液化天然气冷量利用分析及集成优化

为提高液化天然气（LNG）冷量的利用效率,文章通过建立空气分离、低温粉碎和低温冷库等用冷装置的工艺模型,对各装置单独利用LNG冷量时的节能效果和利用过程的火用损进行了计算和分析,并在此基础上将空气分离、低温粉碎和低温冷库进行集成,按照“温度对口、梯级利用”的原则利用LNG的冷量。集成方案中,约-150℃的高压LNG先经空气分离装置利用冷量,再将从中抽出的一股约-101.8℃的LNG用于低温粉碎装置和低温冷库。通过模拟计算,结果表明集成利用时各装置利用LNG冷量的火用损比单独使用降低55.7％以上,使用单位LNG的冷量节省电量最大可达349.0 kWh/t,是单独用于空气分离装置省电量的1.56倍,大大提高了LNG冷量的利用效率。     

基于无人机巡检平台的劣化绝缘子带电检测技术

绝缘子是输电线路中起到机械支撑及电气连接的重要部件,一旦发生本体劣化,可能导致断串、绝缘失效等严重故障,对电网的稳定运行造成威胁。绝缘子串的空间电场曲线能够反映其绝缘性能,早期大多通过人工登塔操作检测仪器测量得到空间电场值,随着无人机技术的迅猛发展,搭载各类检测仪器的无人机在电力系统的应用越来越广泛。采用高集成度光学元件,设计完成小型化的空间电场传感器,分析了无人机介入对绝缘子原有空间电场的影响。搭建了包括机载端和地面端的无人机巡检平台,配套研制基于A/D转换模块和射频模块的电场信号无线传输装置,实现了无人机巡检平台电场测量信号在机载端与地面端的传输,并进行了复合绝缘子芯棒局部导通的带电检测试验。实验证明基于无人机巡检平台的电场测量系统能够检测出复合绝缘子芯棒导通缺陷。研究结果有利于推进无人机平台在绝缘子检测领域的应用。     

机载导弹发射的多体动力学模型

机载导弹发射技术是察打一体无人机的关键技术,因此导弹发射对小型载机的扰动成为人们关心的内容;考虑导弹和发射架之间的接触间隙,采用多体动力学理论中的Schiehlen方法,建立了机载导弹发射的多体动力学模型,对察打一体无人机的机载导弹发射进行了仿真;研究和分析了察打一体无人机对机载导弹发射的响应特性和影响机载导弹离轨姿态的因素,为该类无人机的控制系统设计提供了依据.     

Study of space heating by dual-function solar collectors

A novel solar collector named dual-function solar collector （DFSC） has been proven feasible for sup-plying warm air for space heating in winter and hot water during none-heating season by theoretical and experimen-tal studies. While integrated with building, the DFSC becomes component of the envelope. Because complexly coupling of several heat transfer modes and subjecting to random weather condition, the thermal influence of DFSC on a building remains obscure. In order to investigate the effect of DFSC for passive and active heating, a demon- strating office building integrated with DFSC panels on the southern wall and roof has been built in Hefei, in the east region of China. A simulation project of the whole building system in winter was built by the software TRNSYS with the new component developed for DFSC and compiled into the TRNSYS library based on the validated theoretical method and experimental results from previous studies. The simulation results show that the energy supplied by the DFSC can meet the heating requirement at most of the time of a sunny day, except early morning. More than 30 % solar fraction can be provided during the whole heating season in Hefei, the value further increases to 59 % in a region of high solar irradiance, such as Lhasa. While active DFSC panels are operated to provide fresh warm air through ventilation system, the flow rate shows strong influence on the solar fraction of heating load. With appropriate operation scheme of the active DFSC, more energy savings and thermal comfort can be achieved.     

脱硫排烟一体化实验设备的设计与研究

脱硫鼓泡塔可以与排烟烟囱合二为一,形成新型排烟脱硫一体化设备。该设计可以解决两者单独建设所存在的占地面积大、建设成本高等缺陷。利用新设计的简易装置在常温下进行脱硫模拟实验,结果表明SO2脱除效率高,系统阻力低,而且可省却传统的烟气再热。     

防波堤兼作振荡水柱波能装置的工作性能试验

为了考察防波堤兼作振荡水柱波能装置的实际发电性能，构建了物理模型并开展水工试验，试验中采用空气透平作为能量转换部件，并连接发电机，在不同入射波浪条件下，考察了装置的发电出力情况。研究结果表明：波浪周期对防波堤兼作振荡水柱波能装置的能量转换性能有较大的影响，长周期波浪作用下，装置的波电能量转换效率较高；当入射波波高较小，波浪条件较差时，装置的能量转换性能较弱。     

中央扩散式喷嘴颗粒分布特性的冷模实验

针对闪速冶炼过程出现的反应慢和大滞后等问题,建立中央扩散式精矿喷嘴冷模实验装置,研究喷嘴出口附近区域颗粒分布均匀性随工艺风和分散风流量的变化规律.结果表明:反应塔内颗粒分布均匀性可调,分散风使颗粒沿水平方向分散,工艺风使颗粒聚集于反应塔喷嘴正下方区域;分散风和工艺风动量比决定塔内颗粒分布均匀性,动量比越小颗粒越聚集于反应塔喷嘴正下方区域;动量比可将实验范围内各工况颗粒分布均匀性特征指标——颗粒质量偏析函数拟合为指数函数;在颗粒适度分散前提下,喷嘴分散风流量增加倍数和投料速度增加倍数、工艺风流量增加倍数相同.     

基于DSP的中央空调风管清洁系统的设计

为了克服中央空调通风管道人工难以清洗的问题,设计了一个以C2000系列DSP-TMS320F2812芯片(简称F2812)作为核心控制器的智能清洁系统.该系统利用F2812丰富的功能外设构建了系统的硬件,并利用无线传输的通信方式实现了系统与外界的信息交换.结构上是以车轮式车体为基础,将清洁臂设计成可伸缩的清洁臂,增加了系统对空调风管的适应性.该系统能自动检测空调风管内的污染情况,具有良好的适应能力和较强的实用性.     

应用于空基相控阵雷达的新型功率器件一-SIC 射频功率MESFET

根据空基相控阵雷达的工作环境，对4H—SiC材料及SiC功率器件(SiC MESFET)的特点进行了分析。与GaAs器件相比，这种新型器件在空基相控阵雷达领域有广泛的应用前景。同时建立了用于器件CAD技术的SiC MESFET改进型非线性大信号模型，这种基于实验测量的模型通过SPICE模拟器对器件的功率特性进行了分析，与实验结果符合较好。     

燃气机热泵热水器季节运行模式及其性能实验

针对燃气机热泵热水器在全年制取生活热水的同时可满足对建筑冬季供暖夏季供冷的需求,对系统不同季节运行模式下的性能进行了实验研究,并利用季节一次能源利用率(SPER)的评价方法对系统性能进行评价.结果表明:夏季供冷兼制生活热水模式下,系统SPER为2.16,比单纯制取生活热水模式季节性能提高了46.9%;春/秋自然通风兼制生活热水模式下,转速为1,000,r/min时系统SPER最高为1.99;冬季供暖兼制生活热水模式下,系统SPER为1.82,比单纯制取生活热水模式季节性能提高了15.9%.     

In situ airborne virus inactivation by microwave irradiation

Infectious diseases cause tremendous costs of both human and economy annually. Previously, we have studied the bacterial, fungal, and allergen aerosol inacti- vation by direct microwave irradiation. Here, we further investigated its effects on airborne viruses. MS2 coliphage used as a human model virus was aerosolized and exposed to the direct microwave irradiation for ,-~ 2 min at three different power levels （700, 385, and 119 W）. In addition to the survival rate, the viral genes before and after the microwave treatments were also examined using PCR and gel electrophoresis. Direct exposure of airborne MS2 viruses to the microwave irradiation at 700 W for less than 2 min was shown to result in more than 90 % inactivation efficiency, about 65 % at medium power level （385 W）, and 50 % at the lowest level （119 W）. The aerosol inac- tivation rate followed a linear relationship with the microwave exposure time （R2 ---- 0.9889）. Scanning elec- tron images revealed visible damages to the viral surface after the exposure. Damages were also observed to the viral RNA genes coding for coat proteins, among which the A protein gene was completely destroyed. This study dem- onstrated that even without the filtration the direct micro- wave irradiation could also achieve rapid inactivation of viral aerosols. The information obtained can provide useful guidance on the development of microwave-based viral threat mitigation solutions in a closed or semi-closed space.     

一种新型芯片冷却构思的实验研究——利用蒸汽压缩空调系统降低计算机机箱环境温度以冷却芯片

提出通过降低计算机机箱内整体冷却空气温度达到热管理．类似日常生活用的普通空调，提出一种整体式中尺度空调系统来调节计算机内温度，并在实验原型上做了大量概念性的实验．结果表明，计算机机箱内环境空气温度可以从54．7℃降低到32．7℃．说明此种方法可以在不改变计算机任何部件的情况下大大提高计算机系统的冷却效果，为热管理设计的这一特定中尺度空调机非常经济且易操作，在计算机产业上将会得到广泛的应用．如同空调系统的末端一样，此整体式空调机可同时拥有多个蒸发器以带走多个发热元件产生的热量；蒸发器还可以直接扣在中央处理器（CPU）和显卡等芯片的表面以冷却芯片．本文提出的主动冷却系统在调节局部热环境时可灵活调整．例如如果空气冷却系统中有两个蒸发器时，就可用一个冷却机箱内环境温度，另一个直接扣在CPU上．本文提供的概念有望为个人笔记本电脑、台式机和大型计算机提供一种高效的冷却方法，也可应用在其他产热率较高的很多场合．     

基于数值模拟的空调末端节能优化

建立了一间办公室的物理模型,利用AIRPAK3.0数值模拟软件,采用室内零方程湍流模型,对办公室在空调末端供冷条件下的室内气流组织进行了数值模拟,分析了空调末端送风温度和送风速度对于热舒适性的影响,对一天内各典型时刻的送风参数进行了优化,并将优化后的末端工况与实际末端工况进行了对比.结果表明:空调末端的节能潜力较大;相同外界条件下,与运行参数未进行优化时相比,按模拟结果对运行参数进行优化后,全天各时刻空调末端设备的理论制冷量平均减少17%.     

轿车主动空气悬架系统3种方案仿真分析

为满足轿车高的舒适性、操纵稳定性和安全性要求,提出在被动空气悬架的基础上设计一个辅助装置,使其成为主动空气悬架系统. 该装置采用液压与气动相结合的结构,具有调节和抑制车辆俯仰及侧倾运动的作用. 对轿车空气悬架系统建立了3种概念模型,并在相同的输入参数下,通过仿真模型对比计算3种调节方案的主动控制效果. 仿真结果表明,采用液气混合式调节方案的主动空气悬架系统,具有运动速度快、位移精度高等优点,可优先在汽车上使用.     

Teeming stream protection using an argon shroud during casting of steel ingots

Two kinds of argon shroud protection devices with two different basic structures were designed and investigated. Industrial experiments and numerical simulations were used to examine the protection effect, and the mechanism of air entrapment during the casting of steel ingots was analyzed. The influence of the structure of the argon shroud protection device on the protection effect was investigated. An argon shroud protection device mounted to the nozzle holder on the bottom of the ladle does not provide a good protection effect because air can easily flow into the teeming system and cause reoxidation of molten steel during teeming. By contrast, an argon shroud protection device seated on the top of the central trumpet provides an excellent protection effect, where air has little chance of flowing into the teeming system during casting. The feasibilities of the argon shroud protection devices are discussed.     

新型双工质平面叶栅冷却试验风洞设计

针对重型燃气轮机高温涡轮叶片的双工质冷却技术,设计建造了研究双工质冷却新原理,高效气膜冷却机理及叶片综合冷却特性的叶栅试验平台。该平台由压缩机、蒸汽发生器分别提供空气源和蒸汽源,可以进行叶片双工质冷却情况下的叶片综合冷却特性研究及相关扩展研究。从而揭示叶片内冷却工质的流量压力分配关系,气膜冷却效率以及叶片特定冷却结构下的综合冷却特性,为新型双工质冷却叶片的设计提供试验验证支持。     

遮阳式光伏新风系统性能模拟与优化

对一种新型遮阳式光伏新风系统进行研究,该系统在夏季利用光伏板发电的同时为建筑遮阳,在冬季则可以利用光伏板余热加热新风.采用类区域方法建立了遮阳式光伏新风系统的光电光热转换模型,并采用实验数据对系统模型进行验证,在此基础上对遮阳式光伏新风系统进行优化.研究表明:随着新风量增大,光伏板发电效率、新风得热量与集热效率增大,新风温升与送风温度减小;系统发电效率和集热效率随太阳辐照强度的增大而增大.本文研究的遮阳式光伏新风系统能够有效实现太阳能发电、建筑遮阳和新风加热功能,为建筑节能提供一种新方法.     

北京师范大学大气颗粒物外束PIXE分析系统

北京师范大学串列加速器实验室建立了大气颗粒物外束PIXE分析系统,并利用标准样品获得了16种大气颗粒物常见元素的外束PIXE分析系统刻度因子.对Z≥15的大多数元素,刻度因子的重复性较好,相对标准偏差在2%左右.通过降低样品与探测器Be窗之间空气层的有效厚度来削弱空气对低能X射线的吸收作用并降低空气中Ar元素的峰面积,可使标准样品中Mg的探测限由9 157ng.cm-2降至331ng.cm-2,Al的探测限由645ng.cm-2降至191ng.cm-2.大气颗粒物样品中Al及原子序数高于Al的元素外束PIXE的探测限约为内束PIXE的2～6倍.     

机载无线电导航系统集成射频激励器的设计与实现

无线电导航系统是航空电子系统中非常重要的组成部分之一,在对无线电导航进行在线和总体调试时,往往需要多个地面台和机载设备提供激励信号,大大降低了调试的灵活性。主要以航空电子系统中重要的无线电导航系统(甚高频全向无线电信标、指点信标、自动定向仪和仪表着陆系统等)为对象,采用软件无线电技术,设计并实现机载无线电导航系统集成射频激励器,产生调试过程中所需要的各种激励信号,从而提高无线电导航系统调试的灵活性和效率。     

航空影像管理系统

分析了航空影像保存中存在的问题，在利用遥感知识进行航空影像判读并以VISUAL FOXPRO 6．0为平台建立数据库的基础上，对航空影像进行数字化，建立一个便于管理保存的航空影像管理系统。在该系统中主要设王了航空影像的查询、测宽、航向演示等功能，通过对各功能的不断完善，解决了航空影像的保存问题，提高了影像的管理效率。