太阳能海水淡化实验系统的热经济分析

本文对太阳能海水淡化实验系统还进行了热经济学分析。在确定了淡水单价的基础上,以年度化热经济成本最小为目标函数,分析了年度化热经济成本与闪蒸压力、蒸发压力和最高海水温度的关系。     

太阳能直热式海水淡化系统热经济孤立化研究

 为了提高直热式太阳能海水淡化系统的设计与操作,运用热经济孤立化方法,对直热式太阳能海水淡化系统进行分析,获得了系统最优化操作参数。同时讨论了设备使用年限、最高海水温度、进料海水单价对年度化费用的影响。结果表明：当拉格朗日乘子分别为￥4.85/kJ、￥0.59/kJ、￥0.40/kJ、￥0.19/kJ时,系统实现热经济孤立化。此时,闪蒸温度为58.6 ℃,蒸发温度为35 ℃时,年度化费用为￥4 332.81/a。年度化费用随设备使用年限的增加而减小,随最高海水温度的升高而降低,随进料海水单价的升高而增加。     

多级闪蒸海水淡化系统的优化设计

在考虑盐水温度、质量浓度等物性参数的基础上,对多级闪蒸海水淡化系统进行了优化设计,建立了严格的数学模型.引入了热回收段级数、热排放段级数和盐水循环比3个变量,以年度费用最小为目标函数,运用混合遗传算法进行求解,并给出了1个算例分析.     

燃气机热泵系统的制冷性能

对燃气发动机驱动的空气．水热泵系统进行了制冷性能的实验研究．在充分回收发动机余热的情况下,在大范围工况下对影响系统性能的几个重要因素即蒸发器进水温度、蒸发器进水流量、燃气发动机转速以及环境温度等进行了实验研究．结果表明：环境温度31．2℃,蒸发器进水温度由12℃升高到23℃时,室内侧制冷量增加20．4％,系统一次能源利用率提高13.2％;另一方面,当发动机转速由1300dmin升高到190Cr／min时,系统一次能源利用率先增加15．2％,而后降低7．5％,在1600r／min出现峰值．最后获得燃气机热泵系统制冷的最优工况．     

新型环保制冷剂系统性能研究

为得到制冷系统不同参数以及回热器对新型环保制冷剂R1234yf,R1234ze,R152a,R448A,R290,R600a系统性能的影响,基于VapCyc建立有/无回热器两套仿真模型,并且通过试验验证了模型的正确性.仿真得到了分别选用上述6种制冷剂时,系统制冷量及制冷系数COP随过热度、环境温度、压缩机转速、冷凝器侧风量、蒸发器侧风量的变化规律.结果表明:制冷量随过热度、外界环境温度的升高而减小,随压缩机转速、冷凝器侧风量、蒸发器侧风量的增大而变大;COP随过热度、外界环境温度、冷凝器侧风量的增大而降低;随压缩机转速、蒸发器侧风量的增大而升高;相同工况下,制冷量的大小顺序为R448A, R290, R152a,R1234yf, R1234ze,R600a,COP大小顺序为R600a,R1234ze, R152a,R1234yf,R290, R448A;对于上述6种制冷剂系统,增加回热器对系统性能均是有益的,且系统制冷量及COP平均提高了10%,6%左右,并且对R600a系统性能提高最为有利.     

变冷凝工况地热有机朗肯循环发电系统

针对有机朗肯循环发电系统中冷凝介质温度随环境温度变化而变化,地热源载热流体参数恒定的问题,采用EES软件计算分析了饱和有机朗肯循环发电系统在使用工质R245fa和R601a时输出净功随冷凝介质温度变化的规律,同时分析了膨胀机最佳入口温度、膨胀比和工质流量3个主要参数的变化。结果表明：当地热流体温度为130 ℃,冷凝介质温度从30 ℃降到0 ℃时,有机工质在膨胀机入口的最佳温度升高且波动幅度达15 ℃,同时系统净输出功增长达120%;工质质量流量增加超过30%,膨胀比增大约2倍。     

太阳能冷管晚间吸附制冷的数值模拟与实验

基于太阳能冷管运行机理和内部能量转换过程，建立了太阳能冷管晚间吸冷过程的数学模型．对模型求解得出吸附床径向中点温度、中芯管壁温度、蒸发器壁面温度和制冷剂蒸发速率随时间变化关系，并搭建了太阳能冷管运行的实验测量装置．在环境温度为36～28℃、冷管周围风速0．5m／s条件下，太阳能冷管可持续制冷13h，冷管蒸发器温度最低可达18℃，并与数值模拟结果进行了比较，两者吻合较好．     

微波加热强化闪蒸的蒸发特性

针对传统蒸发过程换热效率低下的问题,基于传统工艺流程设计微波闪蒸系统,在传统闪蒸罐体上设置微波馈口将微波能实时输入到闪蒸罐体内。为了验证微波闪蒸系统的蒸发处理能力,采用水作为介质研究系统在微波加热强化方式下的闪蒸效果。控制系统的真空度为70～78 kPa,分别研究微波功率(0.81～1.35 kW)、液体流量(10～40 L/h)和初始温度(50～90℃)对蒸发效果及闪蒸率的影响,并与不输入微波条件下的传统闪蒸效果进行比较。研究结果表明:在实验参数范围内,微波闪蒸产生的冷凝液体积以及随微波功率、液体流量、初始温度的增加而增加。当液体流量为40 L/h、微波功率为1.35 kW、初始温度为90℃时,相较于传统闪蒸,微波加热强化条件下闪蒸蒸汽温度从36.69℃升高至45.13℃,浓缩液温度从36.70℃升高至45.33℃,且强化蒸发效率达到42.86%。微波加热强化条件下的系统冷凝液体积比常规工况下的多,说明微波加热强化了闪蒸过程并有效提高了闪蒸率。     

R134a/CO_2复叠式制冷系统模拟研究

文章介绍了R134a/CO2复叠式制冷系统结构、原理,建立了复叠式系统性能计算的数学模型,研究了不同的CO2蒸发温度、R134a冷凝温度及冷凝蒸发器传热温差等循环参数变化对制冷系统性能的影响。分析显示,该复叠式制冷系统的性能系数COP随CO2蒸发温度的升高而增大,随R134a冷凝温度的升高及冷凝蒸发器传热温差增大而减小;结合研发环保型商业冷冻冷藏设备的需求,探寻在设定的应用条件下,制冷系统循环参数的变化关系及最优匹配,研究得到CO2冷凝温度为-3℃,高、低温级质量流量比为2.2,系统性能最优。     

温度对多晶硅薄膜迁移率的影响

本文研究了多晶硅薄膜在－１９５℃到９６℃的环境温度下霍尔迁移率变化的规 律。在Ｓｅｔｏ提出的多晶硅薄膜导电模型的基础上，进一步从理论上分析了迁移率随 环境温度变化的规律。对非高度简并化的多晶硅薄膜样品，先是随环境温度升高而增 大，达到极值后，又随温度的继续升高而降低，并且指出达到极值的温度和晶粒边界 的势垒高度有关，理论分析和实验结果一致。对高度简并化的多晶硅薄膜样品，实验 结果表明．当测试温度上升到－１６５℃以后直到８０℃，其迁移率基本上不随温度变 化．     

A comparative study on thermo-economic performance between subcritical and transcritical Organic Rankine Cycles under different heat source temperatures

In this paper, the net power output, exergy efficiency and levelized energy cost of system were selected as performance indicators for assessing Organic Rankine Cycle （ORC）. Firstly, the turbine inlet temperature and pressure meeting the requirement of pinch point temperature difference of evaporator in transcritical ORC （trans-ORC） were determined based on performance opti- mization. Subsequently, the thermo-economic performance of a subcritical ORC （sub-ORC） using R601 as working fluid and a trans-ORC using R134a as working fluid were compared under different heat source temperatures and a fixed outlet temperature of flue gas. Results show that for trans-ORC, when the pinch point temperature difference of evaporator lies between the inlet and outlet of evaporator, a lower inlet pressure of turbine is favorable; when the pinch point temperature difference of evaporator is located at the outlet of evaporator, there exists an optimal inlet pressure of turbine. Either for sub-ORC or trans-ORC, the net power output increases and levelized energy cost decreases with the increase in heat source temperature. For sub-ORC, exergy efficiency of system increases monotonously with heat source temperature, while for trans-ORC, exergy efficiency of system grows up firstly and then reduces （or keeps constant） with the increasing of heat source tem- perature. Moreover, for net power output and exergy efficiency of system, there exist a range of heat source temperatures making trans-ORC better than sub-ORC, and the heat source temperature region extends with the increase in pinch point temperature difference of evapo- rator. For levelized energy cost of system, the sub-ORC is always superior to trans-ORC.     

微型燃气轮机热电联供系统的热经济学最优化分析

以最小燃料费率和非能量费率为目标函数，以系统的热力学模型和经济学模型为约束条件，对3种微型燃气轮机热电联供系统进行了热经济学最优化分析．计算得到的优化参数，可为能量系统的优化设计和运行提供决策参考依据．     

A composite thermal insulator based on xonotlite and perlite

A low cost thermal insulating material can be produced by compounding an active xonotlite slurry, fired-perlite, HOMO PAN fibers and glass fibers. The maximum service temperature of the product is 800℃; linear shrinkage after 800℃×16 h firing is 0.9%; the cold crushing strength is 1.56 MPa; the flexural strength at ambient temperature is 0.81 MPa; the thermal conductivity at ambient temperature (25℃) is 0.056 and 0.128 W/(m·K) at 800℃. The production cost of such a composite is only 1/3 of that of the normal xonotlite thermal insulators. It can substitute the normal xonotlite thermal insulators on most occasions with a similar cost to that of normal perlite products.     

用于海水淡化堆的闪蒸器蒸汽发生系统

核电站蒸汽发生器出现故障的几率较高。为减少蒸汽发生的质量和体积 ,提出用降压闪蒸的方法来产生蒸汽以替代蒸汽发生器。结合 10 MW核供热堆海水淡化系统 ,分析了闪蒸器蒸汽发生系统的特点。改进设计后 ,闪蒸器的体积比蒸发器小 4 0 % ,质量小约 80 % ;使用闪蒸器旁路调节对改善运行特性起很大作用。该设计拟用于摩洛哥核能海水淡化示范系统中。     

基于模拟退火算法的低温余热发电系统参数优化

为提高低温余热发电系统的综合性能,以单位发电量所需换热面积为目标函数,采用模拟退火算法对ORC系统的参数进行优化。研究结果表明:当热源温度和流量分别为120℃与62 kg/s,蒸发器内最小传热温差为10℃时,蒸发器内的最佳压力和流速分别为0.615 MPa与1.23 m/s;冷凝器内的最佳压力和流速分别为0.102 MPa与1.37 m/s;与传统算法相比,优化结果使单位发电量所需换热面积减少23%。随着热源温度的升高,最优目标函数值先降低后升高,在热源温度为200℃时达到最低值;综合考虑目标函数值及系统输出净功,蒸发器内合适的最小传热温差为15℃。     

大型海水淡化装置流场数值模拟及其优化

以往对提高海水淡化装置特别是多级闪发装置(MultiStage Flash MSF)效率的研究多局限于提高热效率的方面,或者是采用化学的方法,而忽视了从流体力学角度,通过改变闪发腔内流动情况来提高效率. 本文利用计算流体力学软件Phoenics 采用数值方法模拟闪发式海水淡化装置内的水流特性, 并分析闪发室内阻流板的设置对水流的湍流度与流动损失的影响,从而为闪发室的设计提供合理的依据.     

长沙地区太阳能水源热泵系统冬季工况模拟

为了研究太阳能水源热泵系统供热工况下的运行特性,引入了可再生能源建筑应用工程评价标准中相关方法.通过对长沙地区冬季工况模拟研究和分析,得到太阳能集热系统和水源热泵系统在不同工况下的制热效率.研究结果表明,在引入太阳能后避免了水源热泵机组冬季长时间运行使制热性能下降并频繁进入保护工况,且当蒸发器进口水温为22℃附近时,机组COP较10℃提高了9.13%,达到最优值.     

亭壁蒸发器换热性能的理论分析及仿真

为解决岗亭空调占地及冬季空气源热泵适应低温环境差的问题,提出一种在外壁面涂有太阳能选择性吸收材料的亭壁蒸发器,以吸收太阳能和室内外空气的热量的策略.应用制冷系统热动力学的理论,建立亭壁蒸发器数学模型,提出复合对流换热系数的概念.基于Matlab软件对亭壁蒸发器建立仿真程序,进行实验验证,并分析太阳能辐射照度、环境温度及结构参数对亭壁蒸发器运行状况的影响.研究结果表明:该模型能有效预测亭壁蒸发器的运行工况;太阳辐射照度对亭壁蒸发器的影响最大.