基于盐溶液储能的热回收型热泵系统特性研究

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作者 王林 吉燕芳 +3 位作者 谈莹莹 李修真 王占伟 常明慧 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期528-535,共8页

提出一种基于盐溶液储能的热回收型热泵(SEHHP)系统,由热回收型压缩热泵子系统和盐溶液储/释热子系统组成,夜间电力低谷时段利用富裕电能驱动热泵子系统实现盐溶液与相变材料耦合储存热能,白天供热时段,电能驱动空气源热泵子系统与盐溶... 提出一种基于盐溶液储能的热回收型热泵(SEHHP)系统,由热回收型压缩热泵子系统和盐溶液储/释热子系统组成,夜间电力低谷时段利用富裕电能驱动热泵子系统实现盐溶液与相变材料耦合储存热能,白天供热时段,电能驱动空气源热泵子系统与盐溶液储/释热子系统构成热泵复叠循环制取供热量,从而有效降低社会用电高峰期供热的电力消耗。建立SEHHP系统的热力学模型,评估SEHHP系统的逐时制热性能与经济性。结果表明:SEHHP系统的制热性能与经济性均优于相变储能空气源热泵(PEAHP)系统,其日能耗比PEAHP系统降低34.18%。与PEAHP系统相比,SEHHP系统的综合制热性能系数(CCOP)提高52.20%,而其费用年值降低9.23%。该系统适用于电力峰谷差大的供热地域或场所。 展开更多

关键词 热回收 热泵 溶液储能 性能系数 经济性分析

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太阳能吸收制冷循环动态特性仿真方法研究

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作者 马爱华 赵帅 +1 位作者 王林 常明慧 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期318-325,共8页

太阳能吸收制冷循环在额定工况下展现出高效的制冷性能,然而,其固有的缺陷在于变工况性能欠佳,甚至可能导致工作失效。作为一项几乎不依赖电能的制冷技术,太阳能吸收制冷技术面临着太阳能供应间歇性和用户侧需求波动性的双重挑战,这些... 太阳能吸收制冷循环在额定工况下展现出高效的制冷性能,然而,其固有的缺陷在于变工况性能欠佳,甚至可能导致工作失效。作为一项几乎不依赖电能的制冷技术,太阳能吸收制冷技术面临着太阳能供应间歇性和用户侧需求波动性的双重挑战,这些因素严重影响了循环的工作效能。从系统内部参数与外部参数动态匹配的角度出发,运用现代控制理论,构建了太阳能单效LiBr-H2O吸收式制冷循环的状态空间模型。通过稳态仿真与实验数据的对比,验证了该动态模型的有效性,并进一步探究了不同扰动因素下循环的动态响应特性。研究结果显示,所建立的状态空间动态模型能够准确地描述太阳能吸收制冷循环的动态行为,清晰地揭示了循环输入变量、状态变量与输出变量之间的动态关联。 展开更多

关键词 吸收 制冷 状态空间模型 动态仿真 瞬态响应

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分凝器对两级分离自复叠制冷循环特性影响研究

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作者 臧子晴 李修真 +1 位作者 谈莹莹 刘晓庆 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期17-25,共9页

为了提高传统两级分离自复叠制冷循环(TSARC)的效率并达到更低的制冷温度,设计了一种配备分凝器的两级分离自复叠制冷循环,选用非共沸混合工质R1150/R600a作为制冷剂。在此基础上,建立了带有双分凝器的两级分离自复叠制冷循环热力学模型... 为了提高传统两级分离自复叠制冷循环(TSARC)的效率并达到更低的制冷温度,设计了一种配备分凝器的两级分离自复叠制冷循环,选用非共沸混合工质R1150/R600a作为制冷剂。在此基础上,建立了带有双分凝器的两级分离自复叠制冷循环热力学模型,并对基于第一级分凝器的两级分离自复叠制冷循环(FRARC)、基于第二级分凝器的两级分离自复叠制冷循环(SFARC)以及双分凝器的两级分离自复叠制冷循环(TFARC)的热力学特性进行了对比分析。研究结果显示,存在最优的制冷剂组分配比,使得上述3种带分凝器的两级分离自复叠制冷循环均能达到最大制冷性能系数(COP)。在冷凝器出口温度为30℃、蒸发器出口温度为-90℃的条件下,FRARC、SFARC和TFARC循环的最大COP较TSARC循环分别下降了4.9%、6.6%和16.3%。而且它们所能达到的最低制冷温度分别为-98、-98和-100℃,均低于TSARC循环所能达到的制冷温度。由此可见,分凝作用虽然未能提升两级分离自复叠制冷循环的制冷效率,但有助于实现更低的制冷温度。 展开更多

关键词 自复叠制冷 非共沸混合物 分凝器 两级分离 热力学性质 模拟

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地下水分级冷却的地源热泵供冷性能实验

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作者 冯森 马爱华 +1 位作者 周西文 龙滨 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期42-49,M0004,M0005,共10页

传统地下水源热泵(GWHP)对地下水储存的冷量利用十分有限。结合温湿度独立控制空调系统优点,构建了一种地下水分级冷却的地源热泵(GGWHP)空调系统,并搭建GGWHP空调系统实验装置。实验研究新风量、地下水温度和地下水流量对GWHP和GGWHP... 传统地下水源热泵(GWHP)对地下水储存的冷量利用十分有限。结合温湿度独立控制空调系统优点,构建了一种地下水分级冷却的地源热泵(GGWHP)空调系统,并搭建GGWHP空调系统实验装置。实验研究新风量、地下水温度和地下水流量对GWHP和GGWHP空调系统供冷性能的影响。实验结果表明:GGWHP空调系统的能耗低于GWHP空调系统。新风量从305 m^(3)/h增加到1 835 m^(3)/h, GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省4.78%;GGWHP空调系统的性能系数(COP)减少0.89。地下水温度从17℃增加到21℃,GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省8.41%;GGWHP空调系统的COP减少1.02。地下水流量从550 kg/h增加到1 320 kg/h, GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省8.59%;GGWHP空调系统的COP增加1.03。 展开更多

关键词 地下水源热泵 分级冷却 新风量 地下水流量 空调

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R1150+R1234ze(E)二元体系223.15~253.15K汽液相平衡研究

5

作者 刘豪 王林 +1 位作者 丁昊 耿嘉怡 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期1-8,共8页

R1150具有较高的蒸发潜热和蒸发压力,R1234ze(E)具有环境友好性和完善的热力性能,因此,R1150与R1234ze(E)的二元混合物作为一种潜在的工质对,具有重要的应用价值。然而,由于相关汽液相平衡数据的缺乏,该混合工质在实际工程中的应用受到... R1150具有较高的蒸发潜热和蒸发压力,R1234ze(E)具有环境友好性和完善的热力性能,因此,R1150与R1234ze(E)的二元混合物作为一种潜在的工质对,具有重要的应用价值。然而,由于相关汽液相平衡数据的缺乏,该混合工质在实际工程中的应用受到了限制。本文采用一套静态分析法的装置对二元混合工质R1150+R1234ze(E)在223.15~253.15 K温区的汽液相平衡进行了研究。并应用PR-MHV1-NRTL和PR-WS-NRTL两种模型对实验数据进行关联,结果显示模型与实验值具有良好的一致性。 展开更多

关键词 相平衡 汽液平衡 混合物 模型 R1150 R1234ze(E)

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R290/R245fa汽液相平衡混合规则对比研究

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作者 丁昊 王林 刘豪 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期9-16,共8页

R290/R245fa是一组适用于自动复叠喷射制冷循环的非共沸制冷剂,然而,现有文献中关于其实验数据稀缺,且各预测模型间存在显著偏差。为提升R290/R245fa混合工质汽液相平衡的计算精度,选取了PR方程,并结合VDW、WS、MHV1三种混合规则以及UNI... R290/R245fa是一组适用于自动复叠喷射制冷循环的非共沸制冷剂,然而,现有文献中关于其实验数据稀缺,且各预测模型间存在显著偏差。为提升R290/R245fa混合工质汽液相平衡的计算精度,选取了PR方程,并结合VDW、WS、MHV1三种混合规则以及UNIFAC(Dortmund)活度系数模型,对该二元混合工质的汽液相平衡特性进行了评估。结果表明,在低压体系下,MHV1混合规则的计算精度优于WS和VDW混合规则。基于最优模型,考虑了氢键在氟代烃分子间的作用力对气液相组成的影响。通过修正活度系数模型中含氟基团的面积参数和体积参数,压力相对偏差降低至0.7937%,气相组分绝对偏差降低至0.0018。计算结果显示,修正后的模型与REFPROP 10.0模型的精度相当,其压力平均相对偏差为0.7051%,气相组分的绝对偏差则为0.0025。最后绘制了R290/R245fa混合工质在243.15~283.15 K温度范围内的相图。 展开更多

关键词 二元混合物 活度系数 汽液平衡 碳氢化合物 氢键

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含R1234yf混合工质汽液相平衡的混合规则评估与预测研究 被引量：1

7

作者 王林 江荣鼎 +2 位作者 张春晓 李修真 谈莹莹 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期475-483,共9页

含R1234yf混合工质具有系统性能优良且对环境友好的特点,在当前制冷剂迭代中受到了广泛关注。汽液相平衡性质是混合工质的基础热物理性质,其理论计算至关重要。为提高含R1234yf混合工质汽液相平衡数据的计算精度,选取PR状态方程结合vdW... 含R1234yf混合工质具有系统性能优良且对环境友好的特点,在当前制冷剂迭代中受到了广泛关注。汽液相平衡性质是混合工质的基础热物理性质,其理论计算至关重要。为提高含R1234yf混合工质汽液相平衡数据的计算精度,选取PR状态方程结合vdW、WS、MHV1三种混合规则和NRTL活度系数模型评估了16种含R1234yf二元混合工质的汽液相平衡性质。结果表明,WS混合规则和MHV1混合规则计算性能优于vdW混合规则;vdW混合规则对大多数混合工质计算性能较好。最后提出一种预测模型预测含R1234yf混合工质汽液相平衡性质,预测的相对压力偏差值为0.49%,气相摩尔分数绝对偏差值为0.0031,预测偏差满足工程应用。 展开更多

关键词 R1234yf 混合物 汽液相平衡 混合规则 模型 预测

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分级处理空调送风的地下水源热泵系统性能研究 被引量：2

8

作者 陈枫 谈莹莹 +3 位作者 李修真 王林 王占伟 连梦雅 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期178-185,共8页

针对传统地下水源热泵空调(CGWHP)系统能耗偏高的缺陷,提出一种新型分级处理空调送风的地下水源热泵(NGWHP)系统,其特点是利用地下水预处理新风后,二级利用地下水承担热泵机组的冷凝热,达到显著降低热泵机组能耗的目的。运用热工学理论... 针对传统地下水源热泵空调(CGWHP)系统能耗偏高的缺陷,提出一种新型分级处理空调送风的地下水源热泵(NGWHP)系统,其特点是利用地下水预处理新风后,二级利用地下水承担热泵机组的冷凝热,达到显著降低热泵机组能耗的目的。运用热工学理论建立NGWHP系统稳态仿真数学模型,在VC++环境下编写程序并模拟供冷模式下NGWHP与CGWHP系统的性能,比较分析地下水对两种系统性能的影响,并搭建实验装置进行验证。结果表明:NGWHP系统的能耗显著低于CGWHP系统。地下水供水温度下降或流量增大,两种系统的能耗均呈线性下降趋势。新风比为33%,地下水温从24℃降至15℃时,NGWHP系统的能耗较CGWHP系统平均低40.56%;地下水流量从1800 kg/h增至2300 kg/h时,NGWHP系统的能耗平均降低42.27%。实验结果与模拟结果吻合较好,二者误差在±13%以内。研究结果可为NGWHP系统的优化设计和运行调控提供理论指导。 展开更多

关键词 地下水源热泵 送风 预冷器 分级处理 稳态模型 能耗

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地下水预热新风一体化热泵空调系统制热性能研究 被引量：2

9

作者 连梦雅 谈莹莹 +2 位作者 王林 陈枫 曹艺飞 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期311-319,共9页

针对传统地下水源热泵空调(conventional ground water heat pump air-conditioning,CGWHP)系统对地下水储热利用有限的缺陷,提出一种地下水预热新风一体化热泵空调(integrated ground water heat pump air-conditioning,IGWHP)系统。... 针对传统地下水源热泵空调(conventional ground water heat pump air-conditioning,CGWHP)系统对地下水储热利用有限的缺陷,提出一种地下水预热新风一体化热泵空调(integrated ground water heat pump air-conditioning,IGWHP)系统。基于分布参数法和集总参数法,建立了IGWHP系统稳态仿真模型,对组成系统部件和整个系统的制热性能进行仿真计算,分析空调热水对IGWHP系统性能影响,同时比较分析IGWHP系统和CGWHP系统的制热性能,并进行了实验验证。研究结果表明:IGWHP系统较CGWHP系统有显著节能优势。当热水供热温度从40℃升高到55℃,IGWHP系统的能耗比CGWHP系统平均下降36.12%。仿真结果与实验结果吻合较好,仿真值与实验值的误差在±10%以内。 展开更多

关键词 地下水 新风 热泵 分布参数模型 能耗

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盐溶液蓄能型热泵循环特性研究 被引量：1

10

作者 常明慧 王林 +1 位作者 苑佳佳 曹艺飞 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期329-337,共9页

为解决供热采暖期的电力峰谷问题,提出了盐溶液蓄能型热泵循环,由压缩热泵子系统与盐溶液储释能子系统构成复叠循环实现热能储存与品位提升,利用多层储液思想设计盐溶液储罐结构提升蓄能密度。在建立新循环热力学数学模型的基础上,研究... 为解决供热采暖期的电力峰谷问题,提出了盐溶液蓄能型热泵循环,由压缩热泵子系统与盐溶液储释能子系统构成复叠循环实现热能储存与品位提升,利用多层储液思想设计盐溶液储罐结构提升蓄能密度。在建立新循环热力学数学模型的基础上,研究关键运行参数对新循环的性能影响,并评估比较了新循环、传统空气源蓄能热泵和空气源热泵的经济性。研究结果表明:新循环综合制热性能系数低于传统空气源蓄能热泵及空气源热泵,但其蓄能密度和经济性均优于传统两种热泵循环。在300kW供热量设计负荷下,新循环综合制热性能系数较传统空气源蓄能热泵降低4.76%,但新循环蓄能密度是传统空气源蓄能热泵的2.2倍,而新循环费用年值较传统空气源热泵及空气源蓄能热泵分别降低1.46%和29.00%。 展开更多

关键词 热力学 盐溶液 蓄能 热泵 性能系数 经济性

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太阳能驱动风冷喷射式绝热吸收制冷循环研究

11

作者 候召宁 王林 +2 位作者 闫晓娜 谈莹莹 李修真 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期268-273,共6页

为改善太阳能吸收制冷循环性能并解决太阳能吸收制冷机风冷化问题,提出一种太阳能驱动的风冷喷射式绝热吸收制冷循环,通过喷射式绝热吸收器实现吸收过程的传热传质分别强化,同时回收高压溶液节流损失和再循环溶液的余压,以进一步增强吸... 为改善太阳能吸收制冷循环性能并解决太阳能吸收制冷机风冷化问题,提出一种太阳能驱动的风冷喷射式绝热吸收制冷循环,通过喷射式绝热吸收器实现吸收过程的传热传质分别强化,同时回收高压溶液节流损失和再循环溶液的余压,以进一步增强吸收效果。构建组成循环各部件热力学数学模型,探讨了环境温度、发生温度、蒸发温度以及喷射器对新循环的影响,并与2种传统吸收制冷循环进行了比较分析。结果表明,存在最佳发生温度使得新循环最大热性能系数(COP_(T));引入喷射式绝热吸收器显著改善了极端条件下新循环性能,设计工况下新循环的热性能系数(COP_(T))和电性能系数(COP_(E))较风冷绝热吸收制冷循环分别提高了7.69%和43.59%,较水冷非绝热吸收-喷射制冷循环分别提高了2.44%和273.86%。 展开更多

关键词 太阳能 吸收制冷 绝热吸收器 喷射器 风冷 性能系数

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扭曲椭圆管内强化传热及熵产特性

12

作者 冯俊奇 田果 +4 位作者 王梦轩 谈莹莹 王占伟 王林 李修真 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第4期473-481,共9页

为探究扭曲椭圆管内强化传热及熵产特性,基于实验验证,在雷诺数(Re)为710~4790范围内,采用数值模拟方法着重分析了包含扭曲比(P/D)和长短轴比(A/B)在内的结构参数及Re对扭曲椭圆换热管内传热和流动阻力性能的影响规律,并依据熵产理论分... 为探究扭曲椭圆管内强化传热及熵产特性,基于实验验证,在雷诺数(Re)为710~4790范围内,采用数值模拟方法着重分析了包含扭曲比(P/D)和长短轴比(A/B)在内的结构参数及Re对扭曲椭圆换热管内传热和流动阻力性能的影响规律,并依据熵产理论分析扭曲椭圆管内的熵产特性,以期揭示扭曲椭圆管内流体对流传热强化机理。结果表明:扭曲椭圆管内对流传热性能、流动阻力及总熵产随Re的增大而分别增大、减小及增大,随P/D的减小或A/B的增大均增大,且总熵产主要由传热过程不可逆损失引起;当A/B=2.16和P/D=11.90时,传热系数(h)和压降(Δp)均达到最大值;此外,当P/D=26.33和A/B=1.34时,总熵产最小。 展开更多

关键词 扭曲椭圆管 强化传热 数值模拟 熵产理论

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R1150/R600a自复叠制冷循环开机动态特性实验研究 被引量：3

13

作者 谈莹莹 刘晓庆 +3 位作者 王林 黄鲤生 李修真 王占伟 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期213-222,共10页

搭建带分凝器的自复叠制冷循环实验台,采用环境友好非共沸混合工质R1150/R600a,通过实验分析了带分凝器的自复叠制冷循环和传统自复叠制冷循环在不同蒸发压力和组分配比下的开机动态特性。研究表明,随着蒸发压力降低,两种循环制冷温度... 搭建带分凝器的自复叠制冷循环实验台,采用环境友好非共沸混合工质R1150/R600a,通过实验分析了带分凝器的自复叠制冷循环和传统自复叠制冷循环在不同蒸发压力和组分配比下的开机动态特性。研究表明,随着蒸发压力降低,两种循环制冷温度均降低、排气压力均升高,带分凝器的自复叠制冷循环温降更大,蒸发器进口温度最低可达到-73.8℃;开机后,带分凝器的自复叠制冷循环更快达到稳定制冷温度,低温箱温降速率更快。R1150/R600a组分配比为0.3∶0.7时,蒸发器进口温度最低可达到-77.2℃,较传统循环低5.6℃。随着低沸点组分增大,两种循环降温速率更快,但压缩机的排气温度升高,带分凝器的自复叠制冷循环压缩机排气温度较传统自复叠制冷循环高25.0~36.0℃。 展开更多

关键词 自复叠制冷 非共沸 混合工质 分凝器 开机动态特性

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均流腔结构对微细通道内相变流动特性影响的实验研究 被引量：2

14

作者 江河 袁俊飞 +1 位作者 王林 邢谷雨 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期235-244,共10页

以R134a制冷剂为工质,在质量流率为416~728 kg/(m^(2)·s),基面热通量为36.7~242.6 kW/m^(2)条件下,研究了方形均流腔和圆弧均流腔微细通道换热器内两相流型的变化规律以及不同条件下微通道的压降特性、压力波动特性与传热特性。结... 以R134a制冷剂为工质,在质量流率为416~728 kg/(m^(2)·s),基面热通量为36.7~242.6 kW/m^(2)条件下,研究了方形均流腔和圆弧均流腔微细通道换热器内两相流型的变化规律以及不同条件下微通道的压降特性、压力波动特性与传热特性。结果表明:两种均流腔结构的微通道内流型过渡是相似的,在弹状流型时均观察到了流动逆转现象;相比于方形均流腔微通道,圆弧均流腔微通道的压降更低,压力波动幅度更小,且具有更高的传热系数。在热通量为242.6 kW/m^(2),质量流率为416 kg/(m^(2)·s)条件下,压降降低了51%;在热通量为154.4 kW/m^(2),质量流率为416 kg/(m^(2)·s)时,出口压力波动幅度降低了35%;当热通量为242.6 kW/m^(2),质量流率为728 kg/(m^(2)·s)时,微细流道末端的传热系数提高了9.7%。 展开更多

关键词 微通道 相变 气液两相流 压降 不稳定性

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三维变形管管内积灰特性数值模拟研究 被引量：4

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作者 李修真 徐晴 +3 位作者 窦润好 石靖峰 盛凯 任兆亭 《新能源进展》 2021年第2期95-101,共7页

烟气中的高灰分、高黏度、高腐蚀性成分不可避免地造成换热器烟气侧换热面积灰结垢的问题,如何有效解决这些问题一直是烟气换热器研究的焦点之一。三维变形管内的螺旋流增强了管内流体的湍动程度从而实现强化传热,基于其内部灰尘受气流... 烟气中的高灰分、高黏度、高腐蚀性成分不可避免地造成换热器烟气侧换热面积灰结垢的问题,如何有效解决这些问题一直是烟气换热器研究的焦点之一。三维变形管内的螺旋流增强了管内流体的湍动程度从而实现强化传热,基于其内部灰尘受气流携带而处于湍动便不易沉积的特点,本文通过数值模拟的方法探讨了三维变形管几何参数、粒径、气体流速对灰尘颗粒沉积率的影响。结果表明,在给定的粒径范围内,烟气流速和三维变形管的几何参数对灰分沉积率有重大影响。随着螺距和烟气流速的增大,灰尘颗粒沉积率降低,然而灰尘颗粒沉积率随着长短轴比和平均粒径的增大而增加。 展开更多

关键词 三维变形管 积灰沉积 灰污特性

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多超声振子作用下气泡动力学数值模拟

16

作者 候召宁 王林 +3 位作者 闫晓娜 李修真 王占伟 梁坤峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期362-370,共9页

超声对强化吸收制冷循环中发生器内溴化锂水溶液沸腾传热有重要意义,目前开展的相关研究较少,尤其多超声振子气泡动力学方面的理论尚未报道。为探究振子数量对溶液空化特性的影响,构建多振子气泡动力学模型,以纯水为例验证了模型准确性... 超声对强化吸收制冷循环中发生器内溴化锂水溶液沸腾传热有重要意义,目前开展的相关研究较少,尤其多超声振子气泡动力学方面的理论尚未报道。为探究振子数量对溶液空化特性的影响,构建多振子气泡动力学模型,以纯水为例验证了模型准确性,探讨了不同影响因素对溶液空化特性的影响。模拟结果表明:总声强为1 W/cm^(2),振子数量由1增加至5时,空化气泡最大半径增加了44.12%,振子数量达到24~25个时,气泡最大半径增加率仅为1%;发生压力对空化效应的影响随着振子数量的增多而增大,单振子在吸收制冷系统的真空发生器更易产生稳态空化,而多振子更易在真空发生器内产生瞬态空化;多振子频率均匀度越小,空化强度越大,声强均匀度对空化强度的影响可忽略。 展开更多

关键词 超声空化 溴化锂水溶液 数值模拟 多频超声 气泡动力学

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