规模化猪场妊娠母猪舍改进湿帘降温系统的环境特性

为研究湿帘与地道结合的改进湿帘降温系统对妊娠母猪舍的环境特性,该研究采取现场测试的方法,选取河南地区某规模化母猪场妊娠舍为试验猪舍,对该猪舍夏季和冬季舍内热环境和空气质量环境进行测试和分析,结果表明：1）改进湿帘降温系统夏季对新风的平均降温功率增加了?84.4 kW,提高了25%的降温效果;冬季对新风的平均加热功率增加了121.6 kW且舍内无需供暖,87%以上的节能效果发生在地下风道前半程。2）试验猪舍舍内温湿度、风速分布均匀,且舍内温度波动低于3.7 ℃;综合猪舍母猪体感有效温度和呼吸频率等应激程度指标,母猪冬季处于舒适状态,夏季有轻度热应激状态现象。3）夏季和冬季舍内氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）、和粉尘（PM2.5和PM10）的质量浓度分布均匀,且均小于国家标准规定的妊娠舍空气污染物浓度极限水平。综上所述,改进湿帘降温系统不仅降低妊娠母猪舍热环境调控的能耗并维持舍内空气质量环境良好,对建立环境友好型规模化母猪场具有积极意义。     

矩形微通道热沉内变物性工质的流动与换热特性

为了研究不同雷诺数下,工质的热物理性质对矩形微通道热沉内工质流动与换热的影响,该文建立了三维共轭传热模型,对微通道内单相层流的换热和流动特性进行了数值模拟研究,分析结果表明：当雷诺数为16时,与常物性工质相比,变物性工质具有较佳的换热性能以及更低的摩阻系数,此时基于工质常物性的数值假设会与实际情况偏离,而当雷诺数增加至333时,常物性工质与变物性工质的流动和换热性能具有较好的吻合,这在一定程度上解释了现有研究成果中矩形微通道热沉内工质流动与换热特性方面的试验结果与数值模拟之间存在偏差的现象。该研究为进一步改进数值模型精度提供了参考。     

冰水混合间接换热系统中换热器参数试验

利用北方地区冬冷夏热的特点,冬季冻冰蓄冷,夏季利用。采用间接换热冷量交换系统,有利于低碳节能和保护环境。该文对系统中换热器的参数进行了优化试验。以热交换器中的风速、流量、迎风面积、热管长度为影响因素,以热交换器的换热效率为目标,得到换热效率84%以上的较佳参数组合为风速2.54～2.93 m/s,流量0.72～0.80 m3/h,迎风面积11.93～13.51 dm2,热管有效长度7.99～9.95 m。该研究为利用自然冷资源间接换热冷量交换系统中热交换器的设计和应用提供依据。     

畜舍热交换芯体-风机热回收通风系统的热回收效果

热回收通风作为一种节能的通风换气方式,可缓解畜舍保温能耗与通风的矛盾。然而民用一体式热回收通风系统在畜舍中直接应用时存在通风量小、单位通风量的设备造价高等问题。该研究设计了适用于畜舍的新型节能热回收通风系统,并研究该热回收通风系统在以下3种不同配置条件下的热回收效果,探究该系统在畜舍中的较佳运行条件:板翅式热交换芯体配置不同迎面风速的热回收效果;新风依次经过2个串联连接的板翅式热交换芯体后的热回收效果;优化了板式热交换芯体与噪声小、风量大的轴流风机的参数配比后的热回收效果。结果表明:在舍内外温差为12.08℃,芯体配置迎面风速分别为1.05和0.86 m/s时,新风温度经过板翅式热交换芯体后分别升高了1.93和2.79℃,显热回收效率、热回收负荷和能效比分别为35.88%和43.63%、0.16和0.19 kW,1.37和1.61,两者显热回收效率均未达到冬季65%的节能标准。在舍内外温差为10.49℃时,新风依次经过串联的2个板翅式热回收芯体,经过第1次热交换后新风温度升高2.59℃,显热回收效率为52.11%,热回收负荷及能效比分别为0.39 kW,3.26;新风经过第2次热交换芯体时热回收作用甚微。优化板式热交换芯体与风机配比后,在舍内外温差为12.12℃,迎面风速为4 m/s时,新风温度升高8.23℃,显热回收效率为69.9%,能效比为8.0,达到了冬季节能标准。从该研究热回收效果看,第3种配置参数条件平衡了热回收效率及通风需求的关系,可满足畜舍大通风量及节能的需求。     

石蜡相变储热系统的放热效率

相变储热技术是节能的重要技术之一,对相变储热系统的换热系数以及放热效率的研究,有助于提高相变储热系统的放热效率,对相变储热系统的实际应用有着重要意义。该试验研究了叉排石蜡管束储热系统的整体放热性能,测定了该系统的换热系数及放热效率,并分析了管排数,风速等影响因素。研究表明,在小于3m/s的风速下,空气温度变化在20～55℃的范围内,该类储热系统的换热系数与使用现有准则关联式计算得到的理论值基本吻合;放热效率则随着风速的增大而下降,随管排数的增加而有所提高,最大可达83%;另外,延长放热时间,可以提高换热效率,最高可使放热效率提高62%。     

被动调节模式环路热管型光伏光热系统性能分析

针对环路热管型太阳能光伏光热系统冬、夏季运行中的不利工况,该研究提出将空调排风引导至集热/蒸发器空气夹层的被动式调节方法,以进一步提升系统的太阳能利用效率。基于质量、动量和能量守恒定律,借助ANSYS Fluent软件建立了被动式调节模式下集热/蒸发器的数学模型,模拟分析了该调节方法对热管循环启动和系统性能的影响,通过室外试验验证了模型的准确性。研究结果表明,夏季工况,采用低档风速调节更有利于维持热管运行,而高档风速则更利于光电效率的提升;与调节前的系统相比,高、中、低档风速作用下的日均光电效率分别提高了8.4%、5.7%和3.5%,日发电量增加了8.0%,5.3%和3.5%。对不同调节策略的研究表明,第一阶段采用低档风速的运行策略可最大程度提升太阳能光热利用,同时保证较优的光电效率。冬季工况下,所提调节方法可有效缩短热管循环的启动时间,日出半小时内的有效集热量增加375.7%。因此,该调节方法对2种不利工况均有一定程度改善,调节策略对系统性能影响较大,应根据用户负荷需求进行选择与优化。     

基于混合解换热模型的地源热泵系统井群热干扰特性

为建立井群换热快速求解模型并研究其热干扰特性,提出了一种基于解析-数值计算的混合解模型,以16井群为研究对象,通过试验和数值模拟的方法研究了井群热干扰特性。研究结果表明:随着换热的进行井群中各井间产生热干扰并逐渐增强,同一运行时刻中井受热干扰程度最大、边井次之、角井则最小;由于井间热干扰的影响,角井换热能力最大、井壁温度最低,边井换热能力和井壁温度居中,中井换热能力最小、井壁温度最高,则运行90 d时角井换热量比边井大6.5%,边井换热量比中井大7.1%;角井对井群换热量的贡献率随换热时间延长逐渐增加,中井对井群换热量的贡献率则逐渐减少,而边井对井群换热量的贡献率基本不变。     

换热设备螺旋和直细通道内扇形凹穴对流体流动和传热的影响

为探究结构表面(如凹穴)对换热设备螺旋和直细通道内流体流动和传热影响的差异,在这2种通道的两侧面加入扇形凹穴,并采用数值方法研究其在不同雷诺数下流动、传热、熵产以及综合性能的影响。结果表明:凹穴对螺旋细通道内流体的流动影响明显,摩阻系数最大提高23%,而对传热和综合性能几乎没有影响;低雷诺数时凹穴对直细通道内流体的流动、传热和综合性能的影响不明显,而高雷诺数时影响显著,摩阻系数和努塞尔数最大分别提高50%和45%,最大传热强化因子达1.27;凹穴可减少螺旋和直细通道内流体流动和传热过程的熵产,但在高雷诺数时才比较明显地减少,且对直细通道的影响大于螺旋细通道,熵产增大数的最小值分别为0.34和0.73。研究结果可为微细通道换热设备的性能改善提供参考。     

垂直下降管内陶瓷球流动与传热的试验

为研究下降管式生物质热裂解反应器内陶瓷球的流动与换热规律,在一内径60 mm,长1.6 m的垂直管上利用粒子图像测速仪进行了陶瓷球流场测试和1.0、1.2、1.4 kg/min质量流量下90℃陶瓷球与室温空气的对流换热试验,分析出了陶瓷球在下降管内的滞留时间和陶瓷球与空气对流换热系数的计算方法。流场试验表明：轴向速度随下降距离增大而增大;任意下降距离处,在靠近管壁半径的15%距离内,陶瓷球的轴向速度逐渐增大,直至达到最大值后不再变化;边壁附近的径向速度变化较大,中心速度基本为零。换热试验表明：不同陶瓷球流量下的对流换热系数基本相同,利用Ranz-Marshall公式计算出的换热系数比理论分析计算的小;根据理论计算的换热系数和试验数据,回归出的努谢尔数与雷诺数的关系式为： ;在60～550℃范围内,利用回归式计算的换热系数与空气温度成线性关系,并随温度升高而增大。     

相变材料回填地埋管换热器蓄能传热特性

为了探讨相变回填材料固液相变对地埋管换热器蓄能传热性能的影响,建立了带有相变的垂直U型埋管换热器传热数学模型,并利用显热容法对相变材料的相变问题进行了处理。基于模型的数值求解,分析了夏冬季运行工况下相变材料固液相变对U型埋管换热器蓄能性能及其周围土壤温度热响应特性的影响规律,结果表明：同样条件下,相变材料固液相变会减缓埋管周围土壤温度变化趋势,缩小埋管热影响区域;夏季工况采用较低相变温度、冬季采用较高相变温度的相变材料均可以明显改善其换热效果,同时相变潜热大的相变材料可以明显增加地埋管的蓄能效果。研究结论对于缓解土壤热影响区域、改善地埋管换热器的蓄能传热性能具有重要意义。     

基于热管的自然冷源制冰技术方案的初步试验(简报)

中国北方地区每年有4个月的时间日平均温度在-10℃以下,为了充分利用冬季的自然低温制冰作为贮藏的冷源,设计了一种热管式制冰装置,利用冰箱模拟低温天气环境,研究了风速和温度对结冰效果的影响。试验结果表明:所设计的热管式制冰装置不需消耗额外能源即可成功制冰;当风速在0～2.5m/s范围变化时,结冰厚度增大,在温度为-11℃条件下,冰层直径最大可达75mm;温度越低,结冰厚度越大。     

热回收通风系统在犊牛舍的应用效果分析

为减少冷应激对犊牛健康的影响,降低冬季犊牛养殖中通风与保温的矛盾,该研究在新疆地区对牛舍热回收通风系统的通风效果及热回收性能进行了评价。试验舍采用2套相同的热回收通风系统进行通风,对照舍自然通风。试验结果表明:热回收通风系统可使舍外进入舍内的新鲜空气温度平均提高10.15℃,日均CO2和NH3浓度分别显著降低173.15和0.63 mg/m~3(P0.05)。2套系统共可为试验舍提供通风量1 097.83 m~3/h,送风管小孔出风口的平均风速为2.45 m/s,风管始末端风速分别为2.76和2.34m/s。该系统的热回收效率为76.17%,能效比为3.1。该系统可以保证良好舍内环境和较高的能量回收效率,缓解冬季犊牛生产中通风与保温的矛盾。     

热空气处理对延长梨枣果实冷藏保鲜期的机理研究

为了研究热空气处理提高梨枣贮藏效果的机理，该文以半红期梨枣果实为试材,在已有研究的基础上，研究了42℃热空气处理1h对在(5±1)℃贮藏条件下枣果的生理生化和细胞超微结构变化的影响。结果表明，梨枣采后贮前短时间热处理能有效地降低早期淀粉酶和多聚半乳糖醛酸酶活性，抑制淀粉水解，延缓果胶降解，降低乙烯释放量，延缓果肉硬度下降速度，后期能延缓果肉细胞中胶层和初生壁分解，阻止细胞内含物外渗，保护细胞的结构，从而延长了贮藏保鲜期。但热处理对枣果呼吸强度影响不大。     

冷激黄瓜贮藏品质及冷激过程传热特性分析

为研究冷激处理对黄瓜保鲜效果的影响及冷激过程中黄瓜内部组织传热机理,建立了黄瓜冷激过程的传热数学模型,并以0℃的冰水混合物为冷激介质,对处理时间分别为20、40、60 min黄瓜的保鲜效果进行了对比试验研究。结果表明,黄瓜保鲜效果差异不仅与冷激处理时组织的最低温度有关,还与最低温度持续的时间有关。冷激处理40 min能够有效抑制黄瓜硬度、可溶性固形物含量的下降,减缓失重率的上升,保持较高的过氧化物酶活性。所建的传热模型能够准确预测冷激处理过程中黄瓜不同深度位置处的组织温度变化。冷激传热模型及相关结论可为黄瓜采后冷激处理工艺提供理论及实践指导。     

低温热管中无氟制冷剂HCR-22的蓄冷效果

为解决氟利昂制冷剂对臭氧层破坏和气候变暖潜能值高的缺陷,基于热管技术,该文设计了一套分离式低温热管蓄冷装置,用新型无氟制冷剂HCR-22替代传统制冷剂R-22,以蓄冷量为指标,研究了2种制冷剂在不同的充液率和冷凝/蒸发段面积比条件下的蓄冷效果。试验结果表明：HCR-22用于低温热管的最佳充液率为80%,与R-22相同;热管模组运行70h时,HCR-22和R-22的蓄冷量分别为16230.52和16252.09 kJ;最佳充液时,HCR-22用于低温热管的最优冷凝/蒸发段面积比为2.8：1,小于R-22时的3：1;HCR-22与R-22在相变传热中有近乎相同的传热稳定性,但制冷剂的用量仅为R-22的1/3。该研究为新型无氟制冷剂HCR-22替代传统制冷剂R-22提供了依据和技术支持,对低温热管的推广应用提供保障。     

纳米复合相变蓄冷材料的制备及蓄冷特性分析

针对生鲜冷链物流领域冷藏运输温度要求,该研究通过差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter, DSC)对甘氨酸、山梨醇、甘露醇、氯化钾进行筛选,经优化后配置出主储能为0.6mol/L甘氨酸+0.1mol/L山梨醇(命名为TA2),以此体系为基液添加纳米二氧化钛和纳米氧化铝,并添加高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer, SAP)对防泄漏现象进行优化,探究添加纳米粒子后复合相变蓄冷材料的相变潜热和热循环稳定性。将该复合材料应用于自制保温箱,以水晶梨为试验对象进行了蓄冷箱保冷特性试验,对比蓄冷保温箱载货与空载情况下箱内各点的温度变化,综合考虑蓄冷保温箱内蓄冷剂侧面布置和顶层布置加侧面布置这两种摆放方式对保冷性能的影响。结果显示,添加质量分数为0.5%的纳米二氧化钛粒子可使基液的导热系数达到最大值,经优化的最终材料为TA2+0.5%TiO₂+0.25%SAP,相变潜热为294.57 J/g,Onset温度为-5.8℃,经过200次循环试验,复合材料热性能稳定。蓄冷剂以侧布加顶布的摆放方式下的大部分箱内空间可在...     

热回收通风系统结合锅炉房预热改善严寒地区兔舍室内环境

热回收通风在寒冷地区畜舍中应用越来越广泛,但严寒地区热回收通风的热交换器的结冰问题限制其应用。为找到经济的办法解决热回收通风在严寒地区冬季运行的问题,探索严寒地区冬季兔舍通风与供暖合理搭配的模式,缓解通风与保温之间的矛盾,本研究在我国东北阿荣旗冬季兔舍开展了热回收通风结合锅炉供暖的试验。试验中利用锅炉散发的余热对寒冷空气预热后,再进入热交换器中进行排风热回收,防止热交换器结冰导致其无法运行。结果显示,当该系统运行时,兔舍内氨气和二氧化碳浓度分别降低了46% 和64%。室外温度为-15.8 ℃～-11.8 ℃时,通风带来的兔舍温度下降仅为1.8 ℃;家兔呼吸道和皮肤病冬季的发病率相比上一年分别降低了16%和4%。室外冷空气通过锅炉房预热,温度提高了10.1℃,再通过空气热交换器时,温度从提高了6.5 ℃,运行过程中未观察到热交换器结冰的现象。锅炉房预热和热回收通风对冷风的加热能量负荷分别为12.6 kW和5.0 kW。热回收通风系统的显热回收效率为75.6%,能效比为6.2,设备投资回收期为3年。将热回收通风系统结合锅炉房预热可以在不额外增加耗能的情况下,大幅改善冬季兔舍的环境,为改进严寒地区兔舍冬季通风与供暖模式提供了参考。     

不同热处理大豆分离蛋白凝胶冻藏特性

为探究冻藏过程中不同加热温度处理大豆分离蛋白(soybean isolate protein,SPI)凝胶特性变化及评估不同热处理对SPI凝胶冻藏特性的影响。该文以65、90和135℃3个不同温度处理所得SPI为研究对象(分别记为65SPI、90SPI和USPI),采用离心法、质构分析法、可溶蛋白含量测定和电泳等方法对其冻藏过程中的凝胶持水性、凝胶硬度、凝胶弹性、可溶蛋白含量及亚基组成和凝胶作用力进行了分析研究。结果表明:随冻藏时间延长,不同温度处理SPI凝胶持水性、凝胶弹性和凝胶可溶蛋白含量呈下降趋势,而凝胶硬度呈增大趋势。凝胶持水性、弹性的下降和凝胶硬度的升高标志着凝胶品质的劣变。不同温度处理对SPI凝胶的冻前凝胶特性和冻藏特性有较大影响,65和90℃的温度处理降低了冻前SPI凝胶的持水性,增强了冻前SPI凝胶硬度,有更多的β和B亚基参与了凝胶形成,冻藏前后的亚基组成没有变化;超高温瞬时加热(ultra high temperature,UHT)处理则降低了冻前SPI凝胶硬度,冻藏过程中可溶蛋白含量大幅下降且可溶蛋白中β和B亚基含量下降。3种温度处理SPI的凝胶劣变程度均高于未处理SPI。加热处理会造成SPI发生部分或完全变性,变性后疏水基团的暴露会加快蛋白凝胶形成过程中聚集速率,进而增大粗糙凝胶结构形成的几率,而粗糙凝胶网络在冻藏过程中其劣变程度更甚于未加热SPI。由此可知,加热处理尽管在一定程度上增大了凝胶硬度,但会加速其凝胶品质冻藏劣变。     

热处理降低哈密瓜果实活性氧代谢减轻冷害

为探讨热处理能否激发哈密瓜果实抗冷性,减轻冷害。该文以"西州密25号"哈密瓜为原料,在已有研究的基础上,将哈密瓜在55℃热水中浸泡3 min,以室温(22±2)℃清水浸泡3 min为对照,待其表面水分完全晾干以后,放置于3~5℃机械冷库中贮藏,测定贮藏期间哈密瓜品质及生理指标。结果表明,与对照相比,热处理诱导哈密瓜果肉过氧化氢H_2O_2和超氧阴离子O_2~-含量短暂增加,但明显减少贮藏中后期(14~35 d)H_2O_2,O_2~-的积累(P0.05),提高活性氧清除酶过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性(P0.05),抑制细胞膜相对渗透率和丙二醛含量上升,降低贮藏后期的冷害发生率(P0.05),缓解果实可溶性固形物和抗坏血酸含量下降(P0.05),保持果实较好的品质。热处理主要通过诱导活性氧信号分子,提高活性氧清除酶活性、减少膜脂过氧化作用,从而减轻果实的冷害。研究结果为哈密瓜采后贮藏技术提供理论参考。