一、An Experimental Study of Carbon Dioxide Condensation in Mini Channels(论文文献综述)
李全功[1](2021)在《高热载荷干冰升华冷却特性研究》文中研究指明
冯嘉[2](2021)在《基于微纳流控技术的二氧化碳-癸烷体系的相行为及传质研究》文中研究说明微纳流控技术具有实时可视化和微纳尺度等优点,对于探究二氧化碳驱替过程中的相行为和传质特性以实现采收率的提高有着重要的意义。因此,本课题基于微纳流控技术探究了二氧化碳-癸烷体系的相行为及传质机制:首先,基于微纳流控技术测量了微/纳米尺度下二氧化碳-癸烷体系的最小混相压(MMP)并探究了混相机制。通过表征微纳米封闭通道中癸烷的荧光强度变化,测量和比较了 5 μm尺度和50 nm尺度下二氧化碳-癸烷体系的最小混相压。发现50 nm尺度与5μm尺度下的最小混相压均在293.15 K时为5.4 MPa和303.15 K时为6.4 MPa。并通过理论计算发现在50 nm尺度下最小混相压偏移仅为0.17%。而在5 nm尺度下最小混相压偏移达到了 2.5%,即发生纳米受限效应。其次,利用自制的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)芯片测量了二氧化碳-癸烷体系的传质系数并探究了传质机制。实验发现,传质系数随气相流量和液相流量的增大而增大,同时随着环境温度的升高,传质系数也相应升高。在气相流量范围为0.6-1.2 mL/min和液相流量范围为0.1-0.4mL/min时,25℃、30℃和35℃下液侧体积传质系数kLa范围分别为 1.0-4.5 s-1、1.0-5.8 s-1 和 1.0-6.8 s-1。最后,基于微流控芯片模拟了地层中的二氧化碳驱过程并研究了驱替机理。通过分析实验照片中残余油的面积可以得到采收率。实验表明驱替压力越大,二氧化碳非混相驱的效果越好。在0.1-0.3bar驱替压力下非混相驱的采收效率范围为60%-82%,而对于56.9 bar驱替压力下的混相驱几乎可以实现100%的驱替效率。
程超[3](2021)在《复合膜法燃煤烟气水分脱除系统应用研究》文中进行了进一步梳理燃煤机组采用湿法脱硫工艺造成排放的烟气中含有大量的水蒸气,烟气直接排放不仅会造成水资源的浪费,而且会加剧当地大气环境的污染,采用多孔复合陶瓷膜进行烟气水分和余热回收是火电厂实现深度节水/节能减排的一条可行途径。本文采用微、纳尺度孔径的陶瓷膜构建的输运膜冷凝器进行烟气水分及余热回收,通过数值模拟分析计算、实验室小试和燃煤机组中试,探索复合陶瓷膜法烟气水分及其余热回收性能。搭建了纳米陶瓷复合膜烟气水分及余热回收实验系统,针对纳米尺度不同孔径(30nm、50nm和200nm)陶瓷膜,采用模拟烟气进行了系统性能实验研究。结果表明:三种孔径陶瓷膜的水分回收量相差不大,孔径为50nm的陶瓷膜管的水分和余热回收性能整体上优于另外两种孔径,其最大水回收量和热回收量分别为4.82kg/(m2·h)和10.66MJ/(m2·h)。所有孔径陶瓷膜的水回收量、热回收量和热回收率均随烟气温度、烟气流量和冷却水流量的增加而增大,随冷却水温度的升高而降低。孔径越小,越能抑制SO2的渗透,而孔径越大的陶瓷膜能更好地去除SO2。建立了系统性能分析计算模型,模拟分析了水蒸气跨膜热质输运过程,以纵向间距为5cm的膜组件为原型进行了数值计算。结果表明:冷却水温度由25℃升高至36℃,回收水量逐渐降低,由29.45kg/h降低到18.13kg/h,变化趋势与实验结果一致。不同冷却水温度下回收水量的计算值与实验值相差不大,偏差均在10%以内,说明所建立的数学计算模型能够比较准确地描述水蒸气在陶瓷膜中的传质传热过程。模拟计算结果显示,随入口烟温的升高,回收水量呈线性升高趋势,入口烟温与出口烟温的差值随入口烟温的升高而减小。随着烟气流量增大,回收水量逐渐增加,但是增长速率逐渐减缓。搭建了 330MW燃煤机组中试试验平台,采用脱硫塔后净烟气针对1 μm孔径陶瓷膜组件开展了实验研究。实验发现:随冷却水温度升高,纵向间距为8cm、5cm和3cm的膜组件的水回收量先缓慢降低,冷却水温度达到36℃以后,水回收量剧烈降低,相关实验条件下,其最大水回收量分别为22.23kg/(m2·h)、16.49kg/(m2·h)和10.95kg/(m2·h)。吸热量和总换热系数均与水回收量的变化趋势一致,纵向管间距为8cm、5cm和3cm的输运膜冷凝器的最大总换热系数分别为1068.2W/(m2·K)、784.5W/(m2·K)和 504.1 W/(m2·K)。采用复合膜法烟气水分及余热回收技术,设计并搭建了燃煤机组烟气水分及余热回收系统。根据机组负荷和烟气量计算了需要的膜组件数量,并根据烟道形状及尺寸设计了膜组件的布置方式。根据布置方式构建了阻力计算模型及水分回收计算模型,并进行了水分回收量计算。结果表明:相同的操作参数条件下,随着机组负荷的增加,水回收量和内循环冷却水出口温度均呈线性增长趋势。另外,在同一负荷下,随着内循环冷却水入口温度的升高,水回收量逐渐降低,内循环冷却水出口温度与入口温度的差值逐渐减小。
王式兴[4](2020)在《压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究》文中进行了进一步梳理在化石燃料的气化利用过程中,由于原料的不同及气化方式的差异,气体燃料的组成存在着很宽的变化范围,如煤和生物质气化气的主要成分为氢气和一氧化碳,甲烷还包含氮气和二氧化碳等稀释气体。燃气组成的不确定性对燃烧室设备稳定运行和高效清洁燃烧提出了更高的要求。同时,发展多种高效燃烧方式如富氧燃烧结合CO2捕集与排放技术,燃气轮机贫预混稀薄燃烧技术对降低碳排放,控制污染物生成具有重要意义。化石燃料气化气还可以进一步合成为各种清洁替代能源,这其中,发展醇醚类含氧燃料和氨气无碳燃料对海陆空运输及电力生产具有重要意义。实际的工业燃烧设备包括燃气轮机,内燃机和增压锅炉等多为高温高压的燃烧环境。涉及到燃烧稳定性的燃料组分的变化,回火,熄火,自点火现象和高压下的可燃极限与预混火焰的固有参数层流火焰速度密切相关。为了进一步增加对不同燃料燃烧特性的了解,开展高压下实验室尺度的基础层流燃烧特性研究可以为机理发展和燃烧器设计提供实验基础。同时测量污染物的排放特性有利于选择合适的操作区间,对新型替代燃料在工业燃烧设备中的应用提供理论指导。本文搭建了高压层流燃烧试验台,结合光学测量方法,烟气测量方法和数值模拟手段对不同燃料和燃烧方式在压力条件下的层流燃烧特性进行了系统性的研究。首先,搭建了基于热流量炉的高温高压层流燃烧试验台,用于获得高压下一维绝热无拉伸平面火焰。首先研究了甲烷在高压下的富氧燃烧特性,测量了0.5MPa下的CH4/O2/N2和CH4/O2/CO2的层流火焰速度,系统研究了压力当量比,氧含量和二氧化碳稀释对层流火焰速度的影响。当前实验测量结果与文献值以及模拟结果具有良好的一致性,验证了高压试验台的可靠性。接着用一维火焰模型分析了CO2稀释的热扩散和化学反应作用。在常压和高压情况下,由CO2稀释导致的层流火焰速度降低,热扩散效应在起主要作用。然后用实验获得的火焰速度拟合了压力幂指数β,可以预测更高压力下的火焰速度,结果表明β随着氧摩尔分数的增加而增加。并且观察到压力幂指数在富燃区的先增加后减小行为和超绝热火焰温度现象,表示了富燃区反应路径发生变化。其次,研究了合成气贫燃高压层流燃烧特性及荧光测量。为了抑制细胞火焰,在O2/He氧化剂中测量了1.1 MPa下的稀薄预混H2-CO和H2-N2合成气的各种燃料掺混比的层流火焰速度,根据获得的实验结果,测试了五种合成气高温高压反应机理,并对其不同的准确性做出评价。不同机理的反应路径相同而选取速率常数不同是造成不同敏感性及不同预测结果的原因尤其是HO2链增长反应。随着压力的升高,层流燃烧速度降低,对于燃料中氢含量较高或氧化剂中稀释剂含量较高的合成气,质量燃烧率先增大后减小。这表明绝热火焰温度降低是导致质量燃烧速率的负压依赖性的原因,并降低了整体反应级数,总体反应级数对于火焰温度较低的合成气又会随着压力继续增加。另外研究了CO2稀释和甲烷添加对生物质合成气H2/CO/CH4/O2/稀释气的层流燃烧特性的影响。OH*化学发光的测量结果表明,随着压力的增加,火焰前锋高度先减小然后增大,这与质量燃烧速率的非单调变化相对应,并且可以用作机理验证的目标之一。最后,研究了氨气,二甲醚层流燃烧及污染物排放特性。首先进行了常压下甲烷/二甲醚/氢气/空气不同当量比的层流火焰速度测量,对比了氢气添加对二甲醚的氧化路径的影响。反应路径分析表明CH3是在C2路径和DME分解路径中重要的自由基。并由此推出层流火焰速度与自由基峰值摩尔分数呈线性相关。对于新型无碳燃料氨气,通过热流量炉法和烟气分析仪,获得了不同当量比,不同氨含量下压力0.5 MPa下的氨气/甲烷,氨气/氢气,氨气/一氧化碳和氨气/合成气的层流火焰速度和详细NOx排放数据。提高的氨质量燃烧率引入了较大的预测不确定度。然后用实验获得的火焰速度拟合了压力幂指数β,并且在中等氨含量的条件下β存在最小值导致了火焰速度在该范围内对压力变化十分敏感。压力指数可以作为是验证和发展氨化学的独立指标。敏感性和反应路径分析表明氨化学在富燃工况下比在贫燃工况下的重要性更强,尤其是通过再结合反应形成N2Hi的路径影响火焰速度。N2Hi反应路径和H2NO,N2O反应路径是决定贫燃和富燃侧火焰速度预测差别的原因,指出了后期机理优化调整的方向。氨气和不同成分的合成气掺混具有相似的NOx排放特性尽管它们的火焰速度相差很大。对于氨/氢气和氨/甲烷在高压下的详细NOx排放测量结果表明,NH3,HCN和NOx的生成分别在富燃和贫燃,高氨含量和低氨含量得到促进,提高压力降低了NOx排放水平,并给出了实际应用氨燃料推荐的掺混比和当量比。
付硕[5](2020)在《桉树皮自加热过程的实验与数值模拟研究》文中认为生物质能源具有可持续性、绿色和来源广泛等优点,成为新能源发展的方向。但相比于其他传统能源,生物质能源热值偏小,导致工业利用需要大量囤积,而生物质材料的导热性较差,在储存、输运等过程中可能会出现自加热现象,从而存在引发自燃火灾的重大安全隐患。桉树作为三大速生树种之一,在世界范围内被广泛种植。桉树皮等材料可以作为生物质发电的主要燃料,其囤积过程中发生过自热自燃事故。然而,目前缺乏对桉树皮堆垛自加热过程的研究。水分是影响桉树皮自加热过程的重要影响因素,液态水蒸发吸热的同时,也是低温阶段放热反应的必要条件,因此定量地研究水分对于桉树皮低温阶段放热反应的影响十分必要。除此之外,针对桉树皮堆垛自加热过程中产生热解气的研究目前还比较缺乏,产生的易燃、可燃气体也是火灾的重要安全隐患。实际工业桉树皮堆垛储存会遭遇极端天气影响其自加热进程,热带风暴就是其中之一。热带风暴会短时间内大幅增加环境湿度,已有实验和火灾案例表明,环境湿度增加会使堆垛内的温度快速升高,造成自燃火灾的安全隐患。所以研究环境湿度的变化对于桉树皮堆垛的自加热过程的影响十分必要。但通过实验难以控制工业尺度堆垛环境湿度的改变,现有的自加热模型又缺乏对液态水和水蒸气蒸发、输运和边界对流质量交换等水分传质过程的考虑,无法体现环境湿度对自加热过程的影响。因此,需要发展自加热模型以研究环境湿度变化对堆垛自加热过程的影响。本文具体的研究工作包括:通过热重(TG)实验和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)相结合的方法,研究了桉树皮的热解特性、生成气体及其来源。建立了桉树皮热解过程的质量损失速率模型,通过遗传算法获得了各步反应最佳的动力学参数。利用FTIR技术识别桉树皮热解生成的主要气体和官能团,判定生成的温度区间,结合三种伪组分的热解温度区间,确定气体的生成来源。通过微型量热仪C80研究了不同含水率的桉树皮样品在30~200℃低温下的放热性。实验考虑了样品质量的影响,结果显示含水率22.08%的样品具有很高的自燃风险性。构建了密闭容器内不断升温条件下的蒸发模型,估算了蒸发吸收的热量,以校正低温下桉树皮放热反应的反应热。计算结果表明,蒸发吸收的热量几乎是放热反应实际反应热的一半。低温范围内的反应热在含水率为42.08%时达到最大值923.16Jg-1,然后降低。同时分析了随着样品含水率的增加,C80测量的反应热不断减少的机理:含水率在22.08%~42.79%的区间内,主要是因为蒸发过程得到了加强,在42.79%~77.40%之间主要是因为放热反应被抑制。发展了二维轴对称生物质堆垛自加热数值模型,考虑了实际工业尺度生物质堆垛受到环境条件的影响。基于温度的特征函数和实际的温度,拟合出动态环境温度函数。为反映环境湿度变化的特征,在模型中构建了与时间相关的分段函数。结合C80实验结果考虑水分对低温阶段自加热过程的影响,建立了表征含水率对低温放热量的影响的函数表达式。进行了实际尺度桉树皮堆垛的实验测量,测量时间为30天,期间记录环境温度和堆垛内部温度。基于桉树皮堆垛实验的实际场景,设置了模型的初始值和边界条件。模型考虑了水蒸气的扩散和对流效应以及液态水的毛细管力效应,以及基于蒸气压的蒸发、输运以及与外界对流交换的水分传热传质过程,为研究环境湿度(蒸气压)的影响打下了基础。实验与模拟结果具有相同的温度随时间的变化趋势,验证了模型的可靠性。考虑环境温度和环境湿度的影响,详细分析了环境湿度增加时导致温度急剧上升的原因,包括液态水和水蒸气在此过程中的分布变化。增加模型中放热项的放热速率,同时降低边界对流换热系数,从而分析模型最终发生自燃时的各反应变化,并发现环境温度的波动性和环境湿度的变化均可使处于未燃的堆垛(次临界状态)转化为自燃(超临界状态)。
杨仕玲[6](2020)在《低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究》文中认为挥发性有机化合物是大气污染物的主要来源之一,新兴的等离子体催化技术能够利用等离子体的高反应活性、催化剂的高选择性以及二者的协同效应,从而高效降解挥发性有机化合物。而等离子体后催化技术将催化剂置于等离子体区域下游,可以催化转化等离子体长寿命活性物种,并且放电区域等离子体反应和催化剂表面催化反应相对独立,反应路径容易拓展和优化,更适合商业化应用。等离子体后催化技术在常温下处理低浓度大流量的气体污染物时,面临降解效率和能量效率难以平衡以及反应选择性和稳定性有待提升等问题,限制了其大规模工业化应用。从等离子体反应角度看,等离子体放电产生的短寿命活性物种会直接与挥发性有机化合物反应,并且放电会持续消耗能量,直接决定了等离子体后催化过程的能耗。从催化反应角度看,催化剂会将长寿命活性物种转化为活性氧,从而深度氧化吸附的挥发性有机化合物和反应中间产物。上述微观过程会直接影响等离子体后催化的宏观性能,但目前缺乏系统全面的描述和调控。本论文通过实验手段开展低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究。首先,研究等离子体微观放电行为与等离子体长寿命、短寿命活性物种、反应中间产物分布以及宏观性能的关联机制。其次,针对等离子体后催化反应的特点,定向设计和调控催化剂微观形貌、载体纳米结构以及催化反应条件,改善催化剂形貌结构特性以强化室温下纳米催化反应,优化高气体流速下气体在催化剂表面的流动扩散和催化反应,进而提高降解效率、能量效率、产物选择性和反应稳定性。本文的具体研究内容和主要结论如下:第一,通过对放电参数和气体参数进行调控来改变输入能量密度,研究等离子体微观放电行为与等离子体物种分布以及宏观性能的联系。研究表明,提高放电电压,输入能量密度会显着增大,导致微放电的数量和强度增大,产生更多等离子体活性物种,从而提高甲苯降解效率、二氧化碳选择性和碳平衡,但由于热量耗散加剧,能量效率会下降。而增大气体流量会使输入能量密度显着下降,削弱放电强度,导致等离子体活性物种生成的数量减少。与此同时,气体污染物分子与等离子体活性物种之间碰撞的可能性降低,导致甲苯降解效率、二氧化碳择性和碳平衡显着下降,但等离子体活性物种能被更充分地利用,使得能量效率明显提高。第二,通过调控催化剂的微观形貌在实心海胆和空心海胆之间转变,探讨气体在催化剂表面吸附和催化过程的优化策略。结果表明,对比实心海胆结构,空心海胆结构可以增大催化剂与气体的接触面积并延长气体在催化剂表面的停留时间,而开放式大孔结构可以促进高流速下气体在催化剂表面的扩散和吸附过程。同时,空心海胆结构能够提高表面氧空位数量和低温还原性,促进臭氧催化转化成活性氧。因此,空心海胆结构较实心海胆结构的催化性能有全面提升。空心海胆二氧化锰相比实心海胆二氧化锰表现出更优异的甲苯降解效率、能量效率、二氧化碳选择性和碳平衡,分别提升16%、18%、25%和16%。由此可见,空心海胆结构可以显着强化挥发性有机化合物降解。第三,通过构筑三维多级纳米结构催化剂载体,研究在高气体流速下同时实现超低压降和高催化性能。以大孔泡沫镍作模板制备三维垂直石墨烯泡沫(Vertical graphene foam,VG foam),并与还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,rGO)和活性炭(Activated carbon,AC)作对比。一方面,VG foam的三维大孔结构可以明显减少气体流动阻力,在气体流速和床层重量相同的情况下,VG foam的压降比rGO和AC粉末的压降低2-3个数量级。另一方面,MnO2纳米花瓣在VG foam表面高度分散而不发生明显团聚,构成多级花瓣结构,改善了孔道致密、片层堆叠以及催化剂容易团聚的问题。相比MnO2/rGO和MnO2/AC,MnO2/VG foam具有更低的锰氧化态和更高的表面氧空位含量,可以催化转化臭氧产生更多活性氧。MnO2/VG foam的甲苯降解效率、二氧化碳选择性、碳平衡和臭氧转化效率较MnO2/rGO和MnO2/AC有巨大提升,分别达到了93%、60%、78%和100%,说明了VG foam相比rGO和AC在结构上具有显着的优越性,可以明显提高催化性能。第四,创新性地提出通过构筑纳米光热催化剂,将光热转换与等离子体后催化过程相结合,利用光热效应提高催化剂温度来提升催化剂反应活性。光热催化的核心是作为催化剂载体和吸光介质的石墨烯翅片泡沫(Graphene fin foam,GFF),经原位氧化还原沉积MnO2纳米翅片构成多级翅片结构MnO2/GFF。结果表明,得益于石墨烯翅片结构,MnO2/GFF大大拓宽了光谱响应范围,在整个太阳光谱范围内的光吸收率均超过了95%,并且MnO2与GFF之间形成的化学连接可以传导热量,使得催化剂稳态表面温度达到了72.6℃,光热转换效率达到62.2%。显着的光热效应使得甲苯降解效率、能量效率、二氧化碳选择性以及臭氧转化能力较传统等离子体后催化分别提高了63%、57%、36%和1.89倍,达到了~93%、12.7 g k W h-1、~83%和。此外,光照下,MnO2/GFF在长达72小时反应中表现出优异的催化稳定性。上述光热增强等离子体后催化性能主要得益于光热效应引起的光热催化转化臭氧反应和光热催化氧化甲苯反应以及二者之间强烈的协同效应(42%)。
马金凤[7](2020)在《粘结性煤红外快速热解特性研究》文中认为针对低品质粘结性煤不易处理,综合利用率低等问题,外热式内构件固定床装置被用于热解获得较高品质的焦油和半焦,本研究首先采用黄金炉对煤样进行大剂量热解,探究粘结性煤样热解特性,总结了粘结性煤样热解产物的分布、热解气及焦油的组成特点。结果表明在黄金炉慢速、低温热解时焦油和热解气产率较低,且半焦存在严重的粘结作用。基于此,采用具有较快升温速率的红外快速热解实验装置进行不同温度(600-1000oC)的热解实验。为了进一步抑制反应过程的二次反应,提出将煤样处理成1 mm-5 mm煤压片进行微薄(mm级)煤层的热解实验,实验内容及结论主要有以下几部分:1.对比传统堆积状态粘结性煤黄金炉慢速热解的产品分布特征发现,利用红外快速热解装置进行堆积状态粘结性煤的热解反应效果较好,黄金炉热解装置在终温为700oC时热解焦油产率达到最大值为7.4%,为格金分析焦油产率的110.45%;在红外快速热解装置的热解气及焦油产率普遍较高,700oC时焦油收率达到8.06%,为格金分析焦油产率的120.3%;2.对比质量为3 g的堆积状态煤热解方式,将煤样进行压片处理成微薄煤层煤压片(厚度为3 mm)进行热解时二次反应明显被抑制,更有利于热解过程中挥发分的释放,同时提高了焦油产率;3.为了最小化热解过程二次反应,探究了不同厚度及个数煤压片对热解特征的影响,煤压片厚度对粘结性煤热解过程有很大影响,研究结果表明减少煤样压片的厚度和个数,在厚度为1.5 mm个数为单个时,煤热解过程的二次反应最小,焦油产率急剧增加,并在1000oC时达到最大值9.96%,为格金分析的150%,并实现气体组分的同步增长;4.模拟蒸馏分析发现,常见的煤自然堆积状态热解制备的焦油以沥青质为主,而煤压片快速热解制备的焦油含有大量的轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油;GC-MS和FTIR分析表明随着煤层厚度和放置煤层压片个数的减少,焦油中化合物的组分和含量持续增加,芳香烃类和含氧官能团的强度增加,进一步说明煤快速热解过程中煤层厚度对焦油产率和品质的影响,也揭示了煤压片法充分抑制二次反应后煤的高温初级反应特性;5.在实验过程中不断优化反应条件,尝试通过改变反应器结构,将反应器的石英颗粒分布板更改为在一层较薄的石英板上打孔,减少热解气和热解焦油在高温区的停留时间,从而抑制反应过程的二次反应,同时更有利于了解粘结性煤热解的初次反应特性。
靖赫然[8](2020)在《数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究》文中研究指明随着5G通讯、物联网、人工智能技术的飞速发展,我国数据机房服务器设备的数据处理量高速增长,伴随着较大的发热量和较高的温度,严重影响设备稳定运行。要求机房内制冷设备全年8760h不间断运行并保证一定冗余,能耗问题日益严峻,制冷系统耗电量占机房总能耗的40%以上。降低数据机房空调系统能耗,已成为业界关注的焦点。当室外环境温度较低时,可充分利用室外自然冷能,减少和降低空调系统运行时间及能耗,实现数据机房绿色发展。本文根据数据机房规定的温湿度和洁净度的要求,研发了一种新型基于微热阵列的分体式自然冷能换热器与换热系统,并开展相应研究。将高效传热元件微热管阵列与锯齿形翅片及多孔通道平行流管有效结合,设计了紧凑式的室内侧及室外侧气-水式换热器,并采用闭式水冷循环系统将室内侧与室外侧微热管式换热器串联,建立了基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统。该系统实现了室内外环境之间间接式的高效换热,避免了空气的直接掺混,克服了室外空气受到洁净度及湿度等因素的限制,与现有热管形式的换热系统相比,系统匹配及布置形式更灵活,换热性能及稳定性能更优且更节省空间,同时闭式循环的系统形式相较于室外冷却塔等装置,解决了易冻及补水量较大的问题。本课题针对数据机房室内整体环境和热通道封闭的两种散热情形,对基于微热阵列的分体式自然冷能换热器传热特性、流动特性及换热系统的节能特性开展了如下研究:首先,对不同工质以及小蒸发段面积占比下的微热管阵列在加热温度为5~20oC,冷却温度为-15~10oC时的性能进行了研究及最优化选型。在自然对流及强制对流工况下,蒸发段长度为120 mm,充装工质为R141b时的微热管阵列的传热性能及均温性能最佳,通过对本文以及课题组前期对微热管阵列性能的研究的归纳汇总,为数据机房不同应用场景的微热管阵列选型提供参考。其次,设计并制作了微热管气-水式换热器及其实验台,对微热管换热器的换热性能与流动阻力特性进行了研究。微热管换热器热损失率较小,且逆流式的换热性能优于顺流式的。室内侧换热器的最大换热效率为81.4%,室外侧换热器的最大换热量为7.5 k W,相较于室内侧的9.3 k W减小了18.6%,室内侧换热器的最大?效率为38.5%,相较于室外侧增加了5.7%。二者空气侧最大阻力为339.8Pa,水侧最大阻力为8.86 k Pa。综合评价指标j/f 1/2相对于百叶窗翅片的板翅换热器提升了10.8%。并得到ε-NTU和压降随流量变化的拟合曲线,为后期换热器的理论设计与设备选型提供理论依据。再次,根据换热器性能的差异,建立了三种不同的室内侧与室外侧换热器组合形式(N=0.6,0.75,1)的分体式自然冷能换热系统,在两种散热情形下,对分体式系统的性能进行了实验研究与理论分析。整体环境散热情形下,N=1时的室内侧换热器的传热热阻相较于室外侧换热器减小了39.1%,系统不平衡性较明显。N=0.75时系统的传热及流动性能最优,系统最大换热量为8.7 k W,最大制冷能效系数EER为14.01。热通道封闭的散热情形条件下,N=0.75时系统具有最大换热量为12.4 k W,最大制冷能效系数EER为17.15,相较于整体散热情形分别提高了42.5%和22.4%。并得到系统EER在两种散热情形下的拟合曲线,为其在不同地区的实际应用提供参考。然后,对基于微热管阵列的换热器的传热单元与换热器进行了数值模拟与优化研究。将锯齿形翅片作为研究对象,建立了翅片单元模型,通过数值模拟计算得到表征翅片特性的传热因子j及摩擦因子f,并将其与实验值和理论经验值进行验证。将验证后的j和f、孔隙率以及物性参数作为已知条件赋予简化后的室内外换热器空气侧的多孔介质模型当中,对换热器进行模拟验证及性能优化。得到满足使用要求下的结构紧凑、换热高效的换热器结构形式。最后,对该数据机房自然冷能换热系统进行了不同地域及不同运行工况下的节能特性分析,得出此类系统的使用条件与节能设计方法。在最优化的换热器结构形式的基础上,针对不同气候区的六个典型城市,对数据机房在两种散热情形下的费效比、年节电量、投资回收期、能效指标进行了全年逐时分析。整体环境散热情形下,采用1500 m3/h小风量运行,增加模块数量的措施取得最低费效比,应用分体式自然冷能系统的数据机房的PUE值相较于采用常规空调系统的数据机房降低了11.9%~16.5%,最低PUE为1.75;热通道封闭的散热情形下,应采用2500 m3/h大风量运行,减小分体式系统模块的数量的措施取得最低费效比在0.15元/k Wh以内,投资回收期在1.7年以内,最低PUE为1.57,相较于采用常规空调系统制冷的数据机房降低了15.1%~25%。得到了分体式系统适用于不同气候区的最佳运行工况及系统模块数量,并针对不同气候区对应不同的环境温度条件,给出了数据机房空调系统和分体式自然冷能系统之间切换运行的温度节点及最佳运行策略,为后期分体式换热系统的模块化应用提供理论依据及指导。
黄新磊[9](2020)在《混合工质回热式一次节流制冷系统回热器的热力分析》文中提出混合工质回热式一次节流制冷技术已经日渐成熟,在过去的许多年有了极大的进展,采用混合工质回热式一次节流制冷系统与其他形式的制冷系统相比具有一定的优势如:系统结构简单、运行可靠、制造价格低、低温下无运行部件,因此广泛应用在80K-240K的制冷温区内,在生物医疗、军事、能源、超低温冷链、液化天然气等领域发挥着极其重要的作用。对于混合工质节流制冷系统来说,混合工质配比组成及自身的热物性质决定了在此制冷系统中获得所需的目标制冷温度。混合工质单级压缩一次节流制冷系统中回热器作为一件至关重要的制冷部件,其内部的换热温差直接体现了制冷系统的温跨范围,其内部的温度分布和传热特性直接决定了整个节流制冷系统的制冷效率,因此选用选择高效的回热换热器对提高整个制冷系统的热力性能具有巨大的意义。本文搭建了一台小型单级压缩一次节流制冷循环的深冷冰箱,回热器选用盘管式的逆流回热装置。然而,对于混合工质一次节流制冷系统的研究仍在继续,因此本文在对师兄所做的课题的研究基础之上,主要从以下几个方面进行了分析和讨论:(1)总结了国内外各专家学者对于混合工质节流制冷技术和逆流式回热器的相关技术研究进展。(2)搭建了一套深冷混合工质一次节流制冷的深冷冰箱,对三元和四元混合工质R14/R170/R600A、R14/R23/R600A、R14/R23/R22/R600A R14/R23/R134A/R600A以分别按照30.40mol%/10.73mol%/58.87mol%、30.40mol%/15.73mol%/53.87mol%、26.67mol%/17.49mol%/6.46mol%/49.38mol%、26.46mol%/19.96mol%/5.41mol%/48.17%的比例充注到试验系统中,在这一系统中获得了-80℃左右的制冷温度。结果表明,三元混合工质和四元混合工质的温度分布和压力分布类型都和混合工质的组分组成和浓度配比有关,均呈现非线性的变化趋势。与三元混合工质结果不同的是,四元混合工质在回热器中各位置处的温差几乎一致,温度分布更为均匀,压降曲线呈抛物线形式且更为光滑,回热器内的热当量匹配更为合理。(3)对混合工质采用状态方程法进行物性计算,并与插值法计算结果相对比,焓值误差最高仅有4.79%,而熵值误差最低仅有1.09%。对不同配比的混合工质通过等温节流效应对其回热循环进行了热力分析,并阐明其内在机理。(4)对混合工质节流制冷系统的回热器内的制冷剂流动状态用CFD计算软件COMSOL对回热换热器内部的换热性能进行了模拟,并和实验结果一一进行比较,结果表明,模拟结果与实验结果基本吻合,从理论上验证了混合工质在回热换热器内的换热特性。(5)对所选用的混合工质通过从其安全性、工质的制冷性能和环境友好型做了整体性分析。表明所选的混合工质安全性较高,没有达到其爆炸极限。工质的制冷性能随着混合工质组元数目的增多,并没有提高。制冷剂对环境的影响,不仅要考虑它们的GWP值,更重要的是计算TEWI,将TEWI作为评价混合工质整体环保性能的指标,结果表明R14(30.40mol%)/R170(10.73mol%)/R600A(58.87mol%)对环境造成的影响是最小的。
凌伟淞[10](2019)在《环路热管中纤维吸液芯蒸发器与微通道冷凝器的设计加工及性能研究》文中提出随着微电子技术的迅速发展,电子器件的高频化和高速化导致其热流密度急剧增加。传统散热技术,比如风扇散热等,已经无法满足当前的散热需求。环路热管(Loop Heat Pipe,LHP)是一种基于相变散热原理的高效散热装置,吸液芯的毛细抽吸力提供液体工质驱动力,因此环路热管具有传热能力强、传输距离远、安装方便、无能量携带极限、无需外部能量输入等优点,在微电子以及航空航天等领域得到了广泛的应用。本论文对蒸发器的吸液芯结构和冷凝器的微通道结构进行优化设计,将优化后的结构应用于环路热管中,通过实验和理论研究,结合部分数值模拟的方法,研究了环路热管传热传质性能。吸液芯的优化设计及性能研究。吸液芯是蒸发器中最核心的部分,为液体工质流动提供毛细抽吸力,同时具有“隔液阻汽”的作用。以多齿刀具车削加工得到的粗糙表面铜纤维为原料,基于低温固相烧结技术制造单一孔隙率、复合孔隙率和渐变孔隙率吸液芯。搭建毛细抽吸和吸附性能测试平台,建立毛细抽吸模型,研究吸液芯的孔隙率、孔隙率分布以及纤维表面形貌等参数对毛细抽吸和吸附性能的影响。基于铜纤维烧结吸液芯蒸发器的环路热管传热性能研究。设计基于铜纤维烧结吸液芯的环路热管,搭建环路热管传热测试平台。将新型铜纤维烧结吸液芯应用于环路热管的蒸发器,通过改变吸液芯的孔隙率和孔隙率分布以及纤维表面形貌,研究不同外部条件下铜纤维烧结吸液芯对环路热管传热性能的影响,验证了铜纤维烧结吸液芯在环路热管中应用的可行性。微通道结构的优化设计及性能研究。设计一款新颖的交错式微通道结构,具有两种流体通道,可作为环路热管冷凝器的液体工质通道和冷却水通道,实现以通道侧面作为主要换热面。搭建微通道换热实验平台,以传统的平行式和螺旋式微通道作为对比,研究了微通道结构对换热性能的影响,获得了微通道内部的传热传质机理。采用流-固耦合数值仿真方法,对微通道的深、宽和间距等参数进行优化设计。基于微通道冷凝器的环路热管传热性能研究。基于交错式微通道冷凝器,搭建水冷式环路热管性能测试平台,研究了通道结构和运行参数对环路热管传热性能的影响,并且与传统翅片风冷式冷凝器进行对比。相比于传统的翅片风冷式冷凝器,交错式微通道冷凝器使环路热管传热能力提升了 4倍,热阻降低了 4.4倍,从而证明了交错式微通道在环路热管冷凝器中应用的可行性。本论文对环路热管的吸液芯和微通道结构等关键元件展开设计和性能研究,并将其应用于环路热管,有效提高了环路热管的传热性能,为环路热管的设计和实际已用提供指导意义。
二、An Experimental Study of Carbon Dioxide Condensation in Mini Channels(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、An Experimental Study of Carbon Dioxide Condensation in Mini Channels(论文提纲范文)
(2)基于微纳流控技术的二氧化碳-癸烷体系的相行为及传质研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 微纳流控技术 |
1.1.2 二氧化碳强化驱油技术 |
1.2 研究内容 |
第2章 文献综述 |
2.1 基于微纳流控技术的相行为研究 |
2.1.1 最小混相压的测量方法 |
2.1.2 纳米受限尺度下的相行为 |
2.2 基于微纳流控技术的气液传质研究 |
2.2.1 微通道内气液两相流流型 |
2.2.2 微通道段塞流内的气液两相传质机制 |
2.3 基于相行为及传质的微纳流控技术的应用 |
2.3.1 微纳流控技术在聚合物强化驱油中的应用 |
2.3.2 微纳流控技术在表面活性剂强化驱油中的应用 |
2.3.3 微纳流控技术在泡沫强化驱油中的应用 |
2.3.4 微纳流控技术在热力采油中的应用 |
2.4 本章小结 |
第3章 微纳流控技术系统组成和芯片设计及制造 |
3.1 微纳流控技术系统组成 |
3.2 微纳流控芯片设计 |
3.3 微纳流控芯片制造 |
3.3.1 硅-玻璃芯片制作工艺 |
3.3.2 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)芯片制作工艺 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于微纳流控技术的二氧化碳-癸烷体系的混相特性研究 |
4.1 实验内容 |
4.1.1 实验步骤及数据处理 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 微流控实验测量最小混相压 |
4.2.2 纳流控实验测量最小混相压 |
4.2.3 模型验证 |
4.3 本章小结 |
第5章 基于微纳流控技术的二氧化碳-癸烷体系的传质特性研究 |
5.1 测量传质系数的模型 |
5.2 实验内容 |
5.2.1 实验步骤及数据处理 |
5.3 结果与讨论 |
5.4 本章小结 |
第6章 基于混相及传质的二氧化碳驱提高采收率研究 |
6.1 实验内容 |
6.1.1 实验步骤及数据处理 |
6.1.2 图像处理步骤 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 非混相驱 |
6.2.2 混相驱 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附: 攻读硕士期间发表的论文 |
(3)复合膜法燃煤烟气水分脱除系统应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.1.1 能源资源现状 |
1.1.2 水资源现状 |
1.2 烟气水分回收研究现状 |
1.2.1 冷凝法 |
1.2.2 干燥法 |
1.2.3 复合吸收式热泵法 |
1.2.4 膜法 |
1.2.5 其他方法 |
1.3 陶瓷膜传热传质研究现状 |
1.4 陶瓷膜分类和用途 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 气体分离机制 |
2.1 气体分离机制 |
2.1.1 溶解-扩散 |
2.1.2 毛细冷凝 |
2.1.3 努森扩散和泊肃叶流 |
2.1.4 分子筛 |
2.1.5 表面扩散 |
2.2 陶瓷膜用于水分回收机制 |
2.3 本章小结 |
第3章 纳米陶瓷复合膜水分回收性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 纳米陶瓷复合膜及其表征 |
3.3 实验系统及计算方法 |
3.3.1 实验系统 |
3.3.2 计算模型 |
3.4 不同孔径纳米陶瓷膜的回收性能 |
3.4.1 烟气温度的影响 |
3.4.2 烟气流量的影响 |
3.4.3 冷却水温度的影响 |
3.4.4 冷却水流量的影响 |
3.5 SO_2渗透性能 |
3.6 本章小结 |
第4章 复合膜法烟气水分回收性能的数值模拟分析 |
4.1 引言 |
4.2 理论分析与建模 |
4.2.1 传质传热物理模型 |
4.2.2 物理模型及网格划分 |
4.2.3 数值计算方程 |
4.3 CFD设置 |
4.4 计算结果 |
4.4.1 变冷却水温度 |
4.4.2 变烟气温度 |
4.4.3 变烟气流量 |
4.5 本章小结 |
第5章 微米陶瓷膜烟气水分及余热回收性能试验研究 |
5.1 引言 |
5.2 陶瓷膜表征及膜组件结构设计 |
5.3 试验系统及数据处理 |
5.3.1 试验系统及内容 |
5.3.2 计算模型的构建 |
5.4 结果分析 |
5.4.1 纵向管间距8cm |
5.4.2 纵向管间距5cm |
5.4.3 纵向管间距3cm |
5.4.4 对比分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 烟气水分及余热回收系统的应用研究 |
6.1 引言 |
6.2 系统方案设计 |
6.3 系统性能分析与计算模型 |
6.3.1 系统阻力计算修正模型 |
6.3.2 水分回收模型 |
6.4 系统性能计算与分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论及展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
附录A: 符号表 |
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(4)压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 压力条件下火焰燃烧及应用 |
1.2.1 整体煤气化联合循环关键技术 |
1.2.2 富氧燃烧技术 |
1.2.3 新型替代燃料 |
1.3 层流预混火焰特性 |
1.3.1 层流预混火焰结构 |
1.3.2 火焰速度定义 |
1.3.3 压力条件下火焰速度测量方法 |
1.3.3.1 球形爆炸法 |
1.3.3.2 对冲火焰法和停滞流火焰法 |
1.3.3.3 锥形火焰/本生灯法 |
1.3.3.4 热流量法 |
1.4 压力条件下层流火焰燃烧特性研究现状 |
1.4.1 含氧燃料及富氢燃料层流燃烧特性 |
1.4.2 甲烷富氧层流燃烧特性 |
1.4.3 合成气高压层流燃烧特性 |
1.4.4 氨气高压层流燃烧特性 |
1.5 压力条件下多组分测量研究现状 |
1.5.1 烟气测量方法 |
1.5.2 光学测量方法 |
1.6 本文研究内容及结构 |
2 试验仪器及系统 |
2.1 热流量炉燃烧器 |
2.2 高压燃烧试验台 |
2.2.1 高压腔腔体 |
2.2.2 压力及排气控制 |
2.2.3 数据采集及软件 |
2.3 实验不确定度分析 |
2.4 像增强型CCD相机(ICCD) |
2.5 烟气分析仪 |
3 常压下氢气掺混甲烷/二甲醚的层流火焰速度测量及机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法和模拟手段 |
3.2.1 实验方法 |
3.2.2 动力学模拟 |
3.3 实验结果和机理验证 |
3.4 甲烷/二甲醚掺混比和氢气含量的影响 |
3.5 敏感性和动力学分析 |
3.6 H,OH和CH_3的自由基行为 |
3.7 本章小结 |
4 加压条件下甲烷富氧燃烧层流火焰速度及机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法和模拟手段 |
4.2.1 实验方法 |
4.2.2 模拟手段 |
4.3 当量比和压力对CH_4/O_2/N2层流火焰速度的影响 |
4.4 当量比和压力对CH_4/O_2/CO_2层流火焰速度的影响 |
4.5 CO_2稀释的热扩散作用和化学反应作用 |
4.6 敏感性和动力学分析 |
4.7 富燃区非单调行为 |
4.8 本章小结 |
5 高压下合成气层流火焰燃烧特性及化学荧光分析 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法和模拟手段 |
5.2.1 实验方法 |
5.2.2 模拟手段 |
5.3 当量比对合成气层流火焰速度的影响 |
5.4 压力对合成气层流火焰速度的影响 |
5.5 H_2-CO比例对合成气层流火焰速度的影响 |
5.6 CO_2稀释对合成气层流火焰速度的影响 |
5.7 甲烷添加对合成气层流火焰速度的影响 |
5.8 质量燃烧率 |
5.9 敏感性和动力学分析 |
5.9.1 不同压力下的敏感性和自由基生成速率 |
5.9.2 不同CO_2稀释的敏感性和反应速率 |
5.9.3 不同CH_4添加的组分场 |
5.10 火焰前锋高度变化 |
5.11 本章小结 |
6 高压下氨气层流火焰燃烧特性及NO_x排放测量 |
6.1 引言 |
6.2 火焰不稳定分析及模拟手段 |
6.2.1 火焰不稳定性对SL测量的影响 |
6.2.2 辐射对SL测量的影响 |
6.2.3 金属盘片的催化对SL测量的影响 |
6.2.4 烟气测量方法 |
6.2.5 模拟手段及机理发展 |
6.3 氨/合成气层流火焰速度 |
6.3.1 氨气含量对层流火焰速度的影响 |
6.3.2 当量比对层流火焰速度的影响 |
6.4 氨/甲烷层流火焰速度及机理发展 |
6.4.1 氨/甲烷机理发展 |
6.4.2 氨/甲烷及氨/氢气火焰速度 |
6.5 压力对氨气层流火焰速度的影响 |
6.6 火焰速度动力学及敏感性分析 |
6.6.1 NH_3/合成气/空气火焰 |
6.6.2 NH_3/氢气/空气火焰 |
6.7 NO_x排放特性 |
6.7.1 合成气掺混对氨火焰NO生成的影响 |
6.7.2 烟气NO_x测量结果分析 |
6.7.3 NO_x生成的动力学分析 |
6.8 本章小结 |
7 全文总结 |
7.1 主要内容及结论 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 未来工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要研究成果 |
(5)桉树皮自加热过程的实验与数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 生物质自加热及自燃机理 |
1.2.1 生物质自加热过程 |
1.2.2 影响自加热及自燃的因素 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 实验研究 |
1.3.2 数值模型研究 |
1.4 研究目标和主要内容 |
1.5 章节安排 |
参考文献 |
第二章 TG-FTIR联合研究桉树皮热解特性 |
2.1 引言 |
2.2 实验 |
2.2.1 样品准备 |
2.2.2 实验设备及测量方法 |
2.3 实验结果及讨论 |
2.3.1 桉树皮的热解特性分析 |
2.3.2 热解动力学分析 |
2.3.3 热解气体的TG-FTIR分析 |
2.4 氧化反应的反应热计算 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 低温阶段非等温量热研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 样品准备 |
3.2.2 实验设备及测量方法 |
3.3 C80实验测量及结果 |
3.3.1 样品质量的影响 |
3.3.2 样品含水率的影响 |
3.4 蒸发吸收热量的估算 |
3.5 校正后的反应热 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 桉树皮堆垛自加热数值模型 |
4.1 引言 |
4.2 桉树皮堆垛实验 |
4.3 自加热模型的理论基础 |
4.3.1 动态的环境温度 |
4.3.2 动态的空气湿度 |
4.3.3 多孔介质简介 |
4.3.4 低温阶段含水率对于生物质堆垛放热作用的影响 |
4.4 桉树皮自加热模型 |
4.4.1 模型描述和假设 |
4.4.2 控制方程 |
4.4.3 蒸发速率 |
4.4.4 初始条件 |
4.4.5 边界条件 |
4.4.6 输入参数 |
4.4.7 独立性检验 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 模型计算的结果与讨论 |
5.1 引言 |
5.2 实验与模拟结果分析 |
5.2.1 实验与模拟结果分析 |
5.2.2 恒温恒湿条件下的计算结果 |
5.2.3 环境温度的影响 |
5.2.4 环境湿度的影响 |
5.3 热自燃过程分析 |
5.3.1 恒温恒湿条件下的计算结果 |
5.3.2 环境温度的影响 |
5.3.3 环境湿度的影响 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结论与展望 |
6.1 论文结论 |
6.2 论文工作创新点 |
6.3 研究展望 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(6)低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 挥发性有机化合物 |
1.2.1 定义及危害 |
1.2.2 治理技术 |
1.3 低温等离子体技术 |
1.3.1 低温等离子体概述 |
1.3.2 低温等离子体反应机理 |
1.3.3 低温等离子体发生方式 |
1.3.4 低温等离子体技术的研究现状及不足之处 |
1.4 等离子体催化技术 |
1.4.1 等离子体催化概述 |
1.4.2 等离子体催化中的等离子体反应和催化反应 |
1.4.3 等离子体内催化与后催化的比较 |
1.5 低温等离子体纳米后催化技术 |
1.5.1 等离子体后催化协同机理 |
1.5.2 催化剂及载体 |
1.5.3 催化剂性能影响因素 |
1.5.4 等离子体后催化的瓶颈和纳米催化剂的应用 |
1.6 课题来源及研究内容 |
1.6.1 课题来源 |
1.6.2 研究内容 |
2 实验方法 |
2.1 引言 |
2.2 化学试剂与实验设备 |
2.2.1 化学试剂和气体 |
2.2.2 仪器设备 |
2.3 催化剂表征 |
2.4 低温等离子体纳米后催化反应系统 |
2.5 分析检测方法 |
2.5.1 放电信号检测 |
2.5.2 气体分析 |
2.5.3 等离子体诊断 |
2.5.4 压降测量 |
2.5.5 性能评价方法 |
2.6 本章小结 |
3 低温等离子体放电行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 介质阻挡放电 |
3.2.2 等离子体发射光谱 |
3.3 放电电压的影响 |
3.3.1 放电特性 |
3.3.2 等离子体物种分布 |
3.3.3 介质阻挡放电降解甲苯 |
3.4 气体流量的影响 |
3.4.1 放电特性 |
3.4.2 等离子体物种分布 |
3.4.3 介质阻挡放电降解甲苯 |
3.5 本章小结 |
4 催化剂微观形貌调控研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 催化剂设计及制备 |
4.2.2 性能测试 |
4.3 催化剂表征 |
4.3.1 SEM和 TEM分析 |
4.3.2 XRD和 Raman分析 |
4.3.3 XPS分析 |
4.3.4 H_2-TPR分析 |
4.4 催化剂微观形貌对吸附过程的影响 |
4.4.1 氮气吸附-脱附分析 |
4.4.2 吸附穿透曲线 |
4.5 催化剂微观形貌对催化性能的影响 |
4.5.1 甲苯降解效率和能量效率 |
4.5.2 反应选择性 |
4.5.3 臭氧转化效率 |
4.5.4 稳定性 |
4.5.5 工作对比 |
4.6 反应机理 |
4.6.1 等离子体活性物种分析 |
4.6.2 气相产物分析 |
4.6.3 反应路径 |
4.7 本章小结 |
5 载体纳米结构调控研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 催化剂设计 |
5.2.2 催化剂制备 |
5.2.3 压降测试 |
5.2.4 性能测试 |
5.3 催化剂表征 |
5.3.1 SEM和 TEM分析 |
5.3.2 XRD和 FTIR分析 |
5.3.3 Raman分析 |
5.3.4 XPS分析 |
5.4 催化剂载体纳米结构对压降的影响 |
5.5 催化剂载体纳米结构对催化性能的影响 |
5.5.1 甲苯降解效率 |
5.5.2 反应选择性 |
5.5.3 臭氧转化效率 |
5.5.4 稳定性 |
5.5.5 工作对比 |
5.6 反应机理 |
5.7 本章小结 |
6 光热增强等离子体后催化降解甲苯 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法 |
6.2.1 催化剂设计 |
6.2.2 催化剂制备 |
6.2.3 性能测试 |
6.3 催化剂表征 |
6.3.1 SEM、TEM和 EDS分析 |
6.3.2 XRD分析 |
6.3.3 Raman分析 |
6.3.4 XPS分析 |
6.3.5 UV-Vis-IR分析 |
6.4 催化剂光热转换 |
6.4.1 光热温升 |
6.4.2 光热转换效率 |
6.5 光热增强等离子体后催化降解甲苯 |
6.5.1 MnO_2/GFF降解甲苯 |
6.5.2 MnO_2降解甲苯 |
6.5.3 GFF降解甲苯 |
6.6 光热增强等离子体后催化协同效应 |
6.6.1 光热催化转化臭氧 |
6.6.2 光热催化氧化甲苯 |
6.6.3 光热催化稳定性 |
6.7 反应机理 |
6.7.1 气相产物分析 |
6.7.2 催化剂表面产物分析 |
6.7.3 反应路径 |
6.8 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 研究创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(7)粘结性煤红外快速热解特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 国内资源分布特征及利用手段 |
1.2 粘结性煤特征及处理方法 |
1.3 煤热解过程探究及影响因素分析 |
1.4 煤热解过程分析及二次反应抑制 |
1.5 课题目的和内容 |
2 实验装置、分析方法及表征 |
2.1 黄金炉固定床装置 |
2.2 红外快速热解固定床装置 |
2.3 表征分析方法 |
3 粘结性煤热解特性初步探究 |
3.1 实验原料分析 |
3.2 黄金炉装置堆积态粘结性煤热解特性 |
3.3 红外快速加热装置粘结性煤热解特性 |
3.4 焦油模拟蒸馏表征分析 |
3.5 本章小结 |
4 红外快速热解装置粘结煤压片热解特性 |
4.1 煤压片热解实验可行性探究 |
4.2 煤压片厚度对煤热解特性的影响 |
4.3 煤压片个数对煤热解特性的影响 |
4.4 改变反应器分布板结构对煤热解特性的影响 |
4.5 热解产物的表征分析 |
4.6 本章小结 |
5 结论及工作展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 能源现状 |
1.1.2 数据机房能耗现状 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 国内外数据机房冷却系统研究现状 |
1.2.1 芯片级冷却系统研究现状 |
1.2.2 机柜级冷却系统研究现状 |
1.2.3 行间级冷却系统 |
1.2.4 房间级冷却系统 |
1.3 数据机房利用自然冷能节能的研究现状 |
1.3.1 自然冷却-风系统研究现状 |
1.3.2 自然冷却-水系统系统研究现状 |
1.3.3 自然冷却-热管系统研究现状 |
1.4 本课题研究内容及技术框架 |
1.4.1 研究思路及框架 |
1.4.2 本研究的主要内容 |
第2章 基于微热管阵列的气-水式换热器性能研究 |
2.1 微热管阵列及其传热特性 |
2.1.1 微热管阵列简介 |
2.1.2 微热管阵列实验测试平台 |
2.1.3 微热管阵列传热性能试验研究 |
2.2 基于微热管阵列的室内侧换热器性能研究 |
2.2.1 基于微热管阵列的室内侧换热器实验测试系统 |
2.2.2 实验测试方案及数据处理 |
2.2.3 基于微热管阵列的换热器的换热特性研究 |
2.2.4 基于微热管阵列的换热器的阻力特性研究 |
2.2.5 基于微热管阵列的换热器的综合性能评价 |
2.3 基于微热管阵列的室外侧换热器性能研究 |
2.3.1 室外侧微热管换热器及实验测试系统 |
2.3.2 实验测试方案及误差分析 |
2.3.3 室外侧换热器传热与流动特性 |
2.3.4 室外侧与室内侧微热管换热器的?效率对比分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 分体式自然冷能换热系统性能研究 |
3.1 分体式自然冷能换热系统构造及运行原理 |
3.2 分体式自然冷能换热系统实验平台 |
3.3 实验方法及数据处理 |
3.3.1 实验测试方案 |
3.3.2 分体式自然冷能换热系统的性能评价指标 |
3.3.3 实验数据误差分析 |
3.4 分体式换热系统在整体环境散热情形下的性能研究 |
3.4.1 分体式换热系统热损失性能分析 |
3.4.2 分体式换热系统换热性能分析 |
3.4.3 整体环境散热情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
3.5 整体环境散热情形不同组合形式的系统性能研究及优化分析 |
3.5.1 不同组合形式下的系统换热性能对比分析 |
3.5.2 不同组合形式下的系统流动特性分析 |
3.5.3 不同组合形式下的性能系数 EER 对比分析 |
3.6 分体式换热系统在热通道封闭情形下的性能研究 |
3.6.1 热通道封闭情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
3.6.2 热通道封闭散热情形的系统换热性能对比分析 |
3.6.3 热通道散热情形下的EER对比分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 基于微热管阵列的换热器数值模拟研究与优化 |
4.1 概述 |
4.2 锯齿形翅片单元的数值模拟研究 |
4.2.1 锯齿形翅片单元物理模型 |
4.2.2 翅片单元的数学模型 |
4.2.3 传热因子j和摩擦因子f的验证 |
4.2.4 锯齿形翅片的温度、速度及压力分布 |
4.3 基于微热管阵列的换热器的数值模拟研究 |
4.3.1 室内侧换热组件的换热性能验证及结果分析 |
4.3.2 微热管换热器的优化研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 分体式自然冷能系统节能特性分析 |
5.1 数据机房节能概况 |
5.2 数据机房负荷特性模拟研究 |
5.2.1 数据机房模型及负荷特性 |
5.2.2 不同气候分区典型城市设定 |
5.2.3 不同典型城市的负荷计算 |
5.3 数据机房节能评价体系 |
5.3.1 数据机房能耗评价指标 |
5.3.2 数据机房节能改造设计及参数设定 |
5.3.3 改造后空调系统的节能评价指标 |
5.4 数据机房经济性能分析 |
5.4.1 北京地区整体环境散热情形下最佳运行模式 |
5.4.2 北京地区热通道封闭情形下最佳运行模式 |
5.4.3 不同典型城市的最佳运行模式分析 |
5.5 最佳模式下数据机房节能特性分析 |
5.5.1 整体环境散热情形下的节能特性分析 |
5.5.2 热通道封闭散热情形下的节能特性分析 |
5.5.3 不同典型城市下的节能特性对比分析 |
5.6 数据机房综合评价 |
5.6.1 电能利用效率PUE评价 |
5.6.2 碳使用率CUE评价 |
5.7 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士期间发表的学术论文 |
致谢 |
(9)混合工质回热式一次节流制冷系统回热器的热力分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 关于低温制冷技术 |
1.1.2 关于低温制冷系统中换热器的应用 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 混合工质一次节流制冷系统研究进展 |
1.2.1 混合工质组分选择及优化研究 |
1.2.2 混合工质相变传热研究 |
1.2.3 换热器两相流动研究进展 |
1.3 主要研究内容及方法 |
1.3.1 存在的问题 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
1.4 本章小结 |
第二章 低温混合工质回热式制冷系统试验 |
2.1 纯工质与混合工质回热器换热负荷分析对比 |
2.2 混合工质回热式一次节流制冷实验系统 |
2.2.1 混合工质回热式节流制冷系统系统流程 |
2.2.2 混合工质配气及充注系统 |
2.2.3 测量参数及数据处理方法 |
2.3 实验方案及步骤 |
2.3.1 系统检漏 |
2.3.2 系统抽真空 |
2.3.3 混合工质的配气及充注过程 |
2.3.4 实验系统的启动 |
2.4 实验结果分析 |
2.4.1 两种三元混合工质在回热换热器中的温度及压力分布 |
2.4.2 两种四元混合工质在回热换热器中的温度及压力分布 |
2.5 本章小结 |
第三章 混合工质制冷物性及其计算比较 |
3.1 混合工质的汽液相平衡理论基础 |
3.2 混合工质的相平衡状态方程的确定 |
3.2.1 PR状态方程 |
3.2.2 PT状态方程 |
3.3 算例计算 |
3.3.1 焓熵计算方程 |
3.3.2 焓熵计算结果 |
3.3.3 混合工质中各组分不同纯工质的等温节流效应分析 |
3.3.4 不同混合工质组分对回热式制冷循环的影响 |
3.4 制冷剂选择 |
3.5 本章小结 |
第四章 深冷混合工质回热换热器的传热特性极其模拟 |
4.1 混合工质回热换热器的物理数学模型 |
4.1.1 回热换热器的基本计算模型 |
4.1.2 纯工质的单相传热系数计算 |
4.1.3 混合工质的相变沸腾传热系数计算 |
4.1.4 混合工质的相变冷凝传热系数计算 |
4.2 回热器内混合工质流动的物理数学模型 |
4.2.1 摩擦阻力的均相模型 |
4.2.2 摩擦阻力的分相流动模型 |
4.2.3 绕管式回热器的流动特性 |
4.3 基于COMSOL Multiphysics的混合工质在回热器内流动的数值模拟 |
4.3.1 物理建模极其网格划分 |
4.3.2 模型假设 |
4.3.3 数学模型的建立 |
4.4 模拟结果分析 |
4.4.1 三元混合工质在回热器流动过程中的温度分布 |
4.4.2 三元混合工质在回热器流动过程中的压力分布 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于混合工质选择的整体性分析 |
5.1 基于安全性对四种混合工质的整体分析 |
5.1.1 混合工质安全等级分析 |
5.1.2 混合工质的爆炸极限研究 |
5.2 基于工质制冷性能对四种混合工质的整体分析 |
5.3 基于工质环保性能对四种混合工质的整体分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间发表论文及参加科研情况说明 |
致谢 |
(10)环路热管中纤维吸液芯蒸发器与微通道冷凝器的设计加工及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 散热技术分类 |
1.2.1 翅片散热技术 |
1.2.2 射流冷却技术 |
1.2.3 热电制冷技术 |
1.2.4 微通道散热技术 |
1.2.5 环路热管散热技术 |
1.3 环路热管国内外研究现状 |
1.3.1 吸液芯研究现状 |
1.3.2 环路热管蒸发器研究现状 |
1.3.3 微通道研究现状 |
1.3.4 环路热管冷凝器研究现状 |
1.4 本论文研究目的及内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 研究目的 |
1.4.3 研究内容 |
第二章 环路热管结构设计及工作原理 |
2.1 引言 |
2.2 环路热管组成及工作原理 |
2.3 环路热管传热极限 |
2.3.1 毛细极限 |
2.3.2 声速极限 |
2.3.3 携带极限 |
2.3.4 沸腾极限 |
2.3.5 粘性极限 |
2.3.6 充液质量极限 |
2.4 蒸发器设计 |
2.4.1 平板式蒸发器 |
2.4.2 圆柱式蒸发器 |
2.5 冷凝器设计 |
2.5.1 水冷式冷凝器 |
2.5.2 风冷式冷凝器 |
2.6 环路热管整体结构设计 |
2.7 本章小结 |
第三章 吸液芯的优化设计及其性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 铜纤维烧结吸液芯的设计 |
3.2.1 吸液芯结构设计 |
3.2.2 孔隙率大小及其分布控制 |
3.3 铜纤维烧结吸液芯的制造 |
3.3.1 铜纤维车削加工 |
3.3.2 铜纤维烧结吸液芯压制 |
3.3.3 低温固相烧结 |
3.4 铜纤维烧结吸液芯毛细抽吸特性研究 |
3.4.1 毛细抽吸量理论计算 |
3.4.2 毛细抽吸特性曲线 |
3.4.3 毛细抽吸实验平台 |
3.4.4 毛细抽吸高度 |
3.4.5 纤维形貌的影响 |
3.4.6 工质的影响 |
3.4.7 孔隙率的影响 |
3.4.8 孔隙率分布的影响 |
3.5 铜纤维烧结吸液芯的吸附性能研究 |
3.5.1 吸附性能必要性及研究方法 |
3.5.2 吸附性能实验平台 |
3.5.3 纤维形貌的影响 |
3.5.4 工质的影响 |
3.5.5 孔隙率的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于铜纤维烧结吸液芯蒸发器的环路热管传热性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 铜纤维烧结吸液芯对环路热管传热性能影响实验研究 |
4.2.1 环路热管评价指标 |
4.2.2 环路热管传热性能测试平台 |
4.2.3 实验结果及分析 |
4.3 铜纤维烧结吸液芯表面形貌对环路热管传热性能影响实验研究 |
4.3.1 环路热管传热性能测试平台 |
4.3.2 铜纤维表面形貌的影响 |
4.3.3 充液率的影响 |
4.3.4 工质的影响 |
4.3.5 环路热管稳定性能 |
4.4 运行条件对环路热管传热性能影响实验研究 |
4.4.1 运行条件分析测试平台搭建 |
4.4.2 初始真空度的影响 |
4.4.3 蒸发器倾角的影响 |
4.4.4 蒸发器和冷凝器相对高度的影响 |
4.4.5 蒸发器和冷凝器相对位置的影响 |
4.5 铜纤维烧结吸液芯环路热管运行特性分析 |
4.5.1 热负荷变化特性 |
4.5.2 壁面均温性 |
4.5.3 热惯性 |
4.5.4 极限运行特性 |
4.6 本章小结 |
第五章 微通道结构的优化设计及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 微通道理论分析 |
5.2.1 流动特性 |
5.2.2 换热特性 |
5.2.3 热阻特性 |
5.2.4 综合性能 |
5.3 微通道结构设计 |
5.3.1 交错式微通道 |
5.3.2 平行式微通道 |
5.3.3 螺旋式微通道 |
5.3.4 渐变式微通道 |
5.4 微通道换热平台 |
5.5 结构对微通道换热性能影响实验研究 |
5.5.1 温度分布 |
5.5.2 冷水吸热量和吸热效率 |
5.5.3 换热性能 |
5.5.4 压降 |
5.5.5 入口长度 |
5.5.6 热阻 |
5.5.7 熵增 |
5.5.8 综合换热性能 |
5.6 运行参数对微通道换热性能影响实验研究 |
5.6.1 冷水入口温度/流量的影响 |
5.6.2 热水入口温度/流量的影响 |
5.7 微通道数值仿真及尺寸优化 |
5.7.1 仿真模型和数值方法介绍 |
5.7.2 结构优化 |
5.7.3 尺寸优化 |
5.7.4 仿真和实验对比 |
5.8 本章小结 |
第六章 基于微通道冷凝器的环路热管传热性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 环路热管传热性能测试系统 |
6.3 实验结果及分析 |
6.3.1 微通道结构的影响 |
6.3.2 冷却水入口流量的影响 |
6.3.3 冷却水入口温度的影响 |
6.3.4 微通道冷凝器与翅片式冷凝器对比 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.1.1 吸液芯的优化设计及其性能研究 |
7.1.2 基于铜纤维烧结吸液芯蒸发器的环路热管传热性能研究 |
7.1.3 微通道结构的优化设计及性能研究 |
7.1.4 基于微通道冷凝器的环路热管传热性能研究 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
四、An Experimental Study of Carbon Dioxide Condensation in Mini Channels(论文参考文献)
- [1]高热载荷干冰升华冷却特性研究[D]. 李全功. 华北水利水电大学, 2021
- [2]基于微纳流控技术的二氧化碳-癸烷体系的相行为及传质研究[D]. 冯嘉. 华东理工大学, 2021(08)
- [3]复合膜法燃煤烟气水分脱除系统应用研究[D]. 程超. 华北电力大学(北京), 2021
- [4]压力条件下气体火焰燃烧特性的热流量法测量及机理研究[D]. 王式兴. 浙江大学, 2020(01)
- [5]桉树皮自加热过程的实验与数值模拟研究[D]. 付硕. 中国科学技术大学, 2020(06)
- [6]低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究[D]. 杨仕玲. 浙江大学, 2020(01)
- [7]粘结性煤红外快速热解特性研究[D]. 马金凤. 中国矿业大学, 2020
- [8]数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究[D]. 靖赫然. 北京工业大学, 2020(06)
- [9]混合工质回热式一次节流制冷系统回热器的热力分析[D]. 黄新磊. 天津商业大学, 2020(11)
- [10]环路热管中纤维吸液芯蒸发器与微通道冷凝器的设计加工及性能研究[D]. 凌伟淞. 厦门大学, 2019