夏季太湖表面辐射和能量通量特征观测分析

利用太湖表面2012年6~8月的辐射和湍流通量观测资料,分析了太湖夏季晴天辐射平衡和能量平衡各组分的日变化特征。结果表明:12012年夏季晴天太湖表面向下、向上短波辐射和向下、向上长波辐射日平均值分别为282.6、19.5、425.8、478.6 W/m2,反照率日平均值为0.05;2夏季晴天净辐射、感热通量、潜热通量和热储项日平均值分别为210.3、3.8、121.8、5.7 W/m2;3夏季晴天感热通量白天为负最小值为-13.4 W/m2,夜间为正最大值为17.3 W/m2。潜热通量晴天白天最大值达到216.6 W/m2,是能量平衡分配的主导;与陆地下垫面不同的是,夜间潜热通量仍保持正值。热储项白天为正,夜间为负,约60%的能量以潜热的形式消耗。天气过程出现时,湖体稳定的正温层被打破,累积热储项急剧减少。     

江西省第一口干热岩参数井地质特征研究

基于江西省首个干热岩调查评价项目成果,确定龙南南有利区为干热岩资源前景较好的区块之一。为了解该有利区的岩体和盖层的热物理性质以及温度等参数,施工了江西省第一口干热岩参数井。地表及钻孔样品分析测试及测井测量结果显示,龙南南火山碎屑岩盆地下隐伏的燕山期花岗岩生热率高,地表和钻孔花岗岩样品平均生热率分别为5.20μW/m~3和7.08μW/m~3。盖层泥岩和玄武岩热导率分别为1.655 W/(m·K)和2.610 W/(m·K),低于花岗岩热导率3.090 W/(m·K),说明花岗岩产生的热量可受到较好的保存。在0～800 m处热参1井内岩体铀、钍、自然伽马值及生热率整体随深度增加而增加,之后趋于稳定。受区域断裂及其次生断层导热影响,井内地温梯度存在异常,1 000 m深度处温度为46.8℃。研究成果表明龙南南有利区干热岩资源前景较好。     

低温传输管线漏热测试平台设计及实验研究

以同轴型液氦低温传输管线为研究对象,将同轴型液氦低温传输管线简化为液氮传输管线进行模拟研究,得到了管线漏热量及温度分布.设计了低温传输管线漏热测试平台,该平台可实现不同绝热支撑及不同多层绝热材料的对比优化实验,有效评估待测低温传输管线的漏热量,具有样件可替换、测试简便、精确度高等优点,测试精度小于4.2%.基于该测试平台,开展了低温传输管线的性能实验研究,得到单个绝热支撑和多层绝热材料的漏热量分别为0.44 W/m和1.02 W/m,低温传输管线的总漏热量为1.46 W/m;多层绝热材料的表观导热系数为2.79?10-4 W/(m·K).实验验证了低温传输管线漏热测试平台的有效性和准确性.     

屋顶容器式轻型绿化热工性能分析

通过2008年夏季在厦门进行的室内空调环境下屋顶有、无容器式绿化的热工参数对比测试,得到主要结果:采用容器式轻型绿化的屋顶,内表面温度与室内空气温度相差在1.5℃左右,热流在5 W/m2左右,附加当量热阻大于1.0 m2.K/W。当容器式轻型绿化应用于夏热冬暖地区的建筑节能工程时,可达到屋顶节能要求。     

建筑多孔饰面砖蒸发降温的风洞实验研究

采用热湿气候风洞复现广州地区夏季典型气象日环境,研究两个相同试件在补水和不补水状态下的热量传递过程.研究结果表明:试件补水后蒸发降温效果显著,与不补水试件相比,补水试件的外表面最高温度和内表面最大热流分别降低10.9℃和14.8 W/m2,同时,补水试件的平均热阻比不补水试件的平均热阻增大约1倍,隔热效果显著增加.此外,研究过程中引入土壤学的Penman-Menteith蒸发量计算模型,结合实测数据对该模型中的参数进行修正,将总蒸发量分解为热力蒸发量和动力蒸发量,分析三者的变化规律,采用逐时蒸发量数据计算试件外表面的热量平衡方程.计算结果表明:蒸发过程可以消耗约64.5%的入射短波辐射热量,在夏季,蒸发过程可以显著减少建筑外表面的太阳辐射的热量,降低表面温度,减少进入房间的热量,从而节省空调能耗.     

漓江上游水源林地区植被净初级生产力的时空变化

为了定量评估漓江上游水源林地区植被的恢复状况,在森林叶面积指数、生物量等观测数据的基础上,提出多植被指数和地形因素输入神经网络估算山区复杂地形森林叶面积指数方法,修正BEPS模型参数,利用模型和Landsat卫星时序数据估算年净初级生产力NPP,并分析时空变化规律.结果表明,2000～2016年研究区植被NPP整体保持较高数值,年NPP均值在400～500g C/(m~2·a),以阔叶林最高,次之为竹林,针叶林远低于阔叶林.随高程的上升,NPP呈先增后减的变化趋势,在海拔1 300m～1 400m达到最高值.高程每上升100m,年均NPP在海拔400～1 200m增加约10g C/(m~2·a),在海拔1 600～1 800m、1 800～2 100m分别减少约15g C/(m~2·a)、20g C/(m~2·a).归一化年NPP在0.7～1.0的高值区面积比例由2000年的26.9%逐渐上升,到2010年达到43.3%后略有下降,维持在40%左右,而数值在0～0.4的低值区面积比例由15.3%逐渐下降,保持低于10%.年太阳辐射的增加,年降水量的减少,将导致年NPP的增加,且年太阳辐射的影响强于年降水量.研究区森林植被尤其是部分阔叶林逐渐得到恢复.     

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.     

SiCf/Ti2AlNb复合材料的界面反应及热稳定性

界面反应层是影响SiC纤维(SiC_f)增强钛基复合材料力学性能的重要因素,本文研究了SiC_f/Ti₂AlNb复合材料在热等静压成型以及热暴露过程中的界面反应、界面元素分布规律和界面热稳定性.研究结果表明:SiC_f/Ti₂AlNb复合材料内部元素扩散形成的界面产物主要为TiC,在热暴露过程中出现了TiSi₂和NbSi₂相.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面反应层的厚度长大符合Arrhenius定律,其界面反应层厚度长大速率随着热暴露温度的升高而增加.界面反应层长大激活能为24.27kJ/mol,界面层长大频率因子为2.80×10^-4 m/s^1/2.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面在700℃及以下温度具备良好的热稳定性.     

基于FDS模拟的超大丙烷储罐罐内池火火灾事故后果研究

以天津某化工厂丙烷储罐为例,设定了丙烷储罐罐内池火灾的火灾场景,建立丙烷储罐泄漏模型.得出了的丙烷储罐池火灾的烟气和热辐射变化规律,火灾初期热辐射能量骤然增加,在约30 s内最大热辐射强度约为972 k W/m2,在达到最强辐射热后迅速降低,约在40 s时,辐射热量区域稳定,并在至600 s时,辐射热的大小将接近277 k W/m2.火灾烟气初期较小,呈圆饼状,随着火势的增大,火焰也明显增大,随之燃烧进入稳定阶段,其形状和大小呈稳定状态.     

屋顶绿化隔热等效热阻

针对自然气候作用下的草地式屋顶绿化形式,提出采用屋顶绿化隔热效果实测与屋顶热传导计算分析相结合的方法确定绿化层等效热阻,并在重庆选择通风屋顶有绿化层和无绿化层的实例进行了连续5个月的夏季隔热效果现场实测,结果表明:气温越高、太阳辐射越强,屋顶绿化层的隔热效果越好.实测数据的理论分析得到屋顶绿化层的等效热阻为0.56 m2·K/ W.     

广西海岸白骨壤红树植物地上部生物量的相关分析

1992年3月在广西北海半岛大冠沙白骨壤群落研究了白骨壤植株的测树因子跟地上部生物量间的相关性。结果显示,由于白骨壤植株形态多变,树高通常小于2.0m,树高在估算地上部生物量时并不重要。植株的生物量可较好地用下述方程估算:茎:W=0.8496-0.4429D+0.0748D~2枝:W=-2.2744+1.5595e~(-H)+1.0590C+0.0606D~2叶:W=0.0180D~(2.1294)地上部分生物量:W=-2.4386+0.0081H/LnH+1.4796C+0.0991D~2式中 H 为树高(m),D 为基茎(cm),C 为冠幅(m~2),W 为干重(kg)。文中还给出了利用这些方程估算群落生物量的范例。     

秦巴山区乡村建筑节能构造热工研究

秦巴山区地处夏热冬冷地区北部高纬度区域,建筑冬季室内热环境恶劣,提高和改善室内热环境质量对建设可持续发展的乡村人居环境具有重要意义.以位于秦巴山区腹地的汉中为例,依据标准气象数据资料,确定汉中乡村建筑围护结构传热系数的修正系数,通过对比分析建筑窗墙比、围护结构传热系数等参数对建筑耗热量的影响,研究乡村建筑构造热工性能及其优化设计方案,并做出相应的经济技术分析.结果表明,建筑热工优化后,屋面传热耗热量由38.92W/m~2减少到6.53W/m~2,墙体传热耗热量由16.72W/m~2减少到4.83W/m~2,有效地降低了冬季建筑耗热量,明显改善了该地区乡村建筑冬季室内热环境质量,且建筑热工优化前后的成本相差不大.该优化方案在秦巴山区乡村具有可行性,可为该地区乡村建筑的设计提供参考.     

相变蓄能抗冻太阳能平板集热器的设计与研究

提出一种具有抗冻功能的相变蓄能太阳能平板集热器。该集热器在吸热板与保温层之间增加了一层相变潜热大、相变温度为277.15~281.15 K的相变蓄能材料。根据该集热器的传热机理,给出计算相变蓄能层设计厚度的公式。采用ANSYS Fluent软件建立该集热器的三维非稳态模型,模拟不同工况下集热器的出口温度及其内部水的最低温度。研究结果表明:在冬季环境温度最低日,相变蓄能抗冻集热器内水的最低温度高于275.15 K,能很好地起到抗冻作用;相变蓄能抗冻集热器与相同结构的普通集热器相比,冬季阴天和晴天代表日的净得热量分别高1.3 MJ/m~2和0.7 MJ/m~2。     

一种具有回热功能的呼吸鼻式新风装置实验与研究

为提高室内空气品质和节约建筑能耗,文中设计了一种具有回热功能的呼吸鼻式新风装置.它利用在通风道中设置储热体的方法,将废气中的部分有效热能保存下来,并利用新风送回室内,从而减小建筑能耗.介绍了装置的工作原理和性能测试方法,并在模拟房间内,分别对冬季供热和夏季供冷两种情况下该呼吸鼻的储热体温度变化规律、换热效率和节能量进行了实验测试.实验结果表明,本装置每小时换风量达到60 m3,冬季可节省新风热负荷约280 W,夏季节约新风冷负荷270 W,装置的热回收效率可达80%.      

电晕放电自由基注入提高烟气脱硫效率的研究

为提高脉冲电晕放电烟气脱硫效率,利用脉冲电晕放电脱硫反应器,采用自由基注入技术,研究氨气和水蒸气对电极放电特性的影响,以及氨、羟基自由基注入和一氧化氮存在对脉冲电晕放电烟气脱硫效率的影响.实验结果表明,氨气注入时,电晕电流略有增加,水蒸气注入时,电晕电流降低.采用电晕放电氨、羟基自由基注入系统,能耗增加约0.36 W·h/m3,但可提高脉冲电晕放电烟气脱硫效率约14%,总脱硫效率达到90%;NO将促进SO2的热化学反应脱除,烟气中注入体积分数为125×10-6NO,二氧化硫脱除率可提高约15%,能耗小于2.4 W·h/m3时,SO2脱除率大于90%.     

过渡季假日上海地铁城郊线路车厢内空气环境的实测

在过渡季节,乘客是地铁车厢内部主要污染源和热源.为了解上海地铁城郊线路车厢空调系统的控制状况,以上海市轨交系统9号线为城郊线路代表作为实测对象,在以国庆节为代表的过渡季假日,对车厢内空气温湿度、CO_2浓度和人员密度进行了连续测量.实测结果表明,假日车厢内人员密度在0.3~3.0人/m~2范围内波动;当空调系统运行时,车厢内部空气温度在正常范围内波动,几乎不受人员密度影响;车厢内CO_2浓度随着人员密度增大而明显升高,但80%的时间CO_2浓度低于0.15%,通风排污效果基本能够满足假日地铁运行状况的要求.     

EBEX-2000湍流热通量订正和地表能量平衡闭合问题研究

运用EBEX-2000实验资料,分析超声虚温订正和Webb订正对湍流热通量计算的影响及这两种订正的主要控制因子,并在对湍流热通量进行修正的基础上简单讨论了能量平衡闭合率(EBR)的影响因子,结合实际的天气、地形条件给出了比较合理的解释。研究结果表明:超声虚温订正值为–40~2 W/m2,有明显日变化,均值为8 W/m2,主要受大气稳定度和水汽垂直梯度影响;Webb订正值范围为5~14 W/m2,订正量均值较小,约1.8 W/m2,白天为正值,夜间为负值,主要受波文比和空气比湿的影响,出现较大修订值的几率很小;30min平均的能量平衡闭合比率(EBR)约为0.63,其日变化幅度剧烈,日变化幅度及夜间离散度很大,并且随土壤含水量的突然上升而急剧下降。     

SACOL黑碳和沙尘气溶胶辐射强迫分析

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)的太阳光度计资料、AREONET气溶胶光学特性资料,采用辐射传输模式SBDART分析了SACOL典型日个例沙尘气溶胶和黑碳气溶胶的长、短波辐射强迫,探讨了不同地表反照率和天顶角对气溶胶辐射强迫的影响.分析表明,沙尘和黑碳在地表的短波辐射强迫分别是-146.54,-60 W/m~2,长波辐射强迫分别是17.79,8.66 W/m~2,短波辐射强迫是长波的6倍多,沙尘辐射强迫是黑碳的2倍多;在大气层顶沙尘和黑碳短波辐射强迫是39.04,27.2 W/m~2,长波辐射强迫为12.19,5.0 W/m~2.短波辐射强迫随地表反照率的增加而增大,长波辐射强迫随地表反照率的增加线性减小.随天顶角减小,大气层顶的短波辐射强迫线性增加,地面短波辐射强迫对数减小,长波辐射强迫随天顶角的变化很小.     

上海能源消费碳排放变化及对局地气候变化的胁迫评价

作为典型的河口城市,上海市受全球气候变化和局地气候变化的影响较为深刻.在快速城市化进程中,上海市碳排放量不断增加,能源消耗持续增长,面临着环境保护和经济增长的双重挑战.根据联合国气候变化专门委员会(IPCC)提供的碳排放估算方法,基于对1985~2005年上海能源消费及1995~2006年终端能源消费的CO2估算分析,选取能源消费总量、电力消费总量、工业能源消费量以及终端能源消费的CO2排放量,分析与上海局地温度变化和湿度变化等相关气候指标的相关系数,构建能源消费对局地气候变化的胁迫模型.结果表明,上海进入快速城市化阶段以来,能源消费总量显著增长,城市化高速发展阶段能源消费增长要显著高于加速发展阶段;1995~2006年上海终端能源消费的CO2排放量持续递增,年平均增长率为6%,CO2排放终端能源结构变化系数逐年增加,终端能源的CO2排放趋向多元化结构,各产业部门的CO2排放结构变化主要表现为由工业主导性排放结构逐渐向多产业部门排放格局的转化,其中交通运输、仓储和邮政业、批发零售业和住宿.餐饮业以及建筑业增长幅度较高;能源消费指标和温度变化指标的相关系数均通过P=0.01水平的显著性检验,其中和城郊温差的相关系数最高,均大于0.9,且通过P=0.001水平的显著性检验;能源消费各指标中工业能源消费总量和城郊温差的相关系数略高于能源消费总量和电力消费;能源消费的增加对城郊温差的胁迫关系符合三次多项式曲线增长.     

烧结烟气SO_2浓度分布规律及影响因素分析

根据混合料烧结过程SO_2的吸收-放出机理,建立了烧结烟气SO_2浓度分布计算模型,以国内某360 m2烧结机为例,研究了在烧结机带长方向上料层高度、台车运行速率、混合料配碳量和含水量对烟气SO_2浓度分布的影响.研究结果表明:烧结烟气SO_2浓度在带长方向上呈Cubic函数规律分布,SO_2浓度峰值点的位置随混合料配碳量的增加及料层高度、台车运行速率和混合料含水量的减少而前移,且前3种因素的变化对SO_2浓度分布影响较明显;在混合料含水率一定(7%)的情况下,控制料层高度在650~700 mm之间,台车运行速率和混合料配碳量分别约为2.3 m/min和3%,烧结机运行方向上约前1/3段的SO_2浓度低于200 mg/m~3.