螺纹管性能的综合实验研究(摘要)

一、前言自从美国的 Lawson 等人于1966年发表了第一篇有关螺纹管的研究报告以来,螺纹管作为一种高效的换热元件而逐渐得到人们的关注。由于螺纹管可以强化换热过程,减少换热设备的受热面积,降低材料消耗,近年来,国内外开展了对螺纹管的实验研究工作,并在此基础上,将其应用于一些工业换热设备,取得了良好的效果。     

低温差下半导体温差发电器(火用)分析

半导体温差发电器的性能通常用输出功率和工作效率来进行评价，但在低温差对低品位能的利用上，只用工作效率来评价是不全面的。从[火用]的角度对低温差下半导体温差发电器的工作性能进行了分析，提出了[火用]效率，用炯效率来作为低温差下半导体温差发电器的评价参数。实验结果表明，随着温差的减小，半导体温差发电器的工作效率明显下降，但[火用]效率则基本稳定。     

生物质燃料温差发电机的实验研究

为解决无电区域和紧急条件下的供电问题,设计了一种生物质燃料温差发电机,详细测试了其启动性能、功率负载特性、动态响应特性、热电转换效率、烟气排放特性和温度场分布特性。温差发电机尺寸为684 mm×492 mm×450 mm,重量为14.0 kg,可自供电散热和鼓风,其余电能可稳压对外输出。实验发现,温差发电机输出功率随外部负载的减小而增大,但是过小的外部负载将导致温差发电机工作不稳定。当温差发电机正常工作时,接入外部负载后其各个输出参数可在数秒内稳定。当外部负载为5.5Ω时,总发电功率达到最大值,为37.8 W,功率重量比为2.7 W/kg;经过直流稳压器将输出电压稳定为12 V后可对外净输出功率25.4 W,系统的热电转换效率为2.6%,与理论估算值基本一致。此外,建立了一个温差发电机的理论模型,分析了温差发电模块内部的温度分布和预测了整个温差发电机的发电性能,与实验结果一致。     

汽轮机冷端优化的研究

针对电厂汽轮机冷端优化分析问题,从凝汽器和循环水泵的整体角度出发,对冷端系统的运行特性进行优化,提出了一种基于热力学理论的确定凝汽器最佳真空和最佳循环水流量耦合性的分析方法;并应用该方法对某电厂一台300MW机组冷端系统的运行方式进行了验证,结果表明优化后机组经济性提高了0.116%。     

温差电器件低温余热发电的实验研究

本文报道以常见低温热源做能源，通过温差电技术使之转换为电能的技术途径及样机的研制，并通过对样机性能的测试对这种发电方式的社会与经济效益的初步分析评估。     

聚光型光伏电池的冷却方式

在聚光型光伏发电系统中,冷却方式是必须考虑的问题,各种冷却方式的优缺点和适用场合各不相同,合理的冷却方法不仅可以降低电池温度,平衡光斑不均匀性,还应该具有安装方便、功耗低、可靠性高等特点。介绍了目前较为常用的风冷和水冷方式,以及研究中较有前途的微通道、射流冲击、热管和液浸冷却技术。由于不同结构光伏发电系统的冷却要求不同,选择何种冷却方法也是设计中重要的环节。最后简要分析了冷却方法的选择问题。     

聚光光伏电池的热平衡与冷却

建立了聚光条件下光伏电池的热平衡方程及电学特性模型,利用模型对电池的输出特性进行了计算,根据计算结果对传热过程中的热阻及电池的串联内阻对电池的温度、光电转换效率及电能输出功率的影响进行了分析。分析结果表明:电池温度随聚光率的增加而升高,电池效率和输出功率随聚光率的增加先增后降,并存在一个最大输出功率;电池冷却过程的热阻越小、工作温度越低,光电转换效率越高、输出功率越大;电池本身串联内阻越大,电池的效率越低、输出功率越小。根据分析结果提出,要使硅电池在聚光条件下长期高效、稳定安全的运行,必须对电池进行适当的冷却,要尽可能减小电池的串联内阻。     

染料敏化电池(下)

按与Ru配合物结构的不同,开发了N3染料(Ru与SCN配合)、RuL3染料以及黑(Black)染料,其分子结构如图8所示。     

染料敏化电池(中)

(4)传导到TCO的电子流向外电路. (5)该电子最终经由外电路回到对电极(CounterElectrode). (6)处于氧化态S+的染料分子从电解质(氧化还原电对I-/I3-)的I-离子中得到电子回到基态S,而电解质的I-失去电子被氧化成I3-:S++e-→S (3) I--2e-→I3-(4) (7)处于氧化态的氧化还原电对I-/I3-中的I3-扩散到对电极处,从对电极获得电子而被还原成I-离子:     

温差式热流计的传热特性分析及实验研究

为获得超临界锅炉壁面热流密度,基于温差法原理设计了超细高温热流计,为系统研究热流计性能特性及优化热流计设计,对该热流计进行模拟研究以及实验测量.通过建立热流计一维非稳态导热模型,分析了热流计导热部件厚度和热端温度等参数变化对热流计敏感性及响应时间的影响.结果表明:随着导热部件厚度的增加,热流计敏感性提高,同时响应时间也增加.基于最优敏感性及响应时间可以确定热流计最优设计参数.黑体炉标定及现场测试均表明,测量结果与模型计算结果基本吻合,但实际响应时间比理论响应时间更长,主要是由于外界环境不是理想的稳态边界条件所致.     

太阳能光伏电池特性实验研究

针对太阳能光伏电池特性对最大输出功率80W的单晶硅电池进行实验研究,得到光伏电池的伏安特性曲线。研究结果表明,太阳能光伏电池短路电流随太阳辐射强度的增大线性增加,开路电压随太阳辐射强度的增大呈对数增加,且弱光时开路电压随光照强度增加很快,强光(>300W.m-2)时趋于饱和。     

光伏-温差混合能源的优化设计与实验研究

提出一种混合能源的设计方法,以太阳电池为温差电池的高温端热源,采用散热器为温差电池低温端散热,使得温差电池高温端和低温端形成温差,成功产生了电能.该文对光伏.温差混合能源进行优化设计和实验研究.实验结果发现,采用针肋散热器时,温差电池的开路电压大于采用肋片散热器时温差电池的开路电压;对比采用铝质散热器,采用铜质散热器时的温差电池开路电压容易出现较大波动性;采用24mm厚针肋铝质散热器时,温差电池的开路电压最大.温差电池通过DC/DC为超级电容器充电,当冷、热端温差在1.4℃时,工作电流为5.16mA,工作电压为0.41V,功率为2.11mW.     

火电厂循环水冷却塔冷却性能的实验研究

电厂循环水冷却系统的冷却性能直接关系到电厂的安全、经济和稳定运行。因此,对循环水冷却系统冷却塔性能的研究具有重要的工程价值和现实意义。分析研究了循环水温、循环水量和环境参数对于冷却塔性能的影响,在其它条件不变的情况下,当循环水量增加时,塔内风速增加,出塔水温升高;当进塔水温升高时,进塔水温的变化对出塔水温的影响并不大;风机的开度增大,冷却塔出口水温降低;环境空气的温度升高,出塔水温升高,冷却效率降低。     

CIS(CIGS)太阳能电池研究进展

介绍了CIS（CIGS）薄膜太阳能电池的性能与结构以及制备方法、掺杂对电池的性能与结构的影响、窗口层的制备等方面的最新研究成果，重点介绍了两种低成本制备薄膜的方法：电沉积法和喷雾法，最后阐述了CIS（CIGS）太阳能电池在工业生产和空间应用的进展情况，并展望了CIS（CIGS）发展趋势。     

单元式露点蒸发冷却装置的实验研究

本研究设计了一台由干、湿通道相结合的单元式露点蒸发冷却装置,通过实验研究了蒸发冷却装置在空气经过一级冷却的模式1和经过二级冷却的模式2两种运行模式下,不同空气入口参数时的换热效果。实验结果表明,空气的入口温度越高,换热效果越好;低湿度时空气的进出口温差比高湿度时大,但其湿球效率和露点效率反而较低,这说明2种效率并不适用于不同湿度间的冷却效果对比;模式2运行时的换热效果比模式1好。与已有研究成果对比表明,该单元式露点蒸发冷却装置的湿球效率和露点效率分别可以达到120%和88%,为露点蒸发冷却装置的优化设计提供理论依据和优化方向。     

叶片前缘表面气膜冷却的实验研究

燃气轮机叶片前缘处有很多高换热区,其中叶片前缘表面处是最先与高温燃气接触的位置,存在承受较高的热负荷的问题,目前较为常见的解决办法是气膜加冲击冷却。通过实验对比不同吹风比、不同曲率位置气膜冷却排孔的温度分布,得出以下结论:冷却效果以出气孔为起点向下游不断减弱,并且在不同的排孔处,下游减弱的趋势不同;当吹风比M1时,吸力面气膜冷却有效度随吹风比的增加而逐渐增加;当吹风比M1时,气膜冷却有效度随吹风比的增加而减小;下游曲率的增加可以有效地增加气膜冷却效果。     

离散孔波纹板气膜冷却的实验研究

对两种不同开口规律的离散孔波纹板进行了实验研究,分析了来流气动参数及波纹板的开孔规律等几何参数对冷却效率的影响,建立了离散孔波纹板气膜冷却对流换热模型,用最小二乘法拟合了相应的关系式及关系曲线,并将有关结果与离散孔平板进行了对比研究,得出了离散孔波纹板,尤其是在其波峰与波谷之间开有大孔的离散孔波纹板,在其波峰与波谷之间,冷却效率较低,在孔板的尾端,其冷却效率的增长比离散孔平板明显加快.     

圆形孔排的气膜冷却曲率实验研究

在低速大尺度叶栅风洞中对放大五倍的叶片模型进行实验,采用红外热像仪进行温度场的测量,研究在叶背表面不同曲率位置、不同主流Re、不同吹风比对气膜冷却效果的影响.结果表明:叶背处气膜冷却效果随着吹风比的增大而降低;主流Re对冷却效果有不同程度的影响,在吹风比不变时,冷却效果随Re增大呈现出先增大后减小的趋势;凸面曲率特征的气膜冷却容易造成射流脱壁,沿程冷却效果下降幅度较大,在附着区域相对较小;在研究范围内,气膜冷却效果随着曲率值的增加先增加再减小.     

应用于地暖层的温差发电系统的实验研究

基于温差发电原理,结合我国严寒区地暖工作实际情况,设计出一款适用于严寒环境的温差发电节能装置。该装置利用地暖工作过程中向下耗散的无用热量发电,对我国严寒地区冬季普遍存在的建筑能耗高,采暖比重大的能量浪费问题的解决有推进作用,同时,也为绿色建筑的概念实施提供了新思路。     

柴油机排气系统喷雾冷却实验研究

柴油机产生的高温废气是船舶红外信号的主要来源,红外成像系统可根据红外信号对船舶进行定位。选用气液两相流喷嘴,对柴油机排气喷雾冷却过程中的热负荷和所需水量进行了理论计算,以WD-615斯太尔柴油机试验平台为基础,将计算结果与实验数据进行对比分析,验证了柴油机排气系统喷雾冷却降温技术对柴油机排气的红外抑制效果。结果表明,该方法可有效降低柴油机排气温度,随着喷入水流量的增加,柴油机排气温度逐渐下降,下降速度由快及慢,当水量增加到一定程度时,用水量对排气温度再无影响。