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1. chinaXiv:201801.00067 [pdf]

柴油机朗肯循环余热回收系统的效率预测模型

杨灿,谢辉,周奎,程彰
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

有机朗肯循环(ORC)技术可以有效回收重型车用柴油机的排气热能。但在道路运行过程中,其排气热源不稳定,冷源的维持也需要消耗能量,使得蒸发压力和冷凝压力的在线优化与控制实施均存在严峻挑战。为此,建立了ORC余热回收系统的效率预测模型,以ORC系统的热力学第一定律模型为基础,抓住蒸发器阶跃响应的宏观特征,提出了有效换热量的动态修正模型,以及工况模式切换的预判因子,并采用简化机理和数据建模相结合的方法,建立了冷凝器散热功耗的经验模型;提出了基于效率预测模型的ORC余热回收系统优化控制架构及策略。道路仿真结果表明了效率模型和优化算法的有效性:ORC系统的有效做功时间达到94%,蒸汽过热度控制在5-15K之间,冷凝器散热功耗与发电功率的比值维持在20%以下。

提交时间: 2018-01-05 来自合作期刊:《工程热物理学报》 点击量451下载量57 评论 0

2. chinaXiv:201801.00068 [pdf]

汽轮机静叶除湿方法的数值研究

张国杰,周忠宁,吴继青,李意民,张森
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

本文针对蒸汽轮机末级湿蒸汽形成现象,分析湿蒸汽非平衡凝结流动的控制方程及物理模型。对Moses andStein 喷嘴进行了计算分析,得出湿蒸汽形成过程的特点,并与实验结果相比,契合度可以证明数值计算模型及方法的正确性。最后对某汽轮机静叶进行数值计算,分析湿度及过冷度分布,提出一种新型的静叶除湿结构,并对除湿效果进行计算分析。结果表明,随着通道直径的增加,静叶出口位置的平均湿度降低,湿汽损失减小。

提交时间: 2018-01-05 来自合作期刊:《工程热物理学报》 点击量438下载量52 评论 0

3. chinaXiv:201801.00069 [pdf]

液氧煤油发动机尾焰冲击导流槽三维数值模拟

蔡红华,聂万胜,苏凌宇,侯志勇
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

为了研究液氧煤油发动机尾焰冲击导流槽的流场规律,采用CFD 软件计算了液氧煤油发动机尾焰对无导流装置、有锲形导流装置和有圆锥体导流装置三种不同导流槽的冲击流场进行了三维数值模拟,对比分析了冲击不同导流槽的尾焰燃气流动。结果表明:液氧煤油发动机尾焰燃气垂直冲击无导流装置的导流槽,沿着导流槽侧面流动和向上反射的燃气会对导流槽底面正上方环境产生高温影响;锲形导流装置能够避免沿着导流槽侧面流动和向上反射的燃气对导流槽底面正上方环境的高温影响;圆锥体导流装置能够避免向上反射的燃气对导流槽底面正上方环境的高温影响,在避免燃气沿着导流槽侧面流动方面仍有改进余地;相对尾焰燃气冲击无导流装置的导流槽,锲形导流装置和圆锥体导流装置表面最大压力分别增大了10.31%和33.81%,锲形导流装置和圆锥体导流装置受尾焰燃气冲击的最高温度分别降低了4.04%和8.95%。

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4. chinaXiv:201801.00070 [pdf]

R410A 空调系统采用双排分液冷凝器的替代性研究

钟天明; 陈颖; 丁力行; 杨庆成
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

本文以R410A 家用分体式空调机为原型,以新型的双排分液冷凝器,构建分液冷凝空调系统,并研究其系统匹配及综合性能。采用理论优化管程布置的双排分液冷凝器,实验研究了在毛细管长度为300 mm~800 mm 和制冷剂充注量为950 g~1350 g 条件下,分液冷凝空调系统性能的变化规律,并与原型系统作对比。研究表明,在制冷名义工况下,较原型系统,最优分液冷凝系统的能效比(energy efficiency ratio,EER)和制冷量高5.1%和4.2%,所需的毛细管长度少16.7%,而制冷剂充注量高8.6%。

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5. chinaXiv:201801.00071 [pdf]

微纳耦合表面池沸腾强化传热的实验研究

胡柏松; 陈兴林; 张少峰; 王德武
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

以去离子水为工质,拟在钛板表面利用线切割进行微槽处理,采用阳极氧化法制备出二氧化钛纳米管阵列的微纳耦合表面,研究该表面的强化沸腾传热性能。通过场发射扫描电镜表征其微观结构形貌,利用接触角测量仪检测表面的静态接触角。结果表明,与光板相比,微槽结构增大了传热表面,规整的纳米管阵列具有亲水特性,接触角明显减小,微纳耦合表面的传热系数和临界热流密度分别达到了15.5 kW·m-2·℃-1 和420.1 kW·m-2,分别提高了158.3%和50%。结合实验现象及机理分析可知,微纳耦合表面的微通道结构为气泡继续生长提供了支撑,有效避免了换热壁面被合并的大气泡完全覆盖;过热度达到一定温度后,更小的活化中心被激活,过热度随着热流密度的上升出现下降的趋势。微纳耦合表面对池沸腾具有强化作用。

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6. chinaXiv:201801.00072 [pdf]

相变蓄冷材料的研究进展

杨天润; 孙锲; WENNERSTEN Ronald; 程林
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

相变蓄冷材料具有较高的储能密度,在能源高效利用和节能等方面有着广阔的应用前景。本文对固液相变点在20 ℃以下的相变蓄冷材料进行了分类,并详细地总结了目前研究较多的和已经商用的各类相变材料及其热物性参数,比较了不同种类相变材料的热物性和化学性质。最后,本文对相变蓄冷材料的研究和应用前景进行了展望。

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7. chinaXiv:201801.00073 [pdf]

槽式集热器聚光过程误差因素耦合研究

王志; 赵力; 赵晴; 卢培; 邓帅
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

在实际运行过程中,槽式太阳能集热器的聚光过程可能受到太阳光入射角、安装误差、镜面误差和跟踪误差等各种实际因素的影响。本文用空间坐标变换的方法结合蒙特卡罗光线追踪法,分别计算出了各种实际因素单独存在时和多种实际因素耦合时的槽式集热器热流分布。结果显示,安装误差和跟踪误差使聚焦热流的不均匀性增大,镜面误差使聚焦热流的不均匀性减小;计算出的实际因素耦合热流分布,可以为槽式集热器光学性能和热性能的分析提供依据。

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8. chinaXiv:201801.00074 [pdf]

塔式光煤互补系统变工况性能研究

段立强; 余晓辉; 王步云; 冯涛张金生
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

为了节约能源和保护环境,太阳能辅助燃煤发电系统得以迅速发展。本文针对敦煌地区660MW 燃煤机组提出了一种塔式太阳能与常规燃煤电厂集成方案。基于仿真平台TRNSYS,建立了光煤互补系统模型。依据TRNSYS 软件里的气象数据库,在煤炭节省型运行模式下,对互补系统在不同的辐照强度以及不同工况下进行了模拟分析,从而得到了典型日和典型年的热力性能,揭示了光煤互补系统的热力特性。结果表明,本文中的互补系统年光电转换效率为15.36%,相对于现有单一的太阳能热发电技术,由于光煤互补更加节约成本,因此具有一定的优势。本文研究结果为改造现有燃煤电站提供了新的途径和理论指导。

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9. chinaXiv:201801.00075 [pdf]

量子斯特林致冷循环性能研究

殷 勇(1,2); 吴 锋; 陈林根
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

建立了以无数个无限深势阱中的粒子为工质的不可逆量子斯特林致冷循环模型。势阱中粒子在能级上的分布由吉布斯分布函数决定。该致冷循环由两个等能量过程与两个等势阱壁宽度过程组成,具有高低温热源间的热漏和不完全回热因素。导出了性能系数、致冷率、熵产率和生态学目标函数性能解析式,制冷率与生态学函数的关系曲线是回原点的扭叶型。分析了热漏系数与不完全回热因子对性能系数、致冷率和生态学函数的影响。

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10. chinaXiv:201801.00076 [pdf]

直接式S-CO2 塔式太阳能热发电系统光-热-功一体化热力学分析

朱含慧,王坤,何雅玲
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

本文将简单回热,预压缩,再压缩,部分冷却和中间冷却超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环分别与塔式太阳能热发电(SPT)系统结合,建立了直接式S-CO2 塔式太阳能热发电系统的光-热-功一体化模型,对5 种S-CO2循环下整个SPT 系统在不同透平入口温度下的热力学性能进行了对比分析。结果表明:随着透平入口温度的增大,整个SPT 系统的效率在650 °C 附近具有最大值,表明直接式S-CO2 塔式太阳能热发电系统的运行温度并非越高越好;在本文研究的透平入口温度范围内(500~800 °C),中间冷却和部分冷却S-CO2 循环下的SPT 系统具有最高的效率,但系统也最为复杂;再压缩S-CO2 循环下的SPT 系统在高温范围(650~800 °C)具有较高的效率,且系统比较简单,具有巨大的应用潜力。

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