高频大幅波动光源下太阳能聚光吸附制冷强化传热传质过程光-温-压耦合机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51866017
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0607.可再生能源与新能源利用中的工程热物理问题
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The project is proposing an adsorption refrigeration system with heat and mass transfer enhancement powered by solar energy using the compound parabolic concentrator (CPC) units. The novel system composed of the adsorbent bed with the CPC units, the adsorbent finned tubes enhancing heat transfer and the micro-pump enhancing mass transfer, which is expected to make the best of the advantages of each part. The adsorbent bed can be heated up and conduct heat rapidly by using the solar CPC units, besides, the adsorption refrigeration system can desorb the refrigerant rapidly with the micro-pump of enhancing mass transfer so that the coefficient of performance of the solar adsorption refrigeration system can be improved greatly. The project studies the inherent laws of the variation of temperature and pressure in the adsorbent bed based on the frequent and sharp changing of solar irradiation. And the desorbed mechanism of the activated carbon-methanol under the condition of non-equilibrium pressure caused by the mass transfer enhancement could be mastered from the research. In addition, the theory of thermal design for the coupling characteristics of the solar concentrating heat flux with the heat and mass transfer enhancement could be acquired. The project aims to get the key and substantial progress in the performance of adsorption refrigeration system with the solar concentrating adsorbent bed and the heat and mass transfer enhancement. The research results would be the beneficial supplements to the existing research results and related theories in this field.
本项目提出了一种强化传热传质的太阳能复合抛物面聚光吸附式制冷系统,即该系统将太阳能聚光吸附床、强化传热翅片吸附管和强化传质循环泵结合起来,使其能够综合发挥各部分的优势。吸附床通过聚光能实现快速升温、迅速传热,再借助管路强化传质实现快速解吸、充分脱附,以期能有效提升系统制冷效率。项目针对太阳能利用中普遍存在的太阳辐射强度波动性现象,从中解构出典型太阳辐射的高频大幅波动性变化,并以此为出发点展开研究,剖析出太阳聚光光源高频大幅波动性对吸附床温度、压力特征影响规律;掌握强化传质引起的非平衡压力(高温低压)下制冷剂解吸机理;获得太阳能聚光吸附床热流分布特征与强化传热传质耦合的热设计理论。本项目将取得太阳能聚光强化传热传质下吸附制冷系统性能的关键实质性进展,其研究成果也是该领域既有研究成果及相关理论的有利补充。

结项摘要

项目围绕太阳能吸附制冷中光-温-压耦合的关键问题,建立了太阳能CPC聚光强化传质吸附制冷相关数学模型,设计、优化并搭建了一套CPC聚光太阳能吸附制冷系统进行实验研究。对太阳能CPC聚光器下吸附管的传热特性进行了理论模拟,构建了翅片管式吸附床的非稳态传热模型,对比研究了不同热流密度下有、无翅片的管内吸附工质的传热特征,翅片式吸附管的非稳态传热最大温差为4.1 °C,掌握了吸附床非稳态热响应的规律,从而获得了管内压力及吸附剂的解吸特性。为进一步改进和强化系统制冷效率,提出了聚光情况下的强化解吸方式,并与自然解吸工况进行对比研究,获得了在不同太阳辐射条件下,由于光源波动引起的温度和压力变化响应特性。掌握了系统的强化解吸特性,在不同天气条件下,系统COP均比无强化传质解吸高50%以上。构建了强化传质的系统模型,对非稳态供热条件下强化传质和降压解吸机理进行了阐释,揭示了稳态传质下的非稳态加热解吸机理。研究了不同冷凝温度对强化传质解吸的影响,发现当冷凝温度从30 °C降至20 °C时,系统COP提高了28.3%。最后在非稳态聚光和强化解吸的基础上,对太阳能聚能-光热转化-热质传输-制冷效率的相互耦合和综合能效提出了进一步改进和优化。提出了双床回质及强化回质的太阳能连续制冷新系统,实现了高效的能量利用,为进一步的规模化太阳能吸附制冷提供了理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Heat transfer performance investigation on a finned tube adsorbent bed with a compound parabolic concentrator (CPC) for solar adsorption refrigeration
太阳能吸附制冷用复合抛物面聚光器 (CPC) 翅片管吸附床传热性能研究
  • DOI:
    10.1016/j.applthermaleng.2019.02.063
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Chong Zhao;Yunfeng Wang;Ming Li;Wenping Du
  • 通讯作者:
    Wenping Du
Impact of three different enhancing mass transfer operating characteristics on a solar adsorption refrigeration system with compound parabolic concentrator
三种不同的强化传质运行特性对复合抛物面聚光太阳能吸附制冷系统的影响
  • DOI:
    10.1016/j.renene.2020.01.110
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Renewable Energy
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    Chong Zhao;Yunfeng Wang;Ming Li;Wenkui Zhao;Xuejuan Li;Qiongfen Yu;Mengxiao Huang
  • 通讯作者:
    Mengxiao Huang
Experimental investigation on a two-bed adsorption refrigeration system with mass recovery
质量回收两床吸附式制冷系统实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.applthermaleng.2022.118152
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Gaofei Yin;Yunfeng Wang;Ming Li;Wenping Du;Qi Liu;Zhuo Chang
  • 通讯作者:
    Zhuo Chang
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  • DOI:
    10.1016/j.est.2021.102778
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Energy Storage
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Le Zhao;Qiongfen Yu;Ming Li;Ying Zhang;Yunfeng Wang;Deneng Zhan;Shaoxuan Jin;Yaowei Huang
  • 通讯作者:
    Yaowei Huang
太阳能吸附式制冷机强化传质运行策略的优化
  • DOI:
    10.7699/j.ynnu.ns-2020-045
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    云南师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵文魁;王云峰;赵冲;李明;梁靖康;黎学娟
  • 通讯作者:
    黎学娟

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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

        graph TD
          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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