CO2两相引射器流动特性动态模型化研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51676148
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0601.工程热力学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Dynamic simulation is the effective mean to reseach dynamic performance of two-phase ejector and ejector system. The existing one-dimensional lumped parameter model does not reflect the dynamic changes of the working condition parameter inside the ejector with the space-time states. And this model can not express adequately on typical process and phenomenon inside ejector such as the choking, phase delay, the shock wave and boundary layer interference as well. This project analysis the complex flow mechanism inside transcrical CO2 two-phase ejector using the computational fluid dynamics simulation and visualization experiments. The main physical factors are induced that affect the transfer process between primary flow and suction flow. One-dimensional spatial distribution framework assumption that primary flow and suction flow merge together at the end of ejector mixing section is put forward. Furthermore, one dimensional distribution parameters dynamic model reflecting the space-time states of the internal flow basing on this framework is built. This project can improve the ejector turbulence model, explore reasonable measures to realize internal flow visualization of the ejector, illustrate the effect strength and sensitivity of the different typical phenomenon and control parameters on the ejector performance. In the end, the evaluation method of the ejector internal performance on the basis of the turbulent mixing degree is obtained. This project contributes to deep understanding the fluid mechanics of the ejector, guides the design of the ejector, lays a foundation for the optimization control and the thermal strengthening of the ejector system, as well as has certain academic significance and engineering value.
动态模拟是研究两相引射器和引射系统动态特性的必要手段,目前其所使用的一维集总参数模型并不反映引射器内剧烈随时空动态变化的工况参数,对壅塞、相变延迟、激波、边界层干扰等典型特征的表达也不充分。本项目通过计算流体力学模拟和可视化实验,分析跨临界CO2两相引射器内部复杂流动机理,归纳影响主动流、引射流混合传递的主要物理作用,提出在引射器混合段后端才合二为一的一维空间分布架构设想,构建此架构下反映内流时空状态的一维分布参数动态模型。研究能够完善引射器湍流模型,探索引射器内部流动可视化的合理方法,阐明不同典型现象和控制参数对引射器性能上的作用强度与敏感度,获得基于湍流混合程度的引射器内在性能评价方法,进一步揭示引射器的动态规律与响应特性。项目有助于引射器流体力学结构核心机理的认知,指导引射器的设计,为引射系统优化控制与系统热力强化奠定基础理论,研究具有重要的学术研究意义和工程应用价值。

结项摘要

跨临界CO2两相引射器内部的相变、激波、湍流混合等复杂流动现象对引射器性能和引射膨胀制冷系统性能有着重要影响,本项目利用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法揭示了CO2两相引射器内部的流动机理和性能提升方法。项目构建了跨临界CO2两相引射器主动喷嘴一维分布参数模型,提出了非平衡汽化过程和非平衡冷凝过程中均匀弛逾模型弛豫时间的新计算公式和适用常数范围,比较了均匀平衡模型、均匀弛逾模型和延迟平衡模型的准确性。耦合摩擦模型和激波模型,探讨了不同喷嘴渐扩角时影响主动流膨胀的主要机制和激波传递特性。构建了单相引射器喷嘴的动态一维分布参数模型,研究了背压扰动下喷嘴内压力的动态响应特性。. 开发了基于压焓的跨临界CO2引射器可压缩CFD模型,比较分析了可调引射器和固定结构引射器主动流、引射流之间的相互作用面以及㶲传递和损失分布规律,对引射器关键结构开展了敏感性分析,获得了结构参数对引射器性能的协同作用规律,进一步构建了基于压力和温度的可压缩非平衡相变CFD模型,研究了相变过程中的气相和液相之间的传质和传热规律,量化了蒸发和空化传质速率。. 搭建了跨临界CO2引射器可视化实验平台,利用直接拍摄法获得了引射器内部流场结构特征和轴向压力分布,研究了操作条件和结构参数对主动流相变的影响规律,基于可视化图片对主动喷嘴内的成核过程进行了分析,获得了操作条件和结构参数变化时主动流膨胀状态的转变规律,探讨了主动流膨胀程度和膨胀轮廓对引射器性能的影响。

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(7)
专利数量(0)
Experimental study on the primary flow expansion characteristics in transcritical CO2 two-phrase ejectors with different primary nozzle diverging angles
不同主喷嘴发散角跨临界CO2两相喷射器主流膨胀特性实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.energy.2019.07.169
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Yafei Li;Jianqiang Deng;Li Ma
  • 通讯作者:
    Li Ma
Visualization of two-phase flow in primary nozzle of a transcritical CO2 ejector
跨临界 CO2 喷射器主喷嘴中两相流的可视化
  • DOI:
    10.1016/j.enconman.2018.06.022
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Yafei Li;Jianqiang Deng;Li Ma;Yazhou Zhang
  • 通讯作者:
    Yazhou Zhang
CO2两相喷嘴延迟膨胀过程机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    制冷学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马莉;邓建强;李亚飞
  • 通讯作者:
    李亚飞
跨临界CO2引射制冷系统控制性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    制冷学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何阳;张早校;邓建强
  • 通讯作者:
    邓建强
Performance optimization of a transcritical CO2 refrigeration system using a controlled ejector
使用受控喷射器的跨临界二氧化碳制冷系统的性能优化
  • DOI:
    10.1016/j.ijrefrig.2016.12.015
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    International Journal of Refrigeration
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yang He;Jianqiang Deng;Lixing Zheng;Zaoxiao Zhang
  • 通讯作者:
    Zaoxiao Zhang

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其他文献

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨福胜
跨临界CO_2引射制冷循环运行稳定性研究
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓建强
  • 通讯作者:
    邓建强
基于波系分析的自增压旋转压力能交换器性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹峥;邓建强;刘芹;袁文君
  • 通讯作者:
    袁文君
液基细胞学技术应用于血样羊水栓塞的诊断
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    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 作者:
    刘宝琴;邓建强;侯安潮;蔡继峰
  • 通讯作者:
    蔡继峰
新型太阳能热泵干燥系统的设计与理论研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    太阳能学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨福胜;孟翔宇;张早校;邓建强;王玉琪
  • 通讯作者:
    王玉琪

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

        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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