能源地下工程在南京地区的适宜性讨论

能源地下工程是结合地下工程结构体系将换热设备埋设在地下结构中的一种新型地源热泵工程,除了具有常规土壤源热泵的特点之外,更解决了投资高、占地面积大的不足。以目前国内最大的能源地下工程——朗诗国际街区所在地南京作为探讨对象,根据对南京土层温度分布的特点以及类比同济大学在上海地区的研究,分析探讨能源地下工程在南京的适用性。分析结果表明,从理论上和实践上来看,南京地区适合能源地下工程的推广。

风光储多能互补能源系统容量配置优化

风光储多能互补能源系统可充分利用可再生能源提高供能的经济性和环保性。本文提出了一种风光储多能互补能源系统,建立了系统的能量模型;综合考虑系统运行的经济性和环保性,提出了系统综合成本和碳排放量最低的目标;开发了改进型非支配遗传算法求解仿真模型,得到了多目标问题的帕累托最优解集,并通过逼近理想解排序法获得了系统的最优容量配置运行方案;利用线性规划软件CPLEX求解器开展了系统的运行调度优化,验证了该系统框架和优化调度模型的有效性和正确性。研究结果表明,本文所提出的风光储多能互补能源系统容量配置优化方法有效提高了可再生能源利用率,实现了经济成本和碳排放量最低,提高了系统的经济性和环保性。本文为可再生能源系统实现持续稳定可靠的供能和园区的低碳化转型提供了参考。

能源与动力工程类专业工程材料教学研究与实践

在新工程教育的背景下,创新工程教育的内容以及方式与手段都将是培养具有竞争力的新型复合型工程科技人才的重要内容。该论文基于面向能源与动力工程类专业的工程材料教学研究与实践,提出了构建能源与动力机械、材料和系统科学的跨学科“学科串”的学习方式、以“可持续材料与能源体系”为中心的教学思想、强化学生解决能源与动力系统未知与复杂问题的思维,将提高该课程的教学效果。

基于碳指标的建筑能源优化配置研究

基于终端型冷热电多联产的特性与南京师范大学地理特性,在能流平衡、设备运行等约束条件下建立多能互补系统数学模型。从系统的经济性、环保性以及热力性能等维度构建多能互补系统评价指标体系,将典型日数据、权重系数等数据纳入体系,形成南京师范大学能源优化配置模型。通过模拟分析,可使目标园区日运行的经济性能提升7.24%,环境性能提升14.55%,全年碳排放量可减少3071.1 t,同比能耗降低18.5%。

新工科人才培养模式探索与研究--以“机械制图”课程为例

基于新工科建设背景,以“机械制图”课程为例,探讨“互联网+”平台技术影响下的人才培养模式。探索以学生为教学核心的课程改革方法,以“机械制图”课程目标为中心,突出教学重点和难点,构建课内课外相融合的“3+2”教学模式,即结合“课堂授课教学、课堂互动教学和课外网络教学”和“制图综合训练+多层面的创新竞赛”,将新工科建设要求融入“机械制图”课程,相应地调整教学内容及方式手段,提升“机械制图”课程的教学效果,探讨新工科背景下的人才培养模式,为培养具有竞争力的新型复合型工程科技人才做铺垫。

用资源的观点评价能源动力工程项目研究

在当前这个环保问题日益突出的今天,我们需要在进行评价能源动力工程项目的过程当中使用一种既能考虑技术以及经济以及环境等因素的综合评价方式,从而使其能够在最大的限度当中将生产中消耗的空气以及水和燃料等进行折算成资源,而最终的评价指标定义为产生的能量供应和小号的资源价值总和的比值。

基于COMSOL 的不同温度气体脉冲放电特性的数值模拟研究

为了研究基于脉冲电源的线管式静电除尘器的放电特性,使用COMSOL软件建立了空气放电模型。在实验参数下模拟了空气放电,模拟结果与实验数据结果吻合较好。探究峰值电压、电极尺寸及气体温度等因素对放电特性的影响。结果表明,随着峰值电压及温度的升高,放电空间电子及离子密度逐渐增大,且高密度区域范围逐渐增大。电极半径尺寸越小,放电效果越好,放电空间电子及离子密度越高。研究了不同温度下反应速率与热电子发射对气体放电的影响,发现温度较高时热电子发射对放电具有显著的增强效果,大大提高了放电区域的电子及离子密度。

不同低温等离子体反应器降解VOCs的研究进展

挥发性有机物(VOCs)可对人体及自然环境造成严重危害,低温等离子体技术适用范围广且能在常温常压下分解VOCs.对不同类型的低温等离子体反应器进行分类,并关注其对降解效果的影响,结果表明:在配电参数和配气参数不变的情况下,线-筒式电晕放电反应器和电极的直径、线-板式电晕放电反应器的线线间距和线板间距对降解效率影响较大;圆筒式介质阻挡放电反应器在性能上优于平板式介电阻挡放电反应器;等离子体内催化反应器降解VOCs的能力优于等离子体后催化反应器,但在副产物控制方面不如等离子体后催化反应器;催化剂的选择在VOCs的降解中有重要影响.最后,对等离子体反应器的发展进行了展望.

基于盲板的地板送风式数据中心热管理与能效案例研究

数据中心机房空调设备长期运行,每年需对其性能进行测试和评估,以确保安全高效运行。针对机架内服务器布局、盲板结构以及工况适应性进行实测,研究了封闭式冷通道地板下送风式数据中心的热环境;并通过热性能指标和能效指标,对该数据中心的安全性和能效进行了全年评估。结果表明:在冷通道中间区域推荐安装功率为2 kW以上的机架;机架间隙处安装盲板后,能够促进服务器内部冷气流循环,减少热气流的回流干扰,最大出口温度降低3.32℃,出口平均速度降低约24%;夏季工况时,该数据中心的PUE、WUE、CUE分别约为1.2、3.5、0.84,且WUE呈现出较强的季节性,冬季工况时,自由冷却可有效降低数据中心的能耗。此外,数据中心冷通道末端的机架过热问题显著,其中16个机架的机柜冷却指数均低于90%,热损失较高。

废旧光伏组件回收路径及技术研究

太阳能光伏发电发展迅速,2022年全球光伏发电累计装机量已突破1000 GW。随着光伏装机量不断攀升,光伏组件大规模退役潮将来临。针对废旧晶硅光伏组件,分析了光伏组件的回收路径,对比了光伏板层压件解离和组分提取技术。(1)层压件解离:加热处理能耗较高且产生有害气体;有机溶剂浸泡产生大量废液,反应周期较长;绿色溶剂耦合加热可以提高电池片完整回收率,具有节能降耗的特点。(2)组分提取:机械破碎-分选产生大量粉尘和噪声污染,整体回收率偏低;酸碱溶剂蚀刻废液难以处理,易造成二次污染。针对常规废旧晶硅光伏组件回收方法中存在的各种问题,提出了DES低共熔溶剂和焦耳加热等新型废旧晶硅光伏板资源化回收技术及未来发展方向,并与常规晶硅光伏组件回收方法进行对比。

压电风扇激励射流强化凸表面换热研究

利用数值方法,结合动网格技术,针对压电风扇激励射流强制冷却凸表面的流动换热特性进行了研究,重点分析了凸表面的相对曲率和压电风扇排布方式的影响.研究结果表明,凸表面相对曲率对流动换热效果具有显著影响,随着凸表面相对曲率的增大,壁面射流的贴壁效应越好,因此表面强化换热效果也越好.而压电风扇的排布方式主要影响换热表面的温度分布形态,顺向排布时凸表面的壁面温度围绕包络区呈哑铃状分布,而叉向分布式则呈X型分布.总之,顺向排布的压电风扇对于大曲率凸表面的强化换热作用最显著.

基于混合模型的脱硫废水旁路蒸发系统能耗特性

脱硫废水旁路蒸发系统抽取部分空预器入口热烟气会使锅炉效率降低、煤耗增加。为了实现对抽取热烟气造成能耗增加的精准预测,提出了一种机理模型与人工神经网络有机结合的混合模型预测方法。采集广东某660MW电厂的运行数据作为样本,以空气预热器进口的风温、空气的流量、抽取烟气量、抽取烟气温度、锅炉负荷以及给煤量6个参数作为输入,建立了用于预测经过空气预热器空气换热量的BP神经网络模型,对不同隐含层结构进行模拟计算,分析比较确定了网络的最优结构是6-9-1,最终模型的决定系数R^(2)是0.99478,预测模型的相对误差在1%附近波动,整体预测效果较好。在此基础上结合机理模型,针对机组负荷波动及抽取烟气量波动的典型工况进行了能耗预测,获得了旁路蒸发系统能耗的定性规律。

基于气固两相流数值模拟的下鼻甲切除虚拟手术效果评价研究

运用数值模拟的方法探讨不同的下鼻甲切除虚拟手术方案的效果。为一位患慢性肥厚性鼻炎的患者重建了真实鼻腔模型A,采用虚拟手术的方法修改模型A的几何结构,分别根据双侧下鼻甲下缘水平切除术、下鼻甲后端切除术以及下鼻甲下缘及后端切除术得到了鼻腔模型B、模型C和模型D。并在上述四个模型内分别展开数值模拟,对比分析其流场分布和颗粒物的沉积比与沉积形式。模型A中左侧鼻腔的气流速度较快,左右鼻腔的气流分布差异也较大,模型B和模型D的最大气速和左右鼻腔的流速差异均有减小。在不同流量条件下,模型B和模型D的鼻腔进出口压降与模型A相比均降低。较大粒径的颗粒在鼻腔模型内的沉积比显著降低,8μm时模型B和模型D的沉积比分别比模型A降低了14.5%和14.8%,10μm时分别降低了14%和14.5%。模型C的流场分布和颗粒物的沉积特性与模型A相差不大。模型B和模型D可以更好地降低鼻阻力,减轻左右鼻腔流场差异引起的不舒适感,降低颗粒物在鼻腔内的沉积比,尤其减少了鼻中隔、鼻咽和咽喉区域的颗粒物沉积。

超薄空间复杂边界条件下气体流动压降实验

随着超薄热管等元件进一步超薄化,蒸汽腔厚度减小导致蒸汽流动压降急剧增大,传热热阻增加,传输极限降低。搭建了超薄受限空间气体流动压降实验装置,开展空气流动实验,获得了不同通道高度(0.1~0.5 mm)、不同表面丝网孔径(0.036~0.104 mm)和不同流速(1~10 m/s)下的压降变化。结果表明:通道高度和流速对压降产生显著影响,而表面丝网孔径并不会;3个影响因素按显著程度依次为通道高度、流速、表面丝网孔径;随表面丝网孔径的减小,压降逐渐增大;随通道高度的减小,压降先缓慢增大,在减至0.3 mm后压降开始剧烈上升;随流速的增加,压降增大且近似呈正比例变化关系。最后基于实验数据修正了微通道层流情况下沿程阻力系数相关性预测关联式,以便更准确地预测气体压降。

外加电场作用下颗粒层除尘器过滤性能的数值研究

【目的】研究外加电场和细颗粒物粒径对固定床颗粒层除尘器(granular bed filter,GBF)过滤性能的影响。【方法】建立GBF的三维过滤模型和电场力模型并验证其准确性;研究有、无外加电场及不同电场强度情况下GBF对粒径为1~21μm的细颗粒物的过滤情况,并分析不同粒径的细颗粒物在GBF内部的分布规律。【结果】外加电场的存在能显著提高GBF对粒径为3~21μm的细颗粒物的过滤效率,且外加电场强度越大,细颗粒物粒径越大,GBF过滤效率提升越明显;随着粒径的增大,细颗粒物在堆积颗粒层内部的分布更加集中在高气流速度区域,且更容易通过堆积颗粒层与GBF壁面之间形成的通道;外加电场的存在使得堆积颗粒层内部的细颗粒物数量减少,分布散乱,且大粒径细颗粒物在GBF壁面附近区域发生较大规模聚集。【结论】外加电场和细颗粒物粒径的增大与GBF内部细颗粒物的分布规律密切联系,且对GBF过滤性能的提升发挥积极作用。

激波发生器几何结构对激波-气膜干涉影响的数值仿真

为探究激波-气膜干涉流动机理,采用带激波发生器的平板模拟跨声速叶栅内的流场。以激波发生器模拟入射激波,采用数值计算的方法研究当来流马赫数为1.45、吹风比为0.25、0.50和0.75时,楔形激波发生器角度和长度对超声速下平板气膜冷却流场的影响规律。结果表明:激波发生器角度影响激波强度,激波-气膜干涉会引起附面层流动分离产生分离泡,且分离泡尺度随激波强度的增强而增大;由于分离泡形成的鼓包使气流转折角增大,在5°和7°激波发生器下会形成局部正激波;激波发生器长度影响入射激波和膨胀波系之间的距离,随着激波发生器长度的增加,入射激波受膨胀波系影响减小。通过对比发现,合适的激波发生器可有效减弱流场内干扰波系的影响,从而突出激波对气膜冷却的干涉作用。

DMPU耦合热解回收废旧晶硅光伏板

随着光伏行业快速发展,我国将迎来光伏组件退役高峰期,废旧晶硅光伏组件回收市场前景广阔。其中,回收完整硅电池片不仅具有环保意义,同时具有经济效益。现有回收方法如热解、机械拆解、化学溶解法等存在诸多问题。本文对N,N-二甲基丙烯基脲(DMPU)预处理耦合热解回收废旧晶硅光伏板进行研究。通过实验探究不同DMPU预处理条件对硅电池片完整率、背板去除率以及不同热解条件对硅电池片完整率的影响,得出使硅电池片完整率最高的实验条件为先在200℃下进行60minDMPU处理后再于480℃下热解60min;去除背板的最佳实验条件为将光伏板置于200℃的DMPU中处理30min。最后,对DMPU耦合热解回收废旧晶硅光伏板的实际应用进行的能耗与碳排分析表明本文使用的方法具有显著的节能减排效益。

BIM技术在建筑工程中的应用

本文以BIM技术为基础,全面阐述了BIM协同设计在当前机电工程项目中的运用理念.通过Revit在建筑模型构建中的运用以及Navisworks在管线综合设计中的运用,将复杂的二维平面图转化为直观的三维空间图,避免了因管道碰撞而引起的二次设计,缩短了设计和施工时间,反映了BIM建筑信息模型在建筑设计、施工、运维阶段中具有降低项目总投资成本、提高收益率等潜在价值.最后对BIM后期的发展予以展望.

稳流器结构对导流式消防水炮流动特性的影响

为了探究一种新的最佳星形稳流器结构形式,选取六肋式星形稳流器,设计了5种不同长度且交叉排列的星形稳流器.基于CFD对安装有5种不同结构形式的星形稳流器的导流式消防水炮内流体的流动特性展开了数值模拟研究,分析了不同稳流器布置形式对导流式消防水炮内流体速度分布均匀性、轴线速度以及湍动能的影响,并对不同布置形式下的压力降进行了分析.数值研究结果表明,稳流器可有效改善消防水炮内轴线速度分布并降低消防水炮的进出口湍动能差,分段叉排布置的稳流器可显著提升稳流效果.其中,数量为2、长度为40 mm且交叉布置的稳流器组合最有利于提升消防水炮的综合性能.同体积条件下,通过缩短单个稳流器长度,增加稳流器叉排数量的分段错位布置提升消防水炮的性能作用有限.过多数量的叉排布置会造成逆流以及较大的压力损失.研究结果对星形稳流器在消防水炮内的优化设计具有一定借鉴作用.

预冷除湿/预热再生型溶液除湿空调系统实验研究

提出了一种预冷除湿/预热再生型溶液除湿空调系统,利用热泵的低品位热能预处理溶液,同时使用温度18℃、浓度27%的低温低浓度溶液作为除湿溶液.通过实验研究了除湿侧溶液预冷、再生侧溶液预热后对系统除湿/再生性能的影响,以及系统采用低温低浓度溶液后整体性能的变化规律.结果表明:(1)随着预冷后除湿溶液温度降低,空气含湿量差和除湿效率分别提升16.3%和6.4%;随着溶液流量的提升,空气含湿量差和除湿效率分别上升22%和20%.(2)随着预热后再生温度的升高,再生量由0.132 g/s增加到0.414 g/s,再生热效率由0.196增加到了0.397.预热后再生溶液流量上升时,溶液再生量提升近13%;再生热效率提升6%左右.(3)相较于常温高浓度溶液,系统采用低温低浓度溶液后除湿能力基本不变,除湿前后空气的温降增大,运行成本降低了23%.研究结果为高温高湿地区溶液除湿系统整体性能提升提供了可行的解决方案.