能源緊缺與環(huán)境惡化長(zhǎng)久以來(lái)都是世界尤其是我國(guó)面臨的重大問(wèn)題。近年來(lái)在全國(guó)大部分地區(qū)尤其是北方地區(qū)頻繁出現(xiàn)的霧霾天氣讓我們感觸頗深,也使我們認(rèn)識(shí)到了保護(hù)環(huán)境迫切性。大量使用氟利昂和有氯元素的氫氟烴類制冷劑是引起臭氧層空洞和溫室效應(yīng)的主要原因,因此研發(fā)并使用節(jié)能環(huán)保的制冷工質(zhì)尤其是天然工質(zhì)是大勢(shì)所趨。二氧化碳在環(huán)境友好性、安全性和單位體積制冷量等方面具有較大優(yōu)勢(shì),成為首選的天然制冷工質(zhì),尤其在汽車空調(diào)領(lǐng)域。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究的方法,研究了多種因素對(duì)超臨界二氧化碳在三葉管內(nèi)流動(dòng)與換熱特性的影響;提出了一種新型梭形翅片,并對(duì)錯(cuò)列梭形翅片流道的流動(dòng)與換熱特性進(jìn)行了研究;開(kāi)發(fā)了采用新型梭形翅片的微通道氣冷器,并采用響應(yīng)面分析法對(duì)其結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化;分析了不同因素對(duì)平行流氣冷器的流量分配的影響,在此基礎(chǔ)上提出了能夠提高氣冷器流量分配性能的變組合深度集流管和內(nèi)插分流片集流管。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1、分析了超臨界二氧化碳的物性變化規(guī)律,研究了進(jìn)口雷諾數(shù)、壁面熱流密度、換熱管管徑、冷卻壓力和流動(dòng)方向等因素對(duì)其在細(xì)三葉管和微通道三葉管等不同類型管道內(nèi)的流動(dòng)與換熱特性。結(jié)果表明,超... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

三葉管三維模型

圖2.8 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證Fig.2.8 Mesh independence verification圖2.9 計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格示意圖Fig.2.9 Mesh of computational domain在壓力恒定時(shí)，超臨界 CO2的物性參數(shù)隨溫度變化較大，因此在 Fluent 計(jì)算時(shí)采用變物性設(shè)置，物性參數(shù)的輸入采用 piecewise-liner 方法分段插值。超臨界 CO2的物性參數(shù)通過(guò)軟件 REFPROP 8.0 得到，計(jì)算過(guò)程考慮浮升力的影響，壓力和速度耦合項(xiàng)采用 SIMPLIC 算法[111-113]。壁面采用恒熱流密度設(shè)置；進(jìn)口采用質(zhì)量流量進(jìn)口，進(jìn)口溫度設(shè)為 343 K；出口為壓力出口[114]。

值的空氣側(cè)翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果。梭形翅片微通道氣冷器空氣側(cè)采用錯(cuò)列梭形翅片，翅片與扁管間呈 45°夾角，其換熱單元如圖 4.1 所示。圖4.1 梭形翅片微通道氣冷器單元Fig.4.1 Shuttle shaped fin microchannel gas cooler unit4.2 響應(yīng)面分析方法響應(yīng)面（Response Surface）的概念是在 1951 年由 Box 和 Wilson 最先提出的[133]，它是由輸入?yún)?shù)描述的輸出參數(shù)的函數(shù)，它通過(guò)合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]連續(xù)變攻角百葉窗翅片的傳熱及流動(dòng)特性[J]. 吳學(xué)紅,張林,趙中友,丁昌,龔毅,呂彥力.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(09)
[2]新能源汽車高效空調(diào)的研究開(kāi)發(fā)思路初探[J]. 黃國(guó)強(qiáng).  制冷與空調(diào). 2016(05)
[3]雙D形流道內(nèi)超臨界二氧化碳傳熱特性數(shù)值研究[J]. 劉生暉,黃彥平,劉光旭,王俊峰,趙大衛(wèi),臧金光,昝元鋒,郎雪梅,徐建軍.  核動(dòng)力工程. 2016(02)
[4]中國(guó)汽車空調(diào)行業(yè)淘汰HFC-134a技術(shù)選擇與政策建議[J]. 別鵬舉,蘇燊燊,李志方,賈勝蘭,張兆陽(yáng),方雪坤,胡建信.  氣候變化研究進(jìn)展. 2015(05)
[5]超臨界CO2在三葉管內(nèi)換熱特性研究[J]. 劉遵超,王珂,古新,曹侃,劉彤,劉敏珊.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]平行流換熱器流量分配均勻性研究[J]. 吳學(xué)紅,孟浩,丁昌,龔毅,呂彥力.  鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(05)
[7]新型變角度百葉窗翅片換熱器的性能研究[J]. 楊鳳葉,趙鵬飛,周光輝.  低溫與超導(dǎo). 2015(06)
[8]汽車空調(diào)替代制冷劑的比較[J]. 孫西峰,韓楊.  制冷與空調(diào). 2015(05)
[9]水平螺旋管內(nèi)超臨界CO2冷卻換熱的數(shù)值模擬[J]. 徐肖肖,吳楊楊,劉朝,王開(kāi)正,葉建.  物理學(xué)報(bào). 2015(05)
[10]基于響應(yīng)面分析法的百葉窗翅片結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 毛航,王珂,王永慶,劉彤,劉敏珊.  化工設(shè)備與管道. 2015(01)

博士論文
[1]微通道蒸發(fā)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及流量分配特性研究[D]. 劉巍.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]采用微通道換熱器的二氧化碳汽車空調(diào)系統(tǒng)研究[D]. 金紀(jì)峰.上海交通大學(xué) 2011
[3]平行流冷凝器的熱分布特性和流量分配特性研究[D]. 魯紅亮.華中科技大學(xué) 2010
[4]熱量運(yùn)輸機(jī)理及其在混沌流強(qiáng)化傳熱中的應(yīng)用研究[D]. 孔松濤.鄭州大學(xué) 2007
[5]超臨界CO2流體特性及跨臨界循環(huán)系統(tǒng)的研究[D]. 劉圣春.天津大學(xué) 2006
[6]二氧化碳跨臨界循環(huán)換熱與膨脹機(jī)理的研究[D]. 魏東.天津大學(xué) 2002

碩士論文
[1]二氧化碳微通道平行流氣冷器流量分配特性研究[D]. 張蒙蒙.鄭州大學(xué) 2015
[2]波紋鋸齒翅片傳熱和流動(dòng)特性數(shù)值模擬[D]. 李達(dá).天津大學(xué) 2014
[3]平行流蒸發(fā)器制冷劑流量分配數(shù)值模擬與翅片性能優(yōu)化[D]. 張永鍇.華北電力大學(xué) 2014
[4]基于模糊控制的跨臨界CO2汽車空調(diào)系統(tǒng)仿真與分析[D]. 耿芳.吉林大學(xué) 2013
[5]平行流冷凝器整體仿真模型及制冷劑流量分配研究[D]. 胡浩茫.華中科技大學(xué) 2012
[6]跨臨界CO2汽車空調(diào)系統(tǒng)仿真及性能控制分析[D]. 陶晶.吉林大學(xué) 2011
[7]二氧化碳汽車空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究[D]. 胡兵.上海交通大學(xué) 2011
[8]板翅式換熱器翅片加工質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 庹化麗.浙江大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3074575