混流式水泵水轮机轴向水推力计算方法

混流式水泵水轮机的轴向水推力对机组的结构设计和安全运行影响重大,但关于水推力精确计算的研究较少。对此,首先理论上阐释了轴向水推力的组成成分并进行各成分的机理分析。依靠CFD分析技术和相关测试技术进一步对某混流式蓄能机组的轴向水推力进行了数值计算和两个方案的现场测试,经过相互分析验证比较,最终掌握了混流式水泵水轮机轴向水推力的变化规律并提供了一种较为准确的计算方法。研究成果为深入分析奠定了基础。     

四川省植被覆盖时空演变及未来变化趋势分析

四川省地处长江上游,是长江流域重要的生态屏障;解析该区域植被覆盖的时空演变特征,对长江上游的生态环境修护与治理具有重要意义。基于长时间序列的MODIS NDVI数据,解析2000~2016年间四川省植被的空间分布格局与时间变化特征;采用趋势分析法和Hurst指数,预测未来植被的变化趋势及持续性。结果表明:(1)四川省NDVI多年平均值为0.50,植被覆盖整体上呈现川东高于川西的空间分布特征;(2)2000~2016年间,四川省的NDVI值在0.48至0.53之间波动,整体呈上升趋势,增长率为0.002 5/a;(3)植被覆盖度在未来变化将呈现改善大于退化的趋势;植被持续性改善的面积大于持续性退化的面积。     

Developing microencapsulated 12‐hydroxystearic acid (HSA) for phase change material use

Phase change materials (PCM) have an increasingly more important role as a thermal energy storage (TES) media. However, leakage problem of PCM causes limitation during their integration in TES systems. Therefore, the encapsulation of PCMs is attracting research interest to extend usage of PCMs in real TES applications in recent years. In this study, hydroxystearic acid (HSA) was encapsulated with polymethyl methacrylate (PMMA) and different PMMA comonomer shells via emulsion polymerization method for the first time in literature. HSA with high melting temperature range (74–78°C) can widen the scope of using PCMs, and the encapsulated form can make it more versatile. The chemical structures, morphologies, and thermophysical properties of capsules were determined by FT‐IR, SEM, DSC, TGA, and thermal infrared camera. Among the produced HSA capsule candidates, PMMA‐HEMA is the most promising with latent heat of 48.5 J/g with melting range of 47 to 85°C. SEM analysis indicated that the capsules have spherical shape with compact surface at nano‐micro (100–440 nm) size range; however, some capsules exhibited agglomeration.     

Optimization of three-dimensional boiling enhancement structure at evaporation surface for high power light emitting diode

A theoretical model of phase change heat sink was established in terms of thermal resistance network. The influence of different parameters on the thermal resistance was analyzed and the crucial impact factors were determined. Subsequently, the forming methods including ploughing–extrusion and stamping method of boiling enhancement structure at evaporation surface were investigated, upon which three-dimensional microgroove structure was fabricated to improve the efficiency of evaporation. Moreover, the crucial parameters related to the fabrication of miniaturized phase change heat sink were optimized. The heat transfer performance of the heat sink was tested. Results show that the developed phase change heat sink has excellent heat transfer performance and is suitable for high power LED applications.     

羟基(—OH)对煤自燃侧链活性基团氧化反应特性的影响

针对煤结构及其氧化反应机理不明等问题,以羟基(—OH)和煤自燃侧链活性基团—OCH,—CHOHCH 3和—OCH 3为研究对象,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP-311G(d,p)方法,构建出了羟基(—OH)处于侧链活性结构邻位的小分子结构模型。基于前线轨道理论和量子化学理论,采用Gaussian 16软件对小分子模型的静电势、前线轨道的能级和电荷分布及煤氧复合反应过程中的热力学参数进行了模拟计算,探究了侧链活性基团的低温氧化特性和羟基(—OH)对其的影响。计算结果显示,在侧链活性结构中,氢原子周边呈强正电势,为亲核反应活性位点,而氧原子附近呈强负电势,为亲电反应活性位点。当羟基(—OH)处于侧链活性基团邻位时,会削弱侧链活性基团的亲电反应能力,增加—CHO和—CHOHCH 3的亲核反应能力,而使—OCH 3的亲核反应能力消失;通过分析各活性基团最高占据轨道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)和最低未占轨道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)可知,侧链活性基团的稳定性与其前线轨道的成键能力并不一致,而活性基团与氧气发生复合反应的难易程度主要取决于该基团前线轨道中LUMO的成键能力,成键能力越强,复合反应越容易发生;由于羟基(—OH)改变了侧链活性基团前线轨道上的电子特性,故当其与侧链基团共存时,会使—CHO和—CHOHCH 3与氧气的复合反应更容易发生,而使—OCH 3与氧气的复合由自发的放热反应转变为非自发的吸热反应。该研究成果可为揭示煤自燃微观作用机理和研发煤自燃新型高效阻化材料提供参考。     

油封唇口温度变化对密封性能的影响

基于流量因子统计学方法建立油封唇口的混合流体润滑模型,耦合油封的能量守恒方程及黏温方程,通过迭代求解获得油封唇口的温度分布、不同转速下油封唇口的最高温度及温差变化情况;对比分析考虑和不考虑温差情况下油封各项密封性能。结果表明:随着转速的增大,唇口最高温度线性递增,而唇口温差先增大后减小;油封工作时,唇口区域的温度先迅速升高后下降,越靠近唇尖的位置温度越高;与不考虑温度的情况比较,考虑温度变化的影响时密封区域的油膜厚度减小,油膜承载力下降,不利于密封。     

基于峰谷分时电价的虚拟电厂日前申报及运行优化

鉴于分布式能源的出力性质为间歇性和波动性,影响电网安全高效运行,而虚拟电厂可解决此问题。对虚拟电厂进行申报-调度两阶段建模,以包含分布式电源(光电、风电和燃气轮机)和储能系统(储能电池)两大类分布式能源的虚拟电厂为例,基于光照强度及风速等不确定因素,研究峰谷分时电价下日前市场虚拟电厂的出力申报和运行调度策略并利用风险价值模型进行风险管理。结果表明,申报出力时,当电价激励足够高时储能电池方会参与出力,成功起到削峰填谷的作用;运行调度时,平衡出力偏差方面,储能电池发挥主要作用,且虚拟电厂运行调度策略具有一定的经济效益。     

裴沟煤矿典型断裂构造带水化学变化特征

断裂运动是错综复杂的地质作用，物质组成的变化能够通过水质中阴阳离子含量直观表现。以裴沟煤矿近20年来的突（涌）水点化验数据为依据探究各含水层水化学普遍性质，发现阳离子含量和矿化度可以作为水源判别的重要指标，以典型构造浮山寨断层为对象研究断裂构造带水化学变化特征，结果显示距离断裂构造带越近，水中Ca²⁺+Mg²⁺含量减小、Na⁺+K⁺含量增大、矿化度降低，揭示断层两盘不同含水层间水掺和程度。     

采煤工作面煤层注水参数试验研究

通过在6198采煤工作面现场施工煤层注水钻孔采取煤样,实验室试验注水钻孔水压力分布、煤样含水率变化,得到了工作面煤层注水影响半径等技术参数,为采煤工作面煤层注水提供了一定的参考依据。     

双层毛细芯对环路热管传热性能的实验分析

环路热管作为一种高效的相变传热装置,其性能与位于蒸发器和储液槽之间的毛细芯结构密切相关。为了更深入研究双层毛细芯对环路热管传热性能的影响,利用不同颗粒直径铜粉制备双层毛细芯,在毛细芯总厚度为5 mm的条件下,通过调整大粒径和小粒径层的相对厚度来改变毛细芯厚度比,对平板型蒸发器环路热管启动和变工况运行进行实验测试。实验结果表明:在同一工况下,不同厚度比的双层毛细芯启动特性存在显著差异,启动过程中出现小粒径层蒸发效率低引起的温度过冲和环路热管中气液两相流变化导致的温度振荡;同时存在一个较优的双铜层毛细芯厚度比,大粒径(180～280μm)铜层厚度为3 mm可提高蒸发效率,小粒径(56～71μm)铜层厚度为2 mm可提供足够毛细抽吸力保证环路热管稳定运行。搭载该厚度毛细芯的环路热管不仅启动速度快(125 s),而且总热阻和蒸发器壁面温度均最低,最大加热功率达到120 W(21.10 W/cm~2),对应热阻为0.17 K/W。