进水流量对新型储热水箱分层特性影响的实验研究

储热水箱被广泛使用在太阳能集热系统以及家用电加热热水器中,是决定集热系统和热水器性能的关键因素之一,储热水箱分层效果越好,越能提高集热系统效率及热水器的热水出水量。本文设计了一种新型均流器,安装在圆柱形储热水箱底部,并搭建了一套储热水箱分层特性测试实验台。在初始水温50℃、进水温度20℃的工况下,分析对比了3组不同流量(0.69L/min、2.14L/min、6.17L/min)时储热水箱的分层特性,结果显示,大流量比小流量温度曲线的斜率更大,温度下降速度更快。同时,基于热力学定律,分别计算了3组流量水箱的取出效率、用能效率、出于能量品质的考虑而采用的(火用)效率,在流量为0.69L/min、2.14L/min、6.17L/min时的取出效率分别为91.8%、95.7%、94.3%,用能效率分别为96.6%、98.6%、97.5%、(火用)效率分别为78.5%、83.1%、77.0%。     

家用储热水箱牺牲阳极寿命的分析研究

本文基于水质电阻率、牺牲镁阳极棒发生电流的计算公式,推导出采用镁棒质量、镁棒直径、电位差、水质TDS(溶解性总固体)、水温等5个易获得的参数进行镁棒寿命的快速计算公式,分析得出水质TDS、水温、镁棒结构对镁棒使用寿命的影响关系。以具体示例计算得出水质TDS、水温、镁棒直径对镁棒使用寿命的影响数值,并给出在极限使用条件下,可以采用加配分压电阻和增加镁棒配重的方式提升镁棒使用寿命,确保镁棒使用寿命满足基本维保时间要求。     

相变材料三水醋酸钠储热性能实验研究

以三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2O)为相变储热基材,添加各种不同成核剂和增稠剂,比较它们的效果,寻求储热性能优越的组合配方.实验表明:对于同一成核剂,随添加量的增加,CH3COONa·3H2O的过冷度有增大的倾向.在10 g CH3COONa·3H2O中添加0.05 g的Na2HPO4·12H2O,抑制过冷的效...     

能量利用系统的能量流结构——能量、、(火无)新概念

认为火用是系统和环境构成的不平衡复合系统作功能力的衡量,重新表述了火用概念,论证了火用不是严格意义上系统的状态参数。指出环境能量在任何情况下都不能用于作功的传统观点是违背热力学第二定律的,能量利用的实质是利用系统和环境之间非平衡推动力引发的动态能量流,它包含可转化能量的多少与能量流的方向无关,无论来自系统还是环境的能量都可被转化。文中给出的能量、火用、火无新概念严格遵守热力学第二定律,克服了Rant Z.定义的局限性,对进一步改进火用分析方法促进用能过程热力学的发展有积极意义。     

(火用)方法在垃圾气化剂选取中的应用

对于垃圾气化的转换效率,传统上采用冷煤气效率来表示,采用(火用)方法并提出了(火用)效率和累积(火用)效率。根据冷煤气效率、(火用)效率和累积(火用)效率对垃圾气化的3种气化剂进行比较,发现依照3种效率选取的最佳气化剂不尽相同。分析可得:(火用)方法要比传统方法更全面更具实践价值,(火用)效率和累积(火用)效率强调了合成气焓(火用)的利用潜力。由于累积(火用)效率兼顾到了气化剂获取的能耗成本,从而可为气化剂的科学选取提供依据。     

能量利用系统的能量流结构--能量、(火用)、(火无)新概念

认为火用是系统和环境构成的不平衡复合系统作功能力的衡量,重新表述了火用概念,论证了(火用)不是严格意义上系统的状态参数.指出环境能量在任何情况下都不能用于作功的传统观点是违背热力学第二定律的,能量利用的实质是利用系统和环境之间非平衡推动力引发的动态能量流, 它包含可转化能量的多少与能量流的方向无关,无论来自系统还是环境的能量都可被转化.文中给出的能量、(火用)、(火无)新概念严格遵守热力学第二定律,克服了Rant Z.定义的局限性,对进一步改进(火用)分析方法促进用能过程热力学的发展有积极意义.     

有机朗肯循环膨胀机入口过热度实验

在给定热源条件下,探讨有机朗肯循环(ORC)膨胀机入口过热度对膨胀机性能和ORC系统性能的影响。建立了带前置泵的ORC实验系统,采用涡旋式膨胀机,R123为工质,在140℃热源下进行实验。通过改变膨胀机转矩调节系统蒸发压力,从而实现对膨胀机入口过热度的调节。实验获得最大膨胀机轴功和膨胀机实际运行效率分别为2.35kW和59.7%;ORC系统净输出功、热效率和(火用)效率分别为1.75kW、5.3%和21.8%。分析表明,随着膨胀机入口过热度递减,膨胀机机械效率递增,膨胀机等熵效率递减,膨胀机轴功和实际运行效率呈先增后减的变化趋势。膨胀机入口过热度为20℃左右时,有最大膨胀机轴功、最大系统净输出功、最高系统热效率和最高系统(火用)效率。此外,过热度影响系统的损失分布,随着膨胀机入口过热度减小,膨胀机(火用)损呈先增后减变化。     

纳米颗粒强化传热的多级潜热储热器性能评价

利用潜热储热(latent heat thermal energy storage,LHTES)系统能够缓解能源供需不匹配的问题。本文设计一种垂直管壳式LHTES储热单元,多级填充熔点为35℃、42℃和50℃的相变材料(phase change material,PCM),Al2O3纳米颗粒分别添加至PCM和换热流体中强化传热。对比多级与单级LHTES储热单元的储热及储(火用)性能;提出考虑复合PCM体积和储热时间的储热储(火用)密度评价标准,分析不同纳米颗粒体积分数(1%、3%、5%、7%、9%、11%)对多级储热单元性能的影响。结果表明：相同工况下,相较于单级填充熔点50℃复合PCM的储热单元,多级复合PCM的使用可将储热时间缩短29.81%,且多级储热单元同时表现出较高的储热量和储(火用)量;纳米颗粒体积分数从1%增加至11%时,多级储热单元的储热速率提高21.31%,储热密度增大15.61%,而储(火用)密度在体积分数为7%时达到最大值3086J/(m³·s)后逐渐降低。综合考虑复合PCM体积、储热时间以及总储热和储(火用)量,填充纳米颗粒体积分数为7%的...     

直接接触式膜蒸馏不同操作温度下的能耗分析研究

膜蒸馏(MD)过程伴随相变,能量利用效率是决定其是否具有竞争力的重要因素.考察了直接接触式膜蒸馏(DCMD)法海水淡化过程中操作温度对跨膜通量和(火用)效率的影响,计算和分析了不同操作温度下的系统(火用)损失和(火用)效率.结果表明,膜透过侧冷却至常温以下时,冷却部分的(火用)损失较大,占总能耗的35%以上;料液侧温度...     

不同工况下间接式蓄热器性能的实验研究及分析

当前对于相变蓄热器性能的评价指标主要是蓄放热时间,比较单一,不能全面准确地评价蓄热器性能。本文设计了一种以赤藻糖醇作为相变材料的间接式蓄热器,并通过铜管外加双直肋的手段强化传热。在相变材料内部以及进出口设有热电偶,利用控制变量法,通过改变进口油温以及导热油流量来观测不同工况下蓄热器内部温度的变化以及进出口油温的变化,对不同工况下蓄热器的蓄热效率、放热稳定性进行了分析。为了对蓄热器的充放热性能作出更加全面的评价,对蓄热器进行了 分析。结果表明:在流量不变的情况下,随着温度的升高,蓄热效率基本相同,放热稳定性基本一致, 效率增加;在温度不变的情况下,随着流量的增加,蓄热效率降低,放热稳定性减弱, 效率降低。     

温度分层对小型熔盐单罐释热过程影响

为了探究温度分层对小型熔盐单罐释热过程的影响,对释热前单罐内熔盐有、无温度分层两种工况下的释热过程进行了实验研究。通过对隔板内外侧熔盐温度、换热器出口处水温、释热过程累积释热效率等参数进行分析发现：释热过程中维持熔盐稳定的温度分层是提高单罐释热效率的关键因素,而浸没式换热器取热时产生的扰动会破坏熔盐温度分层,影响释热效率,需要对其进行优化。研究结果为内置浸没式换热器的小型熔盐单罐系统的优化提供了有效依据。     

浅谈液氯储槽的设计

介绍了液氯储槽的典型结构,分析了设计和制造过程中的难点和要点,有针对性地提出了在设计过程中需要特殊对待的各项要求,对类似的压力容器的设计和制造具有参考价值。     

板式换热器及其热力系统的运行特性和高级分析

针对不同换热设备组合之间以及换热设备在系统中的分布情况进行了研究,建立了高级分析模型,将换热设备与系统的损进一步分割成不可避免性部分和可避免性部分,计算相应的损失和效率,确定换热设备与系统中能量损失的主要部位,并在有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）系统试验台中进行验证,为换热设备及其热力系统的运行优化提供科学依据。结果表明,不同的换热面积对换热设备的能效有着非常大的影响,同时常规分析和高级分析提出了不同的系统优化次序。高级分析表明,蒸发器可避免损占蒸发器损的41.2%～60.0%,冷凝器可避免损占冷凝器总损最高可达91%～97%,整个ORC系统有52.5%～66.3%的损可以避免,有很大的改造潜力,且发现不合理设计的管道也会影响ORC系统性能。     

流体参数与隔板结构对太阳能蓄热水箱性能的综合影响

为了探寻综合性能最优的蓄热水箱结构,以半球形顶圆柱体水箱为研究对象,通过改变内置水平隔板上开孔的面积、数量及位置,得到13种不同的隔板结构,数值分析了不同冷水入口流速对水箱内温度场和流场的影响特征。结果表明：水箱内置隔板上的不同开孔方式对冷热水混合过程的抑制效果存在差异,本文开孔方式2对用户侧用水量变化的适应性较强。隔板开孔面积不变,增大冷水入口流速或增加开孔数量均能有效提高水箱蓄热量;冷水入口流速不变,在较小的总开孔面积条件下减小各小孔定位圆直径可有效提高水箱蓄热量,6^#水箱蓄热量最大。过高、过低的冷水入口流速均不利于形成良好的温度分层,11^#水箱的温度分层效果最佳。     

Experimental study on the effect of lateral concentrated smoke extraction on smoke stratification in the longitudinal ventilated tunnel

Smoke is the main cause of death in tunnel fires. It is one of the important measures to maintain smoke stratification in the early stage of tunnel fire. This article focused on experimentally studying the combined effect of lateral concentrated smoke extraction and longitudinal ventilation on the smoke stratification, which never be revealed before. The velocity of the smoke layer and air layer, vertical temperature distribution, and the flow patterns of the smoke were measured. It was found that the longitudinal ventilation and lateral concentrated smoke extraction would affect the flow of the smoke and change the shear velocity between the smoke layer and air layer, then, the patterns of the smoke layer will be affected. And the flow patterns with Froude (Fr) number can be classified into three categories: (a)Fr < 0.6 , with stable smoke stratification; (b) 0.6 < Fr < 0.85 , with a stable smoke stratification but the blurring interface; and (c) Fr > 0.85 , the smoke layer is completely unstable. The result can provide a reference for ventilation design of immersed tube tunnels.     

石化中间储罐挥发性有机物排放特征与反应活性

中间储罐是石化企业的主要挥发性有机物(VOCs)排放源,对大气环境产生重要影响。本文对我国某石化企业炼化中间产物、污油、石化中间产物等中间储罐大呼吸过程进行了采样监测,分析了VOCs排放特征并建立了有机污染物图谱。基于OH自由基损失速率和最大增量反应活性法,分别量化了大呼吸过程大气反应活性和臭氧生成潜势(OFP)。结果表明,中间储罐大呼吸过程VOCs浓度高达数万毫克每立方米,单位体积物料周转量VOCs排放强度达到0.55～71.3g/m³。不同储罐排放特征差异大,炼化中间产物及污油储罐VOCs组成以烷烃为主,石化中间产物储罐VOCs以烯烃和芳香烃为主;C₃～C₇烷烃、C₃～C₄烯烃、苯、甲苯和丙酮等是首要污染物。中间储罐大呼吸损耗气具有较高大气光化学反应活性和臭氧生成潜势(OFP),OH自由基损失速率常数接近1.43×10⁴～2.37×10⁶s^-1,OFP达到2.84×10⁵～7.53×10...     

不同外绕盘管结构热泵热水器蓄能与用能性能分析

家用空气源热泵热水器能够高效制取生活热水,优化其冷凝盘管外绕结构设计,可以进一步提高系统运行性能。本文提出了外绕变间距盘管结构形式,通过建立MATLAB热泵模型与水箱CFD模型,联立形成耦合模拟模型,经实验验证耦合模型的准确性后,模拟研究了外绕等/变间距盘管结构对热泵热水器蓄能与用能性能的影响。结果显示,与外绕等间距盘管结构相比,变间距盘管结构蓄能过程中的平均传热系数、性能系数（COP）分别提高了21.91%、10.75%,热水温度分布更加均匀,用能过程中的平均传热系数和COP比等间距盘管稍高,热水输出率、释能效率分别提高了7.69%、8.53%,水箱输出的热水温度品质得到改善。本文为对冷凝盘管外绕形式的优化设计提供了方向和指导。     

连续逆流提取氢化可的松的实验研究

首先对以乙酸丁酯为萃取剂从发酵液中萃取氢化可的松的液液平衡数据进行了测定,并在此基础上进行了多级逆流模拟试验和单级试验,最后以五级混合澄清槽为萃取设备,进行了连续逆流萃取试验。在选定的实验条件下,氢化可的松的萃取率可以达到98.7%,乙酸丁酯的消耗量相比现行的错流萃取工艺下降了50%。