工质比热匹配对有机朗肯循环不可逆损失的影响

有机朗肯循环可以将低品位热能转化为有用功。为了提高能量利用率应尽可能减小系统中的不可逆损失。蒸发器是主要的火用损部件,对其进行优化可以显著提高系统性能。为改善热源与热机系统耦合、减小蒸发器内火用损以提高热功转换效率,提出利用工质比热变化改善换热过程温度匹配的模型。固定换热器两侧流体出入口温度,定义变量k为流体在高温端与低温端比热的比值,其变化范围0.5~3.5,假设比热随温度线性变化。为分析不可逆损失与温差的关系提出"积分温差",证明了积分温差与不可逆损失之间的拟线性关系。列出可能的九种温度匹配情况,得到理论上最大和最小的不可逆损失。通过计算废热气体驱动有机朗肯循环的算例,证明了利用比热变化改善换热匹配的有效性。     

利用水级联法确定用水网络的夹点及最小新鲜水和废水问题

利用水级联分析法对连续过程的用水进行分析,确定过程的用水夹点和最小新鲜水用量,并使过程产生的废水最小。水级联法是基于水夹点分析的一种新的水网络综合方法,利用水级联表格描述过程的水阱和水源,借鉴换热网络的问题表格算法来确定过程的用水夹点以及最小的新鲜水用量和废水产生量,克服了图解法的繁琐以及数学规划法的求解困难等问题。实例计算结果表明,水级联分析法易于理解,简便有效。     

含内热源堆积球床对流换热特性的实验研究

为了研究含内热源球床通道内的换热特性,采用直径为8 mm表面氧化碳钢球堆积形成球床,并采用电磁感应加热方式对球床进行整体加热.研究了球床通道内部的功率分布情况和换热系数随热流密度、工质Re的变化规律;并且根据实验数据拟合得到了球床通道内换热系数的无量纲准则关联式,拟合结果与实验结果的偏差在7％以内,符合良好.     

高温热源工业建筑室内辐射热在各壁面分布研究

针对高温热源工业建筑室内辐射热在各壁面分布情况,采用有效辐射法,通过理论分析,结合MATLAB进行数值计算,分别研究了围护结构内表面温度、角系数以及热源发射率对室内辐射热在各壁面分布的影响.结果发现:围护结构内表温度对各壁面的净辐射得热强度和净辐射热分配比例的影响可以忽略;壁面净辐射得热强度、净辐射热分配比例分别与该壁面对热源面的角系数、热源面对该壁面的角系数成正比;壁面净辐射得热强度与热源发射率成正比,净辐射得热分配比例与热源发射率无关.     

多孔介质内嵌热源引起的对流换热格子Boltzmann模拟

文中引入广义模型与能量方程来分别描述多孔介质内部的动量和热量传递,建立了底部嵌入矩形热源的二维多孔介质内自然对流的格子-Boltzmann(Lattice Boltzmann, LB)模型.通过和实验结果进行对比,验证了文中LB模型求解多孔介质内嵌热源引起的对流换热问题的正确性.系统地研究了Rayleigh数(Ra)、Darcy数(Da)和孔隙率ε等参数对多孔介质内温度场和流场的影响规律.研究结果表明：当Ra>10⁵时,Ra的增加能够提升多孔介质的整体对流换热强度;当Da>10^-5时,Da的增加能有效改善多孔介质内的流动换热情况;孔隙率的增加能够强化流动换热,但不会改变多孔介质的主导换热类型.     

城市原生污水冷热源系统形式及其应用

城市原生污水冷热源应用是一项新技术,系统形式选择及运行参数设计是关键性问题．评述了国内外已应用或正探讨的几种系统形式,着重分析了淋水式、壳管式及浸泡式的优缺点．在此基础上,提出了一种新系统工艺,对污水冷热源的运行参数与热工况做了应用设计与对比．结果表明：壳管式直接利用换热系数在520 W／(m2·℃)左右,热流量为3900 W／m2左右,传热效果最好．以实际工程为例介绍了其设计参数与运行效果,对城市污水冷热源的应用研究与设计具有参考意义．     

基于铁路需求侧温度响应的供热系统节能运行策略研究

目的 为了解决铁路站区供热系统供热量与各功能建筑需求热量不平衡而导致的能源严重浪费问题,方法 提出铁路站区供热系统热源侧与建筑物联动调节的时空差异化运行策略,以响应站区内各建筑室内温度变化需求。首先,分析常规热源侧和建筑物侧运行调节策略,在此基础上研究时空差异化运行策略;其次,以大同某铁路站区供热系统为例,利用Simulink建立供热系统仿真模型;最后,在验证模型有较高准确性的基础上,对比分析3种不同运行策略下系统室内温度动态响应和能耗。结果 与热源气候补偿质调节和建筑量调节运行策略相比,热源侧与建筑物联动调节的时空差异化运行策略不仅实现了不同建筑分时分温供热的需求,还有效减小了正常供热时间段和低温供热时间段室内温度波动幅度,提高了室内热舒适性。同时与系统无运行调节相比,热源质调节运行策略节能率为20.7%,建筑物量调节运行策略节能率仅为17.5%,时空差异化运行策略节能率达38.5%。结论 本文提出的热源侧与建筑物联动调节的时空差异化运行策略能够满足铁路站区内不同功能建筑的室内变温需求,减小室内温度波动幅度,具有良好的节能效果。     

双开口室内热压自然对流模拟及热源分析

以不同热源位置下的单侧双开口室内热压自然对流换热过程为研究对象,采用FVM方法对质量守恒方程、能量守恒方程进行离散求解,研究不同热瑞利数Ra(Ra=103~106)和不同热源位置的情况下,室内流体流线、等温线分布特征以及平均努赛尔数Nuav的变化。研究结果表明:随着Ra的增大,室内空气对流强度增大,对流热交换效果明显;在高Ra下,随着热源到左墙面距离与地面长度比D的增大,室内出现的漩涡增多;D=0.25时,Nuav在不同的Ra下均为最大值,热源的位置对换热量的影响较大;在同一Ra下,随着D的增大,室内对流换热效果越差;在不同D下,Nuav是以Ra为自变量的幂指数函数,拟合后其线性相关性可达96.2%。     

Leidenfrost模型的修正及工件淬火时的热传导问题

对传统的沸腾换热曲线和Leidenfrost理想过渡模型按照淬火实际进行了修正;考虑了过冷对沸腾换热及Leidenfrost过渡的影响。在此基础上给出了以水为淬火介质时边界条件的数学模型,将碳钢淬火时发生的马氏体相变视作有一个内热源作用在金属物体内部,给出了包含相变条件的热传导控制方程,所涉及的物性系数均为温度的非线性函数,对45钢零件进行了瞬态温度场的计算,得出了一些结论。     

冬季无霜工况下闭式热源塔的动态换热特性

为研究闭式热源塔冬季无霜工况下的传热过程,利用有限差分法建立了闭式热源塔冬季无霜工况下的动态传热传质模型。将实验数据与数值计算结果进行对比,验证了模型的有效性。误差分析结果表明：溶液出口温度的均方根误差为0.201℃。通过实验与模拟方法分析了机组变负荷运行时闭式热源塔的动态换热特性,结果表明：当热泵机组变工况运行时,闭式热源塔作为取热装置,可为机组蒸发器提供温度相对稳定的热源;此外,与传统空气源热泵相比,闭式热源塔在低温高湿环境下的结霜风险更小,节能潜力更大。     

电站锅炉燃烧侧节能分析方法

提出了基于热力系统的电站锅炉燃烧侧烟气热能的定量分析方法。电站锅炉烟气热能可能被分解为一个多能级热源系统。锅炉与热力系统之间的热量交换应遵循"数量相等,能级匹配"的原则。提出了锅炉燃烧侧的理想热力过程,分析了影响锅炉效率的主要因素。炉内燃烧过程反应物近似等于生成物的热容量。提出了在锅炉效率计算中使用高位发热量的理由。讨论了锅炉最佳排烟温度的确定方法和一次风优化的途径。     

西部原油管道冷热油交替输送过程温度场

热原油管道温度场的准确计算对管道的安全运行具有重要意义.建立了描述冷热油交替输送过程中非稳态水力、热力问题的数学模型,开发了计算软件,并对西部原油管道交替输送4种原油进行了模拟计算.结果表明:考虑不同管道运行历史得到的管道沿线油品温度最大偏差一般出现在进站位置,即管道加热站间距离越长,建立同样精度的温度场需要的管道运行历史越长.在当前算例范围内,考虑前一个月的管道运行历史计算得到的温度场即可满足工程精度要求.由于任意位置温度场的计算偏差都会累积到进站位置,因此随着站间管道距离的减小,初始温度场对运行过程的影响趋弱.     

Forward heuristic breadth-first reasoning based on rule match for biomass hybrid soft-sensor modeling in fermentation process

Biomass is a key parameter in fermentation process,directly influencing the performance of the fermentation system as well as the quality and yield of the targeted product.Hybrid soft-sensor modeling i...     

Thermal performances of non-equidistant helical-coil phase change accumulator for latent heat storage

Helical-coil is a common structure of heat exchanger unit in phase change heat accumulator and usually has the equal coil pitch between adjacent coils.Its thermal performances Thus,could be improved by improving the uniformity was of unit the phase change material(PCM)temperature distribution.flow a novel non-equidistant helical-coil made structure heat proposed area in this study.Its coil pitch match decreased along the direction of heat transfer fluid,which the exchange in that volume increase to the decreasing temperature difference between was the heat transfer and fluid and PCM.The structure was optimized using numerical simulation.helical-coil temperature An heat experimental accumulator system was developed the experiment results indicated latent the proposed non-equidistant uniformity more effective than equidistant helical-coil for heat storage.The of the distribution was also confirmed by simulation results.     

Research trend of cascade heat pumps

Most commercial and industrial facilities require very low temperatures for refrigeration and high temperatures for space heating and hot water purposes. Single stage heat pumps have not been able to meet these temperature demands and have been characterized by low capacities and coefficient of performance(COP). Cascade heat pump has been developed to overcome the weaknesses of single stage heat pumps. This study reviews recent works done by researchers on cascade heat pumps for refrigeration, heating and hot water generation. Selection of suitable refrigerants to meet the pressure and temperature demands of each stage of the cascade heat pump has been discussed. Optimization of design parameters such as intermediate temperature(low stage condensing and high stage evaporating temperatures), and temperature difference in the cascade heat exchanger for optimum performance of the cascade heat pump has been reviewed. It was found that optimising each design parameter of the cascade heat pump is necessary for maximum system performance and this may improve the exergetic efficiency, especially of cascade refrigeration systems, by about 30.88%. Cascade heat pumps have wider range of application especially for artificial snow production, in the supermarkets,for natural gas liquefaction, in drying clothes and food and as heat recovery system. The performance of cascade heat pumps can be improved by 19% when coupled with other renewable energy sources for various real time applications. Also, there is the need for much research on refrigerant charge amount of cascade heat pumps, refrigerant-refrigerant heat exchangers to be used as cascade heat exchanger, cascade heat pumps for simultaneous cooling, heating and hot water generation and on the use of variable speed compressors and their control strategies in matching system capacity especially at part load conditions.     

Numerical simulation on heat transfer enhancement of phase change thermal storage devices for low-middle temperature

Using Ba(OH)_2·8H_2O as phase change material(PCM) and water as heat transfer fluid(HTF),we numerically simulated annular finned-tube heat exchangers.In order to measure and analyze the impact of parameters in the heating/cooling process,temperature changes of different monitoring points,fin widths,and fin pitches as key parameters were considered and applied.The experimental results show that the heat exchange process can be divided into three stages within a certain time.The faster heat transfer rate is associated with the greater temperature difference between PCM and HTF.Furthermore,fins width and pitch affect dramatically the heat charging/discharging rate.The large fins width or small fins pitch is beneficial for extending the heat exchange surface,leading to improve heat transfer efficiency.     

太阳能土壤源热泵蓄热过程中的数值模拟

建立了太阳能土壤源热泵系统蓄热过程的数学模型,在求解模型时考虑了换热器管壁和土壤的接触热阻,定义了一个综合换热系数;在蓄热量的计算上,把换热器沿深度方向上离散成M份,算出每段的蓄热量相价后得出总换热量。文中采用了有限单元法对地下垂直埋管周围土壤的非稳态温度场进行了数值模拟,分析了换热器周围土壤温度变化的规律。     

间歇过程智能控制的发展与展望

介绍了间歇过程控制的发展过程,描述了间歇过程控制标准的产生与应用,阐述了智能间歇过程控制的研究现状及其广泛的应用.提出了智能控制是间歇过程控制发展出路的观点,其中智能控制与常规控制的结合、智能软测量技术和集成化智能控制是间歇过程控制的重要发展方向.     

基于多约束DTW的MPCA间歇过程监测方法

针对间歇过程固有的批次不等长问题,也为了克服传统解决批次间同步问题方法存在的数据浪费、扭曲原始过程变量的自相关及交叉相关关系的严重缺陷,提出基于多约束的动态时间规整(dynamic time warping,DTW)方法,按照轨迹中点与点的模式进行动态匹配解决的同步问题.同时,引入了全局路径限制和失真度阈值限制对DTW方法进行改进,解决了传统DTW方法长时间运行造成的故障监测严重滞后的问题,同时克服了其处理过程的复杂性与其离线性导致其实际应用的困难.用多向主元分析(multiway principal component analysis,MPCA)方法将多约束DTW处理过的数据进行建模.将该方法应用到青霉素发酵过程仿真实验中,结果表明:该方法能够快速准确地对不等长批次进行规整,与传统方法相比,故障的误报率、漏报率明显降低.     

Aspen Custom Modeler软件应用研究

以AspenCustomModeler软件为开发平台,从机理出发,用CustomModeler语言建立贮槽、蒸发器等典型化工过程对象静态模型和动态模型,并以模型为基础,对双级贮槽串级控制系统进行了动态模拟研究。同时,对乙二醇溶液的双效蒸发过程进行了稳态优化模拟研究,考察了换热面积、换热系数的变化对该过程最优化结果的影响。研究了VisualBasic与CustomModeler及Excel之间的通信方法并编程序,在VisualBasic开发的操作界面上实现对AspenCustomModeler模拟监控和结果分析。