抛物面槽式太阳能集热器热力性能研究

在已有集热器传热模型的基础上,进行简化,不失模型精度以及主要影响因素均能反应的前提下,简化了模型,便于工程的计算与分析。结果表明,集热器热效率随着流体温度的升高而变小,流体温度小于300℃时,无论集热器处于何种运行工况以及何种流量,其热效率都为60~70%;当真空区域空气压力小于13 332.2 Pa时,集热器效率变化较快,大于13 332.2 Pa时,效率几乎不变;集热器效率随着太阳辐射强度的增加而变大,450~950 W/m2是集热器运行的最佳辐射区间;当风速小于5 m/s时,大气温度越高,集热器热效率越高。     

高精度太阳方位检测圆弧算法

为了提高太阳方位检测的精度,提出基于圆弧检测的图像处理检测方式。以多云天气的太阳图像为研究对象,对图像进行灰度化、滤波、二值化、边缘检测等预处理,对太阳轮廓采点并计算曲率半径,根据曲率半径的频率分布或采样点与候选圆的符合程度筛选圆弧,用Matlab进行实验验证。实验结果表明:该方法可有效解决多云情况下的太阳方位检测,算法一平均检测精度为0.53′,算法二平均检测精度为0.42′,优于最小二乘圆拟合偏差方法和质心法偏差方法。     

增效盖板对平板集热器热性能的影响研究

针对目前平板太阳能集热器集热效率低等缺点,本文以平板集热器为研究对象,搭建了有无增效盖板的两组集热器性能测试平台,盖板与相应集热器最佳夹角固定为120°,每组集热器采用四块集热板串联,集热面积为7.76 m2.实验分别对两组集热器的瞬时效率和日平均效率进行测试,进而对增效盖板的作用进行实验分析.结果表明增效盖板可以使集热器瞬时效率提升9%左右,日平均效率可以提高7.3%,同时增效盖板结构简单,价格低廉,具有明显的经济效益.     

制冷剂工质裸板太阳能集热器热性能模拟

为了对裸板太阳能集热器进行热性能分析及优化设计,建立其分布参数均相流动数学模型.该模型基于直膨式太阳能热泵热水系统,利用换热管内、外换热方程和热平衡方程,对过热区和两相区按焓差均分进行划分,采用二分法以换热管长为迭代判据进行求解.通过理论计算分析集热管内制冷剂状态变化和结构参数、运行参数、环境参数对集热器集热效率的影响.模拟结果表明:两相区制冷剂干度变化近似为线性;室外环境温度升高和集热板厚度增大可显著提高集热器集热效率;太阳辐射强度、水箱水温和集热管间距增大使集热效率降低;增加集热管内径对提高集热效率作用不大.     

严寒地区真空管集热器夜间热损失实验

为验证真空管集热器的真空保温性能及夜间防冻效果,通过实验对夜间静止工况下集热器内液体温度、集热器夜间散热量及平均热损失系数进行实测和计算,分析真空管集热器夜间热损失特性及其变化规律.结果表明:集热器内夜间最低温度一般位于8~25℃,夜间温降速率为0.7~1.3℃/h,夜间总散热量为1 800~4 700 k J;测试期间平均热损失系数为0.427 W/(m~2·K).集热器夜间热损失特性分析以及最低温度变化能够有效地表明集热器本身的保温性能,为严寒地区集热器和集热环路防冻提供依据和支持.     

折流板型太阳能空气集热器数值优化

通过数值求解基于雷诺时均的三维定常粘性N-S方程及能量方程,改变结构、特性及运行参数,对折流板型太阳能空气集热器进行了数值优化,模拟结果表明：折流板的引入可有效提高集热效率,同时对于特定尺度的折流板集热器,存在最优分割腔数;增加集热器上部盖板的保温能力可有效提高集热效率,实际使用中推荐保温能力较好的双玻盖板或适当增加空气间层厚度;集热器的热损失以对流散热占主导,辐射散热为次要因素;运行参数如气温、日照强度等对集热器进出口温升影响显著,但对集热效率影响较小。     

最佳双松弛因子迭代法的存在条件

对于大型线性代数方程组AX＝b,通常采用单松弛因子进行超松驰迭代。作者在进行汽轮发电机氢内冷转子三维温度场的计算中,发现采用双松弛因子迭代比单松弛因子迭代速度更快,在深入研究的基础上,本文证明了在某种条件下,当A为(I1 H K I2)时,双松弛因子迭代矩阵的谱半径小于单松弛因子迭代矩阵的谱半径,算例表明这种迭代格式的有效性。     

正交异性板弯曲刚度系数的反分析方法

提出了通过测量位移来计算正交各向异性板弯曲刚度系数的迭代方法。此方法以有限元的反分析原理和系统辨识技术为基础，以正交各向异性板的弯曲刚度系数为位移的函数，当给出弯曲刚度系数的初值和位移测量值时，通过迭代计算可以得到弯曲刚度系数。给出了差分形式的迭代计算公式，讨论了位移测量模型、实验条件以及迭代计算中的收敛性等问题。实际算例表明，本文提出的方法对直接测试正交各向异性板的整体弯曲刚度系数是实用的。     

太阳能双功能集热器被动采暖模式的理论模拟和实验验证

针对一种太阳能空气-水双集热功能的平板式集热器开展研究。将集热器与具有蓄热特性的建筑南墙结合,建立实验平台,并构建了集热器被动采暖空气集热模式的瞬态理论模型。利用数值迭代方法对模型进行求解,并将计算结果与实验数据进行对比,对理论模型进行实验验证。结果表明,计算结果和实测数据结果吻合良好,模型可以准确模拟被动采暖模式下集热器、房间围护结构和空气的温度场以及温度随变化的变化情况。     

基于地温平衡的太阳能-地源热泵系统设计

地温恒定是太阳能和地源热泵合理匹配的重要判据.以北京某别墅建筑为算例,提出了太阳能-地源热泵蓄热系统的流程和运行策略;基于复合系统能量平衡关系耦合热泵机组与集热器,推导出集热器的平均效率和集热器的面积;通过“地热之星”软件设计地埋管并模拟地温变化,表明复合系统能较好的维持地温恒定.     

CO2溶胀和CH4协同作用下长庆原油流动性的改善

以CO₂、CH₄ 混合气为气源,在地层条件下利用自主研制的饱和溶气原油装置对长庆原油进行预处理,通过逐级降压得到地面集输工况(0~3.5MPa)下的饱和溶气原油。通过溶气原油物性测试装置与高压流变仪分析了气体组成、温度、压力等对饱和溶气原油溶解度Rs、体积系数Bo、凝点TZ、黏度μ 和屈服值τy 的影响规律, 并讨论混合气稀释效应与溶胀效应对长庆原油的影响。结果表明,随着压力升高,Rs、Bo 升高,随着温度降低,Rs 升高,Bo 降低;相同温度、压力下,Rs(CO₂)约为Rs(CH₄ )的2倍,但CH4 的溶解明显促进了CO₂对长庆原油的溶胀效果;n(CO₂)/n(CH₄ )=9∶1混合气对长庆原油的溶胀作用最佳,且对长庆原油凝点、黏度和屈服值的改善效果最优。     

基于GPU的高效并行l1最小化算法

多数l1最小化算法主要由稠密矩阵矢量乘(如〖WTHX〗Ax〖WTBZ〗和〖WTHX〗A〖WTBZ〗T〖WTHX〗x〖WTBZ〗)和矢量运算组成.为使其适应大数据环境下的性能需求,基于GPU,利用其新的特征,提出了两个新颖的基于GPU的并行矩阵矢量乘.这两个算法实现了全局内存的合并访问,对任意给定矩阵,通过所使用的自适应分配线程数或warp数的策略,增加了鲁棒性.基于这两个算法,并以两个流行的l1最小化算法为例：快速迭代收缩阈值算法(FISTA)和增广拉格朗日乘子法(ALM),提出了两个高效基于GPU的并行l1最小化算法.实验结果验证了提出的算法是高效的,并有良好的性能.     

蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究

本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.     

羟基偶氮酯合成双端羟基聚苯乙烯动力学研究

采用偶氮二异丁腈、乙二醇为原料合成2,2-偶氮二异丁酸二(2-羟乙基)酯,并以此作为引发剂,合成双端羟基聚苯乙烯。利用死端聚合法测定了引发剂的引发效率,研究了聚合反应动力学,确定了在60℃下甲苯溶液中聚合反应的各种链转移常数值。结果表明,引发效率为0.76,引发活性较高;聚合速率Rp与单体浓度[M]和引发剂浓度[I]0.43成正比。计算出聚合反应表观活化能为75.3kJ/mol;引发剂链转移常数CI为0,溶剂链转移常数CS为1.94×10-3,60、80℃的Kp/Kt1/2值分别为2.26×10-2　(L/mol·s)1/2和3.78×10-2　(L/mol·s)1/2。     

主动式太阳能供暖系统保证率定量分析

目的研究主动式太阳能供暖系统在南墙布置太阳能集热器时,布置率和蓄热水箱客积对太阳能供暖保证率的影响,从而实现太阳能的有效利用．方法以沈阳地区的某住宅为研究对象,采用DeST—h软件建立一个六层的仿真模型,对建筑全年的供暖能耗进行动态模拟,分别计算不同集热器布置率和蓄热水箱容积下的太阳能利用总量,对计算结果进行分析得到太阳能供暖保证率．结果当集热器的布置率达到80％时,太阳能保证率可达到29．56％;当集热器的布置率为30％时,太阳能保证率可达到11．03％．结论在满足建筑条件限制的情况下尽量增大集热器布置率,在满足蓄热情况下尽量选取小容积蓄热水箱,具体可以根据计算出的适宜的蓄热水箱容积选取．     

一类不确定线性系统的混杂状态反馈H_∞鲁棒控制

在许多实际控制问题中,控制行为由若干个控制器之间相互切换所决定。利用混杂状态反馈控制策略研究一类不确定线性系统的H∞镇定问题。假定所考虑的系统存在有限个备选的静态状态反馈控制器,并且每个控制器的增益矩阵均已知。在每个单一的控制器均不能使系统稳定且具有H∞扰动衰减度的条件下,基于凸组合条件,通过切换律的设计,在这有限个控制器之间进行切换完成了对该系统H∞意义下的镇定。所得结果为线性系统H∞状态反馈控制的综合问题提供了更深的视角,混杂状态反馈控制有利于控制系统其它性能的实现。     

关于管道环向穿透裂纹的应力强度因子

由守恒积分给出的裂纹尖端近场以应力强度因子表示的积分值,并利用Ｊｋ积分概念及管道膜应力的初等分析,提出了计算裂纹管应力强度因子的一个方法。给出了适用于各种载荷的Ⅰ型管道环向穿透裂纹的应力强度因子表达式,以及拉伸环向周期裂纹管应力强度因子的计算公式,从而建立了一个简单而有效的求解方法。     

基于切换的线性时滞系统H_∞观测器的设计

考虑一类线性时滞系统H∞观测器的设计问题,提出了一种新的设计手段。假设系统存在有限个备选的观测器,且每个观测器的增益矩阵是已知的,而每个单一的观测器均不能保证误差系统渐近稳定且具有H∞范数界。但通过在这有限个备选的观测器间切换的方法可以设计一个使误差系统渐近稳定且具有H∞范数界的切换律。研究结果表明切换技术的使用扩大了观测器增益阵的选取范围,它为线性时滞系统利用观测状态进行H∞稳定控制器的设计提供了一个新视角,且所得的结果可表示为易于求解的线性矩阵不等式(LMI)的形式。最后以一个仿真实例说明了结论的有效性。     

平板太阳能集热器性能研究

性能良好的太阳能集热器是太阳能供热系统关键设备之一.该文着重考察了一种低温平板太阳能集热器在青岛气候条件下的工作性能（太阳能直接供暖工况）,给出了测试期间集热器进、出口温度变化关系及瞬时集热量随时间的变化规律.     

太阳能蓄能/蒸发/集热器性能研究

提出了一种新型的太阳能蓄能/蒸发/集热器,建立了蓄能/蒸发/集热器的相变传热数学模型,得到了充灌石蜡或癸酸的蓄能/蒸发/集热器在蓄能过程中温度场和液化率随时间的变化规律.在南京地区春季典型工况下对充灌水、癸酸或石蜡作为蓄能材料的太阳能蓄能/蒸发/集热器管内温度进行了实验对比研究,结果表明充灌石蜡或癸酸等相变材料,可将白天的太阳能储存下来在夜间利用.并对充灌三种介质的蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率随太阳辐射的变化规律进行了研究,分别拟合得到了瞬时集热效率公式,结果表明充灌石蜡的太阳能蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率最高.