基于Thermolib的低氢压PEMFC建模及仿真分析

重点研究了低氢压条件下质子交换膜燃料电池动态性能的数学仿真模型。不同于传统的搭建电堆各个模块的方式,此模型是基于MATLAB/Simulink环境下的Thermolib全参数化燃料电池仿真模型库建立的PEMFC电堆模型。讨论了氢氧供气压力、流量、电池操作温度等参数变化对电堆输出性能的影响。仿真结果表明,该模型可以很好地模拟出低氢压条件下电池的输出特性和动态响应,并且与实验数据有较好的吻合,反映出所建立模型具备很高的正确性、可操作性和有效性,为后续建立燃料电池系统模型和了解其动态行为奠定了良好的基础。

基于扩展STIRPAT模型与情景分析法的青岛市能源消费碳排放预测及减碳措施研究

在深入调研青岛市能源消费和碳排放情况基础上,通过构建青岛市扩展STIRPAT碳排放预测模型,结合灰色GM(1,1)预测模型对青岛市“十四五”期间能源消费碳排放进行预测,同时利用情景分析法,对影响碳排放因素进行了定量分析。结果表明,通过调整能源结构与降低能源强度,可以有效降低能源消费碳排放量。结合青岛市实际情况,从可再生能源应用、能源供给侧消费侧革命、碳捕集利用技术、海洋碳汇建设等方面提出青岛市实现“双碳”目标的应对措施。

120℃补气式热泵变工况性能实验研究

利用高温热泵回收工业余热具有巨大的节能潜力,为提升高温热泵的供水温度和适用工况范围,在理论循环分析的基础上,研制了R245fa大温跨喷气增焓超高温热泵机组。以193 m^(3)/h准二级双螺杆压缩式热泵为实验样机,对其动态工况制热性能变化规律及全工况适用性进行实验研究。结果表明:在蒸发进水65℃,冷凝出水120℃下,主阀最佳过热度为7℃,辅阀最佳过热度为6℃,系统能效比为1.96,制热量为110.2 kW;该系统在大温跨、高出水温度工况下,具有较好的热力学性能,且存在向更高温度区间运行的潜力。

基于DFT计算Cu掺杂γ-Fe_(2)O_(3)表面NH_(3)-SCR反应物吸附行为

NH_(3)-SCR脱硝技术由于其良好的脱硝效率及稳定性受到广泛应用,其核心是催化剂。γ-Fe_(2)O_(3)是一种具有良好低温脱硝活性的催化剂,采用Cu对其掺杂改性可有效提高其性能。为探究其反应机理,采用密度泛函理论(Density Function Theory,DFT)方法对SCR反应过程中NH_(3)、NO、O_(2)等反应物分子在Cu掺杂γ-Fe_(2)O_(3)催化剂表面的吸附行为进行研究。结果表明,NH_(3)、NO、O_(2)均会吸附在Cu、Fe两个活性位点上,并形成稳定的吸附构型。在NH 3吸附过程中,NH_(3)会失去电子,N原子与Fe、Cu形成稳定的化学键。NO以N原子端靠近催化剂表面时,主要发生化学吸附,而以O原子靠近时发生物理吸附。NO主要表现为失去电子,当以N原子吸附时形成了稳定的化学键。O_(2)吸附时会得到电子并与金属离子之间形成稳定的化学吸附构型。在吸附过程中,小分子吸附于Fe活性位上时较为稳定。

直线型柱塞式平衡调节阀结构优化研究

为解决依靠经验公式设计的柱塞式平衡调节阀流量特性与预期的直线型偏差较大的问题,提出一套优化直线型柱塞式调节阀阀芯结构的方案。该方案将流量系数与流量系数增量共同作为评价线性贴合度的准则,以实验测试为前提,以数值模拟为主要手段,逐段对阀芯结构进行调整优化,并通过数值模拟来验证方案的合理性以及准确性。结果表明:依靠该方案优化后的阀芯结构使得流量特性高度贴合直线型,各开度下流量系数较理论值的偏差由优化前多数在8%以上降低到集中在2%以下;各开度下流量系数增量较理论值的偏差由优化前多数在15%以上、最大值达63.26%降低为集中在5%以下、最大值仅为13.62%。

基于负荷调整法瞬态模拟的多源供热系统多目标优化

基于提出的负荷调整法,建立一种太阳能+土壤源热泵+空气源热泵的多源供热系统,并在TRNSYS平台上构建瞬态仿真模型,综合考虑峰谷电价,利用水箱进行蓄放热,以达到经济节能的目的。为简化模型计算,通过引入蓄热转换因子,对系统蓄热单元负荷化降低变量维度,并结合经济、能源与环境对系统进行优化。以北京某商场为例,在模拟的建筑全年瞬态热负荷的基础上进行蓄热负荷调整与优化分析,结果显示最优配置为625.6 kW土壤源热泵+158.1 kW空气源热泵+1200 m^(2)太阳能+150 m^(3)水箱,与基准系统对比可知该多源供热系统具有显著的经济节能与环境效益,其中经济节约率为3.0%,能源节约率为8.9%,污染物排放影子成本节约率为8.9%,为多源供热系统的优化提供理论参考。

单座柱塞式调节阀等百分比型流量特性设计研究

通过研究调节阀的流阻系数,发现调节阀的流阻系数主要受阀体和阀芯两部分结构影响。将调节阀的结构特性与等百分比型流量调节特性相结合,推导出等百分比型调节阀各开度下流通面积的求解公式,并依据该公式计算结果运用等值面积曲线法给出了柱塞式调节阀阀芯型线设计方法。结果显示:依靠该方法所设计的阀芯,调节阀仿真模拟得到的流量调节特性与理想流量调节特性高度吻合。该方法有较高的准确性和可靠性,在一定程度上减轻了传统阀芯设计需要多次进行试验修正的工作量。

新型压缩/喷射冰箱混合制冷循环理论及实验研究

针对双门冰箱冷冻室及冷藏室温差较大的特点,提出了一种新型压缩/喷射混合制冷循环,并加工制造了新循环冰箱,降低了冷藏室与蒸发器之间由于温差过大造成的有效能损失。以R12以及它的可能替代物R152a、R134a、R22/R152a等作为制冷剂的模拟计算结果表明:新循环性能系数COP及容积制冷量较原蒸汽压缩循环有明显提高。实验结果表明:新循环冰箱,具有明显的节能效果。

基于虚拟仪器技术的多功能流体控制实验台的研制

基于虚拟仪器技术研制了一套多功能流体控制实验台,并利用在LabVIEW平台上开发了实验台测控软件,实现了多种功能的自动测量。本文介绍和分析了该实验台的原理、构成和测试方法。实际运行证明该实验台具有可靠性高、功能强大、测试精度高、自动化程度高等特点,为科研、教学及产品开发提供了强大的工具。

流动式高压气体比热实验台的建立

一、序言 针对气体密度小,比热值小的特点,为保证测量精度,应采用流动式测热法来代替固定式测热法。但流动式测热法给实验台的建立带来了很大的困难,首先必须建立稳定的气体流动,二是要尽量降低漏热损失,三是要进行高压密封,以防气体泄漏。在国外,西德和日本都已建立了测量范围较大,精度较高的流动式实验台。在国内,天津大学建立了一个低压下的实验台。本文在实验室现有条件下,建立了一个温度和压力范围较广,并具有一定精度的流动式高压气体比热实验台。

自力式流量控制阀可变过流面的设计

利用UG软件建立自力式流量控制阀可变过流面的分布参数模型并利用数值方法求解 ,解决了可变过流面参数化方程的推导。实验结果显示自力式流量控制阀输出流量的控制精度能够达到± 2 %

地下水地源热泵系统优化及工程应用

提出了以综合经济参数为目标函数的系统优化模型,并进行了优化计算和实际工程应用的研究,为地下水地源热泵系统的设计提供理论指导。

空气幕距挡烟垂壁及火源不同距离的挡烟效果研究

火灾发生时,空气幕可以在不影响人员通行情况下阻挡烟气的蔓延,适用于逃生楼梯口处。运用Pyrosim软件,对一简单建筑模型进行火灾模拟,研究空气幕距挡烟垂壁及火源不同距离时的挡烟效果差异,通过烟气蔓延情况,对空气幕处的速度矢量、空气幕后方测点处温度、CO浓度等数据进行比较分析,得出空气幕距挡烟垂壁的最优设置距离为0.5~1 m;火源位置对空气幕挡烟性能的影响不大。

自动流量平衡阀运动机理数值计算及实验研究

通过理论推导和实验验证两方面研究了自动流量平衡阀的流量特性 ,利用UG软件建立了自动流量平衡阀可变过流面的三维数字化模型 。

基于Wigner-Ville分布和Wavelet时间尺度的飞机非平稳抖杆背景声分析

飞机黑匣子中舱音记录器记录的舱音主要是由话语音、噪声和具有不同物理意义的背景声组成的复杂混合体,增加了舱音分析的难度,用传统的辨听和分析方法难以解决舱音特征等技术难题。以舱音记录器记录的抖杆背景声为例,针对传统Fourier变换的一次型时间/频率和短时Fourier变换的二次型能量在舱音辨听、分析的不足,将Wigner-Ville时频和Wavelet时间尺度引入到飞机舱音分析中,扩展了舱音分析方法。对比分析结果表明:平滑伪Wigner-Ville分布(SPWVD)及其时频分布的重排具有高的时频分辨率、时频凝聚性,而且没有交叉项干扰,适合分析非平稳舱音背景声;同时,离散小波变换的时间尺度分析技术确定抖杆背景声基频频率及位置,为获得非平稳舱音背景声特征提供一种值得借鉴的途径。

飞机舱音记录器声信息识别方法的初步研究

有效识别舱音记录器声信息对失事飞机原因调查十分重要。文章介绍了飞机舱音记录器、舱音记录器声信息及特点。指出了当前国内基于计算机音频处理技术的舱音记录器声信息译码系统在对声信息辨听方法上存在的不足。系统提出了运用MATLAB语言和小波变换对舱音记录器所记录的声信息(噪声、语音信息和其它背景声信息)识别方法。

基于不同方法的飞机舱音背景声频谱特征的获取与分析

由于飞机事故的舱音样本不宜对外公布、同一机型的异常舱音背景声也不易在飞行过程中测录到,且基于舱音译码辨听和音频分析的传统方法难以准确获得舱音背景声的频谱特征。因此,获取、检验和比较已获舱音背景声的频谱特征的正确性十分必要。为解决此问题,以测录到的飞机超速音频警告声为研究对象,首先基于小波变换的多尺度分析获取该舱音背景声的频谱特征,然后提出基于线性调频Z变换方法和相关分析方法对该警告声的主要频谱计算比较。结果及应用表明:小波变换、线性调频Z变换(CZT)和相关分析三种不同理论方法的尝试为调查分析飞机事故原因提供了可供比较的、有效的新途径。

基于窗口傅里叶变换的舱音记录器声信息分析

通过驾驶舱话音记录器(CVR)录制了某飞机5种典型事件信息,如飞机飞行时左发动机故障、飞机起落架动作等,然后对录制的CVR信息进行滤波、A/D转换,利用Goldwave音频特效处理软件和窗口傅里叶变换(WFT)进行处理和分析.分析结果和理论计算值吻合,这为分析简单CVR声信息提供了一种有效方法.

企业节能评价方法研究及应用

为了全面科学地评价油田企业的节能效果,本文提出用熵权法和层次分析法组合来进行多指标的节能评价。熵权法是确定指标权重的一种客观方法,而层次分析法是考虑到专家的主观经验确定权重的主观方法,本文把两种赋权方式组合起来确定指标的综合权重,建立了油田企业节能评价模型。该方法既照顾到专家的主观偏好,又兼顾到指标本身的客观信息,从而为多指标节能评价问题寻求了一种行之有效的方法。通过将该方法应用于某油田企业的节能评价,并与传统的单一层次法或熵权法相比,结果表明本文采用的方法考虑的因素更全面,在多指标综合评价问题上是适用的和可靠的。

非等角对数螺旋线搅拌叶片的实验研究

介绍了非等角对数螺旋线搅拌叶片的设计制造方法.根据相似原理设计了搅拌系统的试验模型,并对其搅拌性能进行实验研究.根据雷诺准则、付鲁德准则和等线速度准则选取不同的搅拌速度,并设计3种不同设计强度的新拌混凝土,与等角对数螺旋线叶片在宏观搅拌质量和微观搅拌质量方面进行实验对比.实验结果表明,非等角对数螺旋线搅拌叶片具有更为优越的搅拌性能,值得进一步推广.