控制策略对贮箱热力排气系统性能的影响

热力排气系统(TVS)是通过流体混合与节流换热排气双重作用实现低温推进剂在轨长期贮存的一种有效的压力控制技术。针对TVS的混合模式和排气模式提出了3种运行控制策略。在以R141b为气液相变贮存介质的室温温区TVS模拟装置上,研究了这3种控制策略对TVS作用下的贮箱内液体温度、热分层以及排气损失的影响。结果表明,当采用基于气枕压力运行混合模式,并且同时基于液体温度对应的饱和压力和气枕压力运行排气模式这一控制策略时,TVS不仅可以实现最小的排气损失,也可实现较低的液体贮存温度和较小的热分层。为今后低温TVS系统的控制设计和实际运行提供了指导。     

节流参数对液氮贮箱热力排气系统运行特性的影响

为了研究低温推进剂贮箱的控压特性和热力排气系统的运行特性,搭建了一套以液氮为贮存工质的低温流体高效贮存平台,用于模拟液氧贮箱在热力排气系统运行下的压力变化规律。采用单一变量控制法,进行了不同节流比和节流形式下的液氮贮箱热力排气系统控压的实验研究。分析了不同节流参数下液氮贮箱的压力、温度变化特性和排气质量损失。研究发现,当节流比从2%增大到16%时,系统运行占空比从3.42减小到了2.31,但流体损失量也从0.5%增加到了3.3%。以减少系统工作时间和流体质量损失为原则,得到了液相节流条件下热力排气系统的最优节流比为8%。节流开度同样对热力排气系统的制冷量影响明显,小开度带来的大压差有利于提高系统制冷量。     

液氢贮箱热力学排气系统建模及控压特性

以低温推进剂液氢贮箱压力控制为目标,建立了热力学排气系统（TVS）和贮箱内流体流动及气液相变过程的数学模型。以18.09 m³液氢贮箱在地面工况充注率75%、漏热量0.76 W·m^-2为例,计算了贮箱自增压过程及开启TVS后对贮箱压力控制的效果。结果表明,气枕升压速率远大于液体温度对应的饱和压力的升压速率;TVS运行后可将贮箱压力有效地控制在165.5~172.4 kPa范围内。对比了混合与排气两种不同运行模式下贮箱气枕的升降压特性,发现排气模式下的气枕降压速率为混合模式的7倍,升压速率为混合模式的95%。同时还分析了贮箱内液体的温度变化规律。     

热负荷对R141b热力学排气系统自增压特性及排气损失的影响

为了研究低温推进剂在轨贮存技术所涉及的基本科学问题,在以R141b为气液相变储存介质的室温温区热力学排气系统（TVS）模拟装置上,进行了“漏热”功率分别为120、160和200 W的储箱压力控制实验研究。获得了TVS作用下的储箱增压特性,3种热负荷下自增压速率分别为6.43、12.92和18.05 kPa·h^-1。将采用TVS方法与定期直接放空法控制储箱压力产生的工质损失进行了对比,以其中热负荷120 W工况为例,采用TVS方法可减少工质损失79.3%。若是处于气液不分离的在轨微重力环境中,以直接放空时气体中夹带40%液体计,采用TVS方法可减少工质损失84.7%,验证了TVS方法在控制储箱压力方面的优越性。     

汽轮机排气压力异常的处理措施

对汽轮机排气压力异常的问题进行了介绍,通过查找排气压力异常的根源并提出解决措施,解决了运行过程中汽轮机排气压力不稳定对装置正常运行造成的隐患.文中介绍复水器冷却水水侧带气、波纹管破裂和密封蒸汽管断裂的问题.通过采取正确的处理手段和方法,可保证排气压力的平稳,从而保证乙烯装置的稳定运行.     

蒸发系统热力方案优化控制

研究了糖厂蒸发站热力方案优化控制问题,在深入分析制炼节能关键因素的基础上,建立起实用数学模型,提出了优化控制策略,通过最优各效抽汽量的求取,进行蒸发站热力方案优化控制。生产应用结果表明,制糖生产用汽对蔗比降低１．６％,有显著的经济效益。     

花纹参数对轮胎模具排气性能的影响

通过三维建模软件UG建立轮胎模具的气体流域模型,采用流体动力学分析软件Fluent模拟气体流域模型在轮胎二次定型压力下流场的变化,分析气孔数量及花纹形状和尺寸对模具排气性能的影响,研究速度场、流阻因数、流量系数及湍动能的变化规律。结果表明:气体流域模型质量流量守恒;中央位置增加气孔后,型腔内气体的流动方向发生较大变化,气体排出明显加快,使流阻因数减小、流量系数增大;圆弧连接的花纹对临近气孔处的压缩气体流动起缓冲作用,减少回流现象;湍动能分布受气孔数量和花纹形状影响较小,气孔处湍动能波动幅度较大,易引起较多能量损失,影响模具排气性能。     

有机氟裂解气压缩机排气压力异常故障的排除

分析了有机氟生产装置裂解气压缩机组运行中出现问题的原因,主要为裂解气带有胺类盐酸盐杂质,造成过滤器流通面积下降、气阀的开闭不正常而内漏、活塞环易卡死在活塞环槽内,从而引起现一级排气压力偏高或偏低。采用优化工艺路线减少杂质生成量、增大压缩机进口缓冲罐、改进过滤器型式等方法,并推行设备点检制度和备机切换制度、优化气阀清洗方式。实施后,裂解气中的胺类盐酸盐含量下降,减少了气阀、气道、汽缸中杂物的集聚,由于机组排气压力高低而引起的检修由优化前的平均6次/月降低为1次/月,年节约检修费用约10万元/台。     

发电厂原则性热力系统的拟定

介绍发电厂原则性热力系统的基本方法,拟定发电厂原则性热力系统的主要内容,合理的拟定、正确的分析论证原则性热力系统,是热力发电厂可行性研究及初步设计中热机部分的主要内容。     

常压甲醇储罐的压力保护系统设计

分析了常压储罐内压的影响因素,介绍了维持储罐内压稳定的常用保护装置——呼吸阀、氮气调节阀及紧急泄压阀的用途和控制范围,确定了完整的甲醇储罐压力保护体系。进行了呼吸阀、氮气调节阀及紧急泄压阀的气通量计算、选型以及压力值的设定。     

相变套管式储热系统放冷性能实验研究

搭建了套管式相变储热实验系统,分别填充不同质量分数膨胀石墨与正十五烷制备而成的复合相变材料,对系统进行重复充放冷循环实验。采用有效储热比E_st和储能效率ε来表征系统性能,研究了复合相变材料中换热增强对套管式潜热储能系统放冷性能的影响。结果表明：同Re数下,相变材料热导率为0.14 W·m^-1·K^-1（工况A）放冷结束时间为1770 s,相同Re条件下热导率提升至7.10 W·m^-1·K^-1（工况B）和11.60 W·m^-1·K^-1（工况C）的结束时间分别可缩短77.3%、78.9%;热导率的增加可显著提高系统有效储热比E_st和储能效率ε,热导率从0.14 W·m^-1·K^-1增加到11.60 W·m^-1·K^-1,E_st在层流区、过渡区和湍流区分别可提升33.3%、350.0%及129.6%,ε分别可提升26.8%、52.9%及14.6%;Re的增加使得工况A和工况B中E_st和ε呈现下降趋势,工况C中E_st在Re=4298出现峰值1.62。     

基于定型结构相变储热模块小区供热的智慧控制系统

研究了基于定型结构相变储热模块小区供热的智慧控制系统,对定型结构相变储热模块及供热系统进行了描述。结合冬季供热的负荷系数随室外环境温度的变化规律,提出小区供热的智慧控制系统及其内涵。结合城市小区供热的示范工程,智慧供热系统与传统二种操作模式进行对比,分别降低供热设备运行费用24%、32%。基于定型结构相变储热模块供热系统,因为使用低谷电或可再生能源用电,使用智慧控制系统后,运行费用降低明显。智慧供热系统与传统两种操作模式进行对比,分别降低供热设备运行费用70%、73.3%。因此,基于定型结构相变储热模块小区供热,采用智慧供热系统对于运行费用降低具有非常重要的意义。     

Sustainable lignin-based polyols as promising thermal energy storage materials

Six lignin-based polyols (LBPs) have been prepared by cationic ring opening polymerization of an oxirane in the presence of an organosolv lignin in tetrahydrofuran (THF) as reaction media and co-monomer. The prepared LBPs have been characterized and tested for the first time as phase change materials (PCMs) for thermal energy storage (TES) at low temperature. It was found a strong influence of the LBPs composition on their performance to storage thermal energy. Thus, LBPs with higher THF wt% content and lower oxirane/THF mass ratio exhibit the highest latent heats. Furthermore, a clear inversely proportional trend between the oxirane/THF mass ratio and the melting temperatures of the prepared LBPs was noticed. Among the prepared LBPs, the highest obtained latent heat was 53.7 J/g demonstrating the potential application of lignin as feedstock for PCMs preparation. To the best of our knowledge, this is the first time that a biomass derived PCM based on lignin has been studied and considered for TES applications at low temperature. LBPs show energetic solid–liquid transitions that point out their promising potential as bio-PCMs. This work paves the way to introduce new bio-based PCMs from lignin in TES systems, for example, in a more sustainable construction sector.     

相变材料三水醋酸钠储热性能实验研究

以三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2O)为相变储热基材,添加各种不同成核剂和增稠剂,比较它们的效果,寻求储热性能优越的组合配方.实验表明:对于同一成核剂,随添加量的增加,CH3COONa·3H2O的过冷度有增大的倾向.在10 g CH3COONa·3H2O中添加0.05 g的Na2HPO4·12H2O,抑制过冷的效...     

硫酸钠水合盐相变蓄冷材料的制备及性能优化

针对空调系统应用场合,提出一种以十水硫酸钠（sodium sulfate decahydrate,SSD）为主材的相变蓄冷材料新型制备配方,并对材料的各方面性能加以优化。首先采用步冷曲线法确定成核剂比例,消除材料过冷现象,在此基础上研究分析了不同种类、含量的增稠剂[聚丙烯酸钠（PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、羧甲基纤维素（CMC）、聚阴离子纤维素（PAC）、黄原胶（XG）]对材料相分离及相变潜热的影响,接着加入熔点控制剂氯化铵、氯化钾改变十水硫酸钠的相变温度,调配出满足空调温区的相变材料,最后加入膨胀石墨（expanded graphite,EG）进一步改善材料的导热性和稳定性,并进行了热循环测试。结果表明：添加质量分数3%的硼砂对降低材料过冷度效果最佳;添加质量分数1.0%~2.0%的PAAS可以消除材料的相分离现象,且对材料的相变潜热影响较小。SSD-BPA∶EG质量比为93∶7时材料具有较高的导热性和形状稳定性。经优化后复合相变蓄冷材料的相变温度为7.4℃,相变潜热为117.4J/g,热导率为1.876W/(m·K),经200次循环后材料的相变温度保持稳定,潜热衰减率为14.05%。     

肋片和多孔介质强化梯级相变储热系统性能的对比研究

针对于相变材料（PCM）导热性能差引起的梯级相变储热系统传热速率低的问题,利用三维数值仿真研究肋片和多孔介质对梯级相变储能系统放热性能的强化作用,在此基础上提出了梯度孔隙率进一步提升系统的放热性能,从PCM的放热速率和放热效率两个方面对梯级相变储能系统的不同强化方法进行了分析对比。结果表明肋片在显热放热阶段强化传热作用更显著,而多孔介质在潜热放热阶段强化传热更显著。整个放热过程只加入多孔介质比只加入肋片表现出更好的放热性能。同时添加肋片和多孔介质时,梯级相变系统放热性能最优,PCM完全凝固时间减少了40%。三种孔隙率梯度工况下,系统的放热效率无明显差异,但在负梯度孔隙率情况下,放热速率更高且更均匀。相比于正梯度孔隙率的情况,负梯度孔隙率具有更优的热性能。