单相流体在并联管组中的流量分布和热偏差的理论及计算

概述锅炉的过热器和省煤器非沸腾段都属于单相流体在并联管组中强制流动的情况。若管组中并联各根管子的吸热和流量分配不均匀,便会产生热偏差。当热偏差超过许可值时,就会烧坏管子。这类事故在过热器中出现得最多。因此这个问题在锅炉设计中,特别是在过热器设汁中具有相当重要的实际意义。不仅如此,单相流体在并联管组中和多孔管中的流量分配     

并联管组流体特性分析及均流模型设计

对某采油厂太阳能集热系统并联管组进行实地调研,基于流体力学基本原理和FLUENT软件对该并联管组进行理论分析和仿真,提出通过增大集管直径可提高并联管组的流量分布均匀性。将集管直径改变前后并联管组内流体的压力与速度分布、支管流量进行对比,计算得出该并联管组的最大流量偏差系数Δη从33.57%减小到1.43%,为今后并联管组的设计提供一种方法。     

超临界压力下水冷壁中间集箱分配特性的研究

研究了国产600 MW直流锅炉分配集箱水冷壁管在超临界压力下的流量分配特性。试验参数为:压力p=23~25MPa,质量流速G=400~1 200 kg/(m2.s),工质温度t=10~400℃。试验研究了工质压力、质量流速和工质温度对分配集箱垂直水冷壁管流量分配特性的影响。试验结果表明:随着质量流速的增加,垂直水冷壁管间流量分配的均匀性增加;在拟临界点附近,流量分配不均匀性有一阶跃增加,而且随着压力的增加,流量分配不均匀性在拟临界点的阶跃增加现象变弱。利用分配集箱并联支管的离散模型计算了分配集箱垂直水冷壁管内的流量分配,计算结果与试验数据吻合。     

联箱式分离型热管实验研究

联箱式分离型热管的多支管并联可能导致流量分配不均,造成部分管道干涸,降低换热效果。搭建了7根管道并联的U型联箱式分离型热管实验平台,以R134a为工质,在800～2 200 W加热功率下,分析热管高效工作的充液率上下限、最佳充液率、热管系统换热特性及管道流量分配。结果表明:热管在充液率为31%～46%时可正常工作,最佳充液率约为42%;确认了各换热支管出现的流量分配不均匀特征,最靠近入口的分支管换热性能最佳,第4～6根换热管流量分配最少、性能最差。     

超临界直流锅炉变压运行下水冷壁中间分配集箱的流量分配特性

研究了国产600 MW直流锅炉水冷壁中间分配集箱在亚临界压力下的流量分配特性.试验参数为:压力P=12～21 MPa,质量流速G=400～1200 kg/(m2·s),质量含汽率x=0～1.0.试验结果表明:随着分配集箱工作压力和分配集箱进口质量流速的增加,分配集箱并联支管之间流量分配的偏差降低;在入口质量含汽率较小时,并联支管问的流量分配偏差随着质量含汽率的增加而增大;在入口质量含汽率大于0.6时,并联支管间的流量分配偏差随着入口质量含汽率的增加而减小.     

应用旋流器控制并联管组中流量分配的实验研究

在分配集箱的进口处加装一只旋流器,使进入集箱中的流体发生旋转,增加沿程摩擦阻力对集箱静压分布的影响,从而达到控制并联管组流量分配的目的。在旋流条件下所得出的离散型数学模型,能够预测不同旋流强度下的集箱静压分布和管流量分配,计算值和实验结果吻合良好。图１０参６     

超临界压力600 MW直流锅炉流量分配特性的试验研究

研究国产600 MW直流锅炉分配集箱在亚临界压力下的流量分配特性.试验段由φ42 mm×5.5mm的分配集箱、φ25 mm× 3 mm分配集箱径向引入管和φ10 mm×1.5 mm的垂直并联水冷壁管组成,材料为1Cr18Ni9Ti钢管;试验参数为:压力p=4 MPa～19 MPa,质量流速G=400 kg/(m2·s)～1 200 kg/(m2·s),质量含汽率x=0～1.0.试验研究了工质压力、质量流速和集箱入口质量含汽率对分配集箱垂直水冷壁管流量分配和质量含汽率分配特性的影响.随着分配集箱工作压力和分配集箱进口质量流速的增加,分配集箱并联支管之间的质量含汽率分配的偏差降低;在入口质量含汽率较小时,并联支管之间的质量含汽率的分配偏差随着质量含汽率的增加而增大;在入口质量含汽率>0.55时,并联支管之间质量含汽率的分配偏差随着入口质量含汽率的增加而减小.     

单相流体流经四通通道时的静压变化及其在非典型布置集箱系统中的应用

本文以流体动力学的基本原理为基础,针对几种四通通道结构,提出了计算静压分布的数学模型,给出了计算非典型布置并联管组中沿分配集箱、汇集集箱长度的静压分布、支管中流量分布的方法,并通过计算机的仿真计算,讨论了四通结构中流量、管距、结构比、流量比、内径等因素的变化对静压变化的影响。     

Z型和U型集箱并联管组流动特性的实验研究

在集箱并联管组冷态空气模化实验台上,测定了Z型和U型两种典型集箱引入-引出方式下分配集箱与汇集集箱内的静压分布,结合并联支管总流量与集箱进口流量平衡关系,获得了并联支管的流速分布.将实验值分别与作者提出的集箱并联管组单相流体流动特性分布理论解以及前苏联锅炉机组水力计算标准方法的计算值进行了对比,结果表明:作者提出的理论解与试验值的吻合程度比标准值与实验值的吻合程度要好,从而证实了理论解比现有标准方法更精确.     

几何结构对径向引入集箱系统气液两相流量分配特性影响的实验研究

在空气-水实验台上,针对集箱中存在的气液两相混合物分配不均问题,研究了入口条件对双纵向引入多分支并联管水平集箱系统分支管中流量分配特性的影响。为了改善气液两相流在集箱中的分配特性,通过在集箱内部加装"笛型管"结构,并将两集箱系统的分配特性进行了比较。实验研究证明:新型集箱的两相流量分配均匀性得到了极大的改善,并且当入口条件改变时,新型集箱的分配特性依旧良好。     

柴油机喷雾油束内温度与浓度分布的研究

柴油机缸内局部燃油蒸气的温度与浓度是影响柴油机着火与燃烧的重要因素，因此研究喷雾油束内燃油温度与浓度分布具有一定的实际意义。作在Ｅ１５０柴油机上，采用激光双曝光全息干涉技术，假定喷雾油束为轴对称圆锥形，将燃油蒸气作为位相物体处理，测取了喷雾油束的干涉条纹，采用阿贝尔变换对干涉条纹进行反演，导出了油束内轴向与径向位置的折射率，并由此计算出喷雾油束内燃油温度与浓度的分布。     

A new semi-empirical wind turbine capacity factor for maximizing annual electricity and hydrogen production

The capacity factor is an important wind turbine parameter which is ratio of average output electrical power to rated electrical power of the wind turbine. Another main factor, the AEP, the annual energy production, can be determined using wind characteristics and wind turbine performance. Lower rated power may lead to higher capacity factor but will reduce the AEP. Therefore, it is important to consider simultaneously both the capacity factor and the AEP in design or selecting a wind turbine. In this work, a new semi-empirical secondary capacity factor is introduced for determining a rated wind speed at which yearly energy and hydrogen production obtain a maximum value. This capacity factor is expressed as ratio of the AEP for wind turbine to yearly wind energy delivered by mean wind speed at the rotor swept area. The methodology is demonstrated using the empirical efficiency curve of Vestas-80 2 MW turbine and the Weibull probability density function. Simultaneous use of the primary and the secondary capacity factors are discussed for maximizing electrical energy and hence hydrogen production for different wind classes and economic feasibility are scrutinized in several wind stations in Kuwait.     

Modelling of heterogeneities inside polymer electrolyte fuel cells due to oxidants

In present study, the influences of oxidants (concentration and stoichiometry factor) on the heterogeneities inside the polymer electrolyte fuel cells (PEFC) are analysed and modelled. In situ current density mapping technique is adopted to evaluate the heterogeneities. Heterogeneity factor is being introduced in present study to investigate the effects of the oxidants on the local performances. Local and mean performances of the fuel cells are analysed and modelled as a function of the air stoichiometry factor. It is observed that the minimum values of stoichiometry factors required for maintaining heterogeneities inside the fuel cells at the minimum level increase with the mean current density. Based on the experimental results, a model is being developed for determining the optimum values of air stoichiometry factor to maintain the heterogeneity inside the fuel cell at minimum level. The local performances of the fuel cells are investigated as a function of oxygen concentration at the cathode inlet. It is observed that the heterogeneities inside the fuel cell do not always increase with the decrease in the oxygen concentration at the cathode inlets. However, the heterogeneity factor always increases with the decrease in oxygen concentration.     

UNIVERSAL DAILY INPUT/OUTPUT DIAGRAMS FOR THERMAL SOLAR COLLECTION SUBSYSTEMS: PART 2†

The performances of a parabolic dish power module are strongly dependent upon the accuracy of the tracking system. Four different tracking error distributions were used to evaluate the intercept factor and the thermal and engine efficiencies. Three of them are bounded distributions and the last one is the widely used classical Gaussian distribution. The Gaussian distribution estimates lower performance than the other more realistic distributions. In the case of the concentrators with good quality optics and accurate tracking system, little difference was observed between the results obtained by using the three bounded distributions. The differences were important in the case of a less accurate tracking system.     

含分布式电源的配电网电压调整策略研究

分布式电源的接入给配电网电压和电能质量带来了诸多问题。针对汕尾电网中含分布式电源资源丰富的星云片网,从分布式电源出力、小水电功率因数、无功补偿、变压器抽头4个方面分析了其对配电网电压的影响,从而提出相应的控制策略。并综合电压调整策略对汕尾电网星云片区配网进行验证,结果表明电压调整策略的有效性。     

分布式光伏电源对配电网网损的影响

当配电网中接入大量的受天气条件影响而出力具有随机性、波动性和间歇性的分布式光伏电源时,必然会对配电网网损产生影响。将分布式光伏电源集中接入配电网的末端,通过仿真研究了在不同的配电网的R/X、负荷水平、负荷功率因数下,分布式光伏电源的有功出力和功率因数对配电网网损产生的影响,并提出了利用网损变化率指标来量化对配电网网损的影响程度,全面总结了含分布式光伏电源的配电网网损的变化规律。     

Reactive power deployment and cost benefit analysis in DNO operated distribution electricity markets with D-STATCOM

The aim of this paper is to analyze unbalanced radial distribution systems (UBRDS) with the distribution static compensator (D-STATCOM). The main objectives of this paper are D-STATCOM allocation in UBRDS with an objective of providing reactive power support to enhance voltage profile and reduce line losses of the distribution network, determination of optimal D-STATCOM rating subjected to minimization of total cost, and impact of D-STATCOM placement on improving power factor and savings in cost of energy loss. The analysis is conducted on a large industrial load model with light, medium and high loading scenarios. Further, the impact of load growth is also considered for better planning of the power distribution system. The results are obtained on standard 25-bus UBRDS to check the feasibility of the proposed methodology.     

单元初始火用效率和火用流价值分布

分析了火用的不等价性,在此基础上提出了火用弹性系数、初始火用损耗率等概念.以火用弹性系数为计算基础,分析了在单一系统内各组元火用效率对整个系统火用效率的影响,导出了初始火用损耗率的计算方法,并以实例进行了分析计算.分析表明系统内各组元的单位火用所消耗的初始火用更能反映系统各组元的火用耗特性,从而有利于更科学地分析系统各单元的节能潜力.     

水电站扩建发电量分摊方法研究

从经济分析的基本原理出发，对扩建水电站新、老电厂联合运行的总发电量在新、老电厂之间的分摊方法进行了初步研究；以资产重置-折旧为基础，提出了5种单因素与多因素分摊方法。以陕南某水电站为例进-行分析计算，得出了各种分摊方法的新、老电厂发电量分摊比例。结果表明，多因素分摊法的结果较为合理。     

大型风力发电场选址与风力发电机优化匹配

从风能利用和风电成本两个角度出发,推导出风电场选址与风力机优化选型的目标函数,提出将风力机容量系数作为风电场选址与风力机选型的判据,同时给出了基于风速分布特性的风力机容量系数计算方法。通过我国云南省的13个实际风速观测点和国内外25种风力机代表机型的计算,给出了这些观测点的开发顺序及优化配置的风力机机型,并简要分析了影响风力机容量系数的主要因素。实践表明,这种方法物理意义明确,计算快捷方便,节省设计时间和设计工作量。