霜层非均匀成长加速风冷冰箱蒸发器性能衰减机理及其增效研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51876154
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0601.工程热力学
  • 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
  • 项目参与者:
    何志龙; 赵日晶; 张振亚; 杨浩; 张耀吉; 石丽华; 迟丽华; 王孟潇;
  • 关键词:

项目摘要

Frost-free refrigerator evaporator has the frost maldistribution caused by non-uniform temperature/humidity distribution. The local frost blocking phenomenon restrains the potential heat transfer capacity of downstream heat exchanger parts. The increasing frost thickness reduces the airflow rate of evaporator fan. The evaporator heat transfer performance deteriorates under non-uniform frosting conditions. First, this project first conducts experiments and measures the local temperature/humidity distribution of inlet air by thermocouple grids and humidity sensors. The frost thickness is measured by high resolution CCD camera. Second, the quasi-static 3-2-1-1 frosting evaporator model is bulit based on the 3D evaporator structure, 2D temperature/humidity distribution of inlte air, 1D frost growth and non-uniform fin spacing. The coupling of the temperature/humidity distribution and air volocity redistribution is included in the numerical model. The coupling mechanism of the many kinds of factors affecting the frosting evaporator performance will be studied and provied. The reasons that the frost maldistribution deteriorates the evaporator heat transfer performance will be revealed. Third, the new technology of face-to-face jet flow of two streams of refrigerating return-air is used to improve the transversal direction of non-uniform frost growth. And the new evaporator structure of enlarging funnel section is applied to improve the longitudinal direction of non-uniform frost growth. Then, the evaporator heat transfer performance will be improved with the improvement of non-uniform frost growth. Based on these, theoretical basis and technical support for the solution to the heat transfer deterioration of the evaporator under non-uniform frosting conditions and defrost heat transfer loss during defrost cycles can be provided.
风冷冰箱翅片管蒸发器存在来流温/湿度不均匀分布导致的非均匀结霜现象,霜层局部堵塞抑制了蒸发器下游换热潜力发挥,导致风机流量非线性减小,加剧蒸发器性能衰减,开展相关研究意义重大。本项目拟通过迎风面热电偶网格和湿度传感器测量来流温/湿度分布,使用多工位高分辨率CCD相机动态监测霜层厚度分布;考虑霜层局部堵塞诱发的来流速度再分布与不均匀来流的耦合,构建包含蒸发器3D结构、来流温/湿度2D分布、速度1D再分布、霜层1D生长和不等间距翅片的准静态3-2-1-1蒸发器结霜性能仿真模型,研究影响霜层非均匀成长过程的多因素耦合机制,揭示霜层非均匀成长加速蒸发器性能衰减的机理。在此基础上提出冷藏回风内凹斜对射新技术和蒸发器漏斗渐阔截面新结构,改善霜层成长的非均匀性,实现蒸发器性能的显著增效。研究成果可为周期性结霜/除霜蒸发器的传热强化和性能评价提供理论指导,提高除霜效率,具有重要的学术意义和工程应用价值。

结项摘要

风冷冰箱翅片管蒸发器存在来流温/湿度不均匀分布导致的非均匀结霜现象,霜层局部堵塞抑制了蒸发器下游换热潜力发挥,导致风机流量非线性减小,加剧蒸发器性能衰减。.项目研究了来流温湿度不均匀分布和来流速度再分布影响霜层非均匀成长过程的耦合作用机制,从机理层面对蒸发器冷表面结霜过程分解建模,对液核形成、液滴生长、液滴冻结、霜晶生长、霜层完全生长等各个子过程分别进行理论分析和模型构建,实现了冷表面结霜全过程的仿真重现;针对风冷冰箱翅片管蒸发器的结霜过程进行了二维CFD仿真,分析了翅片和圆管表面局部霜层生长的特征规律;基于非均匀来流对蒸发器进行子区域划分,构建了包含蒸发器3D结构、来流温/湿度2D分布、速度1D再分布、霜层1D生长和不等间距翅片的准静态3-2-1-1蒸发器结霜性能仿真模型,研究了霜层非均匀生长对蒸发器性能衰减的作用机制。为改善霜层成长的非均匀性,实现蒸发器性能增效的作用机制,对非均匀结霜下风冷冰箱蒸发器的翅片分布进行再设计,提出了基于“压降等速增加”的优化方法,进行了宽工况下的鲁棒性分析,并开展了初始无霜条件下的等效实施。.研究成果可为周期性结霜/除霜蒸发器的传热强化和性能评价提供理论指导。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
竖插翅片微通道换热器空气侧流动换热分析及参数优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    制冷学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵日晶;位兴华;黄东;李丰;赵永峰
  • 通讯作者:
    赵永峰
Effect of non-uniform temperature & humidity distribution in the frontal airflow on evaporator frosting performance of a frost-free refrigerator
温度不均匀的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ijrefrig.2020.12.010
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    International Journal of Refrigeration
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wu Siyuan;Zhao Rijing;Huang Dong;Sun Yu;Wei Xinghua
  • 通讯作者:
    Wei Xinghua
Water evaporation rate correlation based on Dalton model of enclosed space in frost-free refrigerator
基于道尔顿模型的无霜冰箱封闭空间水分蒸发率关联
  • DOI:
    10.1016/j.csite.2021.101495
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Case Studies in thermal engineering
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Wei Xinghua;Zhao Rijing;Huang Dong;Zhao Zan
  • 通讯作者:
    Zhao Zan
Reversely-variable circuitry for finned-tube heat exchanger in air source heat pump to enhance its overall energy performance
空气源热泵翅片管换热器的反向可变电路,以提高其整体能源性能
  • DOI:
    10.1016/j.ijrefrig.2022.06.021
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    International Journal of Refrigeration
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wang Fei;Zhao Rijing;Ma Changming;Huang Dong;Qu Zhiguo
  • 通讯作者:
    Qu Zhiguo
Analysis of temperature rapid rise phenomenon during damper-off cycle in side-by-side frost-free refrigerator
对开门无霜冰箱关风门循环温度快速升高现象分析
  • DOI:
    10.1016/j.ijrefrig.2021.10.014
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    International Journal of Refrigeration
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yang Yikun;Huang Dong;Zhao Rijing;Guo Wenhua;Wei Xinghua
  • 通讯作者:
    Wei Xinghua

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  • 通讯作者:
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多流路蒸发器中非平衡绝热混合行为和过热度控制失稳机理
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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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