本文提出一种基于太阳能驱动生物质气化的新型发电系统,利用塔式定日镜场聚光产生1000~1500 K高温太阳热能驱动生物质进行气化反应,并集成先进燃气-蒸汽联合循环发电系统高效利用气化合成气。对该系统进行了热力学性能分析,结果表明：与常规生物质气化方式相比,通过驱动生物质发生气化反应,不仅将间歇性的太阳能转化为稳定的合成气化学能,并增加...
本文介绍的小型液氮零蒸发系统主要由脉冲管制冷机、低温热虹吸管和小型液氮杜瓦等部件组成。其既可以用于低温液体的长期无损存储,也可以作为一种稳定可靠的复合式低温冷源;具有超长寿命、温度均匀稳定、无需补液以及隔离振动和电磁干扰等优点。文中简要介绍了该套小型零蒸发系统的结构设计与热设计,重点对该系统的运行特性进行了初步分析和实...
本文基于300 MW燃煤电厂的设计参数,针对四种典型燃煤电厂碳减排系统进行了发电量和碳减排量的比较。同时,从经济性角度分析且比较了四种燃煤电厂碳减排系统的均化发电成本（LCOE）和碳移除成本（COR）。结果显示在碳捕集率为50%条件下,当碳捕集设备的价格降低到原价的70%且有机朗肯循环（ORC）设备价格低于5065 CNY/kW时,太阳能ORC辅助碳减排的...
为研究与优化线性菲涅尔太阳能系统的光学性能,本文采用蒙特卡罗光线追迹法（MCRT）自编程建立了整个系统的三维光学模型。基于此,分析了不同反射镜型式、瞄准位置、形面误差以及地理位置等对系统光学性能的影响规律,优化了反射镜几何参数与瞄准位置。结果表明,不同镜面型式下系统性能均存在最优值,此时圆柱面与抛物面镜光学性能几乎一样。对于...
本文在传统燃煤发电机组和氢氧联合循环的基础上,提出一种新型的氢氧-燃煤联合循环系统。该系统把超超临界燃煤机组与氢氧联合循环相耦合,实现了氢能和燃煤的高效利用,丰富了两种燃料的利用形式。本文使用EBSILON对该系统进行了初步模拟,研究结果表明,该系统在蒸汽初压为25.6 MPa,最高温度为1300℃时,发电效率可达到49.74%,并可通过提高循环最高...
可诱导非对称压降的喷射泵被引入热声发动机的环路结构中,可以用于抑制Gedeon流,进而提高热声发动机热效率。针对Swift对喷射泵提供时均非对称压降的理论推导结论与Idelchik等人报道的实验结果之间存在的矛盾,本文利用计算流体力学软件,研究了喷射泵的厚径比l/de对时均非对称压降的影响情况。结果表明,改变厚径比l/de会引起时均非对称压降方向的...
针对压缩空气储能系统存在系统流程上的对称性、流程点的对应性和对应点较强的物理关联性的特点,本文提出了适用于压缩空气储能系统的对应点分析新方法,建立了对应点效率、对应设备（火用）效率、设备因子和恢复系数等数学模型,这些模型能反映系统局部和整体的恢复能力、对应设备的性能,以及系统优化改进方向。同时,本文以超临界压缩空气储能系...
对增湿除湿型太阳能海水淡化装置中填充空心塑料小球作为堆积床的传质系数进行了实验测试,并与其他材料堆积床的传质系数进行了比较。介绍了测试装置的结构和工作过程,给出了传质系数随不同运行参数的变化关系。实验结果表明,该空心塑料小球由于具有较大的润湿表面和内部具有储水多孔材料,因而具有较高的蒸发传质系数。在系统冷却水和喷淋温度分...
本文采用气动传热耦合计算方法研究了轮毂封严冷气和叶冠泄漏流动对涡轮性能以及热负荷的影响。研究结果表明端区泄漏流动会引起流动损失并导致涡轮做功能力下降,不同股泄漏流动对涡轮效率的影响可以近似满足线性叠加规律。固体部件热传导对叶片气动负荷几乎没有影响,而由轮毂封严冷气造成的温度梯度会显著改变壁面换热特性,此时必须采用气热耦...
对某一无阻流门叶栅式反推装置的流场进行了数值研究,详细分析了不同叶栅安装角对反推性能的影响。结果表明叶栅安装角对流出反推窗口气流的质量流量、气流速度以及气流的流动方向产生影响,进而对反推效果产生影响。对于不同风扇进口压比,存在不同的最佳的叶栅安装角度,能使得反推效果最好。由于风扇压比不同,气流所具有的能量不同,风扇进口压比...
本文采用三维可压缩N-S方程的大涡模拟方法,对低压涡轮叶栅T106A边界层的演化过程进行研究,分析攻角的变化对吸力面边界层的分离再附位置、分离泡长度等流动现象的影响。基于弦长和出口速度的雷诺数为1.1×10^5,出口马赫数为0.4。研究结果表明：来流攻角为＋7.8°时,叶栅表面静压系数、吸力面边界层分离和再附位置与实验结果吻合较好;边界层分离后...
利用Ansys Fluent软件进行数值模拟,通过分别改变蜗壳宽度和蜗舌倾角的方法,详细研究了改变蜗壳结构对离心风机气动性能及声功率级的影响。研究结果显示,在离心风机设计推荐范围内存在最佳蜗壳宽度,使得离心风机的声功率级最低;增加蜗壳宽度,离心风机的全压、效率略有下降,静压升高;固定离心风机蜗壳后盖板蜗舌半径R1,增大蜗壳前盖板蜗舌半径R2,...
基于带有叶轮转子的双吸叶轮的概念,设计了一种新型无轴双吸式血液泵。为了研究血液泵的水力性能和溶血性能,对设计工况下血液泵进行了三维非定常数值模拟,同时考虑作为人类心脏用时的搏动流工况,以此为边界条件计算分析了搏动流工况下的内部流场的速度、压力和壁面剪切应力分布以及对泵运行稳定性的影响。数值计算结果表明,搏动流工况下,实现泵...
在传统Savonius风力机基础上,提出并设计了一种具有自适应功能的柔性叶片垂直轴阻力型风力机。对该风力机简化后,运用ANSYS软件对150 mm、250 mm以及350 mm三种不同弦长的风轮,在不同翅叶夹角下进行模拟计算,得出三种弦长风轮的平均转矩均在夹角为15°时达到最大,且在相同夹角时,弦长为150 mm风轮的转矩系数最大,波动最平缓,风能利用率最高。
为研究前置导叶各设计参数对离心泵水力性能的影响,对一IS系列离心泵运用二元理论自编程序完成其前置导叶的水力设计。应用L9（3^4）正交表,选取导叶轮毂半径r、长宽比R1b、安放角分布规律n及出口边速度环量Cur为设计参数,对其进行4因素3水平正交设计并得到9组导叶。对加装导叶的离心泵进行全流道数值计算,以扬程和水力效率为考察目标并利用极差...
以单级蜗壳式离心泵为研究对象,基于RANS进行了全流场的非定常数值计算,探讨了叶轮的非定常流动特征,重点分析了叶轮出口沿轴向变化的圆周面流域内各节点的压力分布特性。结果表明：在叶片压力面及叶片后缘尾迹区发生了剧烈的湍流脉动现象;不同工况下叶轮出口圆周方向的压力系数Cp均在隔舌附近产生极值;额定工况Q/QN=1时,叶轮出口圆周方向的压力...
依据翼型理论分别提取四种鸟类翅膀沿展向40%截面处的翼型,采用大涡模拟结合声类比的FW-H方程的方法对不同仿生翼型进行流场及声场的模拟。非定常流场的计算结果表明,在逆压梯度作用下,气流在叶片吸力面前缘开始分离;在叶片下游处产生了明显的涡结构,脱离叶片尾缘后涡结构发生破碎。在四种仿生翼型中,海鸥翼型的升阻比最大,鹗翼的升阻比最小,但...
本文通过SSTk-ω湍流模型和ZGB空化模型对某种涡轮泵进行了空化流场计算,得到了其水力性能曲线和空化性能曲线,对设计工况下涡轮泵内部流场和压力脉动特性进行了分析。结果表明,涡轮泵易在三个位置发生空化,诱导轮前后的压力脉动主要由诱导轮叶片通过频率决定,蜗壳内部压力脉动受动静干涉影响较大。
煤矿在生产过程中会将大量含有低浓度甲烷的瓦斯直接排放至大气,造成了严重的能源浪费,也加剧了温室效应。本文针对传统的瓦斯富集技术存在的缺点,提出了利用Soret效应进行煤矿瓦斯中混合气的分离和对甲烷的富集。通过理论分析,确定了初始甲烷浓度和温差是影响富集过程的主要参数;并通过实验和数值模拟,研究了这些参数影响富集效果的规律。
氧气在质子交换膜（PEM）燃料电池阴极的还原反应特性对电池性能有重要影响。本文通过建立电催化剂Pt表面的氧吸附模型,及氢与氧在Pt表面进行的氧化还原反应模型,运用分子动力学方法模拟研究了氢原子与氧在Pt表面的反应机理,分析了温度对氧气还原反应特性的影响。研究发现,氢原子和氧原子在Pt表面初次吸附是整个氧气还原反应的控制步骤;随着温度...
闪蒸喷雾由于存在特殊的气泡爆裂使得其在较小压力下即能够实现较好的雾化效果。为了探索制冷剂R134a的闪蒸喷雾机理,本文利用高速摄像机对直管石英玻璃喷嘴内部流型以及不同膨胀腔喷嘴的外部喷雾特性进行了可视化观察及量化比较。发现随喷雾压力增大,制冷剂R134a在直管喷嘴内部表现出对称空化、非对称空化和类弹状空化等不同的空化流型,其中对...
基于显微高数数码摄像技术对异性荷电液滴对撞行为的演变过程进行了实验研究。以不同离子浓度的盐酸水溶液为研究介质,精确捕捉了不同电压下异性荷电液滴的非聚合破碎形貌特征,探讨了介质电导率等对异性荷电液滴非聚合及破碎特性的影响规律。实验结果表明：低电导率液滴在较高电压下的动力学行为表现为非接触反弹。随着电导率的增加,液滴对撞过...
本文搭建了静态闪蒸实验台,对不同初始参数下NaCl溶液静态闪蒸过程中的泡沫层膨胀规律开展了初步地实验研究和理论分析。实验中,过热度为2.9~30 K,初始液膜厚度为0.1 m、0.2 m,溶液初始质量分数为0.2~0.25。实验结果表明;在较大的过热度或者较小的初始液膜厚底下,泡沫层膨胀开始较早,且膨胀较快;而溶液浓度对泡沫层膨胀规律几乎没有影响。此外,...
本文采用三维、非等温、以及考虑各向异性扩散层性质的燃料电池模型分析了气体扩散层和流场板肋板之间的接触热阻对电池温度分布和性能的影响。计算结果表明,接触热阻对电池最高温度及温度分布均有很大影响。电池输出电压为0.3 V时,有接触热阻工况电池最大温度高于无接触热阻工况约8.5 K。此外,有接触热阻计算工况扩散层内温度变化平缓,而无接触...
本文通过对肿瘤与生物组织的物理模型简化,应用生物传热方程,建立肿瘤热疗的数学模型。运用数值模拟预演了热疗过程,通过控制探针的开关,使肿瘤中心温度在54℃以下,肿瘤边缘温度在43~45℃之间变化,分析了肿瘤内部的温度分布,提出了基于温度控制的热疗方案,为临床肿瘤热疗的温度控制提供理论依据。
本文实验研究了完全超疏水脉动热管和蒸发段为超亲水,冷凝段和绝热段为超疏水的组合表面脉动热管的性能。超疏水表面自由能较低、滞后角小、液滴在表面容易移动。实验发现,与紫铜脉动热管汽液界面呈凹界面不同,超疏水表面汽液界面呈凸界面。组合表面脉动热管汽液界面的长度显著大于完全超疏水脉动热管。与紫铜脉动热管相比,组合脉动热管液弹脉动...
本文在考虑半透明介质吸收、发射以及散射衰减作用的情况下采用视在光线法计算某探测方向上介质边界出射辐射强度分布作为逆问题的输入数据,采用LSQR方法在介质辐射特性参数已知情况下重建介质三维温度分布,重建结果显示,无论有无测量误差存在,利用LSQR方法都可以在已知辐射特性参数的条件下很好地重建出介质的三维温度场。在此基础上提出LSQR-S...
电厂烟气经SCR,脱硝后,产生黏度大、腐蚀性强的硫酸氢铵,造成空预器堵塞和腐蚀,影响机组运行。针对SCR脱硝后回转式空预器运行环境的改变,在已有传热模型研究的基础上,结合回转式空预器的结构特点,提出了一种可用于SCR脱硝后的空预器传热计算模型.考虑SCR脱硝后烟气成分变化以及温度对物性的影响,可准确计算得到SCR脱硝后回转式空预器内部温度场...
本文利用时域有限差分方法,计算了三种不同的渐变折射率的单晶硅太阳能电池减反表面的光谱特性,对三种表面的减反性能进行了对比。讨论了结构参数对结构表面减反特性的影响,研究发现,蛾眼结构的单晶硅太阳能电池在整个太阳辐射光谱范围内具有最低的反射率,随着微结构高度的增加和周期的减小,有效折射率的梯度降低,减反效果更加明显。
动态自适应多尺度小波配点法（AWCM）能有效地模拟具有间歇性的物理现象,此方法是近几年发展起来的非常新颖的数值计算方法。为了增强该方法识别与跟踪解的奇异性的能力,并提高数值计算稳定性与计算效率,将精细时程积分算法与之相结合形成了快速动态自适应多尺度小波配点法。为了实现这一算法,给出了构造动态自适应网格配点集的新方法,构建了以...
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