水蒸气含液压缩过程的流动与传热传质机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51706009
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0603.传热传质学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The vapor compression technology has a wide application prospects and huge potential for development, in the chemical industry, refrigeration industry, waste water treatment and other areas of energy saving. The study of the compression process, which the phase transformation is mixed by water vapor and droplets, can provide basic theoretical support for solving the compression temperature control, water erosion and compression efficiency in water vapor compression. The purpose of this project is to determine the heat transfer and mass transfer mechanism and analyze the complex flow and heat and mass transfer characteristics in the compression process of the vapor with the liquid droplets. Meanwhile the study could establish the two-phase coupled heat and mass transfer model and research the flow and heat transfer characteristics with multi-factor conditions coupling in the compression process of the vapor with the liquid droplets; analyze the influence rule of the compression process of the vapor with the liquid droplets on the compression efficiency and water vapor compression system. The successful implementation of this project will fully reveal the characteristics of water vapor flow and heat transfer and mass transfer in the compression process of the vapor with the liquid droplets; clarify the influence rule of the compression process of the vapor with the liquid droplets on the compression efficiency; provide the criteria and methods for improving the water vapor compression performance; lay the theoretical foundation of the compression process of the vapor with the liquid droplets. Thereby it can make the due contribution to the goal of energy saving and emission reduction of China.
水蒸气压缩技术在化学工业、制冷工业、废水处理等领域的节能降耗上具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。研究水蒸气和液滴混合相变压缩过程,可为解决水蒸气压缩过程中的压缩温度控制、水蚀冲击和压缩效率的提高提供基础理论支撑。本项目旨在掌握水蒸气含液压缩过程的传热传质机理,分析含液水蒸气在压缩过程中复杂的流动及传热传质特性,建立含液压缩过程的双相耦合传热传质模型;研究多因素耦合条件下含液压缩过程的流动与换热特性,分析水蒸气含液压缩对压缩效率及水蒸气压缩系统的影响规律。本项目的成功实施将全面揭示水蒸气含液压缩的流动及传热传质特性,阐明水蒸气含液压缩对压缩效率的影响规律,为提高水蒸气压缩性能提供准则和方法,奠定水蒸气含液压缩技术的理论基础,从而为我国的节能减排目标做出应有的贡献。

结项摘要

水蒸气压缩技术是近年来在化学、制盐、食品工业及废水处理等领域具有广阔应用前景和巨大发展潜力的节能减排技术。本项目以国家节能减排关键任务需求为牵引,针对水蒸气压缩机效率低的“卡脖子”难题,开展了水蒸气含液压缩过程的流动与传热传质机理研究,研究结果为解决水蒸气压缩过程中的压缩温度控制、水蚀冲击和压缩效率的提高提供了基础理论支撑。.本项目中完成了单液滴在水蒸气压缩过程的传热传质分析及连续相与离散相双相耦合的建模,揭示了多因素耦合条件下含液压缩过程的流动与换热特性,获得了水蒸气含液压缩对压缩效率及水蒸气压缩系统的影响规律。研究发现:含液压缩中液滴通过蒸发与主流进行热量和质量交换,可以有效降低压缩机出口温度,并提高水蒸气压缩性能。分析得到含液压缩的重要影响因素为液滴直径和喷雾流量。当液滴直径越小,喷雾流量越大,降温效果越明显;同时会使压气机的工作特性线向大流量,高压比区域偏移。通过含液压缩实验和雾化实验,发现提高流量可以增强雾化均匀性,从而提高降温效果;高喷雾流量将影响压缩机工作稳定性。减少直径和增加流量可以增强含液压缩的影响,但是喷雾流量必须具有限制。项目综合了理论分析,数值模拟和实验的结果确定了含液压缩过程中最佳的液滴直径范围和喷雾流量范围,其中液滴直径在10μm以下,喷雾流量不超过主流流量的10%,并应尽量控制在5%以下。 .上述研究结果共发表论文及专利10篇,其中SCI收录论文3篇,授权发明专利2项,参加会议并做报告4次。项目所得到的基础理论的研究成果应用到了实际工业生产中,完成了产学研合作项目“高盐浓缩水结晶高效MVR蒸发器研发”,解决了电镀废水处理的重大难题,实现了蒸发能耗不高于60kWh/吨水的经济价值。同时,本项目获得的发明专利“一种具有中心喷嘴结构的离心气体压缩机减温器(专利号:ZL201710858573.1.)”实施了成果转化,转化金额5万元。综上,本项目为水蒸气压缩技术在工业节能减排领域的推广和发展起到了积极的促进作用。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(3)
Effect of droplets on water vapor compression performance
水滴对水蒸气压缩性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.desal.2019.04.011
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    Desalination
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Wu Hong;Yin Haoyu;Li Yulong;Xu Xianghua
  • 通讯作者:
    Xu Xianghua
Performance analysis of the water-injected centrifugal vapor compressor
注水离心式蒸汽压缩机性能分析
  • DOI:
    10.1016/j.energy.2020.117538
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Haoyu Yin;Hong Wu;Yulong Li;Jin Quan
  • 通讯作者:
    Jin Quan
New Start-up Method for a Closed-Cycle Compression System with Gas Bearings and Its Characteristics
气体轴承闭循环压缩系统启动新方法及其特点
  • DOI:
    10.1186/s10033-020-00512-9
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Chinese Journal of Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Lian Huaqi;Wu Hong;Li Yulong;Rong Chengjun
  • 通讯作者:
    Rong Chengjun

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其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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