大温升蒸汽压缩式热泵系统优化研究进展

在“双碳”战略的背景下,大温升热泵技术不仅低碳节能,而且能够有效利用更低品位热能,向更高温领域发展。本文概述了大温升蒸汽压缩式热泵系统(大温升系统)优化的研究进展,从制冷剂、组件、循环优化、示范验证四个方面详细分析了大温升系统可行的优化手段。分析表明:当前大温升系统实践工程的常用制冷剂仍以R134a、R245fa等高GWP制冷剂为主;而在大温升制冷剂筛选方面,自然纯制冷剂中二氧化碳(R744)适用温度范围广泛,性能表现优异;水(R718)是大温升系统突破超高温(150℃)限制的潜力制冷剂之一;有机纯制冷剂发展迅速,R1234ze(Z)、R1336mzz(Z)等具有极低的GWP与优异的热力学性质;制备R32基、HFOs基、CO_(2)基混合制冷剂低GWP的混合制冷剂是当前具有前景的思路;在组件优化方面,压缩机变频技术等成熟技术为大温升系统组件优化提供了现行方案;磁悬浮轴承技术工业产品走向成熟,可有效降低大温升系统摩擦损失;线结构换热器技术等新兴技术为大温升系统提供了新的组件优化思路;在循环优化方面,补气/补液增焓与多级压缩等成熟技术为大温升系统循环优化提供了现行方案;喷射技术与涡流管技术等研究成果对大温升系统具有优化效果,但受到工程实践经验缺少、机理研究不明等方面限制;结合示范验证部分,补气增焓技术是目前适用范围最宽泛、工业运用最成熟的大温升系统优化技术,一定条件下可提高大温升系统性能系数20%以上;串联多级压缩技术与复叠式压缩技术是提高系统温升范围、保障低温供暖的有力手段。

车用跨临界CO_(2)空调系统变工况㶲分析

为了确定影响车用跨临界CO_(2)空调系统性能的因素,构建了车用跨临界CO_(2)空调系统的仿真模型,并利用仿真数据对系统及各部件进行了热力学分析。研究了不同的压缩机转速、气体冷却器进风风速、气体冷却器进风温度、蒸发器进风量和蒸发器进风温度对系统㶲损、㶲效率和各部件相对㶲损的影响。结果表明:在所研究的工况范围内,压缩机转速、气体冷却器进风风速和温度对系统㶲损影响较大;系统最大的㶲损来自膨胀阀,在各工况下平均占系统总㶲损的36.54%,其次分别是气体冷却器、压缩机和蒸发器,分别占系统总㶲损的24.24%、20.47%和18.81%;系统的总㶲损随压缩机转速增加和气体冷却器进风温度升高而增大,随气体冷却器进风风速增加和蒸发器进风温度升高而减小,随蒸发器进风风速的增加先减后增;系统的㶲效率随压缩机转速增加和蒸发器进风温度升高而降低,随气体冷却器进风风速增加和风温的升高而升高,随蒸发器进风风速先增后减。

基于BP神经网络的电动汽车动力电池产热估计

电池的产热情况是电池热管理的重要指标之一,准确估计电池产热功率对构建高效运行的电池热管理系统以确保电动汽车安全行驶至关重要。然而,目前大多采用基于模型的方法进行电池产热估计,但此方法存在耗费时间长和仅应用于某种特定电池状况产热估计等缺点,无法解决电动汽车电池实时产热估计的问题。对此,本文提出了一种基于人工智能算法的精准电池产热功率估计方法,即基于BP(back propagation,BP)神经网络的电动汽车动力电池产热估计模型。该模型利用贝叶斯优化算法(Bayesian optimization,BO)对BP神经网络进行超参数选取,采用Adam(adaptive momentum estimation,Adam)优化算法加快收敛速度,提高了模型的准确度和稳定性。研究对比了不同放电倍率和不同环境温度下恒流放电实验的电池产热功率,结果表明模型的估计平均误差为5.01%,最大误差仅为5.53W,R2拟合指标最高可达99.98%,证明了所提出的电池产热估计模型取得了较高的估计精度和较强的鲁棒性,为电动汽车电池实时产热估计提供了一个范式结构。

电动汽车CO_(2)热泵空调系统优化及制冷性能分析

为提升电动汽车CO_(2)热泵空调系统的制冷性能,文章构建了中间补气+回热器的跨临界CO_(2)系统,通过仿真研究了气体冷却器出口温度(T_(go))、气体冷却器压力(P_(g))、中间补气压力(P_(m))、相对补气量(β)、回热器过热度(ΔT)对系统制冷系数(EER)、制冷量(Q_(e))和压缩机排气温度(Tco)的影响及中间补气对回热器优化能力的提升。研究表明:存在最佳气体冷却器压力和最佳中间补气压力使得EER达到最大值,并得到两者与气体冷却器出口温度的关系式;气体冷却器出口温度上升会使系统性能下降,中间补气量和回热器过热度的增加能提升系统性能,EER提升了15.64%和6.07%,制冷量提升了27.88%和4.78%;回热器过热度的增加会导致压缩机排气温度上升,中间补气可降低压缩机排气温度,当限定压缩机排气温度时,中间补气可使回热器对EER和制冷量的优化能力分别提升了203%和173.87%;相对于基础跨临界CO_(2)系统,文章构建的优化系统在所研究工况内可使系统EER和制冷量分别提升18.38%和35.03%。

水合物降压分解的实验及数值模拟

在天然气水合物一维分解模拟系统上进行模拟多孔介质中水合物降压分解的实验。在考虑天然气水合物分解动力学机理以及流体渗流模型的基础上,建立天然气水合物降压分解的数学模型。利用模型对降压实验进行拟合,获得了多孔介质内水合物分解本征速度常数数量级为102mol.m-2.Pa-1.s-1,比文献中测定的纯水中水合物分解本征速度常数低3个数量级。对模型进行了参数分析,发现对于实验室规模的一维系统,分解动力学过程控制整个分解过程,而对于现场规模的水合物藏,整个开采过程受水合物藏流动特性的控制,而受水合物分解过程的影响较小。

卧式螺旋管压力降脉动瞬态及时均传热特性研究

在中低压条件下，以水为工质，实验研究了卧式螺旋管中发生压力降型脉动时的瞬态和时均换热特性，给出了脉动过程中管截面平均换热系数及周向不同位置处的换热系数分布随时间的变化规律，分析了脉动过程中的瞬态换热特性和机理，获得了压力降脉动时均换热系数计算式。

卧式螺旋管内烧干特性

在中低压条件下,对卧式放置螺旋管中汽-水两相流烧干特性进行了实验研究,探讨了螺旋管内烧干机理。结果表明,卧式螺旋管内烧干主要受二次回流及沿烧干点的热扩散作用控制。烧干首先在管圈出口处发生,然后再扩展到上游。在同一截面上,烧干首先在管圈前侧和后侧发生。在实验基础上,给出了卧式螺旋管临界干度计算式。

卧式螺旋管内汽液两相流不稳定性试验研究

本文在中、低压汽水试验台上对卧式螺旋管内汽液两相流动不稳定性进行了详细的试验研究，获得了各类脉动发生的界限及各主要参数对脉动的影响规律，并在无固次分析的基础上，给出了密度波脉动起始边界的预报关系式。

卧式螺旋管汽液两相压力降脉动试验研究

在宽广的参数范围内试验研究了卧式螺旋管内汽液两相压力降脉动，获得了均匀加热条件下压力降脉动的周期、振幅特性及脉动发生的界限；并首次研究了沿流动方向不均匀加热条件对卧式螺旋管内压力降脉动的影响规律；给出了压力降型脉动发生的界限预报关系式．为汽液两相流动不稳定性的进一步研究和螺旋管式热交换器及锅炉反应器的设计、开发提供了依据．

螺旋管内汽液两相流密度波型脉动流动传热试验研究

详细介绍了在沸腾通道内部发生汽液两相流水动力不稳定性而出现周期性密度波型脉动时，脉动流动过程中瞬态和时均传热系数的实验研究结果。实验在以水为工质、以螺旋管作沸腾蒸发试验段的中低压闭式循环系统上进行，试验参数范围为：压力p=05～35 MPa，质量流速G=200～2 100 kg/(m2·s)，工质进口过冷度ΔTsub=20～90 ℃，试验段壁面热负荷qw=0～540 kW/m2，密度波脉动的周期为T=125～14 s，且主要集中在4～10 s范围内。对密度波脉动过程中瞬态及时均传热系数和其它主要参数的基本特征与变化规律作了分析和描述，提出了表征密度波脉动传热的新的特征准则数和传热系数计算式。

螺旋管内汽液两相流第二区压力降脉动瞬态及时均传热规律

在以前对闭式循环系统中螺旋管蒸发器内汽液两相流压力降脉动进行系统实验研究、根据脉动过程特征和产生原因进行分析、区分了产生压力降脉动的两类不同特征区域的基础上 ,着重对第二区压力降脉动流动过程中瞬态及时均传热的特征和规律进行了试验与分析研究 ,总结出相应的规律和计算式 .

采用蓄冷恒温箱实现混装的冷藏配送技术研究

在详细考察国际现有冷藏配送技术的基础上,总结了国内现有配送技术的缺点,并对国外已普遍应用的冷冻、冷藏以及常温货物混装配送技术进行了详细介绍和分析。在此基础上,介绍了国外大量应用的混装配送设备--低温蓄冷运输箱的基本原理、使用方法以及配送流程。

流态化动态冰蓄冷技术及其先进性

从电力能源系统的峰谷差矛盾现状出发,分析了在我国普遍实施冰蓄冷空调系统的必要性。介绍了包括传统的冰球、盘管式冰蓄冷以及新兴的流态化动态冰蓄冷技术的特点。阐述了先进的流态化动态冰蓄冷技术的原理及其应用优势,并介绍了该技术在国内外的研究发展状况。

脱硝催化剂用纳米钛白粉

一、概述燃煤电厂和各种工业锅炉排放大量的氮氧化物(NOx),严重污染环境、危害人类健康。目前,国家已经出台相应的强制性脱硝政策,各个电力集团及钢铁厂也都制定了相应的脱硝改造时间表,在未来的几年内将全面建设脱硝系统。因此,脱硝市场很快将进入一个高速增长期。选择性催化还原法(SCR)

螺旋管内汽液两相压力降脉动数值分析

应用集总参数方法建立了沸腾系统中压力降脉动的集总参数模型,通过将系统中各部件内部的单相和汽液两相流动的控制方程线性化及Laplace变换,导出了方程组的特征矩阵和特征方程,建立了螺旋管内汽液两相流压力降不稳定性分析的数学模型,并充分考虑了管壁蓄热大小与上游可压缩容积在系统中所处的位置和大小对压力降脉动的影响。应用二阶线性控制系统的稳定性判据判别了沸腾系统压力降脉动起始界限,并与实验结果进行了比较,表明有良好的一致性。

热力法开采天然气水合物的模拟实验研究

在天然气水合物一维开采模拟系统上进行了模拟热力法开采天然气水合物的实验研究.使用甲烷气体与NaCl溶液在一定温度和压力条件下形成水合物.通过以不同速率注入不同温度的热水,研究了热力法开采水合物过程中含水合物沉积物的温度分布以及甲烷气体、水生产规律.结果表明,在整个分解过程中,气体生产速率随时间增加而增加,直到达到最大值后开始下降,而水生产的速率几乎保持恒定.通过对实验结果的能量分析表明,热力开采的能量效率在0.38～2.59之间.注入热水的温度、速率以及沉积物中水合物的饱和度对热力法开采水合物的能量效率有重要影响.

2022年中国储能技术研究进展

本文对2022年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,总结了2022年中国储能领域的主要技术进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。结果表明,2022年中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均有重要进展,中国已成为世界储能技术基础研究、技术研发和集成应用最活跃的国家。

苯并三氮唑和磷酸钠对锌的协同缓蚀

采用静态失重法、动电位极化曲线法、电化学交流阻抗法、扫描电镜和X射线光电子能谱等方法,研究了在质量分数为17%(0.534mol/L)的四丁基溴化铵(TBAB)溶液中,苯并三氮唑(BTA)和Na3PO4(SP)单独和复配使用对锌腐蚀的抑制作用.结果表明,BTA和Na3PO4及其复配物对TBAB溶液中的锌具有缓蚀作用,BTA和Na3PO4对锌的缓蚀效率随缓蚀剂质量浓度的增大而提高;0.1g/L的BTA和1g/L的Na3PO4的复配物的缓蚀效率高于93%.文中还结合扫描电镜和X射线光电子能谱的结果对复配物的缓蚀机理进行了讨论,二者的协同效应在于Na3PO4在锌的表面形成含有ZnO、Zn(OH)2和Zn3(PO4)2的保护层,BTA吸附在该保护层的表面或者是镶嵌在保护层的内部.

降温模式对甲烷水合物形成的影响

在定容条件下,以两种不同的降温模式(缓慢降温和快速降温)进行甲烷水合物在沉积物中的形成实验.结果表明,甲烷水合物在沉积物中的形成过程包括气液溶解、核化、生长、稳定4个阶段.在相同的初始条件下,降温模式对水合物生成的热力平衡影响较小,但对水合物生成动力学有显著改变.快速降温下水合物生长速度明显快于缓慢降温,随着水合物初始条件不同,缓慢降温比快速降温水合物形成时间约增加21.4%～28.8%.

四丁基溴化铵水合物在空调蓄冷中的应用研究

基于研制一种适合空调蓄冷用相变材料的目的，进行了四丁基溴化铵（TBAB）一水二元体系的相平衡实验研究，得到适合蓄冷的TBAB溶液浓度为40．5％，其相变温度为12℃左右。在此基础上，通过添加NaCl改变溶液活度从而降低其相平衡温度的原理，往40．5％TBAB溶液中添加6％．8％NaCl，得到相平衡温度在6．8℃之间。得到的样品和传统的结晶盐相变材料相比具有外观均匀、稳定、不易老化等特点。