二次再热机组高效灵活发电创新理论与方法

为解决二次再热机组在频繁变负荷情况下经济性能偏低、灵活性较差等问题,研究了二次再热高效灵活发电创新理论和方法。基于单耗分析方法揭示了传统二次再热机组全工况能耗分布规律,并提出5种适应电网调峰要求的典型600 ℃等级及以上的先进二次再热超超临界燃煤发电系统,分别为集成回热式小汽机新型循环、机炉深度耦合集成新循环、采用新型CO₂工质的循环、带储能的二次再热循环系统以及太阳能热互补二次再热循环系统,阐述了各循环系统的集成思路、系统特点以及对提高机组经济性和灵活性的优势。结果表明：锅炉、汽轮机、回热加热器具有较大的节能潜力;优选的集成回热式汽轮机的二次再热循环系统发电效率比基准系统煤耗降低了2.15 g/（kW·h）;提出的采用机炉耦合技术的二次再热机组在THA工况下煤耗降低高达3.6 g/（kW·h）;采用CO₂工质的火电系统在变工况下依然具有较高的效率;带储能的二次再热循环系统具有较好的灵活性;太阳能热互补二次再热循环系统节能潜力显著,达到14.73 g/（kW·h）。     

基于分子动力学模拟的轮胎橡胶气相热解产物反应机理

运用分子动力学的方法,对轮胎橡胶的热解过程进行了模拟,并结合模拟结果和密度泛函数对其气相产物的反应路径进行推测计算。模拟结果表明,热解过程主要分为两个阶段,低温热解阶段发生的主要反应是橡胶长链断裂形成单体,主要产物为异戊二烯、苯乙烯和1,3-丁二烯;高温热解阶段发生的主要反应是单体进一步生成小分子气体,产物中CH₄、H₂、C₂H₄占大部分,还有少量C₂H₆、C₃H₆。其中CH₃·攻击异戊二烯和苯乙烯单体夺取特定位置的H·是生成CH₄的最优路径,H·攻击苯乙烯单体夺取特定位置的H·是生成H₂的最优路径,CH₂CH·攻击1,3-丁二烯单体夺取特定位置的H·是生成CH₂CH₂的最优路径。本文还将热解产物分别跟天然橡胶单独热解和天然橡胶与丁苯橡胶共热解的热解产物做对比,为废旧轮胎橡胶热解得到特定的气相产物和催化热解提供理论依据。     

双螺杆压缩机及膨胀机在高温热泵与能量回收系统中的应用

随着节能减排、提高能效的需求增大,高温热泵和能量回收系统的研究及应用日益广泛。高温热泵主要有两种类型,一种是使用R245fa等高温工质的高温热泵,另一种是采用水蒸汽介质的高温热泵;能量回收系统也有两种形式,即有机工质郎肯循环(ORC)余热回收以及采用水蒸汽膨胀的回收系统。双螺杆压缩机及膨胀机作为此类系统的核心部件,对系统的性能有着重要的影响。本文介绍了双螺杆压缩机及膨胀机在这类系统中的应用情况,并给出了一些研究进展和应用案例。     

配料监管系统设计

为了对配料过程进行有效监管,实现配料质量的责任追溯,设计了配料监管系统。系统由上位机、PLC和电子秤组成,上位机上运行用Visual Basic和ACCESS开发的监控软件。系统具有配方管理、配料操作、数据查询、分类统计和系统管理五大功能。系统投入实际运行后,记录保存全部过程数据,规范了配料操作流程,实现对历史数据的追溯,有效提高配料质量。     

阳极效应对电解铝液中氢形成的影响机理研究

采用铝液通氢的方法模拟木条裂解产物氢、H₂O(汽)与铝液作用过程, 利用化学分析、氢分析、扫描电子显微镜(SEM)以及分子动力学方法, 研究了氢及通氢时带入的水与铝液反应过程, 模拟计算氢在铝液中的扩散方式以及影响扩散的关键环节。研究氢、氧化铝夹杂在铝样中的形貌与分布规律, 从微观机制上揭示氢对电解铝液的传质规律。结果表明: 熄效应使铝液氢含量增加, 实验铝液氢含量达到1.266 mL/100 g, 铝液中的Al₃Ti、Al₂O₃共同吸附铝液中的氢形成AlTiOH团簇, 寄生于氧化铝夹杂表面的氢随氧化铝夹杂悬浮于铝液中, 是铝液中氢含量明显升高的原因。     

镍基渗层纵向翅片管的强化传热试验研究

本文给出了一种既能提高换热效率，又能提高了可靠性的新型换热元件－镍基渗层纵向翅片管，并对该新型强化传热元件进行了传热实验，得出了不同的翅片高度，横向节距，纵向节路下Nu,Eu与Re的关系。这些结论为该翅片管的工程应用奠定了理论基础。     

浮冰碰撞下蜂窝金属夹芯板动态响应研究EI北大核心CSCD

采用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,结合混凝土冰材料数值模型,建立了楔形冰碰撞下蜂窝金属夹芯板动态响应数值仿真模型,得到了碰撞过程的冲击力时间曲线和冲击力位移曲线、蜂窝金属夹芯板的变形以及冲击能量分配情况,并开展了楔形冰-蜂窝金属夹芯板碰撞冲击试验验证。研究结果表明,楔形冰碰撞下蜂窝金属夹芯板上面板表现为局部凹陷与整体弯曲的耦合变形模式,下面板表现为整体弯曲变形模式,冲击能量转化为蜂窝金属夹芯板的变形能和楔形冰的回弹动能以及冰体破碎耗散能量,数值仿真与试验结果吻合较好,验证了数值计算模型的准确性。在此基础上,研究了浮冰碰撞冲击位置以及蜂窝芯层厚度对其动态响应及能量分配的影响规律。     

覆冰架空输电线路空间曲线计算

输电线路系统由于地理位置、气象条件等不同会遇到一系列的静力和动力学问题,而确定架空输电线路空间曲线是研究覆冰架空输电线路力学问题的前提。针对原有的悬链法和抛物线法所存在的问题,提出了一种新的确定架空输电线路空间曲线的统一计算方法。以实际架空输电线路为例,应用原有方法和该方法对不同覆冰工况和不同高差角时的空间形态进行了计算。结果表明,所提出的计算方法精度更高,符合工程实际要求。     

基于并网电流谐波微分的有源阻尼策略

采用有源阻尼抑制弱电网下并网变流器系统失稳振荡的方法近年来受到广泛关注。已有的直接以公共耦合点（PCC）电压为反馈量的有源阻尼方法可有效抑制系统的失稳振荡，但会削弱系统对电网背景谐波电压扰动的抑制能力，进而影响到并网电流质量。为此，该文提出一种基于并网电流谐波微分的有源阻尼策略，通过微分运算将系统失稳振荡引发的谐振电流转换成PCC处的谐振电压，避免了将电网背景谐波电压扰动引入到并网电流参考值，可兼顾弱电网下并网变流器系统稳定控制和高质量并网电流两方面需要。仿真和实验结果验证了该文中理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。     

风力机叶片翼型俯仰与动尾翼耦合运动数值仿真

现代风力机叶片普遍采用变桨系统降低气动载荷。尾缘襟翼是实现飞机机翼载荷控制的一种可行方法，然而由于相关技术尚未成熟，动尾翼尚未实际应用在风力机叶片上。本文采用数值计算模拟和分析动尾翼与翼型俯仰耦合状况下的动态升力变化。采用结构化网格，对尾缘襟翼部分应用浸入边界方法，其余部分仍然沿用传统贴体网格算法，实现了动尾翼的仿真又保证了较高的计算效率。计算结果与风洞实验进行了详细对比，动态升力的变化趋势和大小均显示了较好的吻合，为包含动尾翼的智能叶片开发提供参考。