一种聚光光伏/光热混合发电系统的能量分析(英文)

为了提高聚光光伏系统的能量利用效率,本文提出了一种新型的聚光光伏/光热混合发电系统.该系统主要由带有蒸发冷却装置的聚光光伏模块、光热接收器和有机朗肯循环组成.液体有机工质在冷却聚光光伏模块时吸热蒸发,而后流经外围低聚光光热接收器时加热成为过热蒸汽,最终经由有机朗肯循环发电.针对该混合发电系统,本文提出了稳态模型,并进行了系统能量分析.结果表明利用聚光光伏模块外围的低聚光能量可以有效产生较高温度的过热蒸汽.当聚光比为500倍时,该系统可以将整体光电转换效率从传统的聚光光伏电池的28.4%显著提高到44%.因此,该混合发电系统为太阳能的更高效率发电提供了新的发展方向.     

蒸气在变壁温竖直细圆管内的流动凝结换热特性

针对细小直径圆管的特点, 对经典的Nusselt分析进行修正, 考虑凝结液膜弯曲引起的表面张力以及气液界面蒸气剪切力影响, 建立变壁温条件下竖直细管内流动凝结换热的数学模型, 从理论上探讨小管径下, 沿程管壁温度和重力等作用因素对流动凝结影响程度发生的变化. 实验检验证实分析模型的结果是可靠的.     

水平细圆管内气液两相流动界面形状的分析

为精确确定水平细圆管内气液两相分相流动的界面结构，提出采用基于相平衡理论的最小能量原理分析，研究重力、界面剪切力和表面张力对气液两相流流型的影响；分析小尺度下水平圆管气液两相流动的特点。发现即使在细圆管内，相界面间的剪切力对气液两相流流型的影响依然比表面张力显著得多。利用最小能量原理提出了可预示两相系统气液界面形状的方法。     

核供热堆海水淡化系统的热工水力学特性

针对与低温核供热堆相耦合的竖管多效蒸发海水淡化系统 ,建立了物理数学模型 ,探讨该系统的热工水力学特性。采用等温差和分段等面积两种温差分配方案对系统进行设计。分析了系统各效的蒸发器和预热器面积、平均换热系数以及淡水产量等随效数的变化规律。结果表明 ,经过适当的温差调整 ,两种方案下产水比都可以达到 2 0以上 ,但等面积温差分配设计方案在系统的建设上将更具优势。本工作可以为大型竖管多效蒸发海水淡化系统的设计提供理论指导和基础数据     

细圆管内流动凝结换热的流型研究

通过可视化观察实验,分析细圆管的管径、流量以及倾角对管内蒸气流动凝结过程流型的影响.研究表明,在小尺度下,重力的影响受蒸气剪切力和表面张力作用而降低,流动的分层受到明显削弱.随着管径的减小,凝结液分布比较均匀的近环状流在流型图上所占区域增大.现有用于常规尺度下的流型图不适用于细圆管内流动凝结流型的预测.     

非稳态导热基于温度梯度的本征正交分解降维方法

利用本征正交分解(POD)方法处理温度场是实现非线性热流过程降维的有效途径.目前大部分POD算法研究,是从温度场构成的瞬态图像中提取POD基函数,结合Galerkin投影法建立低阶模型;或者对数值计算方法采用的方程组进行POD分解或SVD分解,以建立低自由度的方程组,达到降维的目的.与传统的POD方法不同,本文以优化POD解的梯度为目标,从温度场的梯度中提取出最优正交基.结合Galerkin投影法,建立了二维、常物性、非稳态导热微分方程的POD-Galerkin降维模型,研究了各个边界条件下导热微分方程的降维算法的精度.结果表明POD解保持0.1%以下的相对偏差,而平均求解时间从原来的1.64 s降低到0.02 s.     

间断蛇形短翅片强化扁平管传热的研究

针对火电机组空冷凝汽器典型扁平管结构上蛇形翅片长度大，空气在翅片间流动对强化传热的效果受到边界层发展抑制的缺陷，根据锯齿翅片破坏边界层发展强化传热的思想，引入间断翅片结构强化火电空冷凝汽器扁平管空气侧传热．将原有蛇形翅片断开为不连续的蛇形短翅片，分别采用顺排、叉排方式将短翅片布置于扁平管管壁上．通过数值模拟，对短翅片的不同布置方式叫顷排、又排）、短翅片排数，以及不同断开间距下，间断蛇形短翅片间空气的流动与传热性能进行研究．结果表明，与原有连续结构相比，在工程实际应用的空气流动速度范围内，采用间断短翅片结构可以有效提高空气侧的传热性能，且由于间断结构减小了空气与壁面的接触面积，流动的压力损失增加受到抑制．     

细竖管内流动凝结的换热特性

为探讨小尺度条件下管内流动凝结换热的特性,针对１～５ｍｍ的细圆管,考虑凝结液膜的弯曲、气液界面剪切力与液膜表面张力的影响,建立起柱坐标系下竖直管内受迫流动凝结换热物理数学模型;利用数值求解的结果,对小尺度条件下管内凝结换热的规律进行预测性分析．研究表明,细管径条件下,气液界面切应力与液膜表面张力对流动凝结过程的影响增大,使重力的影响处于相对微弱的地位;与Ｎｕｓｓｅｌｔ换热关联式的预示值相比,小尺度圆管有明显的强化凝结换热的效果．上述结果有助于深化对小尺度下凝结换热规律的理解     

电站空冷凝汽器轴流风机阵列集群效应的数值研究

直接空冷电站空冷凝汽器用轴流风机为数十台集群运行, 与单台风机运行相比具有不同的空气动力学特性. 考察轴流风机阵列运行的空气动力学特性, 有利于空冷风机群的设计优化和运行调整. 以典型2×600 MW 直接空冷电站为例, 通过CFD 模拟, 获得了无风和不同环境风速、风向条件下, 每台风机流量的分布特性以及风机群的总流量变化规律, 计算了每台风机的集群因子和空冷风机阵列的平均集群因子并进行了分析. 结果表明, 空冷风机阵列集群运行时, 每台风机的集群因子不同, 并且在无风和有风条件下, 呈现不同的分布规律. 处于风机群外围和环境风上游的风机, 集群因子较小. 随环境风速增加, 轴流风机阵列平均集群因子降低, 并随环境风向发生显著变化. 空冷轴流风机阵列集群运行规律, 为电站空冷系统的优化设计和运行提供了理论依据.     

大型燃煤发电机组过程节能的基础研究进展

“973”计划“大型燃煤发电机组过程节能的基础研究”（2009CB219800）项目实施近5年来,围绕核心科学问题,在大型燃煤机组节能理论与方法、机组关键参数和运行状态的精确表征、机组能量输运特性及其与外部因素的耦合机制．以及大型燃煤机组能耗控制策略和设计运行优化方法等方面取得了重要进展,为我国燃煤发电深层次节能奠定了科学基础、为解决关键技术问题做出了贡献。本文对该项目的研究思路与主要进展作了介绍。