Cu-H2O纳米流体平板太阳集热器集热性能研究

采用两步法配制Cu-H2O纳米流体,对不同质量分数、粒径的Cu-H2O纳米流体和水作为平板太阳热水器的集热工质,测试其导热系数,并在相同太阳辐照下进行集热性能实验,研究平板集热器的集热效率、水箱中的水温与得热量。实验结果表明:纳米流体可明显提高水的导热性能。粒径为25 nm,质量分数为0.10%的Cu-H2O纳米流体集热效率比水的提高了23.83%,质量分数为0.20%的Cu-H2O纳米流体的集热效率反而低于0.10%的。粒径为50 nm的Cu-H2O纳米流体集热效率低于粒径为25 nm的。粒径为25 nm、质量分数为0.10%的纳米流体循环系统中最高水温与最高得热量相对于水作为工质分别提高了12.24%和24.52%。     

基于钙基和钠基喷雾半干法烟气脱硫技术的经济性研究

为研究喷雾半干法烟气脱硫特性,搭建了试验平台,分别选用Ca(OH)_2溶液、Na_2CO_3溶液和NaHCO_3溶液进行了脱硫特性试验研究,分析了进口烟气温度、进口SO_2质量浓度、化学计量比和绝热饱和温差对脱硫效率的影响,并以某垃圾电厂为例进行了经济性分析。结果表明:保持出口烟气温度不变,随着进口烟气温度的提高,3种吸收剂的脱硫效率均有一定的提高;随着进口SO_2质量浓度的增大,脱硫效率降低;在相同条件下,使用NaHCO_3溶液作为吸收剂时脱硫效率最高,Na_2CO_3溶液次之;使用Ca(OH)_2溶液作为吸收剂,综合脱硫效率可达84%,工程上将其作为吸收剂更合适。     

槽式太阳能热发电站的模拟优化

通过SAM(System Advisor Model)软件,在中国4个地区模拟建设槽式太阳能热发电站进行研究。经过模拟分析,在该文所设定的槽式太阳能系统参数下,拉萨市槽式电站性能最好,对该地区3种不同集热蓄热工质组合的80 MW槽式电站做进一步模拟优化和对比分析,分别以年发电量、年发电效率和平准化电度成本(LCOE)为优化目标,得到不同槽式电站的最佳太阳倍数和蓄热时长;对导热油-太阳盐(Solar Salt)槽式电站,进一步模拟其蓄热系统的不同调度方案和集热工质的不同出口温度对电站的年发电量和镜场吸热效率等性能参数的影响,通过对比分析,得出集热蓄热工质均为低熔点四元盐的槽式电站的各项性能参数最为理想。     

相变蓄热式PV/T集热器的试验研究

为冷却光伏组件,用定型相变材料填充管板式PV/T集热器,并以无集热器组件和保温材料填充的集热器为参照组,进行了工质(水)温升及对组件冷却效果的试验。试验结果表明:采用相变材料填充的相变蓄热式集热器能明显降低组件温度,并提高了热能利用率,其冷却效果和工质温升均优于保温材料填充式集热器;在流量为30 L/h的开式水冷条件下,相变材料填充式集热器工质(水)的平均温升为5.6℃,平均获得热能702k J/h,组件温度平均降低了6.8℃,理论光电转换效率提高了3.4%;使用相变蓄热式集热器的组件温度变化约滞后于太阳辐射变化2 h,最低效率时刻避开了辐射值最大时刻,全天效率得到提高。     

非共沸工质双压冷凝热泵热水器性能研究

提出一种双压冷凝梯级加热热泵热水器（DPS）系统新构型,采用碳氢非共沸工质作为制冷剂,可实现热水的连续梯级低损加热,采用黄金分割法对系统热力性能进行优化。结果表明,非共沸工质的DPS系统的热力学性能优于纯质的DPS系统和单级热泵系统,双压冷凝系统在最优中间水温时取得最大COP。名义工况下,采用R600/R601a(40/60)的DPS系统COP高达5.17,相对采用纯质的DPS系统和单级系统分别提高9.45%和14.25%。采用温度滑移合理的非共沸工质可显著减少损,改善冷凝器的热匹配特性,系统效率最高提升11.70%,名义工况下推荐R600/R601a(40/60)作为工质对。     

开放式热管中温太阳能空气集热装置的试验研究

设计一种使用简化CPC(非追踪式复合抛物线聚光板)集热板和新型开放式热管组合的全真空玻璃集热管中温太阳能空气集热装置。每个集热单元包括一个简化CPC集热板,一根全真空玻璃集热管,在玻璃集热管内安装一个铜管和外部的一个蒸汽包连接构成一个开放式热管结构。蒸汽包内安装螺旋换热管加热通过换热管的流动空气工质。分别使用水和CuO纳米流体作为热管工质,以空气作为集热工质,对热管式中温空气集热器的传热特性进行了实验研究。分析了不同工作压力、不同工质及纳米流体质量分数对热管集热传热特性的影响,详细比较了热管水工质和纳米流体工质在集热传热性能上的优劣。试验结果表明:本系统只使用2根玻璃集热管构成集热器,空气最大出口温度在夏天可达到200℃,在冬天可接近160℃,系统平均集热效率达到0.4以上,整个系统表现了良好的中温集热特性。以纳米流体为工质的热管热阻比以水为工质时平均降低了20%左右     

基于槽式聚光反射装置的太阳集热器件性能实验研究

利用槽式太阳能聚光反射装置,对两种太阳能真空管集热器和CHAPS平板集热器进行了以水为流动工质的性能试验,实测系统热效率及温度.对真空管进行了为N2流动工质的实验.实验表明,以水为工质时,采用聚光式太阳能真空管及CHAPS平板集热器,系统具有较好的热转换效率,达70%～80%.当水流量低于0.0046kg/s时,水容易加热至沸腾状态.用真空管对N2进行加热,可使气体温度达450～500℃,但加热气体时的热效率较低,在32%以下.     

Cu-乙二醇纳米流体对发动机冷却水套传热的模拟研究

在乙二醇冷却液中添加Cu纳米粒子作为内燃机冷却介质,并利用大型CFD软件AVL Fire针对两种不同的冷却介质对内燃机冷却系统的传热进行了三维模拟计算.通过计算可以得到传热工质的流场、压力场及壁面换热系数的空间分布.结果表明,以Cu-乙二醇纳米流体作为传热工质可以提高内燃机的散热性能,而且水套进出口压降有所降低.     

高温高压湿空气气液相平衡PVT参数估算

以湿空气透平和压缩空气蓄能系统中的工质为研究对象,采用一种新的立方型状态方程对亚临界、近临界状态纯质水,以及目前实验温度和压力范围内的湿空气相平衡参数进行了计算。与现有实验数据比较,纯质水的饱和压力计算平均误差为0．09％,最大误差为0.44％;饱和气相比容计算平均误差为1．81％,最大误差为5．15％;饱和液相比容计算平均误差为2．30％,最大误差为5.47％。湿空气中水蒸气的摩尔分数计算平均误差为0．10％,最大误差为1．99％。这个新的立方型状态方程是目前计算水的相平衡参数和饱和湿空气性质较好的数学模型。     

空气-水复合平板型太阳能集热器

提出了一种适用于太阳能供热采暖工程的新型太阳能空气-水复合平板集热器。该集热器可以单独使用空气、水或同时以空气和水作为集热工质。测试显示,该集热器空气循环集热效率为55%～65%,水循环集热效率为32%～34%,能够满足太阳能供热采暖工程的要求。该集热器成本不高,适用于在我国北方广大农村地区推广使用。     

风力机直驱蒸汽压缩式热泵系统实验研究

从现有风能直驱式热泵系统存在的突出问题入手,利用软连接管路突破了风能直驱热泵系统硬连接的瓶颈问题,提出新型风力机直驱蒸汽压缩式热泵系统,并对该系统进行了实验研究。实验结果表明,热泵机组制热量随压缩机转速呈近似线性规律,热泵机组COP随转速呈近似指数变化规律,机组存在最佳转速;金属软管阻力损失对制冷剂焓值影响可以忽略,但是对冷凝温度有较显著影响,如需要保证热水温度,则需要提高冷凝压力,相应COP会降低,机组运行稳定,初步证明系统可行。     

风能辅助供暖的地源热泵系统经济性分析

以热负荷为主的北方地区,冬季土壤温度较低,若完全采用地源热泵来供暖,则地热换热器和机组的初投资均比较高,连续运行的效率也较低.提出利用风力发电机产生的电能构成风能集热器作为地源热泵供暖的辅助能源的构想.白天完全依靠地源热泵供暖,夜间利用风能集热器辅助加热,使地热换热器与风能集热器串联运行.通过分析比较,该方案比完全用地...     

Power,structural and noise performance tests on different wind turbine rotor blade designs

Most blades available for commercial-grade wind turbines incorporate a straight, span-wise profile and airfoil-shaped cross-sections. These blades are found to be very efficient at low and medium wind speeds compared with the potential energy that can be extracted. This paper explores the possibility of increasing the efficiency of the blades by modifying the blade design to incorporate a swept edge. The design intends to maintain efficiency at low to medium wind speeds by selecting the appropriate orientation and size of the airfoil cross-sections based on an oncoming wind speed and given constant rotation rate. The torque generated from a blade with straight-edge geometry is compared with that generated from a blade with a swept edge as predicted by CFD simulations. To validate the simulations, the experimental curve of the NTK500/41 turbine using LM19.1 blades is reproduced using the same computational conditions. In addition, structural deformations, stress distributions and structural vibration modes are compared between these two different turbine blade surfaces.     

分层-掺混切换式蓄热水箱热特性实验及评价研究

稳定分层、充分掺混是蓄热水箱实现高效供暖和恒温出水2种功能的重要手段。该研究设计一种分层-掺混一体式蓄热水箱,可实现2种功能的有效切换,满足分层高效供暖和恒温生活热水在不同时段、不同季节的灵活需求。搭建一套蓄热水箱热力学特性测试实验系统,利用分层效率、效率等蓄热水箱热性能评价指标,研究不同尺寸、流量、温度下分层-掺混式蓄热水箱的热力学性能及动态响应特征。以125 L的实验蓄热水箱为例,结果表明：在分层模式下,热分层速率、稳定性显著优于常规水箱,效率和分层效率明显提高,效率可达90%以上;在掺混模式下,掺混速度明显提高,分层效率迅速降低到0.10,实现了蓄热水箱的完全混合,结果对分层-掺混双效水箱的开发与应用具有一定指导。     

风电供暖技术方法研究

风电供暖对于提供风电场运行效率具有重要意义。根据风电场的实际情况选用合适的供暖方案,可以有效地减轻和避免风电场对电力系统的不利影响,同时提高了风电场在电力市场中的竞争能力。重点分析了离网型风电机组独立供暖、风电互补供暖、风光互补供暖、风电和燃气联合循环机组供暖等几种基本方法。     

涡流法在风力致热上的应用

风能直接转化成热能具有转换效率高的优势,通过在负载一定时系统与转速的研究,提出在合适的转速条件下涡电流法可以有效将风能转化为热能。     

JM-600型导热胶泥在改性沥青反应釜上的应用

某石化公司改性沥青装置中,反应釜外形尺寸为准7408mm×2600mm×8mm,需要加热的面积约为20m2。反应釜内加热盘管,管径为准76mm×4mm的流体无缝钢管,管内介质为270℃高温导热油,反应釜外为保温层。混合液温度从190℃加热到240～245℃,通过顶置搅拌器进行搅拌,使其充分混合,增强反应的效果。由于反应釜内加热盘管与内壁有很大的空隙,且盘管之间约有50mm的间隙;另外,升温过程中由于混合液中的SBS改性剂与270℃高温导热油盘管壁直接接触,导致含有SBS改性剂的沥青混合液在釜内加热盘管外壁和加热盘管间隙内结焦,罐内介质升温速度变慢。选择外加热盘管+导热胶泥的加热方式对现有加热方式进行改造。JM-600型导热胶泥以石墨为基料,具有极高的传热效率、优异的传热稳定性和受热均匀性。外加热盘管+导热胶泥,是将加热盘管与反应釜的接触方式由线接触改变为面接触。改造后应用效果表明,外加热盘管+导热胶泥相结合的方式,施工简单,热效率高,解决了反应釜内介质结焦和升温慢的问题。此方法也可推广到其他受温度影响较大的易凝、易结晶的管道介质输送上。     

燃烧砂光粉的有机热载体锅炉的设计

主要介绍了一种新型的燃砂光粉有机热载体炉及其热风系统,它能在为人造板行业提供高温导热油的同时,提供用于干燥工艺的热风,具有低污染、高效率等优点,对用户节能降耗、增强行业内竞争力有很大帮助。     

加热方向对方腔内相变石蜡储热性能影响研究

为探究方腔内相变石蜡的储热性能,基于等效热容法和Boussinesq假设,建立相变石蜡融化储热计算模型,并针对加热方向及约束形式等因素对相变石蜡的储热性能的影响进行研究,并开展相变石蜡融化试验,验证计算模型的正确性。结果表明：相变石蜡融化储热过程是由热传导和自然对流传热综合决定的,其中自然对流传热在相变石蜡融化储热过程中起着极为显著的促进作用;不同加热方向下,相变石蜡表现出截然不同的融化储热效率,其中顶、底、侧边单独加热下的自然对流传热效应依次使储热效率提升了0.01,27.9和13.1倍,即底部热源的储热效率最高;在四面加热下,固相因无约束而下沉至底部,并抑制底部热壁面的自然对流传热效应,此时顶、底、侧热壁面的储热贡献率分别为17.3%,37.3%和22.7%;当固相运动被预埋热电偶等因素限制时,将形成钟型融化前缘,该形态包含了各热壁面单独加热下的融化储热特征,此时顶、底、侧热壁面的储热贡献率分别为19.2%,29.8%和25.5%。     

一种海洋能及风能联合发电装置

文章提出了一种利用海洋温差能和风能联合发电的方法及装置。利用海洋表层的热海水加热低沸点工质,使之蒸发．送入汽轮机推动汽轮发电机组做功发电,汽轮机排出的工质乏气用海洋深层的冷海水冷凝为液态,再用热海水加热,送入汽轮机,使之蒸发,推动汽轮机发电机组做功发电,如此循环,持续发电;并且利用洋面风力发电,并用该电力驱动热泵装置．由热泵装置的媒质将工质的温度进一步提高．增大工质体积膨胀率;由热泵装置的媒质将冷海水的温度进一步降低．再用该低温海水去冷凝工质乏气,增强对工质乏汽的冷凝效果。该装置既需要用到小型透平,又需要用到风力发电装置．十分适合公司发展。