二级半导体温差发电器性能优化分析

由于受温差和发电效率等因素的制约,单级半导体温差发电器已经不可能满足各种不同的需要,故提出一种二级半导体温差发电器。基于温差电技术的基本原理,采用有限时间热力学理论,建立了内外均不可逆情况下二级半导体温差发电器的理论模型和性能分析的数学模型。并以工作效率、输出功率和火用效率为目标函数,通过仿真计算分析其性能特性,计算出不同情况下半导体温差发电器的最大效率、输出功率和火用效率,进而优化了温差发电器的内部结构,确定了工作电流的最佳范围。所得结果可为二级半导体温差发电器的优化设计和最佳运行提供有价值的理论指导。     

温差发电器的设计

资源短缺是人类共同面临的棘手问题。据测算,地球上的煤可供开采100-150年,天然气可供开采50—60年,石油可供开采30—40年,其中石油稳定供给不超过20年。随着环保意识的加强,以及对传统能源未来中间匮缺的担心,充分利用现有资源和开发新能源日益受到人们的关注。因此,我们研制了一种利用大自然中广泛存在的温差进行发电的装置——温差发电器。     

半导体温差发电器的性能研究

温差发电是一种新型电能产生方式,具有绿色、安全、无噪声等特点。以F40550商用半导体温差发电器为例,在低品位热源条件下,对其性能进行了测试,并研究串并联情况下发电组件的性能,为半导体温差发电组件在低品位热源的回收及利用方面提供了参考。     

废热蒸汽与冷凝水的节能

通过介绍宝钢蒸汽系统冷凝水资源的分布情况,分析了宝钢回收利用这些资源的可行性。提出对废热蒸汽资源量比较大的区域实施废热蒸汽有组织的排放和热利用等措施,是提高蒸汽系统和水系统能源综合利用率的重要途径。低温热回收利用的前景是广阔的,其节能效果是显著的。     

基于Flotherm的热式汽车空气流量计热模拟分析

空气流量计是汽车众多零部件中很重要的传感器,利用Flotherm软件建立了两种热式汽车空气流量计的三维模型,并对两种方案进行热模拟,比较不同方案对流量计散热性能的影响,所得结果对于热式汽车空气流量计的设计有一定指导意义.     

燃煤锅炉汽包壁温差的计算

在燃煤锅炉的开工过程中 ,上水速度太快会导致汽包产生永久性的塑性温度变形。为了较好地了解这一机理过程 ,进而提出控制上水速度的科学标准 ,正确的汽包壁温分布计算是关键。在开工过程中 ,汽包内部的汽液两相流动型态不断发生变化 ,这增加了有关温度计算的复杂性。为此 ,用实验和插值方法得到汽包内部热源强度 ,在此基础上用有限元法计算汽包壁的瞬态热传导问题 ,得到了实用的结果。     

不同结构三通内冷热水混流特性的数值仿真

针对三通管中冷热水混流形成的热波动现象容易诱发管道的热疲劳,进而导致部件失效的问题,研究不同结构对三通管冷热水混流特性的影响.利用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）方法对不同管径比和不同支管角度模型进行数值仿真.结果表明：支管入流在主管流动压迫下发生折转,从而在支管背流面上部形成涡旋,造成上壁面热波动较下壁面明显;当管径比增大时,在涡旋下通道主管流体流动有效面积减小,冷热流体混流后的热波动程度减弱,需要的掺混区域变长;当支管角度减小时,涡旋逐渐减小,冷热流体混流后的热波动程度减弱,需要的掺混区域同样变长.     

气化炉与辐射废锅接口托架传热的数值分析

以通用的三维导热模型为基础,应用有限元法,计算了不同结构参数和操作条件下气化炉与辐射废锅接口内金属托架的传热特性.结果表明,托架长度、耐火纤维厚度、炉内温度是影响托架温度和热流密度分布的主要因素.托架最高温度和最大热流密度随着托架长度的增加而增大,随着炉内温度的提高而增大.托架外围包裹20 mm厚的耐火纤维,能有效降低托 .架的最高温度和最大热流密度.对于稳态操作的气化炉,其炉内温度变化范围约1 200℃～1 400℃,相应的金属托架最高温度变化范围约为420℃～480℃,最大热流密度约为(42.8～50.0)kW·m-2.     

一种热温差式悬空结构气体流量传感器设计

基于热温差原理,利用MEMS技术加工制备出高灵敏度微型气体流量传感器。该流量传感器采用热敏电阻器悬空结构,其热隔离性能较好,并利用温度系数大的VO2制备热敏电阻器;同时,利用机械性能和密封性能好的SU—8胶制备气流沟道,工艺简单,稳定性好,且成本较低,适合批量生产。实验表明:当传感器处于适当偏压下时,在0～30 mL/min的流速范围内响应速度快,灵敏度高,而且具有良好的线性度,适合生化检测、医疗等领域的应用。     

单硅片单面硅微机械加工的热温差流量传感器

在(111)硅片上研制了一种单硅片单面硅微机械加工的热温差式流量传感器.利用Comsol仿真软件对敏感结构参数进行优化设计,最大程度降低了传感器的热损耗,提高了传感器灵敏度和响应时间.此外,得益于MEMS微创手术MIS(Mi-cro-openings Inter-etch&Sealing)工艺技术使得加工后的芯片尺寸仅为0.7 mm×0.7 mm,测试结果表明:传感器灵敏度为107.88 mV/(m/s)W(无放大处理),检测响应时间仅为1.53 ms,综合精度为±4%.     

基于MEMS技术的双凸台微型热电能量采集器的仿真和制备

基于KOH腐蚀工艺设计并制作了具有双凸台结构的微型热电能量采集器,运用有限元法仿真器件在一定温差下的温度分布;并对器件建立了数学模型,分析凸台结构的几何参数等对器件输出性能的影响。仿真结果表明：随着顶部凸台高度的增加,温差的有效利用率逐渐升高;随着顶部凸台边长的增加,有效温差利用率逐渐降低;随着热冷端热阻的减小,器件的有效利用温差、开路电压、回路电流、输出功率都逐渐升高。从工艺上证明,基于MEMS技术的双凸台结构的微型热电能量采集器是可以加工和制备的。     

施耐德Unity Quantum在烧结余热回收利用控制系统中的应用

介绍了施耐德Unity Quantum控制系统在烧结余热回收利用项目中的应用,主要包括系统的组成和主要控制功能等.     

HCS-3000智能控制在焦炉荒煤气余热利用中的应用

介绍HCS-3000在济钢炼铁厂荒煤气余热利用的应用,阐述HCS-3000自动控制系统的特点、硬件组成和软件功能,以及主要控制功能的设计思路.     

德尔塔巴流量计在水泥低温余热发电工程的应用

介绍在水泥低温余热发电工程中应用德尔塔巴流量计方案替代传统的孔板流量方案,降低了流量设备的传统维护量,提升了流量的测量精度,并降低了过程能耗。     

微机控制汽车发电机性能测试系统

针对汽车发电机性能测试要求,设计了一种采用工控机控制的汽车发电机性能测试系统.介绍了系统的硬件和软件组成及其设计方法,以及所采用的抗干扰措施.本文采用了由模糊控制和PID控制组成的复合控制,减少了超调和上升时间,提高了系统测试的动态响应特性和稳态精度,从而提高了系统的测度速度.在控制过程中,为了避免模糊控制规则中出现不合理的部分,采用了参数自寻优规则自修正的模糊控制算法.实际运行结果表明,该系统检测精度高,快速性能好,可靠性高,能稳定运行于干扰较强的复杂环境的电机生产线上.     

紫金桥实时数据库在热电厂中的应用

针对热电分厂为实现生产管理信息化而使用的紫多桥软件,对热电厂工艺要求、数据库功能、网络构成、实时数据采集及监控进行分析与探讨。     

套管换热器换热性能仿真及实验研究

在换热器性能评估平台优化设计的研究中,为了描述套管换热器在热流体动态输入温度下的换热行为,研究其温度分布变化规律,在综合考虑了流体沿流动方向的导热扩散特性、中间墙体的金属蓄热以及流体沿径向导热对出口温度瞬态响应的影响的基础上,提出了以墙体侧蓄热量为突破点的动态相变仿真交叉迭代简化模型,得到了在热流体动态输入温度下的换热器温度响应曲线以及换热系数的分布曲线,最后设计了换热器动态仿真平台,对仿真结果进行对比分析,结果表明墙体侧温度模型预测值和实验值数据吻合较好.最大相对误差在9％范围内,其仿真模型符合换热器的换热特性,说明上述简化模型对套管换热器相变换热的研究有较好的参考作用.     

CO余热锅炉瓦斯燃烧器改造及仿真研究

中石化某分公司催化裂化装置CO余热锅炉运行过程中,瓦斯燃烧器燃气空气混合不充分,火焰温度分布不均匀,燃烧效果差.为解决此问题,分析了瓦斯燃烧器的工作特点及结构形式,对燃烧器的配风方式、气流混合原理及稳燃机理进行了研究,并对燃气系统进行了核算,提出了燃烧器改造方案,最后运用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,对改造前后的燃烧器内的燃烧情况进行了模拟.仿真结果表明,改造后的燃烧器火焰温度分布均匀,燃烧完全.燃烧器改造方案是合理可行的.     

双压余热发电控制系统的设计与实现

针对采用SRT技术的双压余热发电系统及其辅助工艺设备,设计了一套完善的热工自动化控制系统,并利用基于以太网现场总线的DCS控制系统实现整个工艺流程的控制.详细论述了控制系统的结构和功能,并对重要的控制策略和控制方式进行了阐述,该控制系统已成功运行.