球状相变蓄热材料在水箱中的分层特性数值分析与实验

在太阳能光利用过程中,蓄热水箱能作为提高水箱蓄热效率和蓄热能力的关键元件。选用三水合醋酸钠为蓄热材料,搭建蓄热水箱测试平台,并建立水箱的传热流动数值模型,对蓄热水箱释热过程进行模拟,结合实验结果深分析水箱的热分层机理。在水箱初始温度为353.15K,进水温度为278.15K时,研究相变材料在水箱中的不同位置和流量下,从无量纲时间角度测量它们对蓄热水箱温度的影响。采用理查德森数和混合数对不同位置和入口流量的热特性进行了分析,实验结果表明随着蓄热球位置越低、流量越小,混合数和斜温层厚度越小,理查德森数(Ri)越大。相变蓄热球的半衰期(即液化率达到50%)随着进口流量的增加而延长。理查森数的模拟值略大于实验值,而混合数的模拟值略小于实验值。理查森数和混合数实验值和模拟值的均方根误差随着相变蓄热球位置的降低和进水流量的增加而增大。

相变蓄热材料对蓄热水箱分层特性的影响

为了研究相变蓄热材料对水箱热力学特性的影响,提出采用中低温相变材料三水合醋酸钠作为蓄热材料的立式太阳能相变蓄热水箱,研究在初始水温80℃、进水温度5℃的工况下的相变蓄热水箱的热力学特性,并基于ANSYS软件,建立了该水箱的数学模型,得到了释热过程中蓄热水箱的温度分布图。采用理查德森数分析法、混合数分析法以及填充效率分析法,综合对比和分析了相变蓄热球在水箱中的不同位置和相变蓄热水箱在进水流量分别为1,3,5,7,9 L/min时的热分层特性。结果表明,随着释热过程的进行,入口流量越小,热分层效果越好。PCM4,PCM3,PCM2和PCM1中等温面(303.15 K)和等温面(348.15 K)的间距分别为9.28,10.52,11.13,11.75 cm,表明蓄热水箱内冷热水的混合程度随着相变蓄热球位置升高而加强,即相变蓄热球越靠近蓄热水箱进口,斜温层厚度越小。

考虑流固耦合效应的弧形钢闸门地震动力响应研究

在地震高发的中国西南地区,地震激励对弧形钢闸门的安全持续稳定运行影响较大,有必要对弧形闸门在地震作用下的动力响应及安全性进行研究。以某工程表孔弧形钢闸门为例,通过建立考虑水体和结构耦合作用的三维数值模型,研究了弧形钢闸门地震动力响应,然后利用重力坝-库水流固耦合模型验证了计算方法的准确性和有效性,最后对弧形钢闸门进行动力时程响应分析,计算了弧门地震动水压力,并与规范方法进行对比。结果表明:本文提出的考虑流固耦合效应的动力响应分析方法适用于闸门地震动力响应计算;流固耦合效应对弧形钢闸门地震动力响应影响较大,考虑流固耦合效应的闸门动力响应计算结果比规范明显增大,两者最大比值达到2倍以上。闸门结构动位移响应峰值在闸门面板顶部中心,动应力响应峰值发生在下主横梁跨中;流固耦合的动力计算表明该闸门结构刚度满足规范要求,强度不能满足,上、下主横梁处为结构动力响应薄弱环节;对高水头采用规范法计算的地震动水压力偏大,对低水头动水压力计算结果偏小。考虑流固耦合的闸门结构动力响应分析研究能反映其真实力学特征,对于地震高发区弧形钢闸门的结构设计和安全评价具有参考意义。

汽车用钢板弹簧的专利技术综述

本文利用DWPI和CNABS数据库,通过检索、统计、整理和分析国内外汽车用钢板弹簧的专利申请文献,总结了汽车用钢板弹簧的专利技术发展概况,梳理了该领域技术路线的发展脉络,通过对重点专利申请的分析归纳出汽车用钢板弹簧的专利技术演进路线和发展趋势,并采用实际审查案例进行了分析。

波纹补偿器专利分析

波纹补偿器自发明到如今,已经拥有一百多年的历史。其由若干个波纹管及结构件组成,利用波纹管能够伸缩的特性来对受热管道和设备进行热补偿,吸收由热胀冷缩等原因引起的设备或管道位移与变形。本文利用DWPI和CPRS数据库,通过检索、统计、整理和分析国内波纹补偿器的专利申请文献,梳理了波纹补偿器的专利技术发展概况,理清了该领域技术路线的发展脉络,通过对重点专利申请的分析归纳出了波纹补偿器的专利技术演进路线和发展趋势,并对波纹补偿器领域的几个典型技术方案进行了详尽的分析。

东庄水利枢纽工程溢流表孔消能方式

东庄水利枢纽工程所处河道狭窄,坝身排沙泄洪孔口布置紧凑,泄洪建筑物出口既要求消能充分,又要尽量降低泄洪雾化对两岸岸坡及建筑物的不利影响。针对溢流表孔出口消能方式及体型优化,设计单位联合天津大学、南京水利科学研究院,结合水工模型试验从宽尾墩+跌流、跌流+挑流、宽尾墩+跌流+挑流、窄缝+底板镂空+跌流等几个方向做了大量的研究工作。为使表孔出口水舌空中扩散消能、落水点纵向拉开、分散入水,以减小水垫塘底板冲击压强及脉动压强峰值,并尽量减少雾化影响,溢流表孔最终采用窄缝+底板镂空+跌流的联合消能方式。