风力机叶片裂纹扩展预测与疲劳损伤评价

针对风力机叶片疲劳损伤过程难以定量评价的问题,提出一种基于裂纹扩展AE信号分形特征的疲劳损伤模糊评价方法。首先用修正系数μ改进关联维数的计算式,确定32组试样所适合的修正系数和最佳嵌入维数,然后在裂纹扩展试验中将AE信号的关联维数与加载条件、裂纹结构参数等共同组成评价疲劳损伤的影响因素集合,从试样数据中在集合近似的条件下求得权重集合,最后对某风场1.5 MW的风力机叶片进行评价,为探索风力机叶片疲劳损伤状态和裂纹扩展之间的内在规律提供了一条新思路。     

纤维素酶细胞表面展示酵母菌群的构建及纤维素乙醇的发酵优化研究

利用酵母细胞表面展示技术,以酿酒酵母菌株Saccharomyces cerevisiae Y5为受体,通过a-凝集素锚定方式,将来自丝状真菌Trichoderma reesei的内切葡聚糖酶II(EGII)、纤维二糖水解酶II(CBHII)以及来自Aspergillus aculeatus的β-葡糖苷酶I(BGLI)展示在细胞表面,构建同时表达3种纤维素酶的酵母菌群系统。结果表明,固定展示在细胞表面的纤维素酶在发酵过程中可保持较好的酶活性和稳定性;同时在EGII、CBHII和BGLI协同作用下使酵母细胞能水解纤维素并产生乙醇。将重组菌株Y5/EGII、Y5/CBHII和Y5/BGLI按1∶1∶1、1∶2∶1和2∶1∶1组合为不同的实验组,发酵结果显示,组合比为2∶1∶1的实验组效果最佳,最高乙醇浓度达到0.76 g/L,乙醇产量为0.33 g/g,相当于理论值的64.9%。     

低流速潮流能捕获系统叶轮的研究

提出一种低流速下总体发电量高的潮流能捕获系统,以实现深水网箱的能量自给。建立一个潮流半月周期内叶轮的总体发电量数学模型,对S型和H型2种不同叶轮的性能进行分析比较,得出S型叶轮在潮流流速较低时能自启动且总发电量较高;并对该叶轮结构参数进行优化,提高其在低流速时的功率系数。试验结果表明,该种潮流能发电装置能充分利用低流速潮流能为深水网箱供给能量,具有良好的使用效益。     

基于层次分析法的生物质直燃发电生命周期评价

利用生命周期评价(LCA)和层次分析法(AHP),从全球性、区域性、局地性视角分析生物质直燃发电(BCP)系统的环境影响,获得表征环境影响、资源消耗以及二者综合影响的评价指标,并与燃煤发电系统进行比较分析。结果表明:全球性视角下环境负荷最大;光化学污染是最主要的环境影响类型;生物质发电和生长阶段是环境影响最主要的两个阶段;当发电效率由15%提高到35%时,综合环境影响指标下降57%;与带脱硫脱硝装置的超超临界燃煤发电机组(USC-De S-De N)相比,发电效率为25%的BCP全球变暖降低87.18%,资源消耗指标降低60.7%,综合影响指标降低13.27%。     

浮萍生物质灰分的特性分析

利用低温成灰的方法对两种浮萍(紫萍和青萍)进行灰化,测定灰分含量,通过SEM/EDS分析、X射线衍射分析和TGA/DSC分析实验对两种灰分的形貌、成分、热活动等进行对比研究。结果显示:浮萍灰分中碱金属、碱土金属和氯含量高,硅含量低。灰分中KCl含量大,在温度升高时挥发量大,灰分的积灰结渣倾向严重。对于两种浮萍而言,紫萍的积灰结渣倾向重于青萍。这些结果表明在浮萍生物质燃烧和气化利用中应重视碱金属挥发和熔化所带来的积灰结渣问题。     

准单晶硅铸锭过程中固液相变界面形状的控制

对太阳电池用准单晶硅铸锭过程中的化料、长晶阶段进行数值模拟和实验对比分析,研究不同炉体局部结构下的种晶熔化界面形状和晶体生长界面形状,从传热学的角度揭示优化控制各阶段界面形状的机理。研究结果表明:在准单晶硅铸锭的熔化及长晶阶段,均可通过调整铸锭炉内局部挡板的位置改变热量的传输方向,从而在有效保存种晶的同时提供良好的初始长晶界面形状,减小长晶过程中坩埚壁面附近的界面凹度,抑制此处多晶向铸锭中部生长。     

太阳能热利用中相变蓄热装置优化设计研究

为提高太阳能水源热泵的光热利用效率,以非直膨式太阳能热泵系统为研究对象,从系统角度出发通过Fluent模拟和实验研究的方法,对相变蓄热装置中相变材料的选择、蓄热单元及均流孔板在水箱中的布置方式进行模拟分析与实验验证。实验结果表明:增加相变蓄热装置后太阳能供暖系统的集热效率由64%提高到94%,COP由2.32提高到6.18。     

风力机传动链扭转振动无源控制

以永磁同步风力发电系统为研究对象,研究基于其端口受控的哈密尔顿(PCH)模型的传动链扭转振动无源性控制(PBC)问题。首先,建立传动链的两质量块模型,并将其转化为能反映系统物理结构特性的PCH模型。然后,从系统能量角度出发,基于传动链的PCH模型,设计结构简单,调整参数物理意义明确的无源控制器。最后,在Matlab平台上进行无源控制策略与PID控制策略的仿真对比,仿真结果表明所提出的无源控制策略不仅能有效降低传动链的疲劳载荷,抑制扭转振动,还能提高输出功率的品质,且比PID控制策略有更好的控制效果。     

ZnWO4薄膜的制备及其在染料敏化太阳电池中的光电性能

采用浸渍-提拉法制备ZnWO_4薄膜,研究其在染料敏化太阳电池(DSSCs)中的光电性能。使用XRD、SEM、UV-vis、EIS及I-V对Zn WO4薄膜的结构及光电性能进行表征。结果表明:制备的ZnWO_4薄膜具有较好的结晶性能,属黑钨矿型结构;薄膜颗粒均匀;为直接带隙半导体材料,带隙为2.85eV;由ZnWO_4薄膜组装的DSSCs的短路电流密度、开路电压及光电转换效率的值分别为0.15mA/cm~2、627mV及0.038%。