太阳能与热泵复合供暖系统流量优化研究

为进一步提高能源利用率，降低综合运行成本，对太阳能-空气源热泵复合供暖系统的流量进行了优化研究。首先利用TRNSYS仿真软件建立了系统模型，然后以采暖季总运行成本最小为优化目标，以三个循环回路的流量为优化变量，以热舒适性评价指标为惩罚函数，采用模式搜索算法进行了优化计算，给出了流量的最优值，并与用传统方法给出的设计值进行比较。结果表明，优化后系统总运行成本更低（可降低21.5%）。研究结果可为太阳能与热泵复合供暖系统优化提供参考。     

双水箱蓄热供暖系统容积优化研究

为了研究双水箱蓄热供暖系统的水箱体积对系统的影响,基于包头某办公建筑研究双水箱蓄热供暖系统的性能。利用TRNSYSY仿真软件建立双水箱蓄热供暖系统仿真模型,通过误差分析验证了模型的正确性。基于建立的仿真模型以系统的经济性和室内热舒适性为优化指标,对系统进行优化。结果表明：在此实验条件下,集热器面积与水箱总体积不变,集热水箱与供暖水箱体积比为1.5时系统性能最优,此时系统与优化前相比较太阳能保证率增加2.35%,辅助热源的能耗降低15.02%。     

太阳能热推进系统流场和性能计算

利用FLUENT计算流体软件,建立太阳能热推进系统内部工质流体(氢气)流动模型,根据太阳能热推进系统地面试验的运行情况和结构参数,对氢气在热推进系统内部的流动、传热现象进行了数值仿真研究,对系统内部流场结构和传热机理进行探讨;同时,研究了喷管收敛半角、扩张半角及喉管直径对太阳能推进系统性能的影响。研究结果表明,太阳能推进器的结构参数对系统性能影响较大,收敛半角对太阳能热推进系统的比冲影响不明显,对质量流量和推力的影响较明显;在其他参数一定的情况下,存在一组最佳结构参数:扩张半角oθpt=60°,喉管直径Dopt=2 mm,对应于最佳比冲Isp=803 s。     

太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收分析

对太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收性能进行了研究。建立了系统的仿真模型,对套缸冷却系统和排烟余热回收器进行了模拟计算。分析了套缸冷却水流量的变化规律、确定了排烟余热回收比(排烟余热中回收的热量占排烟余热总热量的比例)、热回收循环水流经套缸冷却器及排烟余热回收器后的温升情况,最后以沈阳地区某建筑为例,对系统余热回收的经济性进行了分析。结果表明:发动机转速每增加100r/min,所需的套缸冷却水流量增0.285~1.21g/s;排烟余热回收比为0.7时,系统可以获得最大的能源利用率(是指有效利用部分与总能源量的比值);热回收循环水流经套缸冷却器后温度上升2~5℃,在最佳的余热回收比下,热回收循环水流经排烟余热回收器后温度可提高2℃左右;运行时间超过2年时,余热回收型太阳能燃气热泵比非余热回收型太阳能燃气热泵更加经济。     

太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统的仿真性能研究

以沈阳地区典型民用住宅建筑为例,对太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统进行仿真研究。利用TRNSYS软件,建立太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统仿真模型和地源热泵与热网互补供暖系统仿真模型,对2种系统的蒸发器进出水温度、热泵机组COP,及热网加热量进行对比分析,结果表明:太阳能-地源热泵与热网互补供暖系统相比地源热泵与热网互补供暖系统的平均出水温度提高了50.41%;平均进水温度提高了53.08%;平均COP由3.167增加到4.65;热网运行时间由1540h增加到2032h;热网供暖季的平均换热量由114566.62kJ/h减少到101257.27kJ/h。     

太阳能-热泵地板辐射供暖系统间歇运行模式的数值研究

探讨了以太阳能-热泵为热源的地板辐射供暖系统的组成方式与运行方式,建立了系统间歇运行方式下采暖房间热力过程的数学模型,研究了系统在间歇运行方式下采暖房间的热力过程。数值计算结果表明,以太阳能-热泵为热源的地板辐射供暖系统采用间歇运行方式是可行的。     

相变材料应用于太阳能供暖系统的可行性分析

搭建太阳能供暖实验平台,以太阳能集热器作为系统集热组件,水箱作为蓄热组件,风机盘管作为散热末端;建立系统的数学仿真模型并通过实验验证其正确性;目前太阳能供暖应用广泛,但其依然存在温度波动大、太阳能利用率低、浪费能源等问题.针对上述问题,这里在传统太阳能供暖数学模型的基础上加入相变材料模块并模拟仿真,分析研究相变材料的加入对传统太阳能供暖系统的热影响,从而验证在太阳能供暖系统中加入相变材料的可行性,为工程实际提供参考依据.     

温室太阳能热泵供暖系统热力性能研究

在浙北地区设计构建了实验温室和太阳能热泵供暖系统,对系统热力性能进行了实验研究,结果表明太阳能集热器的效率均可达40%以上,串联运行模式下热泵COPw最高可达4.5,空气源运行模式下热泵COPh在3.0左右,集热器效率和热泵的性能系数良好,系统的运行经济性与环保效益显著。     

太阳能毛细管低温辐射供暖系统的试验研究

为分析太阳能毛细管低温供暖系统在我国中部地区的运行特性,在淮南地区冬季气象条件的基础上对其进行了试验研究和理论分析。结果显示:太阳集热器具有良好的集热性能,典型日全天平均集热功率为3.49 kW,平均集热效率为32.36%。毛细管供暖系统在多数时间具有较好的运行条件,且供热性能良好,在典型日平均供热功率为1.54 kW,单位面积的供热功率为50.91 W/m~2。毛细管供暖房间的温度较高,室内温度分布较均匀,全天室内平均温度为16.95℃,较室外和未供暖房间的平均温度分别提高10.72℃和10.52℃,室内具有较好的热舒适性。     

基于多目标遗传算法和反向传播神经网络的调节阀流道结构优化

以往的研究中，只针对调节阀迷宫流道结构和内部流场特性进行了分析，但对迷宫流道抗空化性能和流通性能的优化设计较欠缺。为了满足阀门实际工程中的设计需求，迷宫式调节阀需要具有流道抗空化性能和流通性能。为此，提出了一种基于多目标遗传算法(MOGA)和反向传播神经网络(BPNN)的方法，对调节阀迷宫流道进行了结构优化，提高了迷宫流道的抗空化性能和流通性能。首先，基于对冲耗能原理和多级降压原理，设计了弧形对冲式迷宫流道，并建立了流体力学仿真计算的数学模型；然后，利用计算流体动力学(CFD)仿真软件，对模型进行了空化仿真，根据仿真的数据构建了BPNN代理模型，通过结合Sobol敏感度分析方法与代理模型，分析了迷宫流道各参数对仿真结果的影响，采用多目标遗传算法，优化了迷宫流道的结构；最后，搭建了实验测试平台，测量了迷宫流道的阻塞流曲线，对比分析了测试结果与仿真结果。研究结果表明：采用优化算法得到的迷宫流道最大流量由0.087 6 kg/s提高到0.117 4 kg/s,提高了34%;线性压差由762.163 kPa提高到811.280 kPa,提高了6%;优化的迷宫流道实际最大流量为0.115 9 k...     

小型水冷式跨临界CO_2热泵热水器试验分析

介绍了一种自行设计的小型水冷式跨临界CO2热泵热水器试验系统,研究了在蒸发器侧冷冻水流量不变,改变气冷器侧冷却水流量的情况下,相关系统性能的变化规律。试验结果表明:试验条件下,在流量为0.0243kg/s时,平均制热量最大,约为1570W;系统制热COPh值随气冷器冷却水流量的增加而升高,最大COPh值为2.84;跨临界CO2热泵热水器可用于制取较高温度的热水。     

质子交换膜燃料电池引射器结构参数优化

对PEMFC氢气引射器结构参数组合进行正交试验设计并仿真分析引射效果。采用Kriging代理模型作为参数优化预测模型，并基于拉定超立方检验预测精度良好。基于Kriging模型进行主效应分析，证明引射器结构参数与引射效果存在复杂非线性关系。基于多岛遗传算法(Multi-island Genetic Algorithm, MIGA),以最大二次回流质量流量为优化目标，完成目标优化设计，并通过贡献度分析确定尺寸参数权重排序。通过帕累托最优解得到最佳结构参数组合并仿真求出最大二次回流质量流量为0.0037 kg/s,最大引射比2.64,对比正交试验最优结果提高了8.8%。     

高温高压大流量阀门数字智能化测试平台开发与设计

阀门作为核动力回路系统运行的关键设备,通过调节流量等作用承担系统安全运行功能,因此开发高温高压大流量阀门数字智能化测试平台用于系统仿真至关重要。本文建立系统回路管网数学模型与设备模型,并搭建系统仿真程序用以数字智能化测试平台的设计开发。通过特定的回路系统构建,完成回路系统阻力、回路氮气稳压体积、回路蒸汽稳压排水量、回路升温升压过程、降温降压过程及流体阻断过程试验工况计算,并得出系统运行参数结果。针对特定系统内阀的调节,系统平台能够正确计算给出仿真结果并满足运行要求,验证了仿真平台的可行性。     

电机控制器IGBT模块水冷散热设计

以电机控制器中IGBT模块水冷散热回路为研究对象,根据传热机理对其进行了传热与流阻分析;并利用有限元仿真模拟软件对水冷散回路的散热性能进行仿真模拟,研究不同翅片尺寸、翅片数量、冷却水流量参数对IGBT散热结温与冷却水压降的影响规律,获得了水冷散热的最优设计参数。结果表明:当冷却水流量为16 L/min、翅片数量为108、翅片尺寸为23 mm×6 mm时,水冷散热系统具有更好的散热效果。     

混合动力挖掘机动臂节能系统研究

为解决挖掘机动臂在下降过程中势能转化为热能的情况,目前多数挖掘机都采用了动臂流量再生回路。根据动臂下降过程中能量的变化,通过改进普通的动臂流量再生回路,设计了带势能回收的动臂流量再生回路,并以23T挖掘机为研究对象,计算了两种回路的功率分配和能量损耗。采用AMEsim建立了仿真模型,对两种回路的运行性能和能量损耗进行了分析,仿真结果表明,带势能回收的回路相比普通流量再生回路在节流阀上消耗的能量降低了40.34%,提高了能量的利用率。     

双源复合热泵供暖系统的试验研究

为降低建筑能耗和提升可再生能源的利用率,建立了双源复合热泵供暖系统的试验装置。通过试验,分析了采暖季不同天气工况下系统的运行情况。结果表明:系统运行连续、稳定,系统能够满足不同天气情况的建筑供暖需求;晴天测试日太阳能热泵供暖运行性能系数平均COP值为4.3,测试日空气源热泵供暖性能系数平均COP值为2.2,双源复合热泵供暖系统与单空气源热泵供暖相比具有明显的节能优势。     

导弹油箱用数字比例阀压力特性研究

气动减压阀是导弹发动机推进系统的重要组件，其出口压力稳定性直接影响挤压推进剂的性能与稳定性，进而影响推进系统的整体性能。为研究一种导弹油箱增压系统用新型数字比例阀的出口流量对其静态特性的影响，通过建立数学模型，采用仿真与试验结合的方法，得到流量大小对出口压力稳定性影响存在偏差，在0.2 L/s到0.5 L/s之间的出口流量下，反馈压力的跟踪情况更好，出口压力偏差小于0.01 MPa的结论，为导弹油箱用气动减压阀设计提供新的思路。     

机械泵驱动回路式热管阻力特性的试验研究

在空间应用的背景下由于热源发热量增加、热流密度的增大以及散热回路日趋复杂,用机械泵为驱动力的回路式热管系统逐渐引起各国热控科研人员的重视。阻力特性直接影响到散热系统工作性能,文中首先对该技术的工作原理及系统阻力进行计算分析,并在以CO2为循环工质的试验台上对系统的阻力特性进行试验研究,结果证明以机械泵为驱动力的环路式热管系统质量流量与系统压降为单调二次对应关系,与单相循环系统的阻力曲线形式较一致,从而使得系统具有运行稳定可靠和高控温精度的特点。     

太阳能-热泵热源地板辐射供暖系统房间热力过程数学模型的研究

太阳能与热泵相结合的技术是新能源利用技术发展的一个重要方面，而以太阳能-热泵为热源的地板辐射供暖系统是利用太阳能向建筑物供暖的理想方案。介绍了该系统的组成方式与运行方式，建立了采暖房间热力过程的数学模型，设计了数学模型的数值求解方法，并针对所建立的太阳能-热泵热源地板辐射供暖系统中采暖房间的热力过程进行了数值计算。通过计算结果与实际测试结果比较表明，所建立的数学模型和数值求解方法能够用于模拟此种供暖系统的房间热力过程。     

某型火炮协调器液压系统的仿真研究

以火炮协调器的液压系统作为研究对象,利用SimulationX软件对协调器中协调臂回路与摆动回路建立仿真模型。分析了协调器协调、摆入、摆出和复位过程中的压力及流量的动态变化,仿真结果满足协调器液压系统主要的性能指标,能够正确反映实际系统运行特性。在此基础上分析了摆动装置在摆入过程中对协调臂协调精度的影响,为协调器液压系统进一步的研究提供参考。