基于流型的小直径圆管内流动凝结换热机理

通过流型的可视化观察和传热实验 ,探讨不同管径下小直径圆管内流动凝结过程中流型的演化规律以及不同流型的凝结换热特性 .分析表明 ,随着管径的减小 ,以凝结液沿管壁周向均匀分布为主的环状流型在流型图上的面积增加 ,相应地换热温差对凝结换热数Nu的影响降低 .本研究深化了对小尺度下凝结换热机理的认识 ,为推动相关技术的进一步发展提供了理论依据     

新工科储能专业《储能与综合能源系统》的课程建设与实践

“双碳”目标背景下建设新型能源体系是保障我国能源安全的重要内容。在我国能源结构转型迫在眉睫的当下,储能科学与工程新工科专业建设应运而生。作为储能专业本科阶段的核心课程,《储能与综合能源系统》有着学科交叉、知识集成、方法融合、技术贯通等本质特征,对储能专业人才培养发挥着重要的支撑作用。本文以该门课程为例,基于华北电力大学储能专业学科建设思路和已面向两届学生开展的教学实践经验,重点阐述了该门课程的建设背景、核心特征、框架内容、特色亮点及实践经验,凝练了以“内嵌式、交互式、探究式、数字化、情景化、迭代化”为代表的课程特征,分析了课程建设目标及其达成度,为储能科学与工程专业核心课建设提供借鉴参考。     

余热电站热力计算分析及装机方案确定

纯低温余热电站实际运行工况常偏离设计工况,且运行效率低,因此进行电站装机方案的研究具有现实意义.以武钢烧结环冷机测试的热废气温度和流量为基础,通过建立以最大发电净功率为决策变量的闪蒸系统热力计算模型,编制了 VB程序,并计算了武钢3台烧结环冷机余热集成回收的电站装机容量,与工程选型设计参数吻合,验证了此方法.其研究结果提高了烧结环冷机余热电站工程可行性研究决策的速度及准确性.     

自润湿液体过冷核态沸腾射液流现象分析

对比去离子水和应用具有自润湿特性的正丁醇水溶液,进行Marangoni效应对微加热面汽泡行为影响的研究。通过高速摄像技术观测到了去离子水中的泡顶射液流和正丁醇溶液中的多射液流现象。相应的数值模拟表明,Marangoni效应引起过冷去离子水从过热表面向泡顶流动,而引起正丁醇溶液向相反方向流动,即过冷溶液流向过热表面。多射液流现象持续时间比去离子水的长,还可引起泡底微液层的瞬时紊乱现象。多射液流现象发生时,汽泡附近的温度梯度较大,而速度梯度则接近垂直于加热表面。正丁醇溶液的模拟结果与实验观测一致,表明表面张力及所引起的Marangoni效应对分析不同流体的过冷核态沸腾机理至关重要。     

混合填充复合材料热导率方程的推导

混合填充复合材料的导热特性好于单一填充。根据碳纳米管与纳米片状石墨在高分子基材中的分布形态, 将碳纳米管与纳米片状石墨的"桥状搭接"结构作为等效基材, 未搭接的"游离态"碳纳米管作为填料, 利用串并联热阻模型和Maxwell-Garnett等效介质法建立了混合填充复合材料的导热模型, 并通过数量级分析对热导率方程进行了简化。结果表明, 在混合填料质量分数不变的情况下, 等效热导率随纳米片状石墨的增多呈现先增加后减少的趋势, 表现出明显的协同效应;在质量分数配比不变的情况下, 等效热导率随混合填料的质量分数增大而增大。     

直接空冷凝汽器空气侧热流性能的跨尺度模拟

针对冬季直接空冷凝汽器的防冻工业需求,将翅片管和空冷单元这2个尺度的模型耦合起来,既考察翅片管束的整体流动换热性能,又考察直接冷却翅片管内凝结水的冲击换热特性,为确定冬季低温运行条件下空冷凝汽器管内凝结换热甚至结冰计算提供第3类热边界条件。建立了空冷单元模型和翅片管模型,然后,将三维进口风条件下的翅片管级数值模拟结果简化成输入-输出代理模型;从空冷单元系统级数值模拟中获得系统级边界-迎风面的速度分布;进而将翅片管数值模拟代理模型应用到系统边界上,得到了系统边界上翅片管冲击换热特性以及翅片管平均对流换热特性的空间分布。数值计算结果表明,冲击换热系数比平均对流换热系数大一个数量级;在迎风面上冲击换热系数和平均对流换热系数均呈现出上低下高、左右不对称的特点;冲击换热系数随着转速的下降而下降。     

导热油砂石填充床单罐斜温层同时蓄放热特性模拟

针对应用于高温储热场合的导热油砂石填充床储热,建立物理数学模型,采用数值模拟方法,重点探究在稳定热源和非稳定热源同时蓄放热工况下,蓄放热出口温度、斜温层厚度等参数。研究发现：传统蓄热罐同时蓄放热后期,换热功率较小,蓄热出口温度上升较慢;当蓄热罐内部传热工质结构相同时,净蓄放热流量越小,蓄热出口达到稳定的用时越长;同一净蓄热流量下,传统蓄热罐运行过程中斜温层厚度远远小于填充床蓄热罐运行时斜温层厚度;以热源为方波形式的周期性蓄热过程探究非稳定热源同时蓄放热。由于周期叠加性的影响,各工况每周期结束后放热出口温度上升,蓄热罐内斜温层的厚度逐渐增大,放热出口温度呈现周期性波动。     

多层高温绝热层绝热性能理论分析

绝热材料内部添加反射屏是实现高温绝热的有效方法和手段,主要通过数值模拟研究绝热材料与反射屏组成的多层绝热系统的传热特性。采用能量守恒定律和双通量方程近似法建立多层绝热系统的辐射?导热耦合换热模型,通过方程的离散化数值求解,在保证绝热层低温侧温度不变的情况下,分析反射屏发射率,反射屏数目,绝热材料消光系数,绝热材料气固耦合导热系数等参数对高温绝热层厚度的影响特性。研究结果表明,绝热材料消光系数越小,材料气固耦合导热系数越小,反射屏发射率越小,则反射屏对绝热层绝热效果的影响越显著,该文的研究对于多层高温绝热层的设计具有指导作用。     

直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策

直接空冷技术代表了未来空冷系统的发展方向,分析直接空冷系统运行中的主要问题并提出相应防治对策,对直接空冷机组安全高效运行具有重要意义。以山西平朔煤矸石发电有限公司50MW机组直接空冷系统为例,针对直接空冷系统运行中的真空泄漏,管束积灰,严寒环境下的冻裂问题,尤其是环境气温、风速、风向对空冷岛运行的影响进行了分析,重点研究了空冷岛回流率与电厂平面布局、环境风速风向的关系。结合直接空冷系统运行中出现的各种问题,提出了初步防治对策。指出通过合理的空冷散热器结构设计,优化的直接空冷电站平面布局,运行过程中针对不同环境条件的科学风量调节等措施,可有效克服直接空冷系统运行中出现的问题,从而提高机组安全经济运行水平。     

1000MW直接空冷机组汽泵冷凝采用蒸发式冷凝器的探讨

在分析蒸发式冷凝器工作原理的基础上,对1 000MW超超临界直接空冷机组汽动给水泵小汽轮机冷凝采用蒸发式冷凝器的可行性进行了系统分析,对分别采用蒸发式冷凝器和带湿冷塔的湿式循环冷却系统的用水特性及经济性进行了对比,并介绍了蒸发式冷凝器在国外火电厂的应用情况.研究表明,蒸发式冷凝器与带湿冷塔的湿式循环冷却系统相比,具有节能、节水、运行费用低和投资少等诸多优点,特别适合于强调节能和节水的空冷式发电机组汽泵的冷凝,在我国推广这项技术十分必要.该文为蒸发式冷凝器在国内火电厂中的应用推广提供参考.