燃气轮机CCHP循环建模与性能分析

建立了燃气轮机热电冷联产(combined cooling,heating and power,CCHP)循环模型,考虑了工质与热源之间的传热损失、压气机和透平的不可逆压缩和膨胀损失以及工质在高低压管路中的压力损失,以第一定律效率、可用能率、火用效率、火用输出率和利润率为目标对联产循环性能进行了研究。通过数值计算优化了压比,分析了各个换热器热导率、压力损失系数、供热和制冷温度等设计参数对循环最优性能的影响,研究结果可为实际燃气轮机CCHP循环的优化设计提供一定的参考。     

基于回热燃气轮机的CHP循环性能建模与优化

燃气轮机热电联产(combined heat and power,CHP)是一种高效的能源利用方式。应用有限时间热力学理论建立了回热燃气轮机CHP循环物理模型,详细描述了工质在各个部件中的热力过程。以可用能率、火用输出率、利润率为研究目标,优化了压气机进气压降(等同于工质质量流率)和压比,得到了循环最优性能及相应参数,分析了回热度和供热温度对循环性能的影响,研究结果可对实际燃气轮机CHP装置优化设计提供一定的指导。     

集成涡流板分离系统的(火用)分析

依据热力学第一、第二定律,建立适合集成涡流板系统(火用)分析的热力学模型.结合实验对集成涡流板系统进行(火用)分析,得到入口压力、温度、涡流室数量等因素对集成涡流板系统的(火用)效率的影响,为集成涡流板理论与实验研究提供一种新的途径.     

风机的热力学分析

依据热力学第一定律和热力学第二定律,建立了风机的能量平衡分析模型和(火用)平衡分析模型,对风机进行了能量分析和(火用)分析,分析了风机各环节的能源利用状况.结合风机热力学分析的现场应用和实例计算,给出了提高风机能量效率和(火用)效率的途径.结论表明,减少风机的机械损失、容积损失和漏流损失能够有效提高风机的能量效率和(火用)效率.理论结合实际,对风机进行的热力学分析,对风机今后的节能技术改造具有重要的指导意义.     

溴化锂吸收式制冷装置的(火用)分析

通过对溴化锂吸收式制冷装置的(火用)分析,给出了装置及其各部件(火用)损失的计算公式,并且通过具体的算例,指出其薄弱环节所在,为提高制冷装置的(火用)效率指明改进方向。     

再热回热布雷顿循环的热力学分析

对再热回热布雷顿循环进行了热力学第一定律和第二定律分析,导出了输出功、熵产、热效率和(火用)效率的解析式.通过数值算例分别讨论了各个性能目标与再热压比和总压比的关系,并对再热压比进行了优化.分析了回热度、压气机和涡轮机效率和再热终点温度对循环性能的影响,所得结果对实际布雷顿热机的参数选择和优化设计具有一定的指导意义.     

辐射空调末端的(火用)分析与评价

利用(火用)分析的方法,对辐射末端和普通风机盘管的(火用)效率进行比较,分析了辐射末端的节能率.结果表明设计工况下辐射末端(火用)效率为普通风机盘管的1.6～1.9倍,相对(火用)效率随着参考温度的升高而降低,随着辐射末端承担显热负荷比例的增加而增加.从能和质的节约角度出发,应尽量提高辐射末端承担的冷负荷比例.     

露点间接蒸发冷却器(火用)分析

对露点式间接蒸发冷却器进行了(火用)转换关系分析,并且根据实测数据计算出了冷却器进出口各部分(火用)大小,露点式间接蒸发冷却器的(火用)效率和火用效比都比其它蒸发冷却器大的原因,并得出了结论.     

开式燃气轮机中冷循环热力学优化

调整质量流率(或沿通流路径压力损失)和中间压比的分配可以优化开式燃气轮机中冷循环的热力学性能。分析表明,分别存在最佳的燃料流率(或沿通流路径压力损失)和中间压比使循环输出功率最大,最大功率输出对总压比有附加的最大值。给定质量流率和动力装置尺寸的情况下,通过合理分配压气机入口和透平出口之间的流通面积,循环输出功率和效率可以再次得到优化。     

基于[火用]分析的单螺杆压缩机轴功利用效率研究

运用[火用]方法对车载燃料电池系统单螺杆压缩机压缩过程中的轴功利用效率以及耗散方式进行研究。分析了由气体泄漏和热交换现象所引起的轴功损失，并将其细分为不可逆传热、绝热节流、不同温度流体混合以及外泄漏等4种不同性质的[火用]损失形式。在依据热力学第一定律和质量连续定律建立的压缩机模型基础上，对在压缩机工作过程中通过4种形式损耗的[火用]值分别进行了计算和讨论。分析结果表明，在压缩机工作转速提高过程中，由于泄漏量和换热量减少，[火用]耗散出现明显下降。     

气动发动机能量转移系统分析

描述了一台单缸二冲程气动发动机的能量转移系统，利用火用分析法对该系统各个环节的能量使用效率进行了分析。分析结果表明：制备效率和气动发动机的指示效率是造成总能量效率偏低的主要原因；在气动发动机能量转移系统中，应该选择合适的压缩机并采用多级压缩、中间冷却的方式制备压缩空气；采用串联气缸等温膨胀方式多级利用压缩空气，可以提高气动发动机的指示效率；在能量转移系统中，应该采用容积膨胀减压方式减少减压环节的可用能损失；合理利用低温排气的冷量火用可以提高气动发动机能量转移系统的总能量效率。     

膨胀比对活塞式膨胀机工作特性影响的研究

活塞式膨胀机在压缩空气储能领域具有广泛的应用,但是效率低,很大程度上限制了其发展。为改善活塞式膨胀机的工作性能,通过MATLAB建立活塞式膨胀机的仿真模型,通过实验方法验证仿真模型的准确性,以输出功率和效率作为性能指标对活塞式膨胀机进行研究,分析了进气压力、间隙容积、进气持续角对膨胀机输出特性的影响。结果表明：在恒定工况下,随着进气压力的增大,膨胀机的输出功率增大,但效率降低;在稳定的进气压力下,膨胀机存在最优间隙容积与进气持续角;活塞式膨胀机的效率随进气持续角的增大而降低,进气持续角越大膨胀机输出功率随转速的升高下降斜率增大;3 MPa的进气压力下,膨胀比为2.18时膨胀机的效率最佳,进气持续角为90°时膨胀机输出功率最优,在转速为570 r/min时输出功率达最大4.29 kW、效率达到19.6%。为可变膨胀比活塞式膨胀机的设计提供了理论依据。     

高压喷气与间接蒸发冷却结合用于空压机入口空气处理的初探

本文分析了空气压缩机的入口空气的温湿度对空压机出气量、效率及能耗的影响,提出了利用高压喷气与间接蒸发冷却结合的技术对空压机入口空气预冷、预除湿处理,并进行经济性分析,得出可使空压站夏季运行期排气量提高500万m3左右,运行成本可节约13.7万元。     

采用双螺杆压缩机的机械蒸汽再压缩污水处理系统试验研究

对国内自主研发的采用双螺杆压缩机的60 t/d双效机械蒸汽压缩(Mechanical vapor compression,MVC)采油污水处理系统进行调试及变工况试验研究,分析压缩机转速、一效进水温度和二效出水循环量对系统产水量及产水能耗的影响,为系统优化设计及市场化提供参考。研究表明,系统能稳定运行,在60 t/d原料水处理量下,系统产水量约为1.03 t/h,每吨水处理能耗为35 k W·h;双螺杆压缩机工作过程喷入的冷却水水质需要满足一定要求,避免转子及机壳表面结垢发生故障;随压缩机转速升高,系统产水量升高,产水能耗存在最低值,即压缩机转速及系统运行工况存在最优匹配关系;系统产水量及产水能耗随一效进水温度升高而分别升高和降低,且这种规律不受压缩机转速影响;随着二效出水循环量的升高,系统产水量逐渐升高,升高幅值随一效入口温度升高而降低。     

轴入式两级串联旋流器流场分析与性能评估

为解决狭长空间内无法实现油水两相介质高精度分离的问题,结合旋流分离理论,设计了一种可实现轴向进液的两级串联旋流器,针对该装置开展内部流场特性及 分离性能研究。揭示了不同处理量及分流比对旋流器内速度场、压力场、浓度场以及分离效率的影响规律。结果表明：随着处理量的增大,底流口压降最大值逐渐增大且增长速率逐渐增大,旋流腔内切向速度也逐渐增大;增大一级溢流分流比,可减小环式通道及二级旋流器内的切向旋动能,二级溢流分流比对一级旋流器分离性能影响不大;实验及模拟得出研究范围内一级分流比为20%、二级分流比为15%时分离效率最高,最佳处理量为4.8 m3/h,最佳总分流比为32%;装置对不同流量、不同分流比条件具有较强的适应性,分离效率最高可达99.6%。     

压缩机容量比固定的双级压缩热泵系统变工况性能分析

针对压缩机容量比固定的双级压缩系统,基于能量平衡法和分析法对2种级间喷射冷却的双级压缩循环的制热性能及效率进行了对比分析。结果显示:级间喷射过程改善了高压级压缩机的运行工况,减小了冷凝和节流过程的损失,并使喷射循环的制热量、制热COP和效率高于无喷射循环,但其性能的改善随蒸发温度升高和冷凝温度降低而逐渐减小。同时,喷射循环在变工况运行过程中存在压比最小运行工况,在压缩机容量比为2.81,冷凝温度为40℃时,系统最小运行压力比为3.67。     

小迷宫密封间隙对离心制冷压缩机性能的影响

为探讨小迷宫密封间隙设计条件下离心制冷压缩机性能变化规律,以离心制冷压缩机为研究对象,通过CFD方法对压缩机叶轮和迷宫密封内的流动进行模拟.研究结果表明:迷宫密封内的流体压力近似呈阶梯状降低;在叶轮入口流量相同时,随密封间隙增大,泄漏量和泄漏损失系数在小流量工况下增大的幅度较大;在同一密封间隙下,随着压缩机叶轮入口流量...     

电动汽车涡旋压缩机内油气分离器的研究

通过数值模拟的方法研究了电动汽车涡旋压缩机在不同转速工况下,进口结构对油气分离器的流场和性能的影响.采用RSM模型对油气分离器内的气相流场进行模拟计算,同时利用DPM模型对4种分离器的油滴轨迹进行追踪.研究结果表明:进口结构变窄将促使油气分离器内部流场具有良好的对称性,并随着转速的提高,不同进口结构分离器的压降都呈抛物...