能源緊缺與環(huán)境惡化長久以來都是世界尤其是我國面臨的重大問題。近年來在全國大部分地區(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,也使我們認識到了保護環(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,成為首選的天然制冷工質(zhì),尤其在汽車空調(diào)領域。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究的方法,研究了多種因素對超臨界二氧化碳在三葉管內(nèi)流動與換熱特性的影響;提出了一種新型梭形翅片,并對錯列梭形翅片流道的流動與換熱特性進行了研究;開發(fā)了采用新型梭形翅片的微通道氣冷器,并采用響應面分析法對其結(jié)構(gòu)尺寸進行了優(yōu)化;分析了不同因素對平行流氣冷器的流量分配的影響,在此基礎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。本文主要研究內(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,研究了進口雷諾數(shù)、壁面熱流密度、換熱管管徑、冷卻壓力和流動方向等因素對其在細三葉管和微通道三葉管等不同類型管道內(nèi)的流動與換熱特性。結(jié)果表明,超... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

三葉管三維模型

圖2.8 網(wǎng)格無關性驗證Fig.2.8 Mesh independence verification圖2.9 計算區(qū)域網(wǎng)格示意圖Fig.2.9 Mesh of computational domain在壓力恒定時，超臨界 CO2的物性參數(shù)隨溫度變化較大，因此在 Fluent 計算時采用變物性設置，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)通過軟件 REFPROP 8.0 得到，計算過程考慮浮升力的影響，壓力和速度耦合項采用 SIMPLIC 算法[111-113]。壁面采用恒熱流密度設置；進口采用質(zhì)量流量進口，進口溫度設為 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 響應面分析方法響應面（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)，它通過合理的實驗設計數(shù)據(jù)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]連續(xù)變攻角百葉窗翅片的傳熱及流動特性[J]. 吳學紅,張林,趙中友,丁昌,龔毅,呂彥力.  工程熱物理學報. 2016(09)
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[4]中國汽車空調(diào)行業(yè)淘汰HFC-134a技術選擇與政策建議[J]. 別鵬舉,蘇燊燊,李志方,賈勝蘭,張兆陽,方雪坤,胡建信.  氣候變化研究進展. 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.  工程熱物理學報. 2015(09)
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博士論文
[1]微通道蒸發(fā)器的優(yōu)化設計及流量分配特性研究[D]. 劉巍.南京航空航天大學 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]. 金紀峰.上海交通大學 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 2010
[4]熱量運輸機理及其在混沌流強化傳熱中的應用研究[D]. 孔松濤.鄭州大學 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 2006
[6]二氧化碳跨臨界循環(huán)換熱與膨脹機理的研究[D]. 魏東.天津大學 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 2015
[2]波紋鋸齒翅片傳熱和流動特性數(shù)值模擬[D]. 李達.天津大學 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 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 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 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 2011
[7]二氧化碳汽車空調(diào)系統(tǒng)設計及研究[D]. 胡兵.上海交通大學 2011
[8]板翅式換熱器翅片加工質(zhì)量的實驗研究[D]. 庹化麗.浙江大學 2008



本文編號：3074575