基于TRNSYS的茯砖茶生产工艺能源系统节能环保特性研究

茯砖茶发酵、干燥过程中，烘房内温湿度稳定性和能源系统低能耗是保证茯砖茶品质与成本的重要因素。本文采用TRNSYS仿真与实验研究相结合的方法，对咸阳某茯砖茶厂实际使用的空气源热泵系统进行建模，通过研究各季节典型代表月烘房温湿度的波动情况，确定该空气源热泵系统在全年的运行状态是否满足工艺要求，在此基础上，对比了该系统在全年可运行季节代表月与该生产厂房早期使用的燃气锅炉系统的能耗仿真结果，对空气源热泵系统的节能与环保特性进行研究。结果表明：由于夏季送风质量流量过大且室外空气含湿量较高，7月烘房温湿度不满足工艺要求。热泵系统在1、4、10月的总标煤消耗量的平均值是锅炉系统的44.42%，平均CO2、SO2、NOx排放量分别为锅炉系统的34.13%、44.1%、40.60%。在茯砖茶发酵、干燥的过程中，相比于燃气锅炉系统，空气源热泵系统具有更好的节能与环保特性。     

高温煤焦油加氢裂解反应动力学研究

在360℃～400℃,氢气初压1MPa～2.5MPa,5min～40min以及0.5～3剂油比条件下,在自制的间歇式反应器上对高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解的宏观反应动力学进行了研究,建立起三集总宏观反应动力学模型.结果表明,该模型能较好反应高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解行为.在本实验条件下高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解反应时裂化反应的表观压力指数为-0.2111,表观剂油比指数为0.4033,表观活化能为15.765kJ/mol,指前因子为2.722min-1.MPa(0.2111);缩合反应的表观压力指数为-0.2884,表观剂油比指数为-0.4459,表观活化能为30.762kJ/mol,指前因子为18.952min-1.MPa(0.2884);总反应的表观压力指数为0.1609,表观剂油比指数为0.2265,表观活化能为39.049kJ/mol,指前因子为204.226min-1.MPa(-0.1609).     

热洗清蜡工艺技术对比研究及应用

油井的清蜡问题一直是采油工艺的难题。采用热洗的方法进行清蜡是国内各油田广泛使用的工艺技术。通过对套管反洗、套管短路反洗、套管温控反洗、空心抽油杆正洗等热洗工艺技术进行对比分析,提出各种工艺技术的优缺点和适应范围。对现场使用效果较好的空心抽油杆正洗工艺技术和配套井下工具进行优化设计,并在现场进行试验,取得了较好的效果。应用效果显示,空心抽油杆正洗工艺技术可以解决低压、低渗、高含蜡等特殊油田的清蜡问题。     

参比温度曲线法的改进与实验研究

相变蓄热材料应用广泛,其热物性的测量至关重要。本文基于参比温度曲线法的基本思想,从相变蓄热材料的理论步冷曲线特征和实际测量过程出发,针对相变阶段中能量平衡方程的显热因素和相变结束阶段降温过程的温差因素进行分析和改进,得到了改进后的计算方程。并以十二水磷酸氢二钠、月桂酸和硬脂酸三种相变材料为例进行相变材料步冷曲线的实验研究,结合改进后的计算方程进行相变潜热值的计算。结果表明:改进后的方程对潜热的计算值与DSC测量值相比更接近,误差控制在10%以内。参比温度曲线法的改进对于相变蓄热材料的快速开发和调制具有一定的实践指导意义。     

月桂酸-硬脂酸/SiO2复合相变材料的实验研究

相变蓄热技术能够收集太阳能等低品位热源形成稳定的“能量池”,为建筑保温蓄热或末端能量利用提供稳定的热源。本文选取月桂酸和硬脂酸作为基本有机相变材料,采用步冷曲线法测量并绘制了两种材料的二元平衡相图,得到二者最小共熔点混合质量比例是月桂酸为70%,硬脂酸为30%,此时混酸的相变温度为31.2℃,相变潜热为264.3 kJ/kg;为增强相变材料的热稳定性和导热性能,预防或缓解在熔解-凝固热循环中出现的蠕流分层现象,以质量比为70%月桂酸和30%硬脂酸形成的混酸为基本材料,添加具有三维网络结构的SiO2硅溶胶进行复合材料的调制和测试,结果表明,当SiO2在复合材料中所占质量比例为35%时,混酸完全被四面体状的SiO2所包覆固定,形成稳固的相变主体。多次循环实验显示,复合相变材料的相变温度为30.8℃,相变潜热值为104.1 kJ/kg,虽然相变潜热值有所降低,但热稳定性大大增强。     

溶液除湿中基于水蒸气压差的传质系数

分析了溶液除湿系统中气液界面间传质过程的影响因素,以气液界面间传质的直接驱动力--溶液表面蒸气压与湿空气中水蒸气分压差为基础,提出了以蒸气压差为变量的传质系数关联式,采用已公开发表的实验数据(LiCl溶液,纤维规整型填料)拟合获取关联式中常数项,得到除湿过程传质系数关联式。采用不同结构填料(LiCl溶液,PVC规整型填料)已公开发表的实验数据对该关联式进行验证,实验值与计算值相对偏差为-10.48%～5.28%。为进一步验证该关联式,搭建了热泵型溶液除湿系统(LiBr溶液,翅片管式热湿交换器),用获得的实验数据对得到的关联式进行验证,相对偏差为-1.8%～12.8%。3组实验值与计算值的对比表明,以蒸气压差为主要变量的传质系数关联式对规整型填料溶液除湿器传质系数的模拟计算具有较高的计算精度。     

扩散吸收式冰箱平直翅片管冷凝器数值模拟

对氨水扩散吸收式冰箱的平直翅片管冷凝器进行数值模拟,运用Fluent软件对空气不同流速下的流动与换热进行比较计算,得到平直翅片管冷凝器在自然对流下的温度场和速度场,及流速U与换热系数h,Re数与Nu数以及Re数与阻力系数f的拟合关系式。     

低温推进剂贮箱增压过程的传热传质数学模拟

针对火箭发动机地面试验中低温液氧贮箱的预增压和增压过程建立了气相空间的传热、传质数学模型.运用实际气体的状态方程、连续性方程、能量守恒方程以及推进剂与气相空间的传热、传质方程等组成了关于气相空间参数的微分方程组,并运用四阶Runge-Kutta算法对其进行求解.获得了气相空间的压力、温度、增压气体流量、液氧挥发速率以及贮箱壁温等参数的变化规律.结果表明,在发动机启动前的预增压过程中,气相空间的温度和压力急剧增加,液氧的挥发速率也增加很快;发动机启动后的保持增压阶段,由于气相空间的体积不断发生变化,气相空间参数的变化趋于平缓,液氧表面向气相空间的传质速率也趋于稳定.     

一种独立式内燃机驱动的船用空调装置试验研究

为了研究特种空调装置在中小船舶上的应用特性,研制了一种独立式内燃机驱动的空调装置.该装置采用小型内燃机驱动制冷系统:小型发电机为室内风机和水冷式冷凝器水泵提供交流电力,为柴油机电启动的蓄电池进行直流充电,并且为控制系统提供稳定的直流电力.根据各个部件的额定运行工况,对系统进行了可靠性综合测试.通过调节内燃机转速对系统进行了变工况试验,根据试验数据进行了结果分析,可以看出在保证系统可靠性的前提下调节内燃机转速和蒸发器风机转速可以实现船舱室内温度的精确调节,为我国内陆河流的中小船舶使用特种空调装置提供了一种新的选择.