液态空气储能系统低温泵水力特性研究

低温泵是液态空气储能系统释能发电的重要部件,其工作性能对系统储能效率的影响不可忽略,但已有研究关于低温泵对液态空气储能系统效率的影响规律及其在储能工况下的实际工作特性分析尚不充分。针对应用于液态空气储能系统的低温泵,搭建了水力特性测试平台,通过改变低温泵进、出口压力及电机运行频率,测试了不同工况点的水力特性,并在此基础上开展关键运行参数对低温泵性能的影响规律分析。研究结果表明:在实验涉及的工况下,降低泵入口压力、提高泵出口压力和运行频率可提高泵效率,进而提升系统储能效率;所有测试各工况中,当低温泵电机运行频率40 Hz、进口压力0.8 MPa、出口压力为2.8 MPa时,泵效率达到最大值63.7%。     

PG9351FA型燃气轮机进口可转导叶的控制

为使燃气轮机在启动时防止喘振和在联合循环运行时提高机组整体效率,在燃气轮机的压气机中设置了进口可转导叶(IGV);介绍了PG9351FA型燃气轮机IGV的工作原理,论述设置IGV的作用I、GV的控制过程及故障诊断,揭示IGV在机组不同运行工况中的运行规律,以便于分析IGV的运行状况,提高机组运行的安全性及经济性。     

GE9FA燃气轮机进气加热系统的控制

当9FA燃气轮机压气机进口温度低时,为防止压气机进口结冰和超过运行极限,9FA燃气轮机的运行范围将受到限制。为了降低排放和防止压气机进口结冰,根据压气机进口可转导叶(IGV)来控制进气加热。压气机进气加热是将部分压气机的排气循环到压气机进口。该系统有三个作用:1)防止压气机进口结冰;2)通过降低IGV角度来满足低负荷时的排放要求,降低压气机压比;3)保证压气机有足够的安全裕度。进气加热系统保证了压气机的全范围运行。     

R245fa传热性能实验研究

蒸发器和冷凝器的传热性能是影响制冷机组和双工质发电机组做功效率的关键因素,为了提高中低温余热在热泵机组和地热双工质发电系统中的利用效率,本文选用R245fa循环工质,对满液式蒸发器和冷凝器进行实验研究,分别讨论热水温度进口温度对蒸发器和冷凝器的传热系数、蒸发压力和冷凝压力的影响。研究结果表明,在工质流量和冷却水流量保持不变的条件下,蒸发器传热系数随着热水进口温度和温差的增大而减小,冷凝器的传热系数随着热水进口温度的增加先增大后减小,蒸发器传热系数可以达到2500 W/(m2·℃);蒸发器压力和汽轮机前后的压差随着热水出口温度的增加而增加,热水流量对蒸发压力和冷凝压力的变化浮动较小。     

R245fa传热性能实验

蒸发器和冷凝器的传热性能是影响制冷机组和双工质发电机组做功效率的关键因素,为了提高中低温余热在热泵机组和地热双工质发电系统中的利用效率,本文选用R245fa循环工质,对满液式蒸发器和冷凝器进行实验研究,分别讨论热水温度进口温度对蒸发器和冷凝器的传热系数、蒸发压力和冷凝压力的影响。研究结果表明,在工质流量和冷却水流量保持不变的条件下,蒸发器传热系数随着热水进口温度和温差的增大而减小,冷凝器的传热系数随着热水进口温度的增加先增大后减小,蒸发器传热系数可以达到2500 W/(m2?℃);蒸发器压力和汽轮机前后的压差随着热水出口温度的增加而增加,热水流量对蒸发压力和冷凝压力的变化浮动较小。     

制冷剂充注量对冷藏车用制冷机组性能的影响

为了研究制冷剂充注量对冷藏车用制冷机组性能的影响,在数值模拟得到的制冷剂标准充注量的基础上,试验研究制冷剂充注量对压缩机吸/排气压力、吸/排气温度、蒸发器出口过热度、冷凝器出口过冷度及制冷能力的影响。研究表明,数值模拟方法得到的制冷剂标准充注量适用于实际制冷机组。     

燃气轮机转子系统典型振动特性试验研究

搭建气体轴承支撑的微型燃气轮机发电机试验装置,试验呈现微型燃气轮机发电机气体轴承-转子系统升速过程典型区域振动特征,并基于试验数据关联分析振动参数与燃气轮机运行参数、气体轴承的关键参数之间的耦合关系,结果表明:压气机出口压力波动对转子轴向振动影响较大;微型燃气轮机转子径向振动受点火压力波动、主燃料燃烧压力波动以及压气机...     

喷射器极限工况特性实验研究

喷射器作为热驱动喷射式制冷系统的核心部件,其性能会影响整个制冷系统的运行效率。极限工况是指喷射器从可以工作状态到不能工作状态的极端工况,对该工况下喷射器的特性研究具有重要意义。本文自行设计并搭建了以R134a为制冷剂的喷射式制冷系统极限工况的实验装置,分别对引射流体质量流量为零的极限工况下不同喷射器工作流体压力及喷射器出口背压对缩放喷嘴出口背压的影响规律进行了实验研究。结果表明:极限工况下,喷嘴出口背压同时受工作流体压力和喷射器出口背压的影响,随工作流体压力升高而降低,随喷射器出口背压升高而升高。同时,得到该喷射器在工作流体压力为1.5~3.2MPa,且喷射器出口背压在0.66~0.96 MPa范围内的最低引射流体压力,为工程应用提供参考。     

应用于数据中心冷却的空气制冷循环系统性能分析

本文提出一种适用于数据中心冷却的空气制冷循环系统，采用数值模拟的方法研究了压比π、环境温度（室外环境温度Tk、室内制冷温度T0）、转动部件效率（压气机效率ηc、膨胀机效率ηt）对循环性能的影响规律及系统优化途径，并分析了由空气制冷与自然冷却组成的复合系统在典型气候区城市的适用性。结果表明：实际空气制冷循环存在最佳压比，其值介于1.5~2.0之间；循环单位制冷量、制冷性能系数COP随Tk的降低或T0的升高而增大；相比于压气机，膨胀机效率对系统性能的提升更为关键；在实际循环（ηc=ηt=0.8）的最佳压比工况下，增加回热可使制冷COP提升22%；复合系统在呼和浩特运行的AEER可达14.61，表明其在全年自然冷却时长较长的地区更具优势。     

2HP直流变频空调器制冷系统试验研究

变频空调器通过变频压缩机和节流装置对制冷系统进行能量调节,导致制冷剂流量变化而改变系统制冷量达到节能的目的;通过实验验证,当频率在20-80Hz运行时,制冷量随着频率的增大而增大,冷凝压力逐渐升高,蒸发压力逐渐降低;压缩机的排气温度变化明显,而吸气温度变化则较小。随着压缩机频率进一步升高,在100Hz运行制冷量达到最大值,但压缩机功率消耗增大,系统能效比反而偏低。变频空调器在20-80Hz运行时比较节能。     

回热器在高温气冷堆氦气透平循环中的应用

高温气冷堆相匹配的能量转换系统——氦气透平循环(布雷登循环)发电具有发电效率高、系统简单、安全可靠、经济性好等优点,是目前高温气冷堆领域的发展方向。影响布雷登循环效率的关键参数包括堆芯的进出口温度、压气机和透平的绝热效率、回热度、压比及循环系统的压力损失率。本文详细验证了回热器在高温气冷堆氦气轮机循环中的作用,并通过计算10MW高温气冷堆布雷登循环,分析这些参数对循环效率的影响。某于目前反应堆参数．给出了一组影响布雷登循环效率的参数值。     

相似理论在高温气冷堆氦气压气机中的应用

根据相似理论推导出在不同工质条件下进行压气机模化试验的决定性相似准则数并加以敏感性分析,研究发现马赫数小于0．5时,绝热指数对模拟性能试验引起的偏差很小;在几何相似的基础上,只需使流量系数φ和压头系数ψ相等就能保证运动相似,从而保证模型与原型流动相似。研究发现氦气轮机部分工况下的低雷诺数会降低压气机气动性能和稳定性。在确定了压气机模化试验参数的基础上,由氦气压气机设计工况推导出使用空气进行模拟试验时压气机的特性曲线图,为氦气压气机的试验与优化设计提供了理论依据。     

CO2制冷系统的最优高压压力研究

运用热力学模型分析气体冷却器出口温度、蒸发温度、压缩机效率、过热度和膨胀机效率等参数对最优高压压力的影响。结果表明，气体冷却器出口温度、过热度和膨胀机效率对最优高压压力的影响较为明显。最后还对几种关于CO2循环最优高压压力的关联式进行对比分析。     

可调静子间隙对压气机气动性能的影响

为避免可调静子叶片旋转时与机匣摩擦,叶片两端存在一定间隙。使用MAP进行数值模拟,以某一级半压气机作为算例,探讨轴流压气机中可调静子叶片的间隙大小对压气机整体气动性能产生的影响。数值结果显示,随着间隙增加,压气机总压比和效率下降,喘振裕度增加。     

Optimum pressure ratios for different gas turbine cycles

It is important to know the optimum pressure ratios for maximum power and efficiency of gas turbine engines. Their use would improve performance and reduce component design complexities and cost and help to select the appropriate cycle combination to meet the requirements of a specific application of the gas turbine engine,

In this work optimum pressure ratios for maximum power r wand efficiency r’l were derived for eight alternative gas turbine cycles involving intercooling, heat exchange and reheat. The independent variables were maximum cycle temperature ratio t, compressor efficiency 11e, and turbine efficiency 11t. Due to the non-linear nature of the r’l equations, a numerical technique was used for the solution.

Results show that r_w is more sensitive to changes in the operating parameters than r’l’ especially in cycles which involve heat exchange. The final decision may be a thermo-economic optimum pressure ratio for the selected cycle, which is likely to be between r_w and r’l’     

Using Turbocharger maps in gas exchange simulation and engine control units

Characterisation of turbocharger performance is important in gas exchange simulation and engine control unit calibration. Compressor and turbine performance maps are measured on a hot-gas test bed. As a result their performance maps have a large dependence on heat transfer. Gas exchange simulation software assumes adiabatic compressor and turbine maps. The direct use of measured maps leads to defective simulation results. The power balance of compressor and turbine in steady state operation leads to limited turbine performance maps. The acceleration of compressor and turbine are not covered in those maps. In gas exchange simulation the performance maps are extrapolated to cover the entire range of operation. Simulations using the extrapolated maps do not correlate with empirical results. This paper presents methods for reconciling results derived from maps with those observed in the real world over the same extrapolated operating range. The methods use existing maps without additional information to construct performance maps relevant for operation on internal combustion engines. A recipe approach for the application to measured maps is developed and applied to examples. Compared to mathematical extrapolation, the presented methods yield empirically sound extrapolations and improve the quality of gas exchange simulation results.     

Thermodynamic modelling and optimization of a dual pressure reheat combined power cycle

Heat recovery steam generator (HRSG) plays a key role on performance of combined cycle (CC). In this work, attention was focused on a dual pressure reheat (DPRH) HRSG to maximize the heat recovery and hence performance of CC. Deaerator, an essential open feed water heater in steam bottoming cycle was located to enhance the efficiency and remove the dissolved gasses in feedwater. Each of the heating section in HRSG is solved from the local flue gas condition with an aim of getting minimum possible temperature difference. For high performance, better conditions for compressor, HRSG sections, steam reheater and deaerator are developed. The CC system is optimized at a gas turbine inlet temperature of 1400°C due to the present available technology of modern gas turbine blade cooling systems. The exergetic losses in CC system are compared with each other. The present DPRH HRSG model has been compared and validated with the plant and published data.