蒸发破碎现象差异对液滴蒸发率的影响。仿真结果表明:当粒径从50μm增大到200μm时,受到的曳力和撞击壁面引起的二次破碎影响逐渐增强,且随着液滴粒径的增大呈现先减小后增大趋势;冷却水雷诺数每增加439.04,管道出口平均温度降低约2K;喷嘴数对出口温度分布的不均匀程度影响较大,当喷嘴数为2时,温度分布最不均匀,喷嘴数为4、冷却水雷诺数为4443.2、粒径为50μm时,冷却效果最优,温度分布最均匀。该研究可为明晰管道内喷雾冷却的影响因素及指导工程中减温器的选择提供理论基础和参考。 展开更多

关键词 喷雾冷却 正交实验 离散相模型

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复合仿生翼型对空调器用轴流风机气动性能和噪声的影响

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作者 李帅领 柴水华 +5 位作者 田晨晔 姜怡欣 陆琪 李跃飞 吴彦东 刘小民 《流体机械》 北大核心 2025年第6期21-30,共10页

为进一步提升空调器用轴流风机气动效率并有效降低其噪声,结合具有优异飞行特性的海鸥翼型和具有静音飞行特性的蝴蝶翅膀表面非光滑功能结构,对轴流风机叶片进行跨物种多元复合仿生设计。首先采用CFD方法对轴流风机内流特性及其气动性... 为进一步提升空调器用轴流风机气动效率并有效降低其噪声,结合具有优异飞行特性的海鸥翼型和具有静音飞行特性的蝴蝶翅膀表面非光滑功能结构,对轴流风机叶片进行跨物种多元复合仿生设计。首先采用CFD方法对轴流风机内流特性及其气动性能进行数值仿真,通过与试验测量结果进行比较,验证了数值模型有效性;随后采用大涡模拟(LES)和FW-H声类比方法对带有复合仿生叶片的轴流风机的噪声进行预测。结果表明,跨物种复合仿生叶片有效减小了风机叶顶间隙的流动分离损失,并降低了叶片表面的压力脉动;与原型风机相比,在相同工况(转速为730 r/min)条件下,带有跨物种复合仿生叶片的轴流风机的气动效率提升了9.07%,风机风量提升了126.4 m^(3)/h,功率下降了70.2 W,噪声降低了2.6 dB。研究可为轴流风机叶片设计及性能优化提供方案参考。 展开更多

关键词 轴流风机 海鸥翅膀翼型 蝴蝶翅膀尾缘 流动控制 仿生设计 气动性能 噪声

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面向数据中心液冷装置余热回收的卡诺电池储能系统可行性分析 被引量：4

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作者 张宇 李敏霞 +4 位作者 李君 颜利波 张家兴 王志朋 田华 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3921-3929,共9页

随着新一代信息技术的迅猛发展,需要全时段供电、不间断冷却的数据中心建设量急剧提高。同时,在全球可再生能源消费比重不断提高的背景下,各国普遍提出峰谷电价政策。数据中心冷却系统供冷效果差、系统能耗高,数据中心用电诉求与现行电... 随着新一代信息技术的迅猛发展,需要全时段供电、不间断冷却的数据中心建设量急剧提高。同时,在全球可再生能源消费比重不断提高的背景下,各国普遍提出峰谷电价政策。数据中心冷却系统供冷效果差、系统能耗高,数据中心用电诉求与现行电价政策难以适配。为解决这一矛盾,将两相浸没式液冷技术与卡诺电池储能技术有机结合,构建了一种新型数据中心用冷电联供系统。为评估本系统在不同城市的可行性,选取哈尔滨、南京、广州三座城市作为应用对象,对比分析了本系统与全年采用自然冷却模式的浸没式冷却系统的能效表现及经济性。结果表明,采用新系统后,每千瓦的数据中心IT设备全年用电花费分别节省了235.52元、245.24元及281.28元。本研究给出的方案有效地提升了数据中心的用电灵活性,大幅降低了数据中心运维费用。 展开更多

关键词 数据中心 卡诺电池 自然冷却 能效表现 经济性

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仿生圆弧微槽对离心叶轮气动性能影响的数值研究

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作者 樊宏周 雷伟鹏 +3 位作者 岳宝 张伟江 郭红涛 席光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期83-94,共12页

为提升离心叶轮的气动性能及降低流动损失,以鲨鱼表皮微沟槽为仿生原型,结合数控加工工艺开展了仿生圆弧微槽对离心叶轮气动性能影响的数值研究。针对叶片压力面和吸力面,首先在50%叶高处分别布置不同尺寸的仿生圆弧微槽,探求能使离心... 为提升离心叶轮的气动性能及降低流动损失,以鲨鱼表皮微沟槽为仿生原型,结合数控加工工艺开展了仿生圆弧微槽对离心叶轮气动性能影响的数值研究。针对叶片压力面和吸力面,首先在50%叶高处分别布置不同尺寸的仿生圆弧微槽,探求能使离心叶轮性能得到提升的最佳微槽尺寸;然后,分别按一定叶高间隔布置最佳尺寸的仿生圆弧微槽,研究微槽数量对离心叶轮流场和性能的影响;最后,按不同叶高间隔同时布置不同数量的仿生圆弧微槽,进一步探究其对气动性能的影响规律。数值结果表明:相对宽度为2%、深度为5%的微槽是提升离心叶轮性能的最佳微槽尺寸;在压力面和吸力面分别以7%、6%叶高间隔布置13、16条微槽,能够显著改善叶轮出口截面的流场分布,从而降低流动损失;在压力面和吸力面同时布置最佳尺寸及数量的微槽,能够进一步提升离心叶轮的气动性能,设计工况下等熵效率提升了0.63%,压比提升了0.40%。研究工作可为离心叶轮的设计优化及数控加工提供参考。 展开更多

关键词 离心叶轮 仿生圆弧微槽 数控加工 气动性能 等熵效率

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CO_(2)跨临界高温热泵干燥系统优化设计

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作者 颜利波 王志朋 +4 位作者 张晧 张宁 曾海源 李敏霞 田华 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期26-31,共6页

干燥工艺在工、农业生产中被广泛使用但耗能巨大,通过CO_(2)热泵干燥技术有望降低其能耗并减缓环境问题。文中在CO_(2)跨临界基本热泵干燥系统的基础上,提出CO_(2)跨临界复叠式热泵干燥系统和CO_(2)跨临界双级压缩并联加热热泵干燥系统... 干燥工艺在工、农业生产中被广泛使用但耗能巨大,通过CO_(2)热泵干燥技术有望降低其能耗并减缓环境问题。文中在CO_(2)跨临界基本热泵干燥系统的基础上,提出CO_(2)跨临界复叠式热泵干燥系统和CO_(2)跨临界双级压缩并联加热热泵干燥系统。并且通过建立热力学模型将其最优性能系数C_(OPh)和单位能耗除湿率R_(SME)与R134a双循环热泵干燥系统进行了比较。研究发现,它们相较于CO_(2)基础系统性能均有提升,尤其是双级并联加热系统,其C_(OPh)与R_(SME)均超过R134a系统。进一步的分析显示,增加蒸发温度、降低气冷器出口温度对CO_(2)跨临界热泵干燥系统的性能提升起到了关键作用。此外,文中也探究了补气系数和干燥出风温度对CO_(2)跨临界热泵干燥系统的影响。研究结果表明:经过优化改进的CO_(2)跨临界热泵干燥在高效节能方面表现出色,展现了替代R134a热泵干燥系统的潜力,同时也为解决干燥工艺高能耗的问题提供了创新性和可行性的解决途径。 展开更多

关键词 CO_(2)临界循环 热力学分析 最优性能 热泵干燥

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直接蒸发式CO_(2)人工冰场冰面温度影响因素

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作者 吴静 颜利波 +3 位作者 叶琳 李敏霞 马一太 王派 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期114-123,共10页

以直接蒸发式室内CO_(2)人工冰场为研究对象,通过建立室内冰场稳定温度场数学模型,分析了当蒸发温度为-13℃,采用12.7 mm大管径铜管供冷时,室内人工冰场场地的质流密度、排管间距、含油率等因素对冰面温度和冰面温差的影响。结果表明:... 以直接蒸发式室内CO_(2)人工冰场为研究对象,通过建立室内冰场稳定温度场数学模型,分析了当蒸发温度为-13℃,采用12.7 mm大管径铜管供冷时,室内人工冰场场地的质流密度、排管间距、含油率等因素对冰面温度和冰面温差的影响。结果表明:润滑油含量增加会增大管内压降及冰面进出口处的温差,但由于研究的管径和质流密度相对较大,影响幅度较小;供冷排管的间距和质流密度是影响冰面温度分布的主要因素;随着排管间距和质流密度的增大,冰面温差增大。为保证冰面温差在0.5℃以内,推荐的质流密度应小于200 kg/(m^(2)·s),排管间距应小于90 mm。 展开更多

关键词 CO_(2) 直接蒸发 人工冰场 冰面温度

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电梯门机异常检测和故障定位方法

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作者 范玉川 范波 +1 位作者 陈卓 张孝顺 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期761-768,共8页

提出一种电梯门机运行异常检测和故障定位方法.首先,从电梯门机的运行数据中分离出开关门曲线并将其划分为10个运行段,提取各段的数据特征.其次,提出基于箱线图的异常检测方法并利用各运行段的累积数据特征进行异常诊断;为防止数据不满... 提出一种电梯门机运行异常检测和故障定位方法.首先,从电梯门机的运行数据中分离出开关门曲线并将其划分为10个运行段,提取各段的数据特征.其次,提出基于箱线图的异常检测方法并利用各运行段的累积数据特征进行异常诊断;为防止数据不满足正态分布而造成的诊断误差,加入了门机特征数据的正态性检验方法,并对不满足正态分布的数据进行Box-Cox变换,使其满足正态分布.最后,提取电梯门机分段特征数据,采用极限学习机(ELM)对门刀卡阻故障、整体阻力增大故障和同步带松脱故障3种故障进行分类模型训练.经实验验证,提出的异常检测方法和故障定位方法准确度高,具有较高的应用推广价值. 展开更多

关键词 电梯 异常检测 箱线图 Box-Cox变换 故障定位 极限学习机

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基于分布参数模型的降膜式蒸发器性能智能仿真研究

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作者 乔波涛 杜燊 +1 位作者 李明佳 宋霞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期38-47,82,共11页

为对大型水平管降膜式蒸发器进行高精度的设计计算和优化分析,建立了降膜式蒸发器的智能换热仿真模型,并分析研究了蒸发器的性能。首先,采用分布参数法建立了单出口水平管降膜式蒸发器的换热仿真模型;其次,通过贝叶斯优化算法利用蒸发... 为对大型水平管降膜式蒸发器进行高精度的设计计算和优化分析,建立了降膜式蒸发器的智能换热仿真模型,并分析研究了蒸发器的性能。首先,采用分布参数法建立了单出口水平管降膜式蒸发器的换热仿真模型;其次,通过贝叶斯优化算法利用蒸发器实验数据对模型进行参数辨识,使得换热仿真模型的预测精度和适应性有所提高;最后,探究了传热系数和热流密度沿管长方向的变化情况,以及满液区换热面积所占比例对蒸发器换热量的影响规律。仿真结果表明:结合分布参数法和贝叶斯优化算法的智能换热仿真模型对大型水平管降膜式蒸发器19个工况换热量的预测误差不超过±6%;在较大的换热量范围内,单出口水平管降膜式蒸发器的最优池沸腾换热面积比例维持不变;从管内对流换热和二次布液两个角度优化降膜式蒸发器能有效提升其换热性能。 展开更多

关键词 降膜式蒸发器 分布参数模型 贝叶斯优化 参数辨识

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基于聚类及优化集成神经网络的地铁车站空调负荷预测 被引量：13

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作者 孟华 孙浩 +3 位作者 裴迪 王海 李元阳 徐敏 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1582-1589,共8页

分别从优化算法集成神经网络及将数据聚类后按类建模两方面建立3种模型对地铁车站空调负荷进行逐时预测,结果表明:同一物理量对地铁车站空调负荷所产生的影响程度随时间呈现某种动态变化特征,根据历史数据定量分析这些特征,对精准筛选... 分别从优化算法集成神经网络及将数据聚类后按类建模两方面建立3种模型对地铁车站空调负荷进行逐时预测,结果表明:同一物理量对地铁车站空调负荷所产生的影响程度随时间呈现某种动态变化特征,根据历史数据定量分析这些特征,对精准筛选模型输入参数、提高模型预测精度大有裨益。在3种模型中,粒子群优化算法-神经网络(PSOBPNN)和果蝇优化算法-神经网络(FOA-BPNN)预测的平均相对误差(MAPE)较单纯神经网络(BPNN)分别降低25.87%和40.08%,聚类-神经网络(Kmeans-BPNN)预测的MAPE比PSO-BPNN及FOA-BPNN分别降低61.12%和51.90%。说明在同等情况下,优化算法集成模型比单纯BPNN预测精度更高,而当区分实际负荷变化特点后,采用聚类后建模比优化集成建模效果更佳。 展开更多

关键词 地铁车站 负荷预测 优化算法 聚类 神经网络

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基于CNN-RNN组合模型的办公建筑能耗预测 被引量：25

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作者 曾国治 魏子清 +3 位作者 岳宝 丁云霄 郑春元 翟晓强 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1256-1261,共6页

为准确反映办公建筑的运行特性,利用卷积神经网络(CNN)良好的特征提取能力与循环神经网络(RNN)良好的时序学习能力,提出用于预测办公建筑能耗的CNN-RNN组合模型,并对应设计了适用于深度学习模型的二维矩阵数据输入结构.案例分析结果表明... 为准确反映办公建筑的运行特性,利用卷积神经网络(CNN)良好的特征提取能力与循环神经网络(RNN)良好的时序学习能力,提出用于预测办公建筑能耗的CNN-RNN组合模型,并对应设计了适用于深度学习模型的二维矩阵数据输入结构.案例分析结果表明,相较于简单循环神经网络和长短期记忆网络,CNN-RNN组合模型的预测精度与计算效率均显著提升,模型泛化性好. 展开更多

关键词 建筑能耗预测 卷积神经网络 循环神经网络 深度学习

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基于相变蓄冷的风冷模块化数据中心应急供冷单元实验研究及性能分析 被引量：5

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作者 黄彬 郑子鏖 +3 位作者 陆高锋 郑春元 李斌 翟晓强 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期41-48,共8页

为提高风冷模块化数据中心的运行可靠性,本文提出一种基于相变蓄冷的应急供冷技术途径,搭建蓄冷单元实验台,研究不同进口温度对相变蓄冷单元蓄冷和释冷过程的影响。同时,对蓄冷单元中弓形肋片长度、高度、间距及蓄冷板间距进行敏感性分... 为提高风冷模块化数据中心的运行可靠性,本文提出一种基于相变蓄冷的应急供冷技术途径,搭建蓄冷单元实验台,研究不同进口温度对相变蓄冷单元蓄冷和释冷过程的影响。同时,对蓄冷单元中弓形肋片长度、高度、间距及蓄冷板间距进行敏感性分析。结果表明:实验蓄冷单元至少能满足5 min的应急冷却需求;弓形肋片高度对综合传热性能影响最大,肋片长度次之,肋片间距和蓄冷板间距最小;当实验蓄冷单元的肋片高度由2.0 mm降至1.5 mm时,综合传热性能可提升57%。 展开更多

关键词 数据中心 应急供冷 相变蓄冷 强化传热

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基于聚类椭球模型的不确定性传播分析 被引量：2

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作者 刘浩 杨开云 张德权 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期431-436,共6页

针对随机结构提出了基于聚类椭球模型的非概率不确定性传播方法。首先,将聚类椭球模型分解成多个子椭球模型;然后,在各个子椭球模型中求解结构响应的子边界;接着,在所有子椭球模型内的子边界中寻优,获得响应的边界。考虑到计算精度和效... 针对随机结构提出了基于聚类椭球模型的非概率不确定性传播方法。首先,将聚类椭球模型分解成多个子椭球模型;然后,在各个子椭球模型中求解结构响应的子边界;接着,在所有子椭球模型内的子边界中寻优,获得响应的边界。考虑到计算精度和效率等问题,引入传统非概率不确定性传播策略和基于功能度量法的传播策略,分别对响应的子边界进行计算;最后,通过数值算例验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 不确定性传播 聚类椭球模型 功能度量法 蒙特卡洛模拟法

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基于响应谱分析的管路系统振动优化设计 被引量：2

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作者 方文杰 梁杰存 +3 位作者 庄子宝 吴彦东 龚纯 赵大鹏 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第3期247-253,共7页

为改善某款空气能热水器外机的低频噪声,首先采用LMS Testlab测试其管路系统在约束处的时域加速度激励,其次通过软件编程计算在载荷激励下单自由度系统的振动响应谱,之后采用响应谱分析的方法计算管路系统的最大振动响应,最后应用多目... 为改善某款空气能热水器外机的低频噪声,首先采用LMS Testlab测试其管路系统在约束处的时域加速度激励,其次通过软件编程计算在载荷激励下单自由度系统的振动响应谱,之后采用响应谱分析的方法计算管路系统的最大振动响应,最后应用多目标优化技术对回气管与排气管的结构参数进行优化设计,从而改善管路系统的振动传递与外机低频噪声。经过验证:优化后管道的最大振动减小约30%,外机低频峰值噪声减小约10 dB(A),从而建立了一种适合宽频载荷、复杂管路系统响应分析与优化的方法。 展开更多

关键词 振动与波 空气能热水器 管路系统 响应谱分析 优化设计

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宽温域R134a/CO_(2)复叠式空气源热泵系统性能分析研究

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作者 封旭 付晓锋 +3 位作者 张晧 岳宝 赵炳晨 祝银海 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 2025年第9期923-930,共8页

针对低环境温度、高出水温度的宽温域供热需求,设计开发了R134a/CO_(2)复叠式空气源热泵系统,研究了中间温度、蒸发温度及冷凝温度等工况参数变化对系统性能系数(COP)与级间质量流量比的影响.采用[火用]分析方法获得了系统的[火用]损失... 针对低环境温度、高出水温度的宽温域供热需求,设计开发了R134a/CO_(2)复叠式空气源热泵系统,研究了中间温度、蒸发温度及冷凝温度等工况参数变化对系统性能系数(COP)与级间质量流量比的影响.采用[火用]分析方法获得了系统的[火用]损失及[火用]效率随蒸发温度的变化情况.同时,探讨了在复叠式空气源热泵系统各级回路中增加回热器后回热器效能对系统性能的影响.结果表明:宽温域R134a/CO_(2)复叠式空气源热泵系统COP随中间温度升高先增大后减小,存在最佳中间温度可以使系统性能最佳,蒸发温度为-50℃、冷凝温度为70℃时,最佳中间温度约为2℃,对应系统最大COP为1.86;级间质量流量比随中间温度升高而增大,增幅为40.87%~49.30%;系统COP与级间质量流量比均随蒸发温度升高而增大,随冷凝温度升高而减小.在冷凝温度不变时,系统总[火用]损失随蒸发温度升高而减小,从12.72 kW减小至11.19 kW;总[火用]损失中高温级电子膨胀阀和压缩机的占比较大,分别为36.11%~37.82%和15.54%~17.08%,具有较大优化潜力;系统[火用]效率随蒸发温度升高从0.61减小至0.57.系统两级回路增加回热器后,系统COP及[火用]效率呈现相同的变化趋势,均随着高温级回热器效率的增加而增大,随着低温级回热器效率的增加而减小,最佳组合的高、低温级回热器效率分别为0.9和0.1,相较于无回热器系统,COP和[火用]效率分别提升了3.76%和3.28%. 展开更多

关键词 R134a/CO_(2)复叠式空气源热泵 宽温域 中间温度 回热器

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