一种用于内燃机排气能量回收的新型布雷顿循环系统

为回收涡轮增压内燃机排气(IC)能量,提出一种新型布雷顿循环系统:在增压系统耦合1个高速电机作为布雷顿循环负载,回收涡轮功率;将内燃机视为布雷顿循环的燃烧器,通过改变其运行参数来调节布雷顿循环工质状态和参数。以某增压柴油机为研究对象,根据试验数据建立并标定循环系统的GT-Power仿真模型。研究不同转速下涡轮旁通阀开度、进气压力和循环喷油量对布雷顿循环性能参数的影响。研究结果表明:该布雷顿循环可以有效回收排气能量;涡前流量、压力和温度与布雷顿循环输出功率及热效率呈正相关;随进气压力增大,布雷顿循环功率和效率先增大后减小;循环喷油量增大,布雷顿循环输出功率和效率均增大,但系统总效率下降;当转速为3 400 r/min时,最大输出功率为18.30 kW,最大循环热效率为9.51%;系统总热效率相对于原机提高5.74%。     

船用燃气轮机超临界CO_2/有机闪蒸余热回收循环的热力学分析

为了提高船用燃气轮机效率并降低排烟温度,提出一种由超临界CO_2循环和有机闪蒸循环组成的新型余热回收循环:该循环中超临界CO_2循环回收高温烟气,有机闪蒸循环回收低温烟气。对该系统进行了热力学分析和以循环净功率为目标函数的优化分析,结果表明:在基本工况下,接入该余热回收循环后的燃气轮机热效率和■效率高达50.4%和68.93%,比未接余热回收循环的燃气轮机热效率提高了44%,■效率提高了43.6%;冷凝器■损最大,为842.04 kW,占余热回收循环总■的6%;当CO_2压气机压比越大、加热器1和加热器2的端点温差越小时,余热回收循环的净功率越大;有机闪蒸循环的蒸发温度处于最佳值时,余热回收循环净功率最大;当有机工质为对二甲苯时,该余热回收循环的净功率最高,为9 759.64 kW,最终排烟温度最低,为177.6℃。     

重型柴油机冷却风扇和水泵的功率分配对热管理系统总能耗的影响

针对一款重型卡车用柴油机,在GT-SUITE平台上系统研究了电动风扇和电动水泵功率分配对热管理系统运行总能耗的影响规律,提出了风扇和水泵功率分配控制策略.为了减少水温控制的波动,降低系统控制能耗,提出采用一种基于主动扰动观测的控制算法.通过稳态工况和HUDDS循环工况的仿真,验证了该算法降低能耗的效果.结果表明:稳态工况下风扇和水泵功率分配的不同可造成2%~56%的总能耗差异.HUDDS工况下,通过风扇和水泵的功率分配控制,总能耗可节能约8%.相对于PID水温控制,采用主动抗扰控制算法可节约附件总能耗5%左右,出口水温和进出口温差的控制精度可分别改善24%和40%.     

三缸CPICP曲柄连杆机构的优化

建立了三缸约束活塞型内燃式水泵曲柄连杆机构的优化模型,通过Matlab语言程序对其进行优化设计.对优化前后的结果进行分析,优化后曲柄连杆机构的质量减少了33.58%,摩擦功率损失减少了26.60%.并对此系统进行了仿真分析,与优化前的有效功率相比,改善非常明显.从而验证了三缸约束活塞型内燃式水泵曲柄连杆机构的优化模型的正确性与精确性.     

基于鲸鱼算法改进下垂控制的微电网平滑切换策略

在传统下垂控制所在微电网系统负载发生突变时，可能无法维持整个微电网的稳定；在模式切换过程中存在功率振荡、母线电压偏离过大等问题.针对此类问题，提出一种基于鲸鱼算法改进下垂控制的方法.依据电压幅值及频率波动，应用鲸鱼算法调整优化相应参数；将优化结果反馈到下垂参数计算中，用于解决切换时产生的功率振荡及频率偏移问题；搭建MATLAB/Simulink模型进行仿真验证.仿真结果显示：优化后的算法能够减少功率振荡幅度及频率偏移，实现微电网的孤网与并网平滑切换.在负荷突变工况下，功率偏差最大为13.78%,改进后降至3.97%,从扰动至稳定状态所用时间缩短了37.52%,提高了系统的供电质量，证明了该改进控制策略的有效性.     

一种基于导频功率控制的WCDMA移动台分配策略

针对WCDMA系统的基站布局规划初始阶段基站与移动台发射功率均未知的情况,提出一种基于导频功率调节控制的移动台分配策略.以传统的就近分配策略作为初始分配方法获得扇区负载,设计新的导频功率计算方法,使之根据负载动态调整以控制移动台的再分配,迭代式地平衡各区容量.仿真结果表明,新策略克服了原有策略考虑因素单一的缺点,在满足系统容量和覆盖需求的同时减少了服务基站个数、降低基站的总发射功率,可行性好.     

回路脉动热管稳定运行理论模型的建立与分析

运用热力学和流体力学的分析方法建立简单回路脉动热管稳定运行的理论模型.分析显示,稳定循环时,系统循环体积功用于克服系统循环耗散功,而系统循环耗散功(热)与热管传热量呈一定关系.通过关联蒸发段与冷凝段的流动和传热,工质初始参数,热管几何参数以及运行参数,对传热和流动进行耦合求解.结果表明,稳定运行充液率xv范围为10%～80%,稳定传热功率随蒸发段进口温度tel和蒸发段温升Δte的升高而增大,其中,温升的影响大于蒸发段进口温度的影响;充液率在30%～50%之间时,存在极限传热功率;传热量中的显热份额随蒸发段进口温度和温升的提高而降低,但不随充液率变化.     

小型低温余热发电系统膨胀机输出特性试验研究

依据有机朗肯循环原理,采用R123作为循环工质、涡旋膨胀机作为能量回收机械,建立了小型低温余热发电试验系统,分析了相同热源入口温度和流量、不同工质流量的两种工况下膨胀机转速对系统性能的影响.结果表明:涡旋膨胀机的吸气压力和吸气温度随转速的增加而降低,排气压力和排气温度随转速的增加而增加;系统发电功率和系统热电效率随着转速的增加而降低;涡旋膨胀机的容积效率随着转速的增加而增加.两种工况下系统最大发电功率分别为0.66 kW和0.62kW,最大系统热电效率均为2.1%,容积效率变化范围分别为38.5%～56.5%和39.7%～60.0%.     

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%.     

城轨列车车载储能系统功率需求的动态模糊优化控制方法研究

针对城轨列车复合储能系统中超级电容与锂电池联合供电的功率分配问题,提出了一种考虑系统功率需求的多元化输入的模糊能量控制方法 .为了更好地解决车载储能系统非线性和能量的控制问题,以城轨列车的需求功率、车载储能系统的锂电池和超级电容SOC、锂电池功率分配系数为输出,建立多输入单输出的车载储能模糊控制器,对车载复合储能系统进行建模和仿真.通过利用Simulink进行仿真,结果表明：该模糊控制器能够较好地分配能量,满足列车运行中的功率需求,减少大电流对锂电池的冲击,提高锂电池的循环利用次数,有利于提高列车运行的稳定性和舒适性.     

双V型槽式低倍聚光光伏系统实验研究

为了减少单位产能所需的电池面积和降低光伏系统发电成本,采用低倍聚光器将太阳光汇聚在光伏电池上,对太阳电池进行低倍聚光.设计双V型槽式低倍聚光光伏系统,利用太阳跟踪系统和数据采集系统研究了在不同聚光条件下,常规单晶硅太阳电池组件的短路电流、开路电压、最大功率等电池特性参数,利用在电池组件下加装散热器来解决聚光后组件温度升高的问题.实验结果表明,采用双V型低倍聚光后,电池功率提高了27%,短路电流提高了25%,开路电压和填充因子变化不大,电池表面温度升高到44.8℃.利用双V型槽式低倍聚光光伏系统,增大了电池组件发电功率,为使用简单可靠的聚光器降低光伏系统发电成本提供了有效方法.     

全流-双循环地热发电系统分析

采用全流-双循环地热发电系统对中低温地热水进行利用发电,并与闪蒸蒸汽系统进行比较.理论推导闪蒸蒸汽系统的最佳闪蒸温度,分析比较了全流 双循环系统中各部分的损失,进而提出了降低换热器端差,以减少损的措施.在既定的地热水参数条件下,根据系统模型对全流 双循环系统和闪蒸蒸汽系统进行热力计算.结果显示：全流-双循环系统的最大发电功率比闪蒸系统的最大发电功率高出12.7%; 全流-双循环系统的功率随着低温工质蒸发温度的升高而增大;闪蒸蒸汽系统的功率随着闪蒸压力的增大呈先上升后下降的趋势.     

线性唯象传热定律下Otto循环热机活塞运动最优路径

以存在热漏、摩擦等内、外不可逆性的Otto循环热机为研究对象,考虑工质与环境之间传热服从线性唯象传热规律[q∝Δ（T^-1）],给定循环总时间和耗油量,以循环输出功最大为目标对整个循环活塞运动的最优路径进行了研究.利用最优控制理论得出了无加速度约束与限制加速度时对应于循环最大输出功时各冲程活塞最优运动规律及循环总时间的最优分配.限制加速度时各个冲程活塞运动最优构型均由三段构成,且均包含一个初始最大加速段和一个末端最大减速段.给出了最优构型的数值算例,并与牛顿传热定律[q∝Δ（T^-1）]下的最优构型进行了比较.计算结果表明优化活塞运动规律后可使热机功率和效率提高9%以上,主要是通过减少功率冲程初始段的热漏损失实现的.     

冷水循环泵变频改造的设计

分析冷水循环泵的工作现状,利用变频器将传统循环供水系统改造成变频调速式系统,实现平滑的软启动和软停车,以减少对电网的冲击.设计一台变频器控制两台水泵的方案,由冷水循环泵、变频器,以及扩展控制回路共同构成一个闭环控制系统.结果表明,变频改造后,闭环控制系统能够较好地对水泵进行控制和监测,实时反馈压力的变化并做出准确、迅速的判断和动作,保证系统的恒压供水.     

多相循环流化床流动规律的研究

研究了影响多相流态化各个参数(包括全床平均气含率、全床平均固含率和液体循环量)的因素,细致地讨论了气液两相及固体颗粒加入时,气含率、液体循环量的变化规律,并且通过实验结果发现,固体颗粒加入后,不会改变全床平均气含率和液体循环量的变化趋势,但是液体循环量显著减少,并且从整个系统能量守恒的基础出发,建立了数学模型,用于对整个多相循环流态化系统进行模拟,模型的预测结果与实验获得的数据平均误差小于5%,可较好地描述多相循环流化床流动规律.     

基于数据集成的GTCC进气余热制冷的经济评价

为更准确地评价燃气-蒸汽联合循环(GTCC)进气冷却方案,提出了基于数据集成的进气余热制冷经济评价方法.该方法综合了GTCC系统的进气温度特性、进气冷却系统的变工况特性、机组负荷规律以及当地全年标准气象参数等.对华南地区某GTCC进气余热制冷方案的经济评价表明,进气温度每降低1℃,联合循环功率约增大0.5%,而热耗率变化不大.对进气温度从环境温度(30℃)冷却至10℃的冷却方案,按当地气象条件,进气温降年平均可达16℃,GTCC年功率增大8.27%,热耗率增大1.03%,当增容尖峰电价为1.00元/(kW·h)及油价为2200元/t时,投资回收期约两年.     

空气源热泵过冷蓄能除霜特性试验

为了解决空气源热泵除霜过程中能量来源不足而导致的各种除霜问题,提出了空气源热泵过冷蓄能除霜方法.对一台额定输入功率为850 W的家用空气源热泵进行改造,在人工模拟环境条件下,与常规逆循环除霜进行了对比试验.试验结果显示:过冷蓄能除霜条件下,压缩机的吸排气压力分别提高了0.11和0.57MPa,除霜时间和恢复供热时间分别缩短30.8%和25%,除霜过程耗功减少了22.8kJ.因此,过冷蓄能除霜可以有效地提高压缩机吸排气压力,缩短除霜和恢复供热时间,改善除霜时的室内热舒适性,降低除霜过程能耗.     

Allam循环-跨临界CO_2循环冷电联产系统的热力学分析

为了实现碳中和目标和液化天然气冷能的充分利用,提出了一种由Allam循环-跨临界CO_2循环所组成的冷电联产系统。对联产系统中所涉及的热力设备进行了详细建模,并对系统进行了热力学分析和参数敏感性分析。仿真结果表明,在设计工况下,冷电联产系统的净输出功率比单独的Allam循环提高了9.54%,而且可以输出5.15 MW制冷量。参数分析的结果表明,联合循环的净输出功率随顶循环透平入口温度和透平出口压力的增高先增大后减小,即存在最佳的顶循环透平入口温度和透平出口压力使得联合循环净输出功率最大;当底循环透平出口压力增高时,系统的输出功率和制冷量都明显减小。本文所提出的联产系统具有模块化设计的特点,可以灵活调节容量参数以适应不同的设计条件,且可以实现碳捕集,具有良好的工程前景。     

煤矿主斜井皮带多电动机驱动功率分配探讨

对煤矿主斜井皮带三台电动机拖动系统和电动机功率分配不平衡问题,从电动机特性和机械传动两方面进行理论探讨,提出了调节功率平衡的方法。     

室外换热器流路布置对热泵空调器的性能影响分析

在压缩机、毛细管、室内换热器及室外换热器的几何结构尺寸均相同的情况下,对室外换热器的流路布置进行了优化.实验结果袁明:室外换热器作冷凝器时采用逆交叉流,作蒸发器时采用顺交叉流,这样能够提高换热器和热泵系统的性能,使得热泵空调的制冷和制热循环压缩机功率分别降低3.81%和5.46%,制冷量和制热量分别增加2.73%和2.78%.使制冷能效比EER提升6.82%,制热能效比COP提升8.73%.数值比较结果表明:优化后的流路布置可增大换热器各支路后半部分的传热温差和传热系数,从而提高了换热器的性能.