磁流体发电通道的最优化

本文基于准一维流动模型运用近代变分法研究了磁流体发电通道的无约束最优化问题。文中以给定通道入口滞止焓和背压为端点条件,从长度给定的通道中抽取最大电功率为性能指标,运用本文所提出的最优化算法进行了小型法拉第型通道的最优化计算。得出了超音速通道为最优,在最优解附近输出电功率对通道型线的变化不太敏感等结论。本文还计算了磁场、壁温、背压、等截面段长度等参数的变化对最优通道性能的影响。文中采用的数学模型所考虑的因素比较全面,除了考虑化学反应、摩擦、散热之外,还考虑了边界层、漏电、电极电阻和有限分段等因素的影响。     

万千瓦级燃煤磁流体—蒸汽联合循环试验电站的方案计算和热力分析

本文提出了独立加热、再生加热和混合加热三种基本磁流体—蒸汽联合循环热力系统的热效率公式;建立了计及摩擦、传热和电极边界层电压降损失的法拉第发电通道一维流动模型;通过改变氧化剂的组成、预热方式和预热温度以及发电通道流动条件(不同的通道入口马赫数及等速、成速、等马赫数三种流动情况)、负载系数、磁感应强度等,在TQ-16计算机上进行了130多种以淮南煤为燃料的万千瓦级磁流体—蒸汽联合循环中试电站方案的实例计算;最后,根据计算结果,分析了某些因素对联合电站热效率的影响。     

喉部面积对盘式磁流体发电机性能影响分析

盘式磁流体发电机因其热效率高、功率密度大等优点在空间探测等领域受到了研究学者的广泛关注。在盘式通道中,喷嘴喉部对通道内等离子体具有加速和电离作用,是整个发电系统的关键部件之一。喷嘴喉部面积的变化会改变发电通道中磁流体流动特性及等离子体电离特性,进而影响发电机性能。本文通过非平衡准一维数值模拟分析了喷嘴喉部面积对盘式磁流体发电机性能影响。结果表明：适宜的喷嘴喉部面积可以使发电通道等离子体维持在较高的马赫数下,电子温度适中,电导率较高,可以提高非平衡等离子体电离的稳定性,使发电机具有更高的性能,获得高焓提取率及等熵效率。     

恒壁温下矩形微通道层流热入口段的换热特性研究

热入口段对于微通道的换热有重要影响,而雷诺数Re对层流入口段的换热影响经常被忽略.据此,采用Fluent软件计算了恒壁温热边界条件下矩形微通道的换热性能,分析比较了不同Re数和不同宽高比对努谢尔数Nu的影响.结果表明:在入口区域,Re数对局部Nu数的影响不能忽略,当Re数小于125时,局部Nu数变化尤为明显;在充分发展后,Re数对Nu数的影响消失;矩形通道宽高比对局部Nu数的影响沿流动方向逐渐增大,在充分发展时达到最大值.此外计算了各工况下矩形通道的无量纲热入口段长度,发现在宽高比为3附近时,无量纲热入口段长度出现了最大值,该结果对微通道散热器优化设计具有一定的指导意义.     

燃烧型脉冲磁流体发电机实验研究

通过对磁流体发电机用推进剂配方、发电通道以及大空间强磁场形成技术的研究,研制了燃烧型脉冲磁流体发电机样机,并测试了发电机的输出电压.实验结果表明:含硝酸铯盐复合推进剂配方可用于脉冲磁流体发电机,标准火箭发动机喷管出口燃烧产物电子密度达到1.9×1012 cm-3,比常规推进剂提高1 000倍;永磁体采用聚磁技术可实现均匀强磁场,在104mm×360mm×500mm的矩形空间内得到磁体系统的平均磁感应强度为1.24T,磁场均匀度超过95%;发电机稳定输出电压为90V,实现了推进剂化学能的转换.研究结果为高功率脉冲电源的研究提供参考.     

三角形微通道中环状冷凝过程的数值模拟

建立了三角形微通道中环状冷凝的一维稳态模型,给出了等边三角形微通道中环状冷凝过程的液相毛细半径沿轴向的变化曲线.计算发现,在等边三角形微通道中,气液界面毛细半径先沿程急剧增加,然后趋向平缓,最后再急剧上升,且毛细半径的平缓段占据了绝大部分冷凝段总长度.在接触角和通道热流密度较小或者通道水力直径和入口蒸气压力较大时,冷凝段长度较长.在冷凝过程中,流速和液相压力沿程变化剧烈.该模型较好地解释了三角形微通道环状冷凝机理,并能用于估算冷凝过程的部分参数,为进一步推导更完善的微通道冷凝模型奠定了基础.     

涡流室式柴油机连接通道流量系数的研究

本文建立了计算涡流式柴油机连接通道流量系数的热力学计算模型和二维数值计算模型.首次精确地计算出连接通道流量系数随曲轴转角的瞬时变化规律.研究和分析了通道结构参数和发动机运转因索对流量系数的影响,所建立的计算模型及其计算结果,对于改善和提高涡流室式柴油机性能,进一步提高其工作过程的计算精度具有重要意义。     

磁流体发电技术

本文给出磁流体发电的基本原理,分析研究了高温等离子和低温液态金属磁流体发电的特点,最后介绍了磁流体发电技术的推广应用.     

大型磁流体—蒸汽动力联合循环效率的计算

本文介绍了以重油和煤为燃料的大型磁流体—蒸汽发电联合循环效率的计算结果,分析了燃煤和燃重油磁流体发电的差异,并与国外有关计算进行了比较,指出用预热空气为氧化剂的百万瓩级MHD—蒸汽发电联合循环效率均可达50％以上。强调燃煤磁流体发电是大幅度提高煤利用效率的一条现实途径。     

点胶微通道结构参数对胶体挤出过程影响规律研究

针对现有研究微量点胶过程中忽略了微通道的入口形状、长度及出口内径结构参数对点胶质量影响的状况,建立了含上述微通道结构参数的微点胶过程模型,通过数值仿真研究了微通道入口收缩角、长度、出口内径对胶体微挤出过程的影响规律．结果表明,这些微通道结构参数的变化会显著地影响胶体通过微通道时的压力、流速,进而影响到周期点胶量．     

能量旁路组合发动机磁流体发电通道数值模拟

利用简化的一维低磁雷诺数下磁流体动力学方程组,对理想分段法拉第型MHD发电通道开展了数值模拟研究,分析了电磁参数和通道几何参数的变化对MHD发电通道性能的影响。结果表明:MHD发电通道能够有效减小出口气流速度,降低总温,并提取出能量,但由于电磁作用的不可逆效应以及焦耳热的产生总压有所损失。磁场强度B、电导率σ的大小,反映了通道内电磁作用强度。适度扩张型通道能够抑制出口气流速度、静温和总温,并增强电磁作用效果。要使通道出口速度减小,总温和总压降低,能量提取率增加,可以增大磁场强度B或电导率σ;反之则反向调节。     

河道汇流演算方法对比分析与研究

分别采用分段马斯京根法、反映河道断面形状和水力特性的变动参数Muskingum-Cunge(MC)演算法和Muskingum-Cunge-Todini(MCT)可变参数法对沅水流域沅陵站—王家河站河段进行河道汇流演算,探讨了具有分布式参数的演算方法在实际河道的应用效果。结果表明,分段马斯京根法、MC演算法、MCT可变参数法均较好地模拟出洪水在河道的推移与坦化,模拟精度较高,且MC演算法和MCT可变参数法的确定性系数相对分段马斯京根法精度更高且更为稳定;MC演算法和MCT可变参数法对分段马斯京根法参数特性进行了较好的改进,并且MCT可变参数法解决了MC演算法蓄量和稳态不一致的问题。总体上看,3种方法对于洪水预报具有较强的适应性和可靠性,为实时洪水预报提供了新方法。     

幂律流体平面渠道层流进口段效应的研究

推导了幂律流体在平面渠道进口段内流动的边界层动量和能量积分关系式，采用边界层的动量积分关系式的近似处理方法，对幂律流体平面渠道层流进口段长度及其进口段效应修正系数进行了理论分析与计算，得出了简便实用的计算公式，并对求出的压力降用实验进行了验证，理论分析值与实验值吻合。     

考虑热进口段时管内对流换热的熵产分析

利用热力学原理,在考虑热进口段时,分别就壁面热流恒定和壁面温度恒定两种情况,对管内对流换热进行了熵产分析。引入了熵产强度的概念,给出了对热进口段和充分发展段都适用的熵产强度计算式,讨论了由流阻引起的熵产强度和由温差引起的熵产强度及有关参数对总熵产强度的影响,并为换热器的优化设计提供理论依据。     

PEMFC中液态水沿程分布的机理研究

通过分析流道和扩散层中的压力损失,并根据理想气体状态方程,得出了沿流道方向气体总压力以及水蒸气分压力沿程分布的表达式.根据液滴生成的机理分析,得出了PEMFC阴、阳两极扩散层中液态水沿程分布的表达式.结果表明:阳极中一般很难有水生成;阴极中加湿度越大,进口压力越大,过量系数越小,液体出现的位置离进口越近,且同一位置液态水的生成速率越大,当阴极气体完全加湿时,液态水的生成速率仅与其到进口的距离、电流密度、膜中水传输系数以及流道的宽度有关,而受流道的高度、过量系数、进口压力以及温度等影响较小.     

Improvements of the Computerized Data Acquisition System for 25MWt Experimental Facility of Coal-fired MHD Generator

This paper introduces the design and development of a new computerized data acquisition system for the coal-fired magnetohydrodynamical (MHD) electrical power generation experiments. Compared to the previous system, it has a higher sampling rate and an improved simultaneity performance. It also improves the data collection method and sensor design for the measurement of Faraday voltages and Faraday currents. The system has been successfully used in many regular MHD generator tests. It provides an excellent base for the future research and development of the Coal-fired MHD electrical power generation.     

Improvements of the Computerized Data Acquisition System for 25MWt Experimental Facility of Coal-fired MHD Generator

This paper introduces the design and development of a new computerized data acquisition system for the coal-fired magnetohydrodynamical (MHD) electrical power generation experiments. Compared to the previous system, it has a higher sampling rate and an improved simultaneity performance. It also improves the data collection method and sensor design for the measurement of Faraday voltages and Faraday currents. The system has been successfully used in many regular MHD generator tests. It provides an excellent base for the future research and development of the Coal-fired MHD electrical power generation.     

武汉轻轨宗关站自动检票机数量的最优配置研究

通过对武汉轻轨宗关站高峰客流量的统计及对该站远期高峰客流量的预计,进行设计取值.根据该站的属性以及客流具体特点进行定量分析和定性判断,并进行自动检票机配置数量的初步计算.最后,综合考虑该站在设计时车站的站厅、站台、出入口通道、人行楼梯、售检票口（机）等部位的通过能力以及设计乘客具体流程得到自动售票机配置最优数量.