考虑管线综合布局的电厂机电设备安装施工技术研究

本文提出对考虑管线综合布局的电厂机电设备安装施工技术的设计与实践研究。根据当前的安装施工要求,先简述工程概况,进行前期准备,采用多点位的方式,打破机电设备覆盖安装范围的限制,实现接地网多点位布局设置。以此为基础,进行设备防护壳体安装搭接,展开电缆敷设与设备接线处理,采用核验调试的方式来实现机电设备安装。测试结果表明:接入电厂的节电设备在完成安装之后,所采集的振动速度及振动加速度相关数值一定程度上反映了运行的稳定与安全。经过测试,最终得出的振动位移均控制在0.1mm以下,说明在管线综合布局原则的引导下,所设计的电厂机电设备安装施工技术更加高效、具体、完整,在复杂的背景环境下,应用效果得到进一步提升,可控性增强,具有实际的应用意义。

多孔介质结构特征建模与验证分析

在球体随机堆积模型的基础上,考虑实际平均配位数,利用离散建模软件EDEM对不可变形系数进行拟合,建立了球形粉末烧结多孔介质比表面积的理论模型。与传统模型相比,该模型的适用范围更广。以实际液体爬升实验为实证对象,将伯努利方程与所建模型耦合,对液体爬升高度进行了预测,发现方程计算结果与实验结果相吻合,说明所建模型具有较好的准确性和应用价值。

重力热管壁温与传热特性的实验分析

使用FC-72、乙醇和水作为工质,根据热管各部分的温度变化,研究重力热管的启动、壁温波动和传热性能,分析工质对重力热管壁温和传热特性的综合影响。实验结果表明:重力热管在启动和运行过程中的壁温波动与内部工质和加热功率等因素相关,使用FC-72作为工质时,重力热管可在加热功率Q=10 W时平稳启动,以乙醇为工质时虽在启动中有温度波动但当加热功率升高时波动消失,而充有水的重力热管在小功率启动时温度波动较大,且存在温度波动的功率范围较广。所以FC-72或乙醇为工质时热管壁温稳定性较好;而以水作为工质时热管整体传热性能较好,冷凝热阻较小。同时蒸发段的轴向温度均匀性受工质类型和加热功率影响,在加热功率较小时,以FC-72为工质的热管蒸发段轴向均温性较差。

亲-疏水两层结构表面强化蒸汽冷凝传热

为了研究蒸汽在不同润湿性结构表面上的冷凝传热性能,基于协同排液思想和仿生理念,利用化学刻蚀法制备超疏水-超亲水两层结构表面:一层为超疏水表面,另一层为经双氧水氧化的烧结乳突结构表面,2层之间为空腔.研究组合结构、过冷度和冷却水体积流量对冷凝传热的影响.实验结果表明:亲-疏水组合结构表面的冷凝传热系数最高.当过冷度为5.0 K时,组合结构表面的冷凝传热系数分别为光滑铜表面和单一超疏水表面的4.8、1.8倍.冷凝形成的液滴在向乳突运动的过程中主要受到2个驱动力:接触乳突结构后受到的拉普拉斯压差作用力、乳突内部孔隙所产生的毛细吸力.组合表面的冷凝传热系数随冷却水体积流量的增大和过冷度的增大而逐渐减小.

液滴碰撞亲-疏水交界面的动力学特征

液滴碰撞不同润湿性表面将表现出不同的动态行为。为研究液滴碰撞亲-疏水交界面的动态行为,制备了超疏水-超亲水组合润湿性表面,控制液滴(初始直径D 0为1.80 mm)以不同速度碰撞超亲水-超疏水交界面。研究结果表明:液滴轻触交界面时,相邻两极端润湿性表面将产生促使液滴铺展的驱动力,液滴在超亲水区域完全铺展,最大铺展直径可达5.51 mm,铺展系数β可达2.93。液滴以一定速度碰撞亲-疏水交界面时,液滴铺展和液滴弹跳同时发生。液滴铺展系数先增大后骤降,铺展系数曲线存在“尖峰”。最终铺展系数逐渐增大并趋于稳定。碰撞速度越大,铺展前期铺展系数越大。对液滴铺展过程中的能量分析表明,液滴动能和表面能的相互转换是液滴运动和铺展的关键。

排液乳突与条纹相结合表面强化蒸汽冷凝传热

为了强化蒸汽冷凝传热,基于协同排液思想,设计并制备一种乳突+条纹双层结构表面:一层为超亲水乳突表面,另一层为亲水-超疏水条纹表面。在纯蒸汽环境中进行了冷凝传热试验,结果表明,条纹表面对冷凝传热过程具有一定的强化能力,当过冷度为7.0 K时,条纹表面的冷凝传热系数为光滑铜表面的1.39倍。而增加排液乳突可获得更好的冷凝传热性能,相同工况下,冷凝传热系数可提高到光滑铜表面的2.14倍。利用高速摄影仪对不同表面上冷凝液滴的形成和运动过程进行了可视化研究,并进行了受力分析,研究发现,条纹表面和乳突表面均对液滴具有一定的驱动作用,在乳突+条纹表面的综合驱动作用下,超疏水区的冷凝液滴迅速脱离,极大地降低了冷凝热阻,强化了冷凝传热。

工质对重力热管壁温与传热特性的影响

实验中以水、乙醇和FC-72为工质,对重力热管的传热性能、温度均匀性以及温度波动进行了分析。结果显示,当加热功率为20 W时,以水为工质可导致蒸发段壁面的温度波动达3.0℃,以乙醇为工质时,壁面温度波动幅值显著降低,而当以FC-72为工质时,其壁面温度波动很小,稳定性良好。以乙醇和水为工质时,蒸发段温度均匀性与韦伯数We大小有关,We小于1时,温度均匀性随加热功率的增加而升高,We大于1时,温度均匀性随加热功率的增加整体呈降低趋势。同时工质物性对蒸发段和冷凝段热阻的影响具有差异性,以水为工质时蒸发段热阻占比为55%∼80%。而以乙醇和FC-72为工质时冷凝段热阻在总热阻中所占比例较大。

超亲水乳突对冷凝传热的影响

为强化冷凝传热,促使冷凝液快速脱离是重要途径。以微米级电解铜粉为材料,烧结制备了超亲水乳突结构,测试了超亲水乳突在不同角度下的吸液性能,并通过蒸汽冷凝实验,研究了超亲水乳突对冷凝传热的影响。实验结果表明,超亲水乳突表面的针状凸起增大了乳突的粗糙度,进而增大了超亲水乳突内的毛细吸力,吸液性能优越。因此应用超亲水乳突后,促进了冷凝表面冷凝液的脱离,从而强化了蒸汽冷凝传热。其中,应用超亲水乳突的超疏水表面表现出最高的传热系数。当过冷度ΔT=2.5 K时,传热系数是亲水铜表面的5.6倍。