高温熔融盐单罐蓄热模型与热性能研究

分析了高温熔融盐作为传热流体的单罐斜温层填充床式蓄热器的性能.建立了斜温层单罐蓄热系统的理论模型,并通过数值模拟计算揭示了其蓄热规律.根据系统蓄热量、蓄热能力、熵产和蓄热有效性等确定了评价蓄热器性能的方法,并分析了不同填充材料的物性对斜温层单罐蓄热系统性能的影响.结果显示,在一定的蓄热条件下,较大的导热系数不利于提高蓄...     

基于多孔网结构的斜温层储热罐性能改进数值模拟

[目的]为提升斜温层储热罐的储热性能,围绕斜温层储热罐内部结构优化问题开展研究.[方法]采用计算流体动力学方法,对常规结构、内置隔板结构和内置多孔网结构进行数值模拟和性能分析,获取流量对斜温层厚度和无量纲?损的影响规律,并研究不同黏性阻力系数下内置多孔网储热罐斜温层厚度的变化规律.[结果]多孔网结构储热罐中80℃的高温热水体积相比其他两种结构增加了15.38%;储热罐流量越大,斜温层厚度越大,无量纲?损越大;多孔网黏性阻力系数越大,斜温层厚度越小;流量为2.60 L/min时,内置多孔网储热罐的斜温层厚度相对于常规结构和内置隔板结构分别减小了31.58%和23.53%;内置多孔网储热罐的无量纲?损最低.[结论]多孔网储热罐储热性能优于常规结构和内置隔板结构储热罐,在储热罐中布置多孔网可以改善储热效果.     

浅水池热源热泵的可行性研究

文章采用集总参数法和有限差分法,用编制的程序对浅水池的蓄热量进行了非稳态传热计算,并给出了各不同参数对其传热的影响;结果表明浅水池具有一定的蓄热能力,浅水池热源热泵作为小型建筑的主要空调冷热源和大型建筑的辅助设备都是切实可行的。     

阻尼复合结构的隔声性能与参数配置

采用等效参数法推导了阻尼复合结构和等效弯曲刚度和结构损耗因子,并对不同结构特征的阻尼复合结构的隔声量进行了数值计算,分析了材料的不同几何参数,物理参数对隔声吻合频率及隔声量的影响,给出了一些有关阻尼复合结构隔声性能的结论。     

位移放大型扭转阻尼器性能分析

为了加固梁柱节点、避免框架结构出现"弱节点"的破坏模式、提高框架结构整体的抗震和耗能能力,研制出一种具有自主知识产权的位移放大型扭转阻尼器(DATD),并对其进行数值分析和试验研究.首先,设计了18个具有不同参数的DATD,建立其有限元模型进行数值分析;随后,设计并制作了一个DATD,进行性能试验并与有限元分析结果对比.结果表明:DATD滞回曲线饱满,耗能能力强;有限元分析与性能试验的滞回曲线吻合较好,且随着加载位移的增加,两者间误差变小,因此可以采用建立的有限元模型来研究DATD的力学性能.最后,对DATD进行参数影响分析,研究了铅芯直径、铅芯距中轴距离、橡胶层直径、橡胶层厚度及橡胶剪切模量对其特征参数的影响,结果表明:DATD的屈服剪力、等效刚度、等效阻尼比及耗能系数随着铅芯直径增大而明显增大,随着铅芯距中轴距离的增大略有增大;随着橡胶层直径、橡胶剪切模量的增大,屈服剪力及等效刚度逐渐增大而耗能系数及等效阻尼比逐渐减小;4个特征参数均随着橡胶层厚度的增大而略微减小.     

太阳能热发电用高温相变蓄热器的数值模拟

对采用单级相变材料(PCM)蓄热的太阳能热发电用高温相变蓄热器的蓄热过程进行了数值模拟。得到了采用单级蓄热时熔化过程中PCM温度和液相率随时间的变化曲线及不同时刻液相率的分布云图。通过对曲线和云图的分析,在保证蓄热量的前提下,提出了采用3种PCM级联蓄热的高温相变蓄热器的设计方案,并对其蓄热性能进行了模拟。结果表明,采用级联蓄热的方案减小了蓄热的总时间,且有效地降低了单级蓄热末期"死区"对蓄热性能的影响,使PCM的液相率分布更加均匀,为太阳能热发电用高温相变蓄热器的优化设计提供了理论依据。     

阻尼复合结构的隔声性能与参数配置

采用等效参数法推导了阻尼复合结构的等效弯曲刚度和结构损耗因子,并对不同结构特征的阻尼复合结构的隔声量进行了数值计算,分析了材料的不同几何参数、物理参数对隔声吻合频率及隔声量的影响,给出了一些有关阻尼复合结构隔声性能的结论．     

圆柱形消化池模态分析简化计算

为求解圆柱形消化池在有液状态下的自振频率,并找出不同储液量下消化池自振频率的变化规律,采用大型通用有限元软件ANSYS建立参数化的圆柱形消化池有限元模型,将池内液体在动力作用下产生的动液压力等效为与结构物具有相同加速度的附加质量,并通过对储液罐的对比计算证明此方法的正确性．结果表明,在有液体的状态下,液体的存在会使消化池自振频率降低,且在满池状态下,液体对低阶频率的影响大于对高阶频率的影响．因此,当圆柱形消化池储液量不超过池体容积的一半时,可近似按空池状态计算;当储液量超过池体容积的一半时,需考虑液体振动对消化池振动频率的影响,     

烧结料层中的蓄热模型

针对铁矿石烧结过程中存在的自动蓄热现象,建立了一个烧结料层的蓄热模型,并研究了燃烧层厚度、蓄热量在料层中的分配比等参数对烧结蓄热的影响.模拟表明:燃烧层厚度增加,料层蓄热量下降;预热层中蓄热量分配增加,料层蓄热量也增加.高度为300 mm的料层均匀分为上、中、下3层时,计算得到各层蓄热量比为1∶1.08∶1.13.实验室条件下将模型用于烧结燃料的合理分布,燃料的使用量有所降低.     

大型同步发电机参数在线辨识原理

提出一种测取大型同步电机参数的在线辨识方法。阐述和推导了参数辨识原理及辨识模型。首次提出运动方程和外部等效线路方程的辨识模型。在发电机带负载运行时,对励磁系统施加阶跃干扰,量测电机电压、电流及功角的暂态响应。采用简化大扰动数学模型,一次辨识出同步电机电磁参数和运动方程参数,以及等效无穷大电网电压Ｕｃ和等效线路阻抗Ｘｃ。该方法多次应用于我国大型火电站和水电站,先后对１００ＭＷ和２００ＭＷ汽轮发电机和７５ＭＷ水轮发电机进行了在线参数辨识。用辨识参数计算出的电机动态响应与实测结果有很好的一致性。     

相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型，利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟，探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱，当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%（体积分数）的相变单元、其平均温升29 K时，蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%，加热时间延长了1 100 s；蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层，导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化，降低了较高位置处水的温升速率，使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别；以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据，不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同，但加热功率越大，热分层现象越剧烈。     

含相变储热的喷射式热泵系统模拟与优化研究

为了实现热电解耦,有效提高可再生能源利用率,将相变储热技术应用于热泵系统中,构建含相变储热罐的跨临界CO2喷射式热泵系统。首先,建立储热装置的数学模型,采用Modelica非因果建模语言在Dymola平台对系统储热过程进行模拟,获得相变储热罐的温度分布、瞬时储热量、系统COP等储热特性。同时对比了常规储热水箱、PCM储热罐与PCM-水多级储热罐的理想储热量、设备体积、储热性能等,详细分析相变储热热泵系统的优势,为促进其实际应用提供参考。此外,提出基于模型的单目标与多目标优化策略,采用遗传算法对系统的性能进行优化,得到最优设计参数和运行参数,与优化前相比储热过程的系统COP提高了28.73％,有利于系统的高效运行,为改进和优化系统性能提供了依据。     

相变材料对家用水箱性能的影响及相变层厚度优化

基于相变蓄热水箱的发展现状,结合家用生活热水系统相关设计规范及标准,对相变水箱的结构进行了设计,并采用有限元软件对相变水箱的性能进行了模拟研究.首先建立了相变水箱的数值计算模型并利用实验数据验证模型的准确性;在此基础上,通过蓄放热阶段水温响应特性、相变材料温度及液相比等参数,对相变水箱的蓄放热特性进行了研究;另外,比较分析了不同相变层厚度参数对相变水箱蓄放热过程的影响,并对相变材料的用量进行了优化.结果表明,对于家用水箱,增设相变材料层可以延长水箱蓄热过程;在水箱放热过程中,放热时间随着相变层厚度的增加呈现先延长后缩短的变化趋势;与其他相变厚度的模拟工况相比,相变层厚度为30 mm时,水箱的释热性能最佳,放热时间较普通水箱增加10％左右,且维持水温处于较高温度的时间有所延长.可见相变材料的蓄放热特性直接影响着家用水箱的性能,寻求相变材料的最优用量可为相变水箱的设计及实际应用提供参考.     

含球形相变胶囊的混合储能水箱特性模拟研究

储能水箱是在太阳能光利用过程中的重要元件,是协调未来能源供需平衡,解决可再生能源空间不足的有效方法之一。本文是对含有相变胶囊的混合储能水箱特性进行模拟研究。采用RT35作为相变材料,水作为传热流体,创建了储能水箱的含相变胶囊的数值模型,模拟水箱内部的蓄热过程,探究水箱内热分层机理。水箱内部温度为278.15K,入口温度为353.15K,采用了理查德森数、平均蓄热率和平均蓄热密度作为储能水箱的储能评价指标,对不同的相变胶囊高度、不同的入口流速以及不同的相变胶囊尺寸进行了模拟实验。实验结果表明,随着相变胶囊距水箱底部的高度越高、相变胶囊直径越小,理查德森数越大,平均蓄热率和蓄热密度越大。入口流速越小,理查德森数越大,平均蓄热率和蓄热密度越小。相变蓄热胶囊内相变材料一半进行液化所需的时间与入口流速、相变胶囊尺寸成反比,与相变相变胶囊的距水箱底部的高度成正比。     

相变蓄热水箱的性能优化模拟分析

采用COMSOL Multiphysics计算流体动力学软件建立相变蓄热水箱的数值模型,通过实验验证数值计算模型的准确性,并对相变蓄热水箱结构进行优化.分析不同环形金属隔板分层数和隔板厚度对相变蓄热水箱蓄放、热过程的影响.结果表明：在相变层内部设置的环形金属隔板可改善相变蓄热水箱的运行特性;蓄热过程中,环形金属隔板分层数和隔板厚度的增加有利于固态相变材料熔化,潜热利用率得到提升;放热过程中,增设环形金属隔板能使相变材料达到更低的固相比;厚度为5 mm的环形金属隔板对促进相变材料液化、维持水温的作用强于厚度为2,10 mm的环形金属隔板.     

岩屑浆液回注场地储层容量及影响半径评估

在连续定量注入方式下针对影响储层容量及影响半径的两个关键参数即不同地层埋深与注入层渗透率,采用数值模拟的方法进行参数敏感性分析.结果表明不同地层埋深及地层渗透率变化对储层容量近似为指数型变化,对影响半径近似为线性变化.因此,在实际工程中对储层容量及影响半径评估时应根据不同的回注量需要综合考虑地层埋深及地层渗透率的影响.     

西北地区太阳能采暖系统储热水箱热损失试验研究

以西北新农村117.07 m²的单体建筑太阳能采暖系统为研究对象,以12月15日为例,得出储热水箱热损失主要发生在自然冷却阶段,当日储热水箱的总热损系数为5.68 W/℃,总热量损失为9.49 MJ.再选取其余11个典型日的试验数据对储热水箱总热损系数和总热损失各影响因素进行拟合,储热水箱总热损失由于受到环境温度和室外风速的影响,储热水箱的温度也随之变化.研究结果表明:平均环境温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.067 MJ;室外风速每增加1 m/s,储热水箱总热损失增加0.042 MJ;储热水箱平均温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.068 MJ;储热水箱温度变化幅度每增加1 ℃,储热水箱总热损失增加1.641 MJ.针对储热水箱热损失分析及室内热环境现状,提出将储热水箱置于室内以增强储热水箱储热能力和改善建筑室内舒适度.     

多功能热泵空调器中蓄热装置的蓄能特性研究

蓄热装置是多功能热泵空调器的关键设备,其运用是否合理直接关系到这种节能空调器运行的成败.通过对蓄热机理分析,建立了蓄热装置的蓄热水箱和螺旋换热盘管数学模型,经实验验证了所建模型的准确性.同时,对蓄热装置在蓄热和用水工况下的动态特性进行了数值模拟,研究了系统在蓄热和用水时,水箱内水温的分布以及螺旋盘管内制冷剂的温度和干度变化情况,为这种蓄热装置在多功能热泵空调器中成功运用奠定了基础.     

蓄热型太阳能喷射制冷系统供冷性能分析及优化

为提高蓄热型太阳能喷射制冷系统的供冷性能,利用TRNSYS软件,建立蓄热型太阳能喷射制冷系统瞬态仿真模型.结合太原市某公共建筑的逐时冷负荷,分析集热侧循环水流量和蓄热水箱容积对系统供冷特性的影响.结果表明:随集热侧水流量、水箱容积的增大,系统在连续5 d中的平均输出冷量均呈现先增后减的趋势;集热侧水流量和蓄热水箱容积与集热器总面积的最佳比例分别为0.005 kg·(h·m²)^-1和0.02 m³·m^-2.