蒸汽型双效吸收式冷水机组部分负荷性能

为了分析蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组部分负荷工况性能,建立了机组非线性耦合数学模型．由于该模型变量多,溶液温度、浓度取值范围相互制约,采用子空间置信域法进行求解．通过机组部分负荷工况性能测试试验,验证了模型的正确性．最后模拟分析了4种运行模式下机组部分负荷工况的蒸汽耗量、机组性能系数（COP）和综合部分负荷性能系数（IPLV）．结果表明以冷水入口温度为控制信号,变溶液循环量的运行模式下机组性能最好,比定溶液循环量调节运行模式可节省约20％的能耗量．     

高温双再生器型吸收式热变换器热力循环分析

提出一种新型以溴化锂溶液为工质的高温双再生器型吸收式热变换器（HDAHT）循环系统,该系统在高温单级吸收式热变换器循环中再生器和冷凝器之间增加了第二级再生器.HDAHT系统可以将高温废热源的温度进一步提高至有用温位.对HDAHT内各参数对系统性能系数COP的影响进行了模拟计算.计算结果表明,系统性能系数COP随着蒸发温度、低压再生器温度和溴化锂溶液中间浓度的升高而增大,随着吸收温度、高压再生器温度和溴化锂稀溶液浓度的升高而减小.在适合的操作条件下,本循环的系统性能系数COP达到了0.61,是高温单级吸收式热变换器的1.2倍.所得到的这些规律将为高温吸收式热变换器设计系统优化提供必要的理论依据.     

水下自主航行器舵翼水动力性能分析

针对300 kg级水下自主航行器尾舵设计的关键问题,采用三维计算流体力学方法,计算了梯形舵在不同航速下的流体力学性能,得到不同舵角条件下水下航行器舵翼的水动力性能与流场分布,分析了不同舵角水动力性能变化原因和声呐对垂直上舵产生的影响,同时对舵翼进行了优化设计.结果表明,当水下航行器正常航行时,舵翼攻角大于20°后,舵翼水动力性能明显下降.优化发现后掠7.71°的舵翼在理论上具有更好的水动力性能,为水下航行器的后续设计提供参考.     

基于特征参数的冷水机组模型抗干扰性分析

基于将冷水机组未知的结构参数进行集总并由实测数据获取机组集总的结构参数(即特征参数)的建模方法,建立基于特征参数的冷水机组模型,并研究获取机组特征参数所需的实测数据中存在的测量误差对该建模方法及模型精度的影响规律。研究结果表明:当冷冻/冷却水流量、进/出口温度等机组实测值存在测量器具精度范围内的最大测量偏差时,冷水机组性能模拟值COP的相对误差小于2.5%,说明基于特征参数的冷水机组模型具有较高的抗干扰性。     

冷水机组变流量性能预测模型与实验研究

为实现在冷水机组结构参数缺乏的条件下,对冷水机组变流量工况下的性能进行准确预测,提出了一种将冷水机组未知结构参数集总并基于少量机组实测数据获取模型参数的建模方法,建立了相应的冷水机组变流量性能预测模型.通过搭建冷水机组变流量实验装置并进行实验,获得其模型参数并对机组变流量性能进行了模拟与实验对比.结果表明:该建模方法的模型参数获取简便,模型性能预测精度较高,制冷量、COP等系统性能参数偏差在10%以内,能较好地表征冷水机组变流量工况下的性能变化规律.冷冻水流量从额定流量的100%降至42.8%时,冷水机组制冷量减小8.6%,COP减小8.8%;冷却水流量从额定流量的100%降至24.2%时,冷水机组制冷量减小1.8%,COP减小14.8%,可为空调系统的变流量优化运行提供指导.     

CO2热泵热水器充注量确定及系统实验研究

设计搭建蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试实验台,采用额定工况法理论计算系统充注量,实验研究充注量对系统性能的影响并确定系统最佳充注量.在最佳充注量下,实验研究节流阀开度和气冷器水流量的变化对系统性能的影响.结果表明,充注量的变化对排气压力、性能系数COP影响最大,对蒸发压力影响很小;节流阀开度过小会提高系统高压压力,增加系统能耗,而对产热水温度提升不大;只有气冷器水流量适中时,系统才能在较高的COP时提供温度满足使用要求的热水.     

六自由度水下航行器操纵性仿真及性能评估

为预报水下航行器样机操纵性和运动控制性能,采用格特勒标准六自由度运动方程,通过水池拖曳试验获取水动力系数,建立水下航行器运动模型,完成水平面回转操纵、Z型操纵、回舵操纵、垂直面梯形操纵和空间螺旋操纵等仿真.仿真结果表明:该水下航行器具有良好的应舵性能和回转性能,同时具有良好的机动性和稳定性;并将全模型仿真与经典的野本简化模型仿真结果进行比较,说明了本方法的精确性.对操纵性能的评估结果表明所设计的水下航行器满足水下智能控制试验平台的要求.     

水下航行器阻力计算及结构设计

随着海洋探索的不断发展，水下作业对水下航行器提出了更高的要求。为了提高某水下航行器的减阻性能，本文基于计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）方法对预选的多种艏部型线以及舵板进行数值模拟，对比了它们的减阻性能，最终为航行器选择效果最佳的艏部型线以及舵板，并计算配备有最佳减阻效果的艇艏和舵板的航行器总阻力，对比分析其周围压力和流场特性。结果显示，所选的零部件相较于其他选择拥有更好的减阻性能，更适用于本文的水下航行器。本文研究结果可为航行器的结构设计和选择提供一定的参考。     

两级双溶液除湿系统性能研究

建立了两级双溶液除湿系统,其核心部件是采用氯化钙溶液预处理空气的第1级除湿器和采用氯化锂溶液的第2级除湿器,并利用数学模型对其除湿效果进行计算.结果表明:与采用氯化钙和氯化锂混合溶液(CELD,氯化钙与氯化锂质量比1:1)的系统相比,双溶液除湿系统的除湿效果更佳且能量利用率更高;在温度30℃、绝对湿度16.2 g/kg的工况下,双溶液除湿系统能够使空气的绝对湿度降至7.93 g/kg,系统的热力性能系数(COP)达到1.08;若采用太阳能驱动系统,当集热器出口的热水温度为87℃时,该系统性能最佳,COP值达到1.08;当热水温度为75℃时,基于太阳辐射的COP最高,其值为0.51.     

基于EBSILON的冷热电三联供系统及能量利用特性

为研究天然气冷热电三联供分布式能源(combined cooling heating and power,CCHP)系统的能量利用特性,以某冷热电三联供能源站作为研究对象,利用EBSILON软件分别建立内燃机组、烟气-热水型溴化锂吸收式冷水机组、换热器组件等模型,分析了烟气-热水型溴化锂吸收式冷水机组在不同烟气与缸套水热源驱动下的制冷系数(coefficient of refrigeration,COP)特性,内燃机组不同负荷率下系统的综合供能特性.研究结果表明,CCHP采用单一热源制冷时,烟气热水型溴化锂吸收式冷水机组以烟气作为驱动热源可获得较高的COP,而以缸套水作为驱动热源时COP较低;在同时具备冷热负荷情况下,高温烟气更适合作为制冷热源,而高温缸套水更适合充当制热热源;采用双热源驱动制冷与单一热源相比,具有更高的综合能源利用效率,在内燃机75％负荷率、WY1工况下,COP与综合能源效率达到最大值1.28与92.0％;而在50％负荷率时采用缸套水作为单一热源驱动制冷机时,COP与综合能源利用效率达到最低值,分别为0.74与76.1％.模型分析得出的CCHP系统综合供能特性,在一定程度上可有效指导冷热电三联供能源站的高效运行.     

湿法脱硫系统中应用蒸汽相变技术脱除细颗粒

通过在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加适量蒸汽等措施,在湿法烟气脱硫(WFGD)系统中进行了利用蒸汽相变原理高效脱除细颗粒的试验研究.考察了采用CaCO3, Na2CO3, NH3·H2O等3种不同脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除性能及其脱硫剂、蒸汽添加量、液气比(体积比)、脱硫塔进口气液温差等的影响,并进行了添加蒸汽和喷雾化水的对比试验.结果表明,由于形成无机盐气溶胶细颗粒,采用CaCO3, NH3·H2O脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除效果明显差于Na2CO3脱硫剂;在WFGD系统中应用蒸汽相变原理可显著促进细颗粒的脱除,在蒸汽添加量为0.05 kg/m3时,细颗粒数浓度脱除效率可增至60%～70%以上;液气比的影响与脱硫塔内是否存在蒸汽相变有关;提高脱硫塔进口气液温差有利于细颗粒脱除;烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发替代添加蒸汽也能显著促进细颗粒的脱除.     

螺杆冷水机组稳态仿真

为预测螺杆冷水机组在大范围结构参数以及运行工况下的性能 ,提出了该类相应的稳态仿真模型 .模型由一系列部件模型组成 ,包括压缩机、经济器、膨胀阀、壳管式冷凝器以及满液式蒸发器 .结合顺序模块方法和连续替代方法实现了模型的求解 .模型预测结果与不同规格的 4台不带经济器冷水机组和 3台带经济器冷水机组的实验数据相比 ,误差在± 1 0 %以内 .通过模型验证发现 ,只有当压缩机一级内压缩容积比大于一定值时 ,机组才能获得高于其不带经济器时的 COP     

电池架导热系数对水下航行器电池舱段 内部发热和传热过程的影响

对锂/亚硫酰氯电池在水下航行器电池舱段中的发热和传热过程进行理论分析,在给定的工况下,对电池舱段内部发热和传热过程进行试验测量,利用FLUENT软件仿真分析了电池架导热系数对电池舱段内部温度随时间的变化规律和温度分布云图的影响.结果表明,电池舱段内部最高温度随着电池架导热系数增加而逐渐降低;采用铝基电池架能够满足该型号水下航行器在温度控制方面的工况要求(≤70 °C),且具有一定的温度裕量.     

P-ZSM-5-水吸附制冷工质对制冷性能预测

采用不同浓度磷酸溶液浸渍法改性ZSM-5沸石分子筛,测定温度为303 K时不同浓度改性试样的饱和吸附量,筛选出最佳改性试样并测定其吸附等温线;在此基础上对最佳改性试样进行制冷性能预测,采用D-A方程简略式进行吸附制冷模拟仿真,探讨冷凝温度、脱附温度对系统制冷系数(COP)及制冷量(Qref)的影响.吸水性能结果表明:试样改性后吸附量均大于未改性试样,存在最佳改性质量分数(6.32%,磷酸质量分数),最佳改性质量分数试样的饱和吸附量为1.299 g/g.制冷性能结果表明:在最佳工况(Ta2=Tc=303 K、Te=278 K、Tg2=378 K)时,计算得到COP为1.097,Qref为1 691.126 kJ/kg,性能优于常规吸附制冷工质时.     

混合驱动水下滑翔器滑翔状态机翼水动力特性

将水下滑翔器和水下自航行器两者功能集合于一身,提出了一种新概念混合驱动水下滑翔器.采用计算流体力学方法对混合驱动水下滑翔器滑翔状态下机翼对滑翔经济性和稳定性的影响进行了数值模拟研究.正交试验表明,其滑翔经济性受机翼弦长影响最为显著;滑翔器的稳定性受机翼的后掠角影响最为显著;对4个具体模型在0°~20°攻角的进一步的数值模拟表明,机翼的位置主要影响滑翔稳定性,对滑翔经济性影响较小.滑翔器在6°左右攻角航行时,具有最大的升阻比.研究为混合驱动水下滑翔器的设计提供了理论指导和参考.     

热水型吸收式制冷机的稳态模拟

建立了预测热水型溴化锂吸收式制冷机组性能的稳态仿真模型,机组包括吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器和溶液换热器.仿真模型基于部件的质量守恒和能量守恒,采用了集总参数方法.每一状态节点的热力系数和状态参数,根据已知部件面积、冷热流体流量及进口或出口温度、吸收器的再循环率进行计算.根据仿真模型,编写了机组变工况稳态运行模拟程序,得到了不同参数条件下的COP变化曲线.     

严寒地区公共浴池废水余热回收利用研究

目的解决严寒地区公共浴池洗浴用水量大、洗浴废水余热浪费严重的问题,探讨系统机组制热性能和计算洗浴废水余热回收利用率.方法以辽宁省沈阳某大学浴池洗浴废水余热回收利用情况为例,利用温湿度测试系统、超声波流量计等仪器设备对该高校污水源热泵系统洗浴废水进、出口温度,蒸发器和冷凝器的进出口温度等进行实测,通过计算确定机组制热性能系数(COP)及洗浴废水余热利用率,分析机组能效比.结果洗浴废水进口温度为28.2～34.5℃,温度变化范围较小,比较稳定.机组COP值比较高且比较稳定,机组传热系数受洗浴人数和机组使用时间影响较大.洗浴废水中含有以COD为代表的微生物,通过测试发现洗浴废水水温较高,不利于COD等微生物的生长.严寒地区公共浴池余热利用率可以达到80%以上.结论低品位余热回收用于严寒地区公共浴池洗浴废水回收是一种有效的余热利用方式,在现有余热回收利用技术的基础上,较好地保证了节能性和经济性.     

基于DSP的水下航行器舵机控制系统设计

舵机是水下航行器控制系统的关键机构,它通过带动舵面的转动来控制水下航行器的航行姿态,其性能的好坏直接决定了水下航行器的性能。舵机主要由控制器、电机、减速机构、反馈电位计、舵面五部分组成,其中控制器是舵机的核心部分。介绍了某型水下航行器的舵机基本控制原理,并采用TMS320F2812芯片为核心控制器,设计一套基于DSP的舵机控制系统;同时还分析了该系统的软硬件设计方案以及相关的控制算法;最后建立了系统仿真模型。通过实验表明,此系统的控制性能好,并且体积小,可满足水下航行器舵机的控制要求。     

水下高速航行体自然超空泡形态特性仿真研究

为使水下高速航行体获得减阻量,基于均匀多相流假设,建立了水下高速航行体自然超空化流动的多相流计算流体力学模型.应用商业软件Fluent 6.2进行了水下高速航行体自然超空泡计算,对比分析了带圆锥和圆盘空化器的两种高速航行体形成超空泡的空泡长度、空泡直径、空泡含汽率和航行体表面的空泡厚度等超空泡形态特性.数值模拟了带圆盘空化器头部航行体的超空泡流发展过程,获得了航行体的超空泡形态变化特性.仿真结果表明:圆盘头形空化器有利于航行体超空泡的形成;超空泡的相对直径与相对长度随空化数增加而减小;在水下高速航行过程中,航行体形成稳定超空泡的长细比非常高,随着航行体速度的衰减,其超空泡迅速出现不稳定状态.     

制冷循环性能测试装置制冷剂R22替代研究

对工程热力学实验之制冷循环性能测试装置的R22制冷剂替代进行理论热力循环计算与物性分析,确定R290作为直接充灌绿色环保制冷剂替代候选,未更换其它部件并进行试验,研究表明:R290替代R22后,制冷剂充注量约为59.3%,降低了R290泄露爆燃危险;单位质量压缩耗功、单位质量制冷量及COP均提高,但由于制冷剂质量流量下降,故R290时压缩机耗功较小,而制冷量及COP较大;有回热制冷循环比无回热时压缩机耗功、制冷量及COP均提高,而制冷量及COP提高更多,因此回热有利。通过大学生创新实践,丰富了实验装置的功能、提高了学生对制冷系统的理解和操作能力,及对环保、节能和创新的意识。