微米级水雾准等温压缩方法的能耗分析

由于多数压缩空气系统都基于绝热压缩,大约有一半的电力被转化成了热量并耗散。由于压缩时空气的温度上升,并转化得到更多的热,使压缩效率降低。将微米级（19~38 μm）水雾喷入压缩空气与之混合,吸收空气热量,降低压缩空气温度。在不同喷嘴有效直径产生的微米级水雾冷却压缩的条件下,仿真分析了空气温度、压力、压缩功及压缩效率的变化特性。计算并优化设计了水雾冷却准等温压缩的水雾临界能耗线和极值能耗线,为水雾冷却准等温压缩系统的设计提供了有效的判断标准。     

喷雾直接冷却压缩空气特性分析

压缩空气广泛应用于工业生产,但产生压缩空气的效率不高,成为气动系统效率低的主要原因。应用喷雾直接冷却压缩空气以降低压缩能耗,提高气动系统效率,达到节能减排的目的。分析了空气压缩方式、压缩机空气入口温度、喷雾颗粒和不同比体积对压缩机能耗和节能效率的影响。通过计算分析,在喷雾比体积下,采用喷雾直接冷却压缩空气,节能效率最高能达到38.8%,喷雾冷却压缩空气为压缩空气节能提供了一种有效的方式。     

压缩空气储能发电频率特性分析

当前阶段,我国主要的电力来源是煤、石油和天然气这三种广泛使用的传统能源。未来,我国火电发电的量将在很长一段时间内保持下降的趋势,将会难以满足调峰以及调频的需求,因此,储能是解决电力供需平衡的有效手段。压缩空气储能是一种容量较大的储能技术,在压缩空气储能技术的背景下,研究了一种将液体作为驱动介质,利用高压压缩空气进行发电的方法。在系统中建立了压缩空气的热力学模型、液压马达的数学模型以及同步发电机的数学模型,并将这些模型在Simulink中进行仿真搭建,分析了储气罐压力和马达排量对于系统中马达转速的影响,并对这些参数进行设计选取,针对马达转速波动过大无法并网发电的问题,采取传统PID的方法来减小马达的转速波动,稳定系统的输出,保证发电机的平稳运行。     

气动喷嘴节能装置的研究

该研究以用于工件表面吹扫除杂的喷嘴为对象,提出了一种新的节能方案.广泛应用于工业自动化中的空气喷嘴耗气量很大,通常是接减压阀来降低喷嘴供气压力、减少流量,但这种方法在减压阀存在大量气动功率损失.为此,该文不使用减压阀,而是通过新型喷嘴节能装置,把连续气流转化为矩形波等不连续流量的气流,并优化矩形波参数(频率和占空比),在增强吹扫除杂效果的同时,实现大幅降低空气消耗量.实验结果表明本装置能大大提高能量的利用率.     

气动元器件通用特性测试平台的研制

气动元器件通用特性测试平台以当前最新国际标准为基准,以企业研发需求为向导,采用开放式的结构设计,可以根据测试需求自由选择通道,实现元器件测试的多功能共享,能够完成各种主要气动元件的基本性能测试.该测试平台结构合理,通用性强,为气动元器件的测试提供新的手段.     

基于气-液相变的等压压缩空气储能方法研究

风能和太阳能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,不能大规模接入电网。压缩空气储能作为大规模储能技术可以调节电网负荷,削峰填谷,解决上述问题。目前压缩空气储能系统的压缩空气都是在体积恒定的容器中储存,压缩空气在释放时经过减压阀节流减压至预定的较低压力,浪费了大量的有用能,导致系统效率低,压缩空气利用率低。等压压缩空气储能通过保持压缩空气在储存和释放时压力的恒定,解决系统效率低的问题。基于质量守恒和能量守恒定律,建立压缩空气的热力学模型,采用基于气-液相变的等压方法,系统效率提高了12.18%。     

基于等温活塞的空气压缩方法：多孔介质换热结构的优化

活塞式空压机具有压力-流量特性稳定、价格低廉等优点,广泛应用于工业领域。由于压缩时产生的热量不能迅速向环境传导,被压缩空气温度上升,压缩功增加。压缩功转换为热向环境传导以及耗散,导致其工作效率低。提出了一种基于多孔介质的等温活塞结构,吸收并传导压缩空气中的热量,以降低压缩空气温度,减少压缩机的功耗。研究了多孔介质结构参数对压缩机总功耗的影响,对多孔介质长度进行了优化,分析了转速和压缩比对多孔介质长度参数设计影响,得到了多孔介质结构参数的优化方法。     

气动自振荡机构的研究

将电学中的脉宽调制的方法引入到气动系统的流量控制,作为降低能耗的手段,并已由试验验证将间歇供气方式应用于气动喷嘴吹除杂质颗粒较连续供气方式更节能。提出一种为气动喷嘴提供间歇气流的自振荡机构。该机构采用阀式结构并以弹簧振子机构为基础,为使阀芯在弹簧力的作用下做周期振动,用压缩气体作用在阀芯上产生推力克服摩擦力,并从理论上分析稳定的周期振动产生的机理,振幅大小受到阀腔充放气基准时间的影响,当基准时间短时,振幅变小甚至不能稳定振动。通过设计弹簧的弹性系数和阀开口的位置,产生不同频率和占空比的间歇气流。通过仿真对振荡产生的机理做出研究,通过试验验证仿真结果,试验结果与仿真结果吻合。分析阀口打开过程中以及全开时,气体压力损失的机理,并结合试验数据计算本机构的效率为9%。     

液态空气驱动的半开半闭循环发动机

由于液态空气的低温和压缩特性,其储存的能量包含冷能、膨胀能。能量的组成和数量与气化压力的大小有关。过去的全开环气动发动机仅仅利用了膨胀能,而忽略了冷能,这导致发动机效率低。液态空气驱动的半开半闭循环发动机,充分利用膨胀能和冷能来提高效率。开环和闭环的权重比是影响发动机效率的一个重要因素。     

基于模拟人类自然咳嗽的智能吸痰技术研究

咳嗽是人体的一种保护性呼吸道反射。当呼吸道受到刺激后,通过咳嗽动作以排出呼吸道分泌物或异物,来保持呼吸道的清洁和通畅。然而对于重症监护室（ICU）中机械通气的患者来说,由于建立人工气道,不能产生有效咳嗽,痰液会淤积在呼吸道内进而危及生命。吸痰是机械通气病人保持呼吸道通畅,改善肺泡通气和换气功能的一种重要方法。然而现有的吸痰技术在效率、安全性及自动化方面存在严重缺陷。针对目前吸痰技术存在的问题,提出一种基于模拟人类自然咳嗽的智能吸痰技术,该技术采用压力-时间自适应控制算法,取代目前技术的开关控制,在安全性和效率方面有所提升。通过实验研究,该技术的数学模型和控制算法得到有效地验证。结果表明该技术对气道分泌物清除技术的发展具有很好的参考价值。