余热资源的能级及其与ORC工质的匹配

鉴于温度作为余热资源品位评价具有一定的局限性,提出了基于热力学函数e的余热能级评价指标——可用能势e和可用势能级ω,对具有显热、潜热和压力属性的余热资源(如烟气、水蒸气)进行定量评价.同时,e也是系统工质做功能力的体现,以此作为定量指标,有利于实现余热资源与系统工质的匹配,为工业余热有效利用提供指导.基于e分析了ORC系统中热源与工质的匹配特性及有机工质在蒸发器内做功能力提升途径.结果表明:可用能势准则可定量反映余热资源所含的显热、潜热及压力势能水平,能够对余热资源的能源品位和利用潜力进行综合评价;与夹点温差法相比,可用势分析法更能反映资源与工质的匹配特性,可作为选择ORC工质的一种参考.     

有阀线性压缩机驱动液氦温区闭式JT制冷机性能

线性压缩机驱动的液氦温区闭式JT(Joule-Thomson)节流制冷系统,是实现深空探测目标的核心技术.为进一步探究闭式JT循环的压缩机工况影响和制冷温度变化情况,搭建了预冷型液氦温区闭式JT节流制冷机实验台.实验中,采用单向阀组与传统线性压缩机结合,获取JT循环所需直流流动氦气工质并提供节流所需大压比.考虑单级有阀线性压缩机压力能力,选取10 K左右预冷温度,测试了不同压缩机工况特性及节流孔的压力流量特性.通过调节活塞位移和压缩机运行频率,可以获得3.91 K的最低温度.该闭式循环JT制冷机在4.09 K稳定工况下可以获得10.8 mW的最大制冷量,为后续多级压缩和更低温区的闭式系统提供可靠的研究基础.     

热驱动深度制冷循环

吸收制冷循环能利用低品位热能, 例如太阳能、地热和废热等, 具有节能和环保等一系列优点, 有着十分宽广的发展前景. 然而, 传统吸收制冷循环无法获得低的制冷温度, 这一缺陷极大地限制了吸收制冷的应用范围. 为此, 本文研究了一个综合有吸收制冷循环和压缩式自行复叠循环优点的新吸收制冷循环, 以期达到利用低品位热能获得低温的目的, 该循环采用R23 + R134a/DMF工质对. 通过新循环数学物理模型的计算表明, 在160℃发生温度下, 新循环可以获得约-62℃的制冷温度, 远低于传统基本吸收制冷循环所能获得的制冷温度. 同时, 在157℃发生温度下, 新吸收制冷系统获得了-47.3℃制冷温度, 为吸收制冷循环迄今为止获得的最低制冷温度. 理论和实验结果都证明了采用自行复叠原理的新循环能够利用低品位热能获得低的制冷温度. 新吸收制冷循环也可以为其他形式热驱动深度制冷方法提供有益的参考.     

13 K热耦合二级Stirling型脉管制冷机

Stirling型脉管制冷机比G-M型脉管制冷机具有更紧凑的结构和更高的制冷效率, 已经成为低温制冷机领域的研究热点. 为了获得低于20 K的无负荷制冷温度, 设计建立了一台热耦合二级Stirling型脉管制冷机. 热耦合级间布置方式使得各级制冷机内的工质流动相互独立, 便于小孔阀和双向进气阀调相结构的优化调节, 有利于实现系统内直流流动的有效控制, 级间制冷量的分配也更为灵活. 采用一台线性压缩机驱动该制冷机, 在200 W输入电功率条件下, 实现了14.97 K的无负荷制冷温度. 采用两台线性压缩机分别驱动第一级和第二级脉管制冷机, 在400 W总输入电功率条件下, 获得了12.96 K的低温, 为目前国内外公开报道采用二级Stirling型脉管制冷机获得的最低制冷温度.     

92 K热声驱动脉管制冷机

1990年Radebaugh和Swift等人采用热声发动机代替常规机械压缩机驱动脉管制冷机,建成了完全无机械运动部件、可实现长期稳定运行的低温制冷机,引起了人们的兴趣．由于热声驱动脉管制冷机可采用太阳能集热或燃气等作驱动源,对于电能短缺而热能富集的场合具有实用意义,例如一可能的应用场合是用于液化天然气,即以燃烧天然气为驱动热源,用制取的制冷量来液化其余的天然气,目前相关的研发丁作受到极大的关注。     

大型氦气螺杆压缩机核心技术研究开发与应用

大型氦低温制冷技术是支撑空间技术和前沿基础科学等研究的关键技术.氦气喷油式螺杆压缩机是实现大型氦低温制冷循环的一种核心设备,技术难度高于一般气体介质的压缩机,是螺杆式压缩机技术制高点之一.针对压缩氦气容易泄漏和冷却难两大技术挑战,我们研究了适用于氦气工质高效率压缩的核心技术,包括转子新型线开发、喷油雾化冷却、高效率油-氦气分离技术等.提出了转子内部泄漏归一化权重分析方法和复杂多变量整体优化方法,开发出N＿He和I两种适用于氦气压缩的流线型非对称新型线,动力学上更利于油膜形成,进一步提高了容积效率;根据螺杆转子热弹变形分析,采用补偿法设计调整转子间隙,提高了运行的可靠性.研究形成了单机压比范围为4～15和容量排量范围为100～10000 Nm³/h的成熟工业化产品,不同型号的性能指标达到或优于国际同等产品.研发的产品在国家重大低温装备、航天级氢液化、核工业、可控核聚变和氦工业等战略领域都获得了长期稳定的成功应用,促进了我国超导研究、前沿科学、氢能源和航天事业等领域的发展.     

三热源制冷循环的最佳制冷率与制冷系数间的关系

文献[1—3]研究了内可逆三热源循环的一些主要性能,可为开发和利用三热源设备提供些新的理论依据。本文将进一步研究工质与三个热源间热传递系数互不相同的内可逆三热源制冷循环的最优性能。     

以压缩空气及水蒸气为工质的单螺杆膨胀机动力特性实验

单螺杆膨胀机作为一种新型膨胀机,具有变工况性能好、低转速、高压比的特点,适用于分散型、小规模工业余热的高效热功转换.目前,国内外对单螺杆膨胀机的技术研发尚在起步发展阶段.本文以自主研发的螺杆直径117 cm的单螺杆膨胀机用于中低温热源发电系统为背景,设计和搭建了单螺杆膨胀机性能实验装置系统,分别以压缩空气和水蒸气为工质对单螺杆膨胀机的动力特性进行了实验研究.研究表明,以空气为工质时,单螺杆膨胀机在转速为2700 r/min时功率达到最高值4.4 kW,进口流量最大为32.9 m~3/h,进口和出口最大温差达到45℃,气耗率最低达55.2 kg/(kWh),总效率最高达到58.8%;以水蒸气为工质时,单螺杆膨胀机的功率最高达到3.9 kW,汽耗率最低达22.5 kg/(kWh),膨胀机总效率最高达到66%.     

高性能柔性碲化铋/碳纳米管复合热电薄膜

<正>热电材料是可将热能与电能相互直接转换的绿色能源材料[1,2],其能量转换效率主要取决于材料与器件性能,不依赖于能量体系的大小,因而在微小热源的回收发电、局部"热点"的快速精确制冷等技术领域具有显著的优势,在环境温差原位发电、低品位分散式热源利用、电子器件/微系统芯片温控等领域具有重要的应用.在实际应用中,     

高效低温热水系统的研究进展

我国城镇建筑热水能耗约占建筑总能耗的27%,目前热水制取以化石燃料和电能直接利用为主,存在能源利用效率低、污染物排放量大的问题.遵循"高品位能作为驱动热源、低温热水满足低温需求、自然能源合理充分利用"的原则,本团队构建了多种高效低温热水系统:(1)燃料驱动型空气源热泵系统,传统供热系统作为热泵驱动力,能实现20%~40%的节能率,投资回收期在3~7年;(2)燃料驱动型水源热泵系统,缓解土壤源系统热不平衡并减少埋管数量,减少水源系统取水量和水泵能耗;(3)复合补热型土壤源热泵系统,利用热管和热泵高效蓄存空气热能,维持土壤热平衡和系统长期高效运行;(4)复合太阳能空气源热泵系统,充分利用不同强度的太阳能和不同品位的空气热能,提高能效并降低初投资;(5)蓄热型空气源热泵系统,实现了太阳能与空气热能的优势互补,提高了可靠性和经济性;(6)数据中心余热回收热水系统,热管/热泵复合空调从机房取热进入水环,水源热泵从水环取热制取低温热水供热,节能率高达60%.上述高效低温热水系统均具有较高的节能性、可靠性和经济性,是建筑热水领域节能减排的有效技术路径.     

Fundamental aspects of phase change slurries:Thermo-fluidic characteristics

Thermal energy storage(TES) is an attention-gaining technology which is useful to improve the energy efficiency as well as to balance the energy supply and demand. Until recently, the latent heat TES(LHTES) technology has been promoted quite fast mainly due to the large heat storage/release capacity that takes place at nearly constant temperature. The phase change slurry(PCS) prepared by dispersing phase change materials(PCMs) into carrying fluid can serve not only as the energy storage media, but also as the heat transfer fluid(HTF). Compared with the conventional PCM which needs additional HTF, the PCS provides superior performance and has the great potential to upgrade the current TES systems. This paper reviews the latest investigations of the micro-encapsulated PCM(MPCM) and shape-stabilized PCM(SSPCM) slurries. A brief introduction of the preparation methods of the two types of the PCSs is summarized. And a comprehensive review of the flow and heat transfer characteristics of the PCSs, particularly in various tube-based geometries and heat exchangers, is conducted for a better understanding of the mechanism and further utilization of the next-generation TES systems.     

非均质泥石流固液两相运动特征探讨

非均质泥石流是一种固体颗粒级配宽、容重变化大、流速分布不均匀的典型的固液两相流, 广泛分布于我国的西部山区, 表现出独特的固液两相运动特征. 基于非均质泥石流固液两相分界粒径的概念, 以Darcy公式和质量守恒定律为理论基础, 分别推求非均质泥石流固液两相平均流速表达式. 在此基础上, 根据云南省小江流域蒋家沟泥石流模拟实验数据及实测资料, 揭示了非均质泥石流固液两相运动特征. 蒋家沟泥石流实验与实测资料计算分析结果表明, 蒋家沟泥石流以临界容重2.234 t/m³为界限, 当泥石流容重低于、等于和高于该临界值时, 分别出现液相流速大于、等于和小于固相流速的3种情况, 由此可以分别揭示稀性泥石流、均质泥石流和稠性泥石流3种不同类型泥石流的运动特征. 研究结果为构建非均质泥石流动力学奠定了基础, 并对泥石流防治工程规划设计和预测预报泥石流灾害具有重要的现实意义.     

低温下纳通道中纳米流体的传热机理

基于平衡分子动力学方法,引入含有量子修正项的WK势能模型,研究了低温条件下含有铜纳米颗粒的氦纳米流体在纳米尺度通道中的传热机理.通过比较原子势能、动能和碰撞能及加入纳米颗粒对热导率的影响,揭示出纳米颗粒与系统所有原子的相互作用势对纳米流体热导率贡献最大.分析热导率矢量随计算时间的收敛曲线,发现流道方向的热导率远大于壁面方向,热导率呈现出各向异性特征,深入的研究最终阐明了产生这一现象的物理机理.     

吸收式化学蓄能的研究综述

吸收式化学蓄能是一种具有蓄能密度高、热损失小的热能储存技术, 在太阳能等可再生能 源的有效利用、工业余热及冷热电联供系统的余热等中低品位能源利用领域具有良好的应用前 景. 介绍了吸收式化学蓄能技术的基本原理和特点, 归纳和总结了国内外对吸收式化学蓄能在工 质对遴选、系统和循环研究及样机研发等方面的研究现状和进展, 并提出了此项技术需要进一步 研究和解决的关键技术问题.     

高水基安全阀流场的CFD仿真

利用FLUENT软件对高水基安全阀的流场进行数值模拟，得到了阀道的压力分布、速度分布和速度矢量分布图，压力和速度在截流口处都产生了突变，并对阀芯上的总压力和液动力进行计算，得出该阀所受稳态液动力的大小，所得结论为安全阀的结构设计与性能分析提供了依据。     

管式换热器中的单相流体强化传热技术

随着工业迅速发展,由于增大设备容量可以减少投资和运行费用,各种工业均大力发展大容量设备,从而使配备在工业中的换热器体积和重量也相应增大。如何应用科学创新方法减小大型换热器的体积和重量已成为工业发展的关键技术。此外,在发展新能源、海水淡化,以及余热利用和节能设备中,由于冷热温差低、换热器尺寸大,也急需研制尺寸小、效能高的新型换热器。发展和应用强化传热技术,亦即采用可以增加单位传热面积传热量的技术就可有效地解决这一问题。论述了强化传热技术对发展国民经济和新能源等的重要意义,以及其发展途径和效益评价方法。此外,还论述了在单相流体管式换热器中的强化传热技术。     

纳能源技术应用及展望

随着社会的发展,世界能源消耗的增长与资源匮乏之间的矛盾日趋尖锐,因此传统能源利用技术的革新成为备受关注的问题。纳能源技术是采用纳米材料、纳微加工等高新技术手段发展出来的一种全新的能源技术,其有可能完全突破传统的宏观尺度能源系统(如内燃机等)所面临的低能效、高污染、大体积等一系列难以克服的原理性技术困难。上海大学纳微能源研究所作为一个多学科交叉平台,利用其交叉学科的优势,提出纳米尺度热机的概念,将微机电系统(microelectromechanical systems, MEMS)技术制备的传统微型热电器件与催化燃烧相结合,在纳米尺度下催化剂将化学能高效地转化为热能,形成局部温度差,再结合热电器件,在提高催化剂活性和稳定性的同时能够将所得热能转化为电能,实现其在微型电源领域的应用。     

浅谈建筑节能开发应用

在中国经济发展过程中,建筑节能越来越重要,要从墙体、门窗、屋面等方面着手降低能耗,以及采用保温隔热材料,这样就能达到建筑节能的目的,从而实现可持续发展。     

印染行业废水余热回收

印染行业的废水中含有大量的热能,直接排放不但浪费能源,而且影响后续水处理的质量。文章分析了废水余热回收的原理,以及现在采用的换热器的优缺点,并以企业的实际案例为例,论述了废水余热回收的经济效益及推广意义。     

换热器内随温度变化的黏度对两流体(火积)的影响

以橄榄油为例来研究黏度固定和黏度为温度函数的情况下黏性热效应对顺流换热器内两流体相似文献