流速对非等温凝结表面Marangoni凝结换热特性的影响

在具有温度梯度的凝结表面上进行了水-酒精混合蒸气的Marangoni凝结的实验。研究了3种流速(V=2、4和6 m/s)对凝结表面上不同位置热流密度的影响。研究发现:流速对纯水蒸气和混合蒸气凝结时的表面温差和热流密度的影响是不同的。对纯水蒸气而言,流速增大后,表面温差和热流密度是增加的,并加剧了热流密度的分布不均(热流密度的相对差值在压力为31.2 kPa,流速2 m/s时为0.538,流速4 m/s时为0.6,流速6 m/s时为0.625)。对于混合蒸气,表面温差随流速的增加而减小,而热流密度增大很少(压力31.2 kPa,流速2 m/s时为0.186,4 m/s时为0.182,6m/s时为0.098)。     

电厂循环水水源热泵供热系统的热经济性研究

为研究电厂循环水水源热泵供热系统的热经济性,建立了热泵供热系统计算模型,对循环水水源热泵供热与抽汽供热两种方式进行了热经济性比较,引入单位供热负荷功耗差指标定量表征热泵供热的热经济性,提出了采用循环水水源热泵进行供热的可行性判据。对某200 MW典型机组进行了计算,发现供热温度越低、供热负荷越小、供热抽汽压力越大、制热循环效率越高,电厂采用循环水水源热泵供热的可行性越好。     

Marangoni凝结形态的影响因素

用实验方法研究了宏观温度场对一定浓度范围内的水-酒精蒸气混合物的Marangoni凝结的影响。根据拍摄记录的图片,观察到了膜状、珠状、珠状带块状、波动条纹状、溪状和珠状带溪状6种凝结形态。发现并非所有的凝结形态都出现在每个工况中,而且有些凝结状态之间并没有严格的界限。凝结形态随过冷度、浓度、流速、压力和表面温差的不同会发生变化,尤其是过冷度和浓度对凝结形态的影响最大。凝结形态与其对应的凝结表面传热系数有紧密的联系：在相同的实验条件下,当凝结表面传热系数出现峰值时,其对应的凝结形态均为珠状凝结。当凝结表面传热系数较低时,其对应的凝结形态为膜状凝结或较大液块凝结。最后对平块和斜块的Marangoni凝结形态进行了对比分析：可以看出斜块凝结面上液珠比较混乱,凝结形态不能简单地归结为珠状、条状、环状、平膜状和带起伏的膜状中的一种,一般是各种凝结形态都有一部分,或者说居于各凝结形态的中间过渡态。     

Marangoni凝结液珠脱离半径分析

为研究宏观温度梯度对Marangoni凝结的影响,设计了一个截面为梯形的试验块。在大范围的酒精气相浓度条件下（0%～50%）,用实验的方法研究了宏观温度梯度对Marangoni凝结的影响。对于每个浓度都在不同蒸汽流速和压力下进行了实验并拍摄凝结图片。以凝结实验中所拍摄的实验图片为分析对象,分析不同质量分数、过冷度和流速下的凝结液珠脱离半径。凝结液珠的脱离半径与表面过冷度、凝结表面的横向温差、酒精质量分数、蒸汽流速等因素有关。以纯水的脱离半径公式为基础,考虑温差带来的Marangoni效应和蒸气流速后,拟合出Marangoni凝结凝结液珠的最大脱离半径公式,在大部分过冷度的情况下,计算值与实验数据一致性较好,最大误差为23%。     

基于AP-TS-SVR模型的热电厂工业热负荷预测

工业热负荷预测对保障工业生产过程安全和提高热电厂经济性具有重要意义,然而工业热负荷影响因素众多且有较强的随机性,因而采用常规单一负荷预测方法预测难度较大。建立了一种通过平均比例法将时间序列与支持向量机相结合的AP-TS-SVR混合模型,并对某热电厂工业热负荷进行了预测。结果表明,在预测的72h(3个预测日)中,只有6h的预测相对误差大于20%,单日平均相对误差最大为10.64%;与时间序列、支持向量机以及神经网络等单一方法的预测结果相比,AP-TS-SVR混合模型的预测结果较优。AP-TS-SVR混合模型仅需输入工业用户历史负荷数据即可进行热电厂工业热负荷短期预测,对热电厂按需供热具有重要的指导意义。     

基于神经网络的区域供热系统短期负荷预测

准确的热负荷预测是实现区域供热系统精细控制和节能减碳的关键。以国内北方某城市区域供热系统为研究对象，分别采用BP神经网络(BPNN)、遗传算法(Genetic Algorithm, GA)优化BP神经网络(GA-BPNN)和自回归移动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA)组合BP神经网络(ARIMA-BPNN)方法对其热负荷进行预测，并对比了各预测方法的准确性和适用性。结果表明，GA-BPNN预测误差最小，ARIMA-BPNN次之，但后者预测所需数据更少。此外，验证了在减少样本数目以及影响因素的种类的情况下，GA-BPNN预测方法的平均相对误差均在5%以内，表明GA-BPNN预测方法适用于样本减少的情况。     

90Sr同位素温差电源结构设计与性能分析

本研究设计了⁹⁰Sr同位素温差电源物理模型，主要包括热源、热电转换模块以及散热模块。在此基础上利用COMSOL软件对同位素电源进行有限元分析，得到了同位素电源的温度分布、电压以及功率输出特性。同时研究了热源功率衰减下的同位素电源输出特性，最后对热电材料的高度和横截面积进行了敏感性分析。研究结果表明，同位素电源最大输出功率为63.6 W，热电转换效率为7.6%，在15 a内电源最大输出功率由63.6 W衰减至24.4 W。敏感性分析发现电源内阻和最大输出功率随热电材料高度的增大而增大，随横截面积的减小而增大，研究结果对同位素电源在太空、深海等恶劣环境中的应用具有重要意义。