基于多孔介质燃烧的发动机理论热力循环分析

针对多孔介质发动机,建立了热力学理论模型,引入等温膨胀比,对经典的闭式和开式多孔介质发动机的热力循环过程进行分析,推导出多孔介质发动机热效率、循环功的计算公式,并采用压缩比系数建立了闭式和开式多孔介质发动机热力循环的关系.通过模拟计算,研究了传统发动机和闭式多孔介质发动机两种类型6种循环的理论热力过程,探讨其热效率、循环功随不同参数的变化及其与各参数之间的关系.分析发现,在理论热力循环中,闭式多孔介质发动机比传统发动机在循环功上有着较大优势,认为高速柴油机循环更适合采用多孔介质技术实现高效燃烧和超低排放.     

改性粉煤灰对超细颗粒PM2.5的吸附研究

本文以高岭土和改性粉煤灰为原料,制备了一种多孔莫来石陶瓷基体,把莫来石陶瓷基体作为汽车尾气过滤器中的吸附载体,研究莫来石陶瓷基体对汽车尾气超细颗粒物PM2.5烟尘的吸附特性和去除效果.实验结果表明莫来石陶瓷基体吸附材料对汽车尾气排放的PM2.5有明显的吸附性能.     

微TPV系统中多孔介质燃烧室的数值模拟

为优化燃烧室的设计,提高微热光电系统的整体效率和工作性能,建立了颗粒填充型多孔介质燃烧室.通过试验验证,应用Fluent软件对多孔介质结构的微燃烧室进行数值模拟,分析孔隙率、氢氧体积混合比和流量比等因素对燃烧室性能的影响.模拟结果表明,采用多孔介质结构可以改善燃烧室的燃烧性能,燃烧室在多孔介质孔隙率为0.52,氢氧体积混合比为2:1,入口流量为200 mL/min时燃烧效率较高,有利于微热光电系统稳定高效地工作.     

改性粉煤灰对超细颗粒PM_(2.5)的吸附研究

本文以高岭土和改性粉煤灰为原料,制备了一种多孔莫来石陶瓷基体,把莫来石陶瓷基体作为汽车尾气过滤器中的吸附载体,研究莫来石陶瓷基体对汽车尾气超细颗粒物PM2.5烟尘的吸附特性和去除效果。实验结果表明莫来石陶瓷基体吸附材料对汽车尾气排放的PM2.5有明显的吸附性能。     

燃烧源PM2.5微粒润湿性能

利用W ashburn动态渗透压力法研究了燃煤电厂与垃圾焚烧发电厂PM2.5微粒的润湿性能及其与微粒形态和组分的关系,并考察了添加润湿剂(十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、JFC、FS-310、Silanol w22)对水润湿燃烧源PM2.5的改善作用.利用扫描电镜和X-射线能谱分析了微粒的形态和化学组分.结果表明:微粒的形态和组分对润湿性能有较大影响,垃圾焚烧发电厂PM2.5微粒的水润湿性能优于燃煤电厂PM2.5;不同润湿剂改善燃烧源PM2.5微粒润湿性的效果与微粒特性密切相关,SDS,Silanol w22可明显改善燃煤电厂PM2.5微粒的润湿性能,而FS-310,JFC则对垃圾焚烧电厂PM2.5微粒有显著改善作用;研究结果可为利用蒸汽相变提高燃烧源PM2.5脱除效果及湿法除尘提供重要基础.     

对PM永磁电动机的研究分析

介绍了一种具有更高的效率和多种转子设计的PM永磁电动机，既能提高功率因数，又能低速直接驱动，调速范围比较宽，伺服性能好，激励转子无需能量驱动，没有励磁电流，转子无铜耗，发热量低，散热能力强，能够满足特种加工的快速反应能力、高速与超高速，精密与超精密等要求，可根据整机性能要求选用不同的转子结构来满足使用要求。研究结果为提高发动机效率，减低系统能量损耗，满足运动控制的需求，合理设计结构参数提供了可靠的依据。     

泰安市PM10浓度变化特征及与气象因素的关系分析

根据泰安市2004-2007年PM10浓度资料和同期气象观测资料,分析PM10浓度的时间变化特征,通过相关分析得到影响PM10浓度的主要气象因素包括降水量、风速、相对湿度和气温.分析PM10浓度与各气象要素的关系:不同等级的降水对PM10污染有一定的清除作用,小于10 mm以下降水的湿沉降作用要好于10 mm以上的降水,特别是5-10 mm降水,PM10变化量最大,冬季降雨沉降效率最高;春季PM10与风速呈正相关,其他季节则相反;相对湿度小于40%时,PM10浓度与湿度呈正相关,相对湿度大于60%时,PM10浓度与湿度呈反相关;春季PM10浓度与温度的相关性要好于其他季节.     

基于海岛纤维的新型滤料实验研究

研发基于超细纤维的滤料是控制PM2.5的主要技术方向之一.采用国家标准建议的实验装置,对新型超细海岛纤维滤料的过滤性能进行综合研究,得出了滤料的过滤效率、残余阻力、清灰周期等参数,并与常规针刺毡滤料和覆膜滤料对比.结果表明:海岛纤维滤料对PM2.5的计数效率为94.9%,远高于常规针刺毡滤料,与覆膜滤料相当;动态过滤过程的残余阻力低于覆膜滤料,残余阻力上升缓慢,清灰周期更长,有利于延长滤料的寿命,节约成本.     

北京冬季室内空气中TSP,PM_(10),PM_(2.5)和PM_1污染研究

人们每天2/3以上的时间在室内度过,室内空气中可吸入颗粒物对人体健康的影响越来越受到国内外研究人员的广泛关注.在我国,虽然人们对大气中细粒子的研究比较系统、深入,然而对室内环境中可吸入颗粒物的研究、报道却很少.作者在北京市的海淀区、朝阳区、丰台区和昌平区选择了19个家庭,分别对其厨房、客厅和卧室的室内空气中TSP,PM10,PM2.5和PM1的浓度进行了测定,并且对室内空气中粉尘含量的影响因素进行了分析和探讨.     

微环形多孔介质燃烧器的数值研究

MEMS微型机电系统是当今研究的热点课题。但对微尺度燃烧的研究仍不够深入。本文提出微环形多孔介质回热夹层结构燃烧器来强化燃烧,采用氢气和空气的预混气体作为燃料,数值分析微燃烧器60W、80W、100W、120W、140W五种功率不同过量空气系数的工况。得到微燃烧器的燃烧效率,各种状态参数随功率和过量空气系数变化的情况,验证了多孔介质回热夹层的回热作用,为今后进一步优化微燃烧器结构,提高燃烧效率提供了科学依据。     

发动机内可逆变温换热循环的研究

基于发动机热力循环变温吸热和放热的特点,建立了内可逆变温换热循环的有限时间热力学模型,推导出性能的计算式,以及循环功率与热效率的制约关系,并给出了性能优化的条件.应用这些优化条件,可以确定发动机的工作参数,从而获得最优性能.模型考虑了发动机实际循环工质吸、放热过程温度变化的因素,比现有的等温换热循环有限时间热力学模型更接近实际循环,模拟精度更高.模型适用于各种发动机的热力循环.     

混合热阻条件下广义热机的最优构型及其性能

研究了有限热源条件下工质与热源间传热规律服从混合热阻形式时热机的有限时间热力学性能，讨论了循环的最优构型及最优功率与效率间的优化关系，所得结果对实际热机的设计工作具有一定的指导作用。     

不可逆狄塞尔热机输出功、效率及其参数优化

建立不可逆狄塞尔热机循环新模型。探索不可逆绝热过程对热机循环性能的影响，应用有限时间热力学方法．导出了输出功和效率与压力比、高低温比间的解析表式．揭示了这些重要热力学参量问的变化特性．研究结果表明，随着绝热不可逆程度的增大，输出功及效率均明显减小；输出功和效率随压力比的变化在一定范围内存在极大值．而输出功随高低温比的增大而单调增大．通过数值计算，还讨论了包括热机压力比、输出功和效率等优化工作区域及其界限、所得结论可为一类内燃机的最佳运行条件和优化设计提供理论参考．     

氢气机循环的热力学分析及其变化特征

对氢发动机各过程进行了热力学分析,建立了氢气机循环的数学模型并进行了计算机模拟,结果表明,氢气机有良好的燃烧特性和散热条件,其热效率与常规燃料相当,当过量空气系数在合适的范围内变化时,发动机可以正常工作,正确地选择压缩比是发动机正常工作的必要保证。     

中介尺度活塞式内燃机氢氧燃烧过程的数值模拟

中介尺度条件下的氢氧预混燃烧,其燃烧速率主要由化学反应速度决定。于是采用层流有限速率模型,运用详细氢氧19步基元反应化学动力学机理和动态网格数值方法,对中介尺度准气体动力循环活塞式热力发动机超高燃烧负荷率氢氧预混燃烧过程进行了模拟。研究表明:中介尺度移动边界微小封闭空间的氢氧预混燃烧具有稳定性;采用表面炽热点火形式的中介尺度准气体动力循环的活塞式内燃机,能够实现工质高温吸热、内能增加和对外做功的完整热力学过程;而循环周期、初始压力、相对燃空比等运行参数对移动边界微小封闭空间的氢氧燃烧过程具有复杂的影响。     

基于有机朗肯循环的内燃机余热回收系统准动态模拟

作为一种有效的提高内燃机整体热功转化效率的技术手段,基于有机朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)的内燃机余热回收技术受到越来越多的关注。通常来讲,组织合理的ORC的最关键的技术在于选择合理的循环工质和合适的膨胀机。对于车用内燃机余热回收,同时需要考虑内燃机的运行工况以及由此带来的烟气流量和温度的变化,以对余热回收系统进行有效的控制,达到最佳的工作效率。采用数值模拟的方法对内燃机排气进行余热回收,在不同软件环境下建立一维详细内燃机子模型和有机朗肯理想循环子模型,并将其进行耦合,达到根据内燃机工况变化进行准动态模拟的要求。通过对水,R123a和R245fa三种不同循环工质的考察发现,利用水作为循环工质具有最高的热效率,然而由于水是湿工质,大多情况下不能产生过热蒸汽,因而不适于作为余热回收的工质。对于两种有机制冷剂,R245fa比R123a具有更高的循环效率。通过对WHSC循环准动态模拟显示,需要对ORC的工质流量根据内燃机工况进行控制。通过目前较简单的控制,循环总效率可提高8.1%。     

涡流室式柴油机工作过程计算中若干问题的研究

建立涡流室式柴油机放热规律的热力学计算模型和缸内工作过程的零维模型 在缸内工作过程计算中 ,采用了双韦伯函数作为计算模型 探讨了两个至关重要的参数———流量系数和传热系数的影响及它们的确立 针对S1 95型柴油机的不同工况进行了放热分析和循环模拟 ,并对计算结果进行了对比分析和探讨     

车用柴油机变工况下双有机朗肯循环系统的性能分析

为充分利用柴油机的余热能量,针对一台车用六缸柴油机,设计了一套双有机朗肯循环系统,用来回收柴油机的排气能量和冷却系统具有的能量.该双有机朗肯循环系统包括高温循环和低温循环,均采用R245fa作为工质,高温循环用于回收柴油机排气能量,低温循环用于回收柴油机冷却系统能量和高温循环冷凝过程中工质所释放的能量.通过台架试验,在研究柴油机变工况下余热能分布特性的基础上,对双有机朗肯循环系统的余热能回收潜力进行了分析. 分析结果表明:在柴油机整个工况范围内,双有机朗肯循环系统的净输出功率最高可达26.58 kW,系统热效率最高可达14.62%;柴油机-双有机朗肯循环联合系统在燃油经济性和动力性方面具有明显的优势.      

Entransy analysis of open thermodynamic systems

The concept of entransy developed in recent years can describe the heat transport ability.This paper extends this concept to the open thermodynamic system and defines the concept of enthalpy entransy.The entransy balance equation of steady open thermodynamic systems,as well as the concept of entransy loss,is developed.The entransy balance equation is applied to analyzing and discussing the air standard cycle.It is found that the entransy loss rate can describe the change in net power output from the cycle but the entropy generation rate cannot when the heat absorbed by the working medium is from the combustion reaction of the gas fuel.When the working medium is heated by a high temperature stream,both the maximum entransy loss rate and the minimum entropy generation rate correspond to the maximum net power output from the cycle.Hence,the concept of entransy loss is an appropriate figure of merit that describes the cycle performance.