采用有机朗肯循环的低温区域供热系统性能分析（英文）

目的:在中国北方,需要采用更多的低温区域供热系统来适应节能型建筑的低能耗状况,而传统高温热源和低能耗建筑之间存在较大的能量品质差异。本文旨在研究一种新能源梯级利用系统,充分利用这一能量差异,并减少供热管网的热损失。创新点:1.提出一种有机朗肯循环(ORC)与低温区域供热整合的系统,由有机朗肯循环提供水泵动力;2.建立系统模型,模拟不同连接方式下系统的供热性能和节能效果。方法:1.通过理论建模,构建有机朗肯循环、热力站换热器及循环水泵之间的能量转换关系;2.通过案例分析,比较换热器与ORC设备串联或并联两种供水和回水的组织方式的供热性能与节能性能。结论:1.对于低温区域供热系统,一次侧供水温度在110～150°C,二次侧回水温度为30°C或更低温度时,可在热力站内整合ORC设备。2.ORC设备输出功对供热的不利影响很小,ORC设备可产生足够的动力满足热力站内水泵的能耗。3.ORC与热力站换热器间可采用串联或并联的连接方式;对于热力站内水泵能耗大的场合,可采用串联方式,ORC设备可最大限度地利用两侧温差;采用并联方式时,ORC设备只与一部分一次侧供水和部分二次侧回水进行换热,并联设备之间的热力工况相互影响小。     

太阳能与天然气驱动的冰箱空调复合机研究(II)——性能模拟

在将气体热交换器、吸收器和蒸发器视为一个整体的简化基础上,对复合机中的主要设备--扩散吸收式制冷机建立了平衡状态下的数学模型,并进行了性能模拟.模拟结果表明,为满足较低蒸发温度的要求,复合机所采用的扩散吸收式制冷机的性能在很大程度上依赖于冷凝温度、吸收温度和发生终了温度.通过对性能影响因素如冷凝温度、吸收温度、发生温度、溶液热交换器效率、溶液循环倍率等的分析,结合利用太阳能的设备条件,确定复合机的合适运行温度为:蒸发温度-20-15℃、冷凝温度和吸收温度25-30℃、发生终了温度80-95℃,其对应的制冷性能系数(COP)在0.11-0.55之间.     

太阳能与天然气驱动的冰箱空调复合机研究（Ⅱ）——性能模拟

在将气体热交换器、吸收器和蒸发器视为一个整体的简化基础上,对复合机中的主要设备——扩散吸收式制冷机建立了平衡状态下的数学模型,并进行了性能模拟．模拟结果表明,为满足较低蒸发温度的要求,复合机所采用的扩散吸收式制冷机的性能在很大程度上依赖于冷凝温度、吸收温度和发生终了温度．通过对性能影响因素如冷凝温度、吸收温度、发生温度、溶液热交换器效率、溶液循环倍率等的分析,结合利用太阳能的设备条件,确定复合机的合适运行温度为：蒸发温度-20--15℃、冷凝温度和吸收温度25-30℃、发生终了温度80-95℃,其对应的制冷性能系数（COP）在0．11—0．55之间．     

不同位置辐射板的供冷性能分析

分析了辐射板布置位置对供冷性能的影响,建立了一种对流与辐射耦合的CFD模拟模型.通过模拟计算,得到不同辐射板位置和室内热源状况下辐射板供冷能力及室内热环境的分布状况;该模拟结果与真实平台实验结果基本吻合.模拟结果表明：当室内热源温度较低时,对流换热量为主导因素,因此应将辐射板放置于侧墙或天花板处;当室内热源温度较高时,辐射板与热源的辐射换热量增大,辐射换热量为主导因素,因此应将辐射板布置在靠近高温热源的位置.     

求解范德瓦耳斯气体热循环的效率

<正> 在热力学中讲到,当一个热力学系统经过一个正向循环过程时,从宏观上看,系统从热源吸收热量并对外作功。设系统总吸热为Q_1,总放热为Q_2,对外作功为A,则这一循环的效率为 对于范德瓦耳斯气体,状态方程为 其内能是温度T和体积V的函数,U=U(T·V)     

新型太阳能吸收式制冷循环系统性能分析

在传统两级溴化锂吸收式制冷循环的基础上,从增大热源可利用温差考虑,提出了一种由太阳能驱动的新型吸收式制冷循环,分析计算了低压发生器压力(中间压力)和中间溶液浓度变化对系统热力系数COP和热源可利用温差的影响。结果表明,在发生热源温度85℃~95℃的范围内,中间压力在1.6KPa (12mmHg)和2.2KPa (16.5mmHg)之间取值新型循环有较高的热力系数和较大的热源可利用温差。     

稻纵卷叶螟实验种群模拟模型

通过5种温度处理(19℃,22℃,25℃,28℃和31℃),探讨稻.卷叶螟实验种群的数量动态.25℃度温度处理组的世代存活率最高(19.7%),种群增长指数最大(14.9倍)。上述两项指标最低的是19℃温度处理组,分别为3.59b和1.18.根据实验结果,组建了该虫实验种群生命表,并建立了模拟种群数量变化的连续模型和等龄期结构的矩阵模型。     

一种笔记本电脑水冷散热系统设计及散热效果

设计了某型号笔记本电脑水冷散热系统,通过热力学理论散热模拟计算设计制造出的换热器散热效率为90%,水冷散热系统的峰值温度为70℃。用鲁大师软件监测了计算机中央处理器(CPU)和显卡的温度,比较分析了其散热效果。结果表明:在大型游戏连续运行2 h内,水冷散热系统下,CPU温度最高达75℃,显卡温度达到80℃;风冷散热系统下,显卡和CPU达到80℃左右,相对于水冷散热系统,散热较慢;而在大型单机游戏运行结束时,水冷系统下显卡和CPU突降为50℃,在非大型游戏电脑正常工作状态下,显卡和CPU温度维持在50℃左右。而风冷散热系统下大型游戏运行2 h结束90 min后,CPU温度降至55℃左右,显卡温度降至50℃以下。     

大型土壤源热泵系统的地下热平衡与运行策略优化(英文)

冬夏季取热散热不等导致的地下热环境的不平衡严重影响了土壤源热泵系统(GSHP)的性能.以某居住建筑为对象,采用数值模拟结合实验验证的方法,对建筑内采用的天棚辐射末端和置换新风系统进行研究,该空调系统的冷热源采用土壤源热泵.考虑循环水泵、风机、热泵机组运行中向地下排出的产热量,采用Energy Plus模拟软件对建筑物进行能耗模拟,获得地下取热散热量及其比值.利用这一取热散热量,采用Fluent模拟软件建立系统模型,模型经实验验证后,研究3种典型控制策略下的地下热交换规律.得到南京地区地下每年的制冷负荷和供热负荷比为5.08∶1,并研究指出与温度和温度差控制策略相比,定时开启策略具有更好的效能和可靠性.     

不可逆狄塞尔热机循环性能分析

建立包含燃烧过程工质与气缸壁间的传热不可逆性以及循环内部不可逆性在内的狄塞尔热机循环模型,导出循环输出功率和效率的表达式,并给出循环输出功率及效率随压力比的变化曲线,进一步得到循环的优化工作区间．此外,还获得了输出功率、效率、压力比及工质温度等主要性能参数的优化准则．     

渔船尾气驱动的氨水溶液冷却吸收式制冷

提出了一种溶液冷却吸收的氨水吸收式制冷循环方案,即利用来自吸收器的浓溶液冷却吸收过程的前半部分以回收部分吸收热.由于进入溶液热交换器的浓溶液温度提高,在其出口浓溶液将部分沸腾,因而可减少外界热源的消耗.计算结果显示,在典型条件下改进循环的性能系数（COP）比传统循环提高约28.3%,而该循环所有换热器所需的总换热面积则比传统循环略有减少.在同等条件下与吸附式制冷方案相比,改进循环的制冷量可增加1倍多.渔船采用改进循环的制冷机后用其自身柴油机废气足以提供渔品保鲜用的制冷量.     

车载有机朗肯循环系统的热经济优化

有机朗肯循环(ORC)因其结构简单和循环效率高等特点，在车辆发动机尾气余热的回收上具有较大的应用前景.但ORC的安装除了增加成本外，还会增加车辆的重量和发动机排气的背压.因此，综合考虑重量、背压等负面影响，以及车辆发动机的多工况特性，以单位投资成本(SIC)为优化目标，提出一种车载ORC的热经济优化设计方法，并将该方法的优化结果与只考虑最佳尾气工况的优化结果进行比较.结果表明，车载ORC系统在不同发动机尾气工况下的平均SIC为1 418.4■/kW,经济性较好；本方法的优化结果鲁棒性更好，更适合对车辆发动机的尾气余热进行回收.该研究结果具有重要的理论意义和应用价值.     

以皂苷含量为指标优化冬瓜籽提取工艺

目的:用正交设计优化冬瓜籽半仿生法提取最佳工艺。方法:选用L9(34)正交表,通过模拟人体内胃肠道酸度环境,调节最终pH值分别为2.0、6.0和7.5,并用紫外分光光度计测定其皂苷含量。以冬瓜籽皂苷含量为指标,通过考察提取温度、提取时间和液料比三种因素确定冬瓜子皂苷最佳提取工艺,并用SPSS 19.0对试验结果进行方差分析。结果:各影响因素顺序为液料比提取温度提取时间,当液料比、提取温度、提取时间分别为1∶20、90℃和180min时提取效率最好,皂苷提取率为0.52%。结论:半仿生法提取优化一种冬瓜籽皂苷最佳提取工艺操作简单结果稳定可靠。     

3种杏鲍菇工厂化栽培环境综合控制模式的比较

通过对杏鲍菇工厂化栽培的主要环境因素(温度、湿度、光照强度、CO2浓度)的综合调控,比较了3个不同调控模式在平均总产量、单袋产量、商品菇比例和生产稳定性、同步性方面的表现.结果表明,模式3(菌丝恢复期温度设置在16~19℃、CO2浓度控制在2 000~3 000mg/kg,原基形成期温度15~18℃、CO2浓度2 500~4 000mg/kg,菇蕾形成期温度14~17℃、CO2浓度3 500~5 000mg/kg,子实体生长期温度13~16℃、CO2浓度4 000~6 000mg/kg,子实体成熟期温度13~15℃、CO2浓度4 000~5 000mg/kg;原基形成期和菇蕾形成期前期光照强度500~600lx;子实体生长期相对湿度控制在90%~95%,其余时期控制在80%~85%)的效果最优.     

HFO1234ze/HFCs混合工质热泵系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况下,通过建立热泵系统循环热力学模型,利用EES程序,对HFO1234ze/HFCs混合工质热泵系统循环的热力学特性进行了分析计算。发现R1234ze/R32在(20%/80%)和R1234ze/R125在(70%/30%)存在最优配比,对应的系统COP值分别为8.36和7.41。以此为基础,从冷凝压力、排气温度、压比、单位质量制热量和单位质量功耗5个方面和R32、R1234ze、R125、R134a纯工质系统进行了对比分析。结果表明,R1234ze/R32(20%/80%)系统COP分别比R32、R1234ze、R125、R134a和R1234ze/R125(70%/30%)系统COP增加了4.53%,25.32%,41.41%,17.88%和12.81%,其冷凝压力为2.295 MPa,排气温度为80℃,压比为3.016,有望作为新型替代工质。     

含钼、磷催化剂对二苯并噻吩的氧化脱硫研究

以二苯并噻吩（DBT）的甲苯液作为含硫模拟油品,采用以SiO2为负载的含Mo,P的催化剂,以油溶性的过氧化氢异丙苯（CHP）为氧化剂进行氧化脱硫的研究。考察了反应温度、氧化剂用量、反应时间和催化剂用量等因素对DBT脱除率的影响。结果表明,催化剂具有较高的氧化脱硫活性,DBT的脱除率达96%以上。通过正交试验确定了最佳反应温度为90℃,氧硫比为2.5：1,反应时间为2.5h,催化剂用量为0.25g。     

Mo掺杂纳米TiO_2光降解甲基橙的动力学模型

通过溶胶-凝胶法制备了Mo不同掺杂量的纳米TiO2光催化剂,进行了UV-Vis分析,并在紫外光源下对降解甲基橙光催化活性进行了测定.最后建立L-H模型和GM(1,1)模型,考查了Mo/TiO2对甲基橙的降解动力学,并对模型进行了比较.结果表明,纳米TiO2当煅烧温度为500℃时,Mo的最佳掺杂量为0.05 mol%.L-H模型对有些Mo掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙存在偏差,且Andrews型稳健回归优于最小二乘算法的模拟结果.而GM(1,1)模型对Mo掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙能进行很好的实验模拟.     

生物质气或氢气在烟叶烘烤中可行性分析（英文）

为解决能源短缺和满足环保政策要求,分别对预混燃料1(天然气、合成气和氢气)和预混燃料2(天然气和氢气)在烟叶烘烤系统中的可行性进行了研究.首先,根据能量和质量守恒,建立烟叶烘烤系统模型.然后,对预混燃料的互换性指标进行了分析,得到燃料初步预混的体积比例.最后,从排放、温度和经济性等指标对预混燃料的燃烧进行了数值模拟分析.在此基础上,对不同预混燃料构成的系统的综合性能指标进行了评价.结果表明：随着预混燃料中氢气体积比例的增加,NO_X的排放会逐渐增加;随着预混燃料2中氢气体积比例的增加,CO的排放会逐渐降低.由于预混燃料2中含有较多的氢气,当天然气与氢气体积比为95∶5和90∶10时,其CO排放较NG系统分别下降了9.39%和16.72%,但后者的NO排放超出了可接受范围.研究发现,当天然气与氢气体积比为95∶5,以及天然气、合成气与氢气体积比为90∶5∶5时综合性能更优.     

果蔬MAP包装的气体交换动力学模型

建立了一个自发气调包装(MAP)系统的气体交换动力学模型,运用计算机模拟预测包装内气体质量浓度,并以上海市特产"锦绣黄桃"为研究对象,采用2种包装薄膜,在5,15和25 ℃下进行了实验验证,实验结果证明了模拟计算结果的正确性.同时还建立了Michaelis-Menten型呼吸速率模型,该模型将CO2看作O2的非竞争性抑制剂.呼吸速率测定采用改进的渗透系统法,该方法既适用于平衡状态,也适用于非平衡状态.应用气体交换模型对装有黄桃的MAP系统进行了设计计算,给出了薄膜特性和包装内O2和CO2的平衡浓度.     

车用有机朗肯循环余热回收系统方案及工质选择

针对某车用柴油机的余热特性,分别采用简单有机朗肯循环、带回热器有机朗肯循环和抽气回热式有机朗肯循环对其排气余热能进行回收利用。根据3种有机朗肯循环系统的工作原理,分别建立了其热力学模型,选取R123、R141b、R245ca、R365mfc、R601、R601a作为系统工作介质,对比分析了3种有机朗肯循环系统的热力学性能。结果表明,工质R141b可作为简单有机朗肯循环和抽气回热式有机朗肯循环系统最优工质;工质R601a可作为带回热器有机朗肯循环系统最优工质。当采用R141b作为系统工质时,抽气回热式有机朗肯循环系统的最大热效率和净输出功率分别可以达到17.08%和14.41 k W,具有最优的热力学性能。因此,抽气回热式有机朗肯循环系统方案可作为最佳选择方案。