闭式热泵膜蒸馏电镀废水系统的热力性能分析

为了可以对电镀废水中的金属盐类和水实现高效的资源化回收,且相较于常规蒸发法处理废水更加节能,提出了闭式热泵膜蒸馏电镀废水系统。该系统将膜蒸馏技术与闭式热泵进行耦合,基于质量和能量守恒原理编写膜蒸馏自定义模型,在与实验数据进行对比验证后,通过Aspen Plus仿真平台建立流程来模拟工作情况。通过改变关键操作参数,得到以下结果：进料速度会引起系统功耗的大幅度增加而对于膜蒸馏的潜热的影响较小,因此进料速度对于系统造水比(GOR)影响最大。蒸发温度对于系统的能效比(COP)有着较大的影响,且COP随着蒸发温度的提升而上升,在不同蒸发温度下,系统GOR的下降趋势随进料温度升高先缓再陡。进料浓度对于系统产量比(YRO)有着重要作用,YRO随进料浓度上升而上升;当处在较低的蒸发温度下,不同浓度下的GOR在低进料温度时值较为接近。     

涂装烘干工艺车间风幕特性研究

针对涂装高温烘干室车辆连续进出操作的需求,在进口处设计一种隔断内外空气泄漏的顶吹式风幕.利用数值仿真的方法,研究某顶吹风幕热力参数对密封效果和节能特性的影响规律.研究结果表明:随着风幕入射角度的增大,实现密封效果所需要的最小风速有所降低;尽管提高风幕入射角度,所对应的最小密封风速较低,但是车间入口处的温度明显提高,热能浪费严重;此外,相比入射风速变化的影响,风幕入射角变化对密封效果的影响更为显著.在无车辆进出条件下,风幕入射速度为12 m/s、入射角度为45°时,可以同时达到较好的密封和节能效果.     

吸气剂重复激活次数对吸气效能的影响

红外探测器杜瓦的真空可靠性对杜瓦正常工作有重大意义。若吸气剂激活后吸气能力下降,则杜瓦的长期真空可靠性存在风险。通过测试锆钒铁吸气剂在真空环境中的重复激活次数对吸气剂吸气效能的影响,获得了相应的吸气量与吸气速率变化数据。结果表明,随着重复激活次数的增加,吸气剂的饱和吸气总量无明显变化,且初始吸气速率略微提高,最后趋于稳定。实验结果可用于指导后续杜瓦封装工艺。     

空气-石蜡直接接触换热特性实验研究

在间壁式换热器中石蜡因为其热导率低影响了蓄热系统的换热速率,采用石蜡与空气直接接触换热可大幅提高蓄热系统的换热速率。把常温的空气通过气体分布器注入熔融状态的石蜡（100~150℃）中,具体考察了表观气速、静液位高度和传热温差等参数对石蜡-空气鼓泡换热中体积传热系数与气含率的影响。实验结果表明,随着表观气速的增大,体积传热系数与气含率随之增大,并且对于气含率,在较低的表观气速下的增长速率更快;在实验条件下,增加静液位高度都只会导致体积传热系数与气含率的降低,而改变气液温差对体积传热系数的影响不甚明显。根据实验结果获得了石蜡与空气直接接触换热的体积Nusselt数经验关联式。     

内燃机-有机朗肯循环联合循环动力系统技术经济性能分析

提出一套内燃机-有机朗肯循环系统方案,该方案的有机朗肯循环(ORC)子系统蒸发器布置在内燃机(ICE)排烟系统采集热量,其输出动力通过齿轮传动机构与ICE同轴输出.该系统可利用原有动力传输子系统启动ORC子系统,ORC子系统稳定运行后又可向其输出动力.以CAT3516CDITA ICE为例,进行ICE-ORC系统技术经济性能分析,结果表明,标定负荷条件下,该系统总热效率较现有ICE系统可提高7.8%,而ORC子系统的投资回收期仅为9.3,kh.分析表明,ORC子系统蒸发器平均温差降低或者燃料价格提高,均有利于改善ORC子系统技术经济性能;当ICE负荷高于90%或ORC子系统透平等熵效率高于65%,该系统具有技术经济性能优势.     

采用改进的曳力模型模拟2D鼓泡流化床的流化特性

针对特定颗粒浓度范围颗粒团聚作用导致的曳力下降问题,基于传统曳力模型在不同颗粒浓度段的特性分析,选择适用于不同颗粒浓度区间的曳力模型,通过光滑函数得到改进的曳力模型,并耦合欧拉双流体模型对2D鼓泡流化床进行数值模拟. 结果表明,与Gidaspow和Syamlal-O'Brien模型相比,改进的曳力模型对床层局部压降的预测结果更好;随表观气速增加,改进的曳力模型能更准确地预测床层膨胀;当表观气速Ug=0.46 m/s时,改进的曳力模型对径向颗粒浓度分布的模拟结果明显好于Syamlal-O'Brien模型.     

维生素低温蒸发结晶单元的自回热设计及分析

针对传统维生素生产过程中的蒸发结晶单元耗能高、排放量大的特点,提出了一种基于自回热原理(self-heat recuperation technology, SHRT)的改进设计.利用能量分析和(火用)分析的方法对系统进行分析.并研究了最小传热温差的特性,以及压缩机的绝热效率和闪蒸进口过热度对系统能耗的影响.结果表明,利用自回热思想改进的蒸发结晶单元比传统过程所需的输入能减少了73.0%,输入(火用)减少了68.3%.在文中的条件下,潜热比显热有更大的利用空间,利用的潜热占总循环热量的93.5%.同时,最小传热温差的增大虽然会使需要的换热器的面积减小,但也会导致更大的能量输入.系统的能耗随着过热度的增大而增大,随着绝热效率的增大而减小.     

一种衣物空气低温烘干循环系统的设计及分析

基于机械热泵除湿原理,同时结合洗衣机衣物烘干温度的要求,设计出一种衣物空气低温烘干循环系统。借助EES软件对该系统建立系统模型,通过理论模拟分析研究其热力学性能,并对影响其热力性能的关键操作参量影响进行分析。研究结果表明,在保证冷凝量均为1.02 kg/h的情况下,该设计系统的单位能耗除湿速率（moisture extraction rate,MER）为0.5018 kW?h/kg,较常规电加热热风烘干系统降低了16.5%;COP为0.79,较常规烘干系统提高了16.5%。此外,相比较常规电加热热风烘干系统方案烘干温度90 ℃,该方案设计的滚筒操作温度仅为57.68 ℃,有效地拓展了可烘干衣物的范围。     

车辆涂装工艺烘干室气幕性能分析及优化设计

对烘干室气幕密封特性进行数值模拟研究,讨论送风速度和角度对气幕密封性能的影响.结果表明,相比上送风式气幕,改进型气幕密封性能较优,其上部喷口送风角度取35°～40°,速度取9 m/s,侧部喷口送风速度取3 m/s,角度取30°～35°时气幕密封性能最佳,密封效率为77.8％.若送风速度过小,无法形成完整气幕,而送风速度过大则存在射流高温气体冲击烘干室底部现象;烘干工件处于气幕喷口时影响气幕墙的形成,进口延长段温度升高36℃,故烘干作业时待烘干工件应置于进口延长段前段.     

基于机械蒸汽再压缩的蒸发结晶单元改进设计

为了解决常规蒸发过程能耗高的问题,采用机械蒸汽再压缩(MVR)技术设计了一种维生素的蒸发浓缩、结晶方案。从能量和成本的角度分析了常规过程与MVR过程。相较于常规过程,MVR过程所需的热功率减少了90.1%,折合成标煤减少了72.5%。从成本的角度来看,MVR过程在年运行7200 h的条件下,年度化投资偿还成本减少了54.8%。定义了单位产出在蒸发结晶单元的投入成本,并研究了在不同运行时间下的变化。单位产出在蒸发结晶单元的投入成本随运行时间的增大而减小。在相同运行时间下,MVR系统的单位产出在蒸发结晶单元的投入成本要小于常规过程。