水平轴风力机多机组阵列的数值模拟

利用FLUENT软件对4台额定功率为1.2 MW的水平轴风力机分别在顺列和错列布置方式下及不同入流角情况下进行数值模拟,结合叶轮尾流理论分析转动叶片与塔架之间以及上游两机组间的尾流相互干扰对下游风力机输出功率的影响。结果表明:多机组风力机错列布置时上游风力机尾流对下游风力机功率的输出影响更小。在错列布置中,入流角为15°时上游风力机尾流对下游风力机的影响最小,同时下游风力机的输出功率较大,与其额定功率相比相对误差较小。合理的偏航角有利于下游风力机输出功率的提高,即提高整个风场效率。     

双风力机风向变化时尾流及阵列数值研究

为有效利用风力资源和土地资源,使风力机间的尾流影响降到最低,采用Fluent 6.3软件,对不同排列情况下固定距离的两台风力机进行了数值模拟,通过比较单机风力机及不同角度布置下两台风力机的输出功率和流场分布,对风力机间相互影响造成的功率损失进行了分析.结果表明：运行中的风力机相互之间存在尾流互扰现象,导致下风向风力机功率损失;串列布置时,下风向风力机叶轮对上风向转子的发散状尾流具有收敛作用,由于受其尾流影响,功率明显降低;随着风向发生变化,下风向风力机移出上风向风力机转子尾流阴影,其功率逐渐增加,所以机组间距离须与当地盛行风向变化范围成正比.     

风力机垂直交错对下游风力机性能的影响研究

为降低上游风力机尾流的影响、优化风场布置,在两台串联的NERL 5 MW水平轴风力机中间安装1台小型的垂直轴风力机,形成垂直交错风场。采用FLUENT软件对串联风场和垂直交错风场进行数值模拟,对比两种风场的输出功率与流动特性。同时,改变垂直轴风力机的安装位置,分析其与下游风力机的距离对垂直交错风场的影响。结果表明：当风力机串联布置且为标准间距7D(D为风轮直径)时,下游风力机受上游风力机尾流影响仍然很大,输出功率下降57.1%;串联风场中加入垂直轴风力机加快了相应垂直交错风场尾流的恢复,提高了下游风力机的输出功率;垂直交错风场中垂直轴风力机安装距离为1D～6D时,可以在上游风力机功率变化不明显的情况下提高下游风力机的输出功率;当安装距离为6D时,下游风力机提高功率最高,比串联风场增加了40.1%。     

风向变化对风力机尾流影响的数值分析

为了探究风向变化对风力机尾流的影响,选取NREL 5MW风力机建立模型,采用Fluent软件在额定工况下对单台风力机及风向变化时的2台风力机进行数值模拟,并对比其输出功率及尾流的流动情况.结果表明:当风向变化角为0°,即串列排布时,上游风力机对下游风力机的影响很大;随着风向变化角由5°增大到10°,上游风力机对下游风力机的影响逐渐减小,下游风力机的功率减小率由7.53%减小到4.24%,输出功率明显增加,可见风向变化对风力机尾流有影响.     

不同串列布置间距下2 MW风力机尾流的研究

为合理利用有限的土地资源,提高整个风电场的发电效率,采用FLUENT软件对在不同串列布置间距下的风力机尾流的相互影响情况进行了仿真研究。结果表明:随着风轮间距的增加,下游风轮风速逐渐增大并向着来流风速值靠近,功率损失逐渐减小,上游风轮的尾流对下游风轮产生的扰动作用逐渐减弱;但是风轮间距为10D时,下游风轮已基本摆脱了上游风轮的强尾流区,此后尾流速度变化缓慢。因此,在风电场布局时应合理选择风力机间距。     

水平轴潮流水轮机转轮尾流特性数值分析

针对潮流水轮机转轮尾流对机组之间水力性能的干扰问题,利用CFD分析软件Fluent对单个水平轴潮流水轮机转轮模型和10倍转轮直径间距下的两台机组模型在额定流速条件下进行三维流场的数值模拟。结果表明,在水轮机转轮旋转平面内不同半径位置处的尾流流速恢复情况明显不同,离旋转轴线越远,尾流流速恢复越快,其流速亏损也越少;当水轮机组之间串列布置,且来流方向与旋转平面垂直情况下,下游机组运行受上游机组转轮的尾流影响较大,应尽量避免该布置方式。     

前后风力机尾流干扰实验分析及混合尾流模型验证

为研究两台水平轴风力机在不同排布下尾流的相互影响,开展两台风力机串联和错列工况下的尾流速度风洞测量实验。实验结果表明：对相同来流情况,风力机不同排布下混合尾流的尾流膨胀速率相同;串联风力机的轴向间距小于6倍风轮直径时,其混合尾流比单台风力机尾流恢复快。另外,对已有尾流模型的叠加方法（速度亏损平方和法）进行了验证。结果显示基于Park-polynomial模型和Park-Gauss模型得到的叠加尾流在距下游风力机3.5倍风轮直径的截面与测量值吻合良好。之后的截面高估了尾流的速度亏损。该研究为发展更准确的尾迹模型提供了风洞测量数据,对风电场内风力机排布优化有一定的工程意义。     

偏航尾迹特性及对下游风力机的影响研究

通过非定常CFD方法模拟在大气边界层影响下2台串列布置的全尺寸5 MW风力机组,研究使用尾迹的偏移效应及其对下游风力机的影响。结果表明:上游风力机偏航30°可有效提高风场全局发电量;速度场分析显示偏航风力机的尾迹在传播过程中逐渐扭曲,尽管尾迹中心偏移距离与经验模型吻合,但功率曲线表明该尾迹经验模型或低估了偏航尾迹对下游风力机的影响。     

水平轴风力机组尾迹偏移控制策略研究

风场上游风力机的尾迹不仅导致下游风力机功率显著降低,且易引起疲劳载荷等结构问题。故通过CFD模拟两台5 MW风力机串列布置的风场,在考虑大气边界层环境的情况下,使用不同控制方法改变尾迹流向,使其偏离下游风力机风轮中心位置以提高风场总输出功率。结果表明:对上游风力机使用基于偏航和仰角的控制策略时尾迹偏移效果显著,尽管上游风力机的功率有所降低,但下游风力机输出功率增加,使得风场输出总功率得以提高;锥角控制的效果相反,增大锥角时尾迹并未产生明显的偏移而尾迹范围却扩大,导致风场总输出功率降低。     

串列不等直径水平轴风力机气动性能研究

为研究上游风力机叶轮直径增大和轮毂高度抬升对下游风力机气动性能影响,采用计算流体力学方法对串列水平轴风力机三维流场进行模拟,以揭示上游风力机叶轮尺寸增大和轮毂高度抬升对下游风力机气动性能影响规律。研究结果表明：增大上游风力机叶轮直径,会削减下游临近机组输出功率,增加机组在低频,1倍、2倍、3倍轴频推力脉动,增大机组疲劳载荷;随着风力机间距的增加,增大叶轮直径对12D范围外机组输出功率影响可忽略不计,但机组疲劳载荷在低频和1倍轴频仍有明显的增大。抬高上游机组轮毂高度,机组较近时,可使下游风力机避开一部分尾流,显著提高下游风力机的输出功率,但也会使风力机叶轮在旋转一周过程中产生较大的叶片推力脉动;当风力机间距较远时,抬高塔架高度有利于尾流恢复,进而提高下游机组输出功率,降低机组疲劳载荷。     

煤粉切圆燃烧П型布置锅炉屏式过热器热力不均匀分析与优化布置

基于对煤粉切圆燃烧П型布置锅炉屏式过热器烟气侧热力不均匀特性举例分析,以及对现有减轻屏式过热器热偏差技术措施的总结,给出了解决煤粉切圆燃烧П型布置锅炉前屏过热器与后屏过热器各屏间热偏差的方法,利用结构不均、水力不均和热力不均相互匹配的方法给出了前屏过热器与后屏过热器的优化布置方案,对减轻煤粉切圆燃烧П型布置锅炉屏式过热器热偏差有参考价值。     

Unit-response function for ground heat exchanger with parallel,series or mixed borehole arrangement

A novel approach is presented that allows to predict fluid temperatures entering a Ground Heat Exchanger (GHE) for parallel, series and mixed arrangements of boreholes. The method determines at each time step the heat transfer rates occurring at each borehole so as to reproduce the fluid temperature at the GHE inlet for a specific borehole arrangement. The analytical finite line source model is used to compute the borehole wall temperatures, whereas the fluid temperatures are assumed to vary linearly along the pipes. The method requires to solve a linear system of equations at a small number of time steps. The different systems of equations for each arrangement are determined. A comprehensive 3D finite element numerical model shows good agreement with the computed fluid temperatures. The proposed approach is computationally very efficient. The fluid temperature unit response function can be convolved with any desired heat load to estimate fluid temperatures at the GHE inlet for a wide variety of scenarios.     

上海锅炉厂有限公司超(超)临界锅炉主要技术特点

详尽介绍了上海锅炉厂有限公司超临界以上容量等级锅炉的产品技术特点.主要包括已经投入运行的600 Mw～1000 MW超(超)临界锅炉和新开发的700～800 MW和1200 MW超(超)临界锅炉,并介绍了超(超)临界锅炉的运行业绩.     

顺排与叉排套片式换热器的热力性能对比研究

套片式换热器的管束排列形式一般都是叉排,顺排非常少见。由于顺排形式的套片式换热器通常比叉排的流动阻力更小,因而对一些流动阻力有限制的场合,可以考虑使用顺排形式的套片式换热器。为论证这一点,对某种结构形式的顺排套片式换热器和叉排套片式换热器的热力性能进行了对比研究。为便于对比、分析,两个换热器试件的纵向管间距及管排数设计成相等。结果显示:两个试件的热力性能非常接近。分析表明,在某些应用场合,套片式换热器排列成顺排是更合适的选择。图7参6     

基于蛇形分布式新型光纤布型设计的堤防浸润线定位

针对传统直线形光纤布型无法满足水利工程中浸润线测量要求的问题,根据测温光纤测点定位特点,设计并制作了一种蛇形分布式浸润线监测的新型光纤,以提高其定位精度。通过水深测量试验进行堤防浸润线定位,计算水深与实际水深对比结果表明,光纤新布型定位具有较高精度。研究成果可为工程应用提供参考。     

优化设计在城市轨道车辆设备布置中的应用

以大连城市快速轨道 3号线车辆动车为例 ,介绍了用优化的方法进行城市轨道车辆设备重量分配的计算 ,包括设计变量的选择 ,约束条件的确定及目标函数数学模型的建立     

一种新颖的检修用顶轴装置

汽轮机组小修时，要对推力轴承瓦块进行研磨检修，为此需推动转轴向移动，这是一项很困难的操作。为了解决这一困难，研究出了一种新颖的顶轴装置，投入使用，效果良好。     

Identification and analysis of local and regional impacts from the introduction of biodiesel production in the state of Piauí

The recent moves towards the insertion of biofuels in the energy matrix of a number of countries are opening new prospects for agricultural production and for agroindustrial chains. The emergence of this new productive base raises new research issues: in what circumstances are the structuring, organization and implementation of these biodiesel productive chains taking place in Brazil? What are the effects of biodiesel production on local economies? Hence, the central objective of this study is identifying their economic and social impacts at the regions where they are installed. The analytical structure was constructed based on theories of regional and spatial economy: location coefficient, shift–share, theories of industrial location. A preliminary analysis identified that a biodiesel productive arrangement is emerging in the State of Piauí, Northeastern Brazil, with the purpose of stimulating regional development using alternative oil-bearing crops. However, the agricultural project in the town of Canto do Buriti/PI has faced problems of both a cultural and productive nature. Preliminary findings reveal productive, organizational, managerial and governance related difficulties and challenges that need to be faced when establishing a new productive base in a location that up to that point lacks a productive tradition.     

Generation characteristics of 100 kW PV system with various tilt angle and direction arrays

We report analysis about generation data of a 100 kW PV system. The system consists of seven polycrystalline silicon arrays and three thin-film arrays. The rated power of each array is 10 kW. Thin-film is made of tandem structure comprising amorphous silicon and microcrystalline silicon. For each array, tilt angles are arranged in 10°, 20° or 30°. And directions are facing due south, south-south east 30° and south-south west 30°.We have been analyzing generation data of the system since 2007 to understand the influence of system arrangement. The knowledge we have got until now is below.

(a)

Seasonal annealing occurs in thin-film arrays because thin-film cells contain amorphous silicon. Thus, theoretically, as for reduction of conversion efficiency in high temperature season, reduction of thin-film arrays is smaller than polycrystalline’s. We analyzed the ratio of seasonal generation energy (kWh) by using measured data of the system. Generation energy ratio in summer of thin-film is larger than polycrystalline’s. This is same trend as the theory.

(b)

There is a simulated data of solar irradiation that had been calculated by using meteorological data of 30 years. According to this simulated data, optimum condition of the system is arranged in tilt angle of 28.4° and facing due south. (The system is situated at latitude 33° north.) And simulation data shows that yearly irradiation decreases as tilt angle and direction become far from optimum condition. We analyzed yearly generation energy of each array in the system. Each array’s reduction percentages of generated energy from optimum condition were smaller than simulation value.

     

中小型循环流化床锅炉二次风的布置

根据中小型循环流化床锅炉的设计经验和锅炉的燃烧特点，对锅炉的二次风布置作了详细阐述。