小型风力机叶片电加热融冰功率的影响因素

电加热融冰技术作为解决风力机叶片覆冰最为行之有效的方法,有必要对融冰功率的影响因素进行研究分析。为此以小型风力机覆冰叶片为研究对象,建立了叶片电加热融冰数值计算模型,阐述了数值求解过程;进而定义了临界融冰功率和限时融冰功率,并给出了相应的计算过程;通过对旋转叶片进行人工覆冰试验并获得冰型,仿真分析了覆冰程度、环境温度、合成风速、叶片攻角、允许融冰时长等因素对融冰功率的影响。结果表明:限时融冰功率随着允许融冰时长的增加而减小,但认为允许融冰时长4~6min为宜;融冰功率随着覆冰程度的增加而减小;环境温度与融冰功率呈现负线性关系;合成风速与融冰功率呈现正相关;融冰功率随叶片攻角的增加整体呈现先增加后减小的规律,且在0°~4°之间出现最大值;限时融冰功率相较于临界融冰功率高1~2 kW/m^(2)。该文结果可为实际风力机叶片电加热融冰系统的运行与设计提供一定的帮助。

乳酸对电加热卷烟气溶胶不同形态烟碱释放规律的影响

【目的】探索调控加热卷烟劲头与刺激之间平衡的方法,提高加热卷烟感官舒适度。【方法】基于二氯甲烷-水双相萃取体系的加热卷烟游离态烟碱测定方法,考察了乙酸、丙酸及乳酸3种酸类香料对电加热卷烟不同形态烟碱释放规律的影响。【结果】①乳酸最能影响气溶胶中游离态烟碱释放量。②除烟芯材料总烟碱外,烟芯材料pH值、游离态烟碱含量、游离态烟碱系数以及气溶胶pH值、游离态烟碱释放量、总烟碱释放量、烟碱转移率均呈现随乳酸增加而降低趋势。③乳酸施加量与烟芯材料、气溶胶关键指标之间存在较强的线性量效关系。④随抽吸口序的递增,气溶胶游离态烟碱系数整体呈可识别的下降趋势,前6口下降趋势更为明显,表明游离态烟碱更倾向于在抽吸前6口释放出来。【结论】可通过乳酸对气溶胶总烟碱及游离态烟碱释放进行定量控制,使加热卷烟在劲头与刺激之间取得平衡,改善高烟碱释放量加热卷烟的感官舒适度。

辐射式电加热器中电加热芯的优化布置研究

为降低辐射式电加热器的电加热芯表面温度以延长电加热器寿命,本文设计了四种电加热芯布置方式,采用Fluent模拟研究了电加热芯布置方式对其电加热器内部温度场和表面温度的影响规律。结果表明:在满足物料出口温度要求条件下,各方案电加热芯与氮气区域温度差分别为:方案一约为190℃,方案二约为210℃,方案三约为200℃,方案四约为180℃,方案四温度差相比其余方案降低10~30℃,温度场更加稳定;各方案电加热芯平均温度:方案一约为910℃;方案二约为950℃;方案三约为905℃;方案四约为860℃,电加热芯温度相比其他布置形式降低40~90℃。

制造氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺参数的优化研究

在static bed模型的基础上为在PID控制模式下制造氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺建立了一个传热模型,并通过FLUENT软件来仿真计算模具表面温度和模内温度以及加热时间和加热电能。这些仿真值与实测值都吻合得较好,从而验证了本文传热模型的准确性。然后应用该传热模型计算了在16种情形下停止加热时的模内温度以及加热时间和加热电能,并通过灰色关联度方法分析了PID模式的触发温度和初始加热功率的百分比对加热时间和加热电能的影响程度。结果表明,停止加热时的模内温度随初始加热功率的百分比变化较小,但随PID模式触发温度的升高而降低。加热时间和加热电能都是随着PID模式的触发温度的升高而减少。最优化的工艺参数是PID模式的触发温度取250℃且初始加热功率的百分比取90%。另外,PID模式的触发温度对加热时间和加热电能的影响程度都要大于初始加热功率的百分比对它们的影响程度。

海洋工程电加热设备优化研究

本文分析研究海洋石油工程领域电加热设备目前存在制约生产的问题,对电加热设备的主要配件进行优化改造,确保提高设备稳性运转,进而提升生产效率,为后期同类设备的优化升级提供了有益的参考。

基于定制纤维铺放工艺的电加热织物制备及其半球成型性能

为开发既具有电热性能又满足对三维表面具有一定适应性的电加热织物,采用定制纤维铺放(TFP)工艺设计制备直线形、正弦波形、锯齿形和尖角形4种镍铬合金丝排布方式的电加热织物,研究电加热织物的电热性能和半球成型性能。结果表明:10 V直流电压下通电30 s,4种电加热织物表面最高平衡温度分别达到159.5、92.8、66.7和31.5℃,温度分布均匀;反作用力与镍铬合金丝排布方式密切相关;半球成型最终状态下,直线形电加热织物成型反作用力最小,表面褶皱和细观缺陷最少,且最大面内剪切角为32.26°;与未引入镍铬合金丝玻璃纤维基底织物相近,即直线形电加热织物半球成型性优于正弦波形、锯齿形和尖角形电加热织物。

一种用于设计电加热滚塑工艺的传热计算方法

首先针对一个空模具以及生产4种不同厚度的氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺,通过实验分别测量了模具表面和模内的温度、加热时间和耗电量,并据此计算了在这5种情形下的加热效率和放大系数。然后提出了一种用于设计电加热滚塑工艺的计算方法。即在模具的材料和质量、模内粉料的物性和质量、工艺参数确定后,先计算出有效热能,接着根据放大系数初步估算出在加热阶段电热丝需发出的热能,并由此得出满负荷的加热功率和电热丝的长度。然后利用static bed模型通过FLUENT软件仿真计算出加热时间和电热丝实际需发出的热能。以一个中空立方形的塑料制品的电加热滚塑工艺为例说明了该方法的应用步骤,并研究了满负荷的加热功率和模具材料对加热效率、加热时间和电热丝实际需发出的热能的影响。结果表明,加热效率随氢气瓶内胆厚度的增加而下降,加热时间随着满负荷功率的增大而减少的速率变得越来越慢。采用钢制模具的加热时间比采用铝制模具更长,电热丝也需发出更多的热能。

基于衬纬组织电加热针织服装的制备及其电热性能

为了拓展纬编衬纬组织在电加热针织服装上的应用,将镀银纱线作为衬纬纱线,均匀衬入纬编针织物中,织造3种不同组织的针织物并进行性能测试与分析。根据测试结果,选用结构最稳定、发热效果良好的空气层衬纬作为加热部位组织结构,设计并织造了一件电加热针织服装,同时进行发热性能测试。结果表明:在实验室温度为(20±2)℃且额定电压为1.0~3.5 V的情况下,电加热针织服装的腹部加热单元的平衡温度由24.9℃逐渐升温至36.9℃;背部加热单元的平衡温度由25℃逐渐升温至35.9℃;腰部加热单元的平衡温度由24.5℃逐渐升温至34.7℃,各加热部位平衡温度均满足人体所需。该研究结果可为衬纬组织在电加热服装中的应用及市场开拓提供理论参考。

电加热防/除冰过程中溢流水再冻结数值模拟

当飞机飞行过程中遇到结冰工况时,为保证飞机的飞行安全以及气动性能,常使用热防护方法作为飞机防除冰的重要手段。本文通过使用共轭耦合方法建立了机翼内部多层导热与水膜流动的耦合计算模型,并针对电加热防除冰过程进行了一系列数值模拟计算。研究选取了可进行非稳态计算的Myers水膜模型,电加热组件导热模型则采用有限体积法隐式离散进行计算,水膜模型与导热模型通过交换边界值的共轭传热方法实现松耦合。研究发现在电加热防除冰过程中,由于积冰融化和水膜流动会产生溢流水再冻结现象。对电加热系统开启后期的积冰外形进行了流场计算与气动分析,发现机翼上下翼面溢流水冻结部位会对流场产生扰动。通过Q准则判断积冰后侧产生了涡结构,对比未发生结冰的干净翼型,机翼前缘位置溢流水冻结导致压力系数曲线发生较大震荡,因此溢流水再冻结问题影响了机翼的气动性能,未能使电加热防除冰系统达到理想的防护效果。

重型柴油机排气电加热NO_(x)排放控制技术研究

为解决重型柴油机在冷起动工况下的NO_(x)排放恶化问题,基于重型柴油机冷起动试验平台,自主设计了排气电加热系统,并研究了不同电加热功率对后处理后的NO_(x)排放和每度电可处理的NO_(x)排放的影响.结果表明:随着电加热功率从2 kW升高至8 kW,NO_(x)排放逐渐降低,每度电可处理的NO_(x)排放逐渐升高;电加热功率固定为8 kW时,NO_(x)排放达到最低(140.3 mg/(kW·h)),相比原机减少了51.55%;电加热功率固定为2 kW时,每度电可处理的NO_(x)排放最多为1 900.8 mg.基于此,通过仿真进行排气电加热器控制策略的开发,控制策略引入NO_(x)转化效率和燃油消耗量作为判据,每度电可处理的NO_(x)排放增加了19.27%.此时,仅消耗0.21 kW·h电能,即可将后处理后的NO_(x)排放从274.76 mg/(kW·h)降低至231.42 mg/(kW·h).

H05B电加热领域分类特点及检索策略分析

近年来,电加热领域的专利申请发生显著变化,在该领域进行检索时,容易出现分类号难以精确定位、关键词难以准确表达的问题。文章对电加热领域的IPC以及CPC的分类特点进行梳理,分析该领域基于CPC检索的优势,针对该领域的分类特点,对于交叉领域进行扩展、新增CPC分类位置进行梳理,给出相应领域下的具体检索策略,并结合案例验证该策略能够精确、全面地提升检索效果,以期为电加热领域的检索实践提供参考和帮助。

穿心电加热管道仿真和集输规律分析

随着外围油田深入开发,零散区块不断开采,穿心电加热技术得到了广泛应用。由于电线插入后管道内流体流动和传热的规律尚不明确,因此现场主要依靠保持电加热系统高功率运行来保证原油的安全输送,能耗浪费严重。针对穿心电加热管道的环空结构,基于质量、动量和能量守恒定律,分析电线插入管道后带来的摩擦和加热效应,建立了穿心电加热管道稳态温度和压力计算模型。结合智能算法校核摩阻和总传热系数,实现了不同功率下穿心电加热管道沿线水热力参数的准确计算;同时分析了含水率、输量、起点温度、功率和加热方式对电加热管道温度、压力、维温功率和维温能耗的影响情况。利用大庆油田电加热管道现场数据对模型进行了验证,结果显示:压力平均误差为7%,温度平均误差为4.16%,能够对生产起到指导作用,基本满足生产需要;此外,增大输量有助于节能降耗,全线维温是最节能的运行方式。

基于fluent的电加热沥青罐温度场分析

电加热沥青罐是未来沥青搅拌站主要配置设备之一,为沥青混凝土提供一定温度的沥青。为研究电加热管布局方式对沥青温升的影响,本文首先利用fluent软件对电加热沥青罐的温度场进行瞬态分析,仿真结果表明:对于卧式电加热沥青罐,罐体中部沥青温升最快,顶部温升次之,靠近罐体底部的沥青温度最低;进一步对沥青的流场分析,发现沥青流速越快,沥青温度越高;同时,沥青温度场和流场以罐体垂直中分面呈现对称分布的特点。最后对三种电加热管的布局方式进行了研究,研究结果表明:在加热初期,T型布局的电加热管能够显著提高沥青温升速度,相比较矩型和半圆型的布局方式,温度分布也更加均匀;在整个加热过程中,T型布局形式下罐内沥青温升最大,半圆型布局形式下罐内沥青温升变化较小,温度易于控制。

电加热杆井智慧化系统的构建和创新管理

电加热杆井智慧化系统是一个集监测、巡检、记录、储存数据、数据分析、控制于一体的管理平台,同时,这也是一个电加热杆油井核心技术管理、日常清防蜡管理维护的指挥平台。该平台将电加热杆油井、电加热、生产参数、运行实况等工作数据化、透明化、标准化、一体化。数据信息和控制信息互补,从生产角度解决来电后电加热起始加热不一致问题、运行的“峰谷平”打乱问题,对技术员发现、排查故障,摸索合理电加热制度奠定基础,对电加热制度运行情况进行监测、优化、隐患排查整改,延长电缆使用寿命具有积极促进作用。通过账户密码登录该平台后,不同技术人员、管理人员都可以通过查看生产实况数据发表自己的意见和建议,形成集思广益、齐抓共管的管理思路和模式,促进电加热杆井管理的资源共享,提高员工之间的学习竞争氛围,为生产经营提供坚实保障。

提高电加热道岔融雪系统热效率的研究

电加热道岔融雪系统设备在高速铁路建设中被快速发展并推广使用,然而其在运用过程中存在的热效率低、耗电量大等问题,距离节能环保的要求还有很大提升空间。为此对提高电加热道岔融雪系统设备热效率的技术方案进行研究。首先从电加热道岔融雪系统设备工作时热传递的过程进行分析,通过模拟仿真热传递的过程,提出采用保温材料、辐射材料以及加热板安装在基本轨底部的方式提高热效率;然后通过现场对比试验,得出采用保温材料可以有效降低基本轨热量损失,辐射材料可以提高热辐射热量,加热板、加热条组合可以使整个道岔区段有较高的融雪效率的结论。

保暖层材料对多层结构电加热手套性能的影响

为优化电加热手套的设计,设计并制备了一款多层结构的电加热手套,通过测量织物热阻、电加热元件表面温度、电加热手套内外层温度、续航时间等,从织物层面和电加热手套成品层面研究了保暖层材料对电加热手套服用性能的影响。结果表明,保暖层材料可显著提高电加热手套的保暖性能、电热效率和续航时间,对改进电加热手套具有重要意义。

电加热服加热区域分布对人体热舒适感的影响

为探究加热区域分布对电加热服热舒适性的影响规律,设计了3种加热区域,在环境温度为(5±0.5)℃,相对湿度为(50±5)%的条件下进行真人着装实验,记录受试者客观生理数据和主观感受并对其进行分析。实验结果表明:在加热面积一定的情况下,将加热片集中分布在上半身躯干位置能显著提高平均躯干温度,对平均皮肤温度的提高作用不大;相比之下,躯干加上腿部的加热区域组合能有效提高平均皮肤温度0.8℃以上,躯干、大腿和大臂的加热区域组合能将平均皮肤温度提高0.5℃;另外,将加热片分布到四肢相较于集中加热躯干对改善热感觉和热舒适的效果更好。建议当加热面积一定时,将加热片分布到躯干以及腿部位置,可使电加热服具有较好的功能性和舒适性。

全球首座电加热蒸汽裂解炉建成投产

2024年4月,巴斯夫公司、沙特基础工业公司和林德工程公司为全球首座大型电加热蒸汽裂解炉示范装置举行了落成典礼。经过3年的开发、工程设计和施工建设,位于巴斯夫公司路德维希港Verbund 工厂的该示范装置现已准备就绪,可投入正常运行。

蒙烯玻璃纤维布的电加热性能研究

蒙烯玻璃纤维布是一种采用化学气相沉积技术将石墨烯薄膜包覆在玻璃纤维表面制成的复合材料,其电加热性能表现优异。为了研究蒙烯玻璃纤维布电加热性能,推动其在航空、航天、风电等领域的应用,对呈现不同面电阻阻值的蒙烯玻璃纤维布进行了电加热性能的测试。结果表明,在宏观层面上,蒙烯玻璃纤维布颜色均匀,无明显色差,编织丝束间呈方形孔,且孔径均一,分布均匀,单丝纤维直径7.5μm,其中单束丝束共有312根单丝,丝束间方孔间距在430.27~438.34μm,捻度控制在70捻左右;在微观层面上,通过场发射环境扫描电子显微镜(SEM)可以看到石墨烯均匀的覆盖在纤维布丝束表面,无起皮、包覆不完全、褶皱等现象,其单丝表面光滑洁净,而拉曼光谱仪(Raman)观察到了石墨烯明显的2D和G峰。通过施加直流电研究蒙烯玻璃纤维布的电加热性能,当施加相同的电压时,面电阻越低,升温速率越快,电加热温度稳定值也越高;在270 V直流电压下,150Ω/的蒙烯玻璃纤维布的电加热温度可以快速稳定在543℃,升温速率可达185.1℃/s;而对于面电阻较大的蒙烯玻璃纤维布来说,相同电压下温度稳定值和升温速率均呈大幅下降趋势,且不同面电阻规格的蒙烯玻纤布的面电阻与电加热温度呈负相关;在不同额定电压下的电加热性能显示,施加在蒙烯玻纤布上的输入电压与电加热温度呈正相关。

巴斯夫、SABIC与林德庆祝全球首座大型电加热蒸汽裂解炉落成投产

近日,巴斯夫、SABIC(沙特基础工业公司)与林德为全球首座大型电加热蒸汽裂解炉示范装置举行落成庆典。经过3年的开发、工程设计和建设工作,该示范装置现已在巴斯夫德国路德维希港一体化生产基地投产。在基础化学品的生产过程中,蒸汽裂解装置起到核心作用,将碳氢化合物分解成烯烃和芳烃需要消耗大量能量。