基于热管和两级温差发电的船舶余热利用

为了对船舶余热进行利用以达到节能的目的,结合船舶烟气余热的特点,设计了一种加装在船舶柴油机排烟管上采用热管强化传热的两级温差发电装置。通过建立温差发电有限时间热力学模型,设计了实验系统并搭建实验平台。实验后分析实验数据并验证两级温差发电装置利用余热的可行性。结果表明,在两级温差发电实验装置热端温度为473 K时,其输出功率最大可达到250 W,热效率为5.37%,在相同工况条件下,相比于单级温差发电实验装置4.04%的热效率提高了32%,证明了利用该装置对船舶余热进行回收利用是可行的。     

采用温差发电-有机朗肯循环联合系统的船舶余热利用实验研究

为了实现具有复杂特性的船舶多种余热的高效回收,提出了一种基于温差发电-有机朗肯循环(TEG-ORC)联合循环的船舶余热梯级利用系统。根据底循环对主机烟气的利用量,定义了TEG/ORC底循环比参数。通过实验研究,探索了在ORC蒸发压力为0.9MPa的工况下,系统输出功率、热效率、多级余热利用量和发电成本等重要性能参数随底循环比的变化规律,并对联合循环系统的性能及其影响规律进行了评估。实验设计了热管强化换热装置用以克服前期研究中发现的TEG底循环热端换热瓶颈。结果表明:3种底循环比(0.369、0.508、0.615)工况下的实验结果与模拟结果基本一致;TEG-ORC联合循环系统更好地利用了多种船舶余热及TEG底循环的冷却散热,提升了余热利用性能和输出功率,使其热效率高于各底循环且发电成本低于各底循环;在TEG/ORC底循环比为0.615时,联合系统输出功率为134.50 W,热效率为6.93%,发电成本为3.32元/(kW·h)。TEG-ORC联合循环可实现船舶多种烟气余热的梯级利用,提高余热利用量,并提升ORC底循环运行的稳定性和安全性。     

柴油机变工况余热回收TEG-ORC联合系统的性能模拟

对某车用柴油机进行热负荷实验,根据其不同工况下的排气特点,设计了一个用于余热回收的温差发电(thermoelectric generator,TEG)-有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)联合系统.通过模拟计算研究了柴油机不同工况下该联合系统性能的变化规律.研究结果表明:TEG-ORC联合循环实现了余热梯级利用,联合系统的输出功率最高可达30.36,k W,其中TEG系统为2.24,k W,ORC系统为28.12,k W;柴油机指示热效率最高可以提高5.52%,加装联合系统后其指示热效率最高值为47.1%.     

基于半导体温差发电的电锻煤炉余热回收研究

青铜峡铝业集团电锻煤炉是耗电将煤转化成无烟煤的设备,其排烟温度达到590℃,高温烟气排放导致大量余热的浪费.本文根据半导体温差发电器的特点及其发电性能,研究利用半导体温差发电对电锻煤炉余热的回收利用,并设计计算电锻煤炉的余热发电.     

聚光型太阳能热电联产装置设计与实验

根据太阳能聚光集热及温差发电原理,设计一种聚光型太阳能热电联产装置。利用PLC和触摸屏通讯,实现装置的自动化调节,在发电的同时利用冷却介质将热量置换出来,实现热电联产的功能。对装置进行输出热电特性实验,结果表明,当温差达到120℃时装置输出热电特性达到最大值,即输出电压12V,输出电流2A,输出功率24W,输出热量达到210000J,而后随着温差的加大呈现逐渐减小的趋势。     

基于发动机冷却系的汽车余热温差发电系统研究

为了对发动机冷却系统中蕴含的高温能量进行回收利用,对基于温差发电的发动机余热发电系统进行设计研究,从而有效地改善汽车燃油的经济性,提高燃油利用率,减少废气、余热排放,对解决我国汽车工业快速发展所带来的环境和能源问题具有研究意义。目前,国内外温差发电系统主要是运用在汽车尾气排放系统上,汽车冷却系的热量尚未充分利用。研究的发动机冷却系余热温差发电系统是利用半导体温差发电材料的塞贝克效应直接将低品位的热能转化为电能而开发的一种新型清洁能源回收技术的系统。     

半导体温差发电装置的设计及其应用

本文针对太阳能、工业余热废热、海洋热能等低品位能源利用率较低的现状，设计了基于半导体温差发电的简易充电装置。并对装置在理论和实际情况下的节能数据进行了分析与对比。通过对装置的分析，进一步表明此多功能装置运行的可行性和经济性。     

高压隔离开关温差发电特性的仿真与实验

温差发电技术可吸收物体余热并转换为电能,是未来电力传感器节点能源补给的新型手段之一.以GW9型高压隔离开关和TEG1型温差发电模块为对象,建立了基于ANSYS的高压隔离开关温差发电仿真模型,并搭建了相应实验平台.在隔离开关加载不同工作电流时,研究了温差发电模块的冷热端温差及开路电压特性,并在温差发电模块接入不同负载电阻...     

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统的设计与研究

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统,利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35kJ、4.67kJ。研究结果表明：相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统设计

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统。利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下,计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35 k J、4.67 k J。研究结果表明:相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

不同热管工质对热管冷却反应堆堆芯物理参数的影响与分析

热管冷却反应堆采用非能动传热技术,热响应速度快,可避免堆芯单点失效,具有功率密度大、寿命长、环境适应性强、工作性能稳定等特点,是目前空间核反应堆研究的热点。本文基于清华大学开发的反应堆蒙特卡洛中子输运程序RMC (Reactor Monte Carlo code),以美国爱荷华国家实验室(Idaho National Laboratory, INL)设计的热管冷却反应堆INL Design A为研究对象,选取3种热管工质开展热管冷却反应堆堆芯物理计算。计算结果表明：锂热管工质不仅拥有很好的热物性参数,并且使用锂热管工质的热管冷却反应堆缓发中子有效份额最大、中子能谱较硬、燃耗反应性损失最小、增殖性能最佳,有利于热管冷却反应堆堆芯小型化与长寿命。因此,推荐锂为热管冷却反应堆的热管工质。     

Transient Behaviour of a Heat Pipe with Extracapillary Circulation

IntroductionHeat pipe devices,for their typical working mode,are particularly proper for zero gravityapplications.They have also been considered forapplications in space satellites with nucleargenerators because of the absence of active systemfor the cool…     

三相流闭式重力热管传热性能

为了拓展三相流强化传热和防、除垢技术的应用领域,优化重力热管的传热性能,设计并构建了一套三相流闭式重力热管系统．考察了固含率、加热功率、充液率和颗粒种类等参数对于三相流重力热管传热性能的影响．结果表明,三相流重力热管可以强化传热,但其传热效果随着固含率的增加会出现波动;热管蒸发段对流传热系数随着加热功率的增加而增大,随着充液率的增加而减小;颗粒的种类对三相流重力热管的传热性能影响较大,在所采用的3种颗粒中,树脂颗粒的强化传热效果较好,与两相流重力热管相比,蒸发段对流传热系数可提高2．8％～28．3％．     

汽车尾气余热热电转换装置设计与初期试验

为有效利用汽车尾气中的废热以提高其燃油经济性,构建了汽车尾气余热热电转换台架试验装置,通过初期试验分析了在汽车发动机不同转速下分流器对出口尾气温度的影响因素,并测试了不同气体流场结构下的集热器表面温度分布情况和热电转换模块的输出性能.结果表明,分流器在尾气热传输方面构成了很大的热阻,延长尾气在集热器内部的流动时间和路径可以有效提高其表面温度和热电转换装置的输出能力,采用蛇形流道结构的集热器表面温度分布比空腔结构更加均匀.结合初期试验结果和实际经验提出了系统设计与集成的改进措施,对今后的进一步研究工作有一定指导意义.     

精密机床主轴热管冷却系统的研究

本文根据分离式热管工作原理,设计了TH 6263加工中心主轴热管冷却系统的结构,进行了较详细的理论分析,给出了等效热路图和一系列设计计算公式,并进行了性能对比试验,试验结果表明,主轴热管冷却系统有良好的冷却效果,本文从经济效益等方面阐明了热管冷却系统在精密机床上推广应用的意义。     

Development of Submersible Corrugated Pipe Sewage Heat Exchanger

Based on the characteristics of heat transfer for corrugated pipe,a method of calculating and de-sign on the submersible corrugated pipe sewage heat exchanger was put forward theoretically and experimental-ly.The actual movement parameters of air-conditioning system used in this heat exchanger were measured.The experimental result shows that the quantity of heat transfer of the corrugated pipe sewage heat exchanger can satisfy the building's load with the average coefficient of performance 4.55.At the same time.the quantity ot heat transfer of the corrugated pipe sewage heat exchanger was compared with that of the other nonmetallic sewage heat exchangers(i.e.,the plastic-Al pipe sewage heat exchanger and PP-R pipe sewage heat exchanger)experimentally.It is found out that the effect of heat transfer for submersible corrugated pipe sewage heat ex-changer is superior to those of the plastic-Al pipe and the PP-R pipe.The quantity of heat transfer per mile of corrugated pipe sewage heat exchanger is 5.2 times as much as that of the plastic-Al pipe,and it is 8.1 times as much as that of PP-R pipe.     

热管刀具的设计及散热性能测试

为设计结构合理的热管刀具,研制了热管性能测试系统,模拟热管在车刀内的工作条件,通过正交试验优化热管使用参数.在此基础上,分别设计了嵌入式、侧压式和槽嵌式3种不同热管植入形式的热管刀具,并进行干车削45#钢实验,以量化评估这几种热管刀具的散热性能.对热管的传热测试结果表明:圆热管和扁热管在受热段长度18 mm、冷却段长度20mm、循环冷却水温度75℃、热管弯曲5°时的传热效果最优.对这几种热管刀具的切削量热实验表明:嵌入式热管刀具中的热管传热效率最高,槽嵌式的次之,侧压式的最弱.     

分离式热管凝结换热特性的研究

建立了空气冷却实验台 ,热管的加热方式为电加热 ,工质为蒸馏水 .在 1∶ 1模型上对分离式热管管内凝结换热特性、不凝性气体对凝结换热的影响及不凝性气体的扩散规律进行了试验 ,得出分离式热管有一最佳充液率 ,其值为 45%左右 ;凝结换热系数随着蒸汽压力的增加略有降低 ,在实验的压力范围内 ,降低了 9.5% ;不凝性气体对分离式热管的凝结换热仅影响冷凝段下部较小部分 ,通过排气阀排出不凝性气体可有效地改善冷凝段下部的凝结换热 ;随着压力的增加 ,不凝性气体对分离式热管冷凝段的影响减少 .这些结论可用于分离式热管换热器的工程设计和控制     

新型循环直燃机研究

为了提高直燃型溴化锂吸收式制冷机能源总利用率和吸收式制冷机组的性能系数,对其原有循环进行了改进,利用排烟热回收发生器对烟气中的余热进行了回收,以此作为吸收式制冷机的热源,通过制冷循环达到制冷的目的．进行了热力计算和样机设计并进行了初步实验研究．通过热回收,一次能源效率提高近3%．循环模拟和初步实验研究表明,采用热回收循环的直燃机取得了较好的节能效果．     

热管在空调节能中应用探讨

热管是高效率的传热元件,可以用来回收空调系统排风中的能量.在直流式空调系统和一次回风系统中分别采用热管换热器进行对比,分析了增加热管换热器后空调系统的节能情况.论证了热管在空调应用中的可实施性.