回收烟气余热的特种耐腐蚀塑料换热器的性能分析

运用特种塑料材料的换热器可以解决烟气余热回收中的低温腐蚀问题,扩大热回收的温度范围。结合1 000 MW机组烟气余热回收工况,分析了氟塑料管束式换热器和导热塑料翅片管换热器的性能,比较了两者在传热系数、换热面积、换热器体积、流动阻力等方面的差异。尽管氟塑料换热器在传热系数和材料消耗方面具有优势,但翅片管换热器整体体积更小,且管件数量远小于氟塑料换热器。在此基础分析了污垢热阻和材料热导率对翅片管换热器的影响,发现污垢热阻会造成换热器性能20%~30%的变化,材料热导率则需要达到15~20 W/(m?K)的阈值,才能实现较好的换热性能。     

塔式太阳能镜场阴影与遮挡效率的改进算法

随着塔式太阳能发电技术的进步,如何布置高效低成本的塔式太阳能电站镜场,已成为提高太阳能集热效率的关键问题之一。其中,阴影和遮挡效率作为镜场光学效率的重要组成部分一直以来都是计算的难点。结合两种传统阴影和遮挡的计算方式——射线追踪法和平板投影法,提出一种新的计算方法,该计算方法包括高效的预判断模型和改进的效率算法两部分,将该算法与已有的改进算法进行对比,研究结果表明:不论是计算精度还是计算速度,改进后的算法都明显优于已有的改进算法。     

泡沫金属强化石蜡相变蓄热过程可视化实验

相变材料的低热导率是限制潜热蓄热广泛应用的重要原因。将相变材料石蜡真空条件下注入到泡沫金属铜内制备泡沫金属铜-石蜡复合相变材料,通过铜的高热导率及高孔隙材料的大面体比来强化相变换热过程。采用DSC示差扫描量热法对石蜡进行热物性测量获得准确的石蜡相变温度及相变潜热。以管壳式相变蓄热结构为对象,提取对称结构进行可视化设计,对比纯石蜡及泡沫金属铜-石蜡复合材料在相同运行条件下的相变过程,追踪二者熔化过程的相界面位置随时间的演化过程并布置热电偶准确测量材料内部的温度分布。结果显示加入泡沫金属后的复合材料的内部温差明显减小,温度分布均匀,蓄热热通量显著增大,有效缩短相变时间并缓解了自然对流造成的顶部过热和底部不熔化现象。     

纳米孔隙空间内气体分子平均自由程变化规律

以Zeng等提出的纳米孔隙内气体分子平均自由程模型为基础,考虑材料的微观结构特点,结合纳米小球堆积构成的杆状立方阵列结构,对纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程的影响因素、影响机理及变化规律进行了分析。研究结果表明纳米孔材料的微观结构特征与材料的密度和比表面积直接相关,纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程随着比表面积和密度的增加而降低,具有相对高的比表面积和密度更有利于进一步限制纳米孔中的气相导热。p=10⁴ Pa和p=4×10⁵ Pa 是两个拐点压力,当p<10⁴ Pa时,气体分子平均自由程就不再随着压力的降低而发生变化,当p>4×10⁵ Pa时,纳米孔隙对气体分子自由运动的限制作用就可忽略。随着温度的升高,纳米孔隙空间中的气体分子平均自由程在升高,但升高幅度逐渐降低。     

用于烟气余热回收的塑料翅片管换热器的设计及分析

排烟热损失约占锅炉全部热损失的一半以上,回收烟气余热有助于节能减排。针对烟气余热回收中的腐蚀问题,基于导热塑料设计了耐腐蚀的翅片管换热器。结合1000 WM火力发电机组烟气余热回收的运行参数,运用经验证的模型计算了换热器的换热面积和外形体积,简要分析了塑料热导率和凝结水流程对这些设计参数的影响,所得到的结果有望为烟气余热回收的工程应用提供参考。     

瞬态热带法热物性测试技术中加热功率的选取

根据瞬态热带法的基本原理,对实验测量中加热功率的选取进行了系统分析,提出了相应的选取方法。通过对被测材料的导热系数进行初步估计,采用查图法选取恰当的加热功率,可避免因加热功率选取不合理而影响导热系数的测量精度。通过对不同种类材料的测量,验证了方法的有效性。研究结果同时表明瞬态热带法更适合于测量导热系数小于2 W/(m·K)的绝热材料、建筑材料、散体及液体材料,而不适合测量金属材料的导热系数。     

空冷凝汽器全工况运行特性分析

掌握火电站空冷凝汽器在各种工况下的运行特性,对于提高我国直接空冷机组的运行水平具有重要意义。以300MW直接空冷机组空冷凝汽器为例,分析了反映机组运行性能的汽轮机背压的影响因素。针对轴流风机全速和半速运行工况,计算得到了汽轮机背压随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的变化规律。结果表明：随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的增加,汽轮机背压增加;随轴流风机风速升高,汽轮机背压降低。轴流风机运行方式的调整,依赖于环境温度和机组热负荷的变化。对于冬季低温运行的空冷凝汽器,为防止出现汽轮机背压低于阻塞背压和凝汽器管束冻裂,风机需减速运行。反之,在夏季高温条件下运行的空冷凝汽器,为避免汽轮机背压过高带来的非正常停机和机组运行经济性的下降,风机需全速甚至超设计风量运行。     

大型间接空冷塔内部空气流场导流研究北大核心

为改善间接空冷系统中空冷塔在环境风下的性能,提出了两种新型塔内导流装置:圆环型和螺旋型导流板。通过数值模拟得到不同风速和导流板间距下空气流场及空冷塔性能。结果表明,内部导流板能提高环境风下空冷塔性能,且随风速升高,导流板的优化作用更显著。导流板间距为2m和4m时,螺旋导流板改善作用优于圆环导流板;导流板间距为6m时,圆环导流板空冷塔性能显著提升,两种导流板对空冷塔的影响无明显差异。     

大型间接空冷塔内部空气流场导流研究

为改善间接空冷系统中空冷塔在环境风下的性能,提出了两种新型塔内导流装置:圆环型和螺旋型导流板。通过数值模拟得到不同风速和导流板间距下空气流场及空冷塔性能。结果表明,内部导流板能提高环境风下空冷塔性能,且随风速升高,导流板的优化作用更显著。导流板间距为2m和4m时,螺旋导流板改善作用优于圆环导流板;导流板间距为6m时,圆环导流板空冷塔性能显著提升,两种导流板对空冷塔的影响无明显差异。     

基于孔尺度的泡沫金属强化相变储热材料传热性能数值模拟

导热系数低是影响相变储热材料应用的主要难题之一,而泡沫金属具有高热导率、高孔隙率以及高比表面积等特性,在相变材料中添加泡沫金属可实现强化传热。该文基于泡沫金属基3D微观结构W-P模型,重点分析了泡沫金属基复合相变材料有效导热系数与泡沫金属孔隙率以及孔径的关系,采用数值模拟方法利用该模型预测并验证了泡沫铝6101添加空气与水的有效导热系数,研究结果表明该模型能够精确预测泡沫金属材料有效导热系数,在此基础上预测了石蜡中添加泡沫铜的有效导热系数,结果表明,泡沫金属可以显著提高相变材料的导热系数,当泡沫铜的孔隙率为97.57%时,复合相变材料的导热系数与纯石蜡相比提高了13倍。研究结果对于相变储热材料的热物性强化研究具有一定参考价值。