断续模式无桥Boost PFC变换器的研究

相较于传统的Boost PFC变换器,无桥Boost PFC变换器省略了开关管前的整流桥,大大提高了变换器的效率。首先主要讨论电流断续模式下无桥Boost PFC的工作原理,推导理想状态下其PF的表达式和电感的计算,探讨实际工作中电路寄生参数对电感电流畸变的影响。然后针对DCM Boost PFC仅适用于中小功率场合这一缺点,引入了交错并联技术,提升了电路的功率量级。最后分别完成了单路500 W和两路交错1 kW的变换器样机实验,实验结果验证了理论分析的正确性。

资源型城市国土开发强度与生态承载力时空耦合特征及驱动要素解析——以马鞍山市为例

为了厘清资源型城市开发强度与生态承载力的协同发展关系及交互作用机理,选取马鞍山市为典型实证案例,通过构建国土开发强度与生态承载力综合评价指标体系,借助耦合协调度模型、探索性空间数据分析方法和地理加权回归模型,揭示了资源型城市国土开发强度与生态承载力耦合发展的时空特征及其驱动要素。结果表明:(1)2008-2018年样本区域国土开发强度由0.2156快速上升至0.5386,空间异质特征逐步显现,生态承载力由0.4202平稳上升至0.4895,空间差异不大且基本保持稳定;(2)国土开发强度与生态承载力耦合协调度保持连续上升的趋势,由中度失调阶段逐步向低度协调阶段转变,整体呈现中部高两侧低的分布格局,且空间集聚态势愈加显著,冷热点区分布较为稳定;(3)国土开发强度与生态承载力耦合协调发展的驱动要素时空差异明显,主次顺序依次为产业转型、经济发展、政府调控、资源集聚。基于上述解读,提出了促进国土开发强度与生态承载力协调发展的对策建议。

吉林省生活用能源消费结构及环境负荷的预测研究

调查和分析了吉林省城市和农村生活用能源消费的现状,构筑了将来生活用能源需要的预测模型,预测了2020年以前的吉林省生活用不同燃料种类的能源需要,及其产生的环境负荷。

机械臂3D打印出料宽度的视觉监控与实时调控方法研究

3D打印中的熔融沉积(FDM)打印技术在面对不同尺度的物件打印时,若仅依靠预设打印温度及打印速度很难对打印出料宽度进行有效的控制。同时,使用机械臂作为3D打印工具的打印程序多为离线程序,打印一旦开始就不能改变,想要改变打印宽度就需要重新修改打印程序,这样的处理方法费时费力。为了使打印的结果更加可控,出料宽度的实时测量与控制显得尤为重要。面对这一问题,提出了一种基于机器视觉的在线控制技术,通过摄像头等硬件设备实时采集出料图像,对图像进行灰度化、滤波、二值化、边缘检测等一系列处理,获得打印出料宽度,并对打印出料的宽度进行了有效的实时调控。为将来实现多种尺度的机械臂3D打印以及其他数字建造工艺提供了可靠且有效的控制方法。

日本国土空间规划的研究与启示

随着中国实现2020年全面小康目标的历史性时刻临近,中国的国土空间规划也即将迈入新的篇章。日本作为全亚洲最早开始实行国土综合开发的国家,其在战后的70多年时间里将日本从满目疮痍建设为世界公认的环境良好型国家,其国土空间开发的成就有目共睹。本文重点从日本国土综合开发规划的历史沿革、日本国土现状与发展方向以及日本土地分类的特点与作用三方面,分析与总结日本国土规划和土地开发从基本政策的制定到具体方法的落实过程中的经验教训,并以福冈县作为日本城市规划的佐证实例。通过对日本的国土空间规划的研究或期为中国新时期的国土空间开发之路的开拓略尽绵薄之力。

空调建筑物热工设计研究

本文利用热动态理论的最新成果,比较全面地分析了旅馆空调建筑物的各种热工特性参数包括外围护结构热阻及热容量、窗子面积及遮阳状况、建筑物朝向和空气渗遮等等对空调负荷的影响。同时也分析了空调工作方式及房间热容量对空调能耗及房间室温稳定性的影响。基于上述分析,文章对空调建筑物的热工设计提出了一些看法及建议。

细粉体圆锥料仓振动卸料特性

为了研究细粉体在圆锥料仓中的振动卸料特性,以钛白粉、纳米碳酸钙、白炭黑3种不同的细粉体作为物料,在自主搭建的圆锥料仓中进行振动卸料实验。定量研究料位高度、振动强度、振动器位置和出料口直径对细粉体卸料的影响,通过正交实验分析不同因素对质量流率的影响。结果表明:当粉体的料位高度位于下锥体时,随着料位高度的增加,质量流率逐渐增大,当料位高度位于上料仓时,料位高度对卸料的质量流率几乎无影响;粉体的流动性越好,振动卸料的效果也越好;振动强度的增加对质量流率呈现先增大后减小的趋势,卸料的稳定性会随振动强度增加而降低;当振动器位置靠近出料口时的物料质量流率最大,提高振动强度可实现振动器在远离出料口时开始卸料;出料口直径的增加对质量流率呈指数上升;不同的粉体存在不同的临界出料口直径,增加振动强度可以减小粉体的临界出料口直径;影响细粉体振动卸料的因素顺序为振动器位置、出料口直径、振动强度。

空调建筑物热动态模拟及其验证

本文利用权系数理论模拟空调建筑物的热动态特性,在IBM微机上的编制了相应的计算程序。程序PDTPB PDTPB可用于分析建筑物在内外扰量作用下的得热和冷负荷,同时结合空调系统的运行工况可分析房间的室温变化及实际能耗。最后1988年利用夏季深圳国际贸易中心的能耗实测结果对模拟程序进行了验证。

民用建筑环境热舒适标准的探讨

本文应用Fanger的热舒适理论,探讨建立民用建筑热舒适标准的可能性,并参考国际标准组织推荐的方法,结合我国的国情及人民的生活习惯,推荐我国民用建筑热舒适标准的范围。

粉体料仓设计及卸料特性综述

综述粉体料仓的设计要素,包括料仓的流型、大小与形状、材料,并基于Jenike理论对整体流料仓的设计进行分析。总结重力卸料、振动卸料、气力卸料、机械搅动卸料等粉体料仓卸料特性,以及重力卸料的卸料流率、仓内压力特点和仓内改流体对重力卸料的影响等。提出料仓设计中料仓的流型是重点考虑的因素,整体流可作为设计时的首选流型。认为仓内改流体是一种常用的改善粉体流动的结构,具有广泛的应用前景,可用于改善粉体在料仓的流动环境及流动区域,增大粉体的流动速率以及降低卸料时的过载压力;振动卸料、气力卸料、机械搅动卸料是常见的料仓外力助流装置,选择合适的助流方式时应综合考虑工况要求、经济性、安全性等因素;复杂料仓颗粒运动的研究将会成为未来工程界主要的热点与难点。

基于静态和动态休止角的钛白粉离散元仿真参数标定

粉体物料在进行离散元模拟前需要通过参数标定过程来获得精确的离散元仿真参数,现有的参数标定多以静态休止角作为单一的响应值,并不能充分体现粉体的真实性能。为了提高钛白粉离散元仿真参数的精度,选取钛白粉的静态休止角和动态休止角作为宏观响应指标,使用自制的测定装置测得钛白粉的静态和动态休止角的平均值;根据颗粒的尺寸相似原则和减小刚度原理对钛白粉颗粒的粒径和切变模量进行简化,并建立离散元仿真模型;通过单因素试验排除部分对休止角影响较小的离散元仿真参数;应用Box-Behnken试验分别建立静态和动态休止角的二阶回归方程,以实际测定的休止角为目标值对2个回归方程进行寻优求解,获得最优的离散元仿真参数组合;对离散元仿真参数进行实验验证,实现对钛白粉离散元仿真参数标定。结果表明:当钛白粉-钛白粉静摩擦系数为0.51,滚动摩擦系数为0.29,钛白粉-不锈钢静摩擦系数为0.62,滚动摩擦系数为0.17时,钛白粉的离散元仿真参数值组合最优;仿真得到的静态和动态休止角分别为40.4°、66.2°,与实际测定值的相对误差分别为1.22%、1.07%。

Co/NiCoP纳米异质结构催化剂的构建及其析氢性能

开发价格便宜、高效稳定的析氢反应(HER)电催化剂是实现电解水制氢技术工业规模化的关键问题之一。本文利用低温电化学沉积法成功地在碳布表面原位生长了Co/NiCoP异质纳米结构的自支撑催化电极,结合表征技术、以1mol/LNaOH溶液为碱性电解质的理论计算和以三电极体系电化学工作站为基础的实验测试对该材料进行了HER性能评估。结果表明,Co/NiCoP异质结构催化剂具有优异的析氢性能,在碱性介质中,获取10mA/cm^(2)的催化电流密度所需要的过电位仅为54mV,Tafel斜率为78.5mV/dec。这主要归因于:①Co/NiCoP纳米催化剂在碳布表面良好的分散性增加了暴露的催化活性位点数;②异质结构的存在促进了Co与NiCoP之间电子的相互作用,加快了电荷转移速率并提高了材料的导电性;③理论计算表明,Co/NiCoP异质结构的构建能有效地降低水的解离势垒,促进水的解离,进而加快HER动力学反应过程。因此,Co/NiCoP纳米异质结构催化剂的构建丰富了非贵金属纳米材料在电解水制氢领域的应用。

基于动态负荷特性的家用光伏发电系统经济性评价

以家用光伏发电系统为研究对象,基于用户侧动态负荷特性与供给侧光伏发电出力特性的耦合解析,根据分布式光伏系统"自用为主、余电上网"的应用原则,构建家用分布式光伏发电系统经济性评价模型。应用该模型,以上海某家用光伏发电系统为例,分析其运行特性、经济性能及其影响因素。研究结果表明,现行政策下家用光伏发电系统的动态投资回收年限为12.4 a;在中国,促进光伏产业发展最实际、最有效的政策是提高上网电价。

日本分布式热电联产系统发展动态及启示

日本分布式热电联产产业的整体发展历程及其所采取的一系列政策措施,对于正处于发展初期的中国分布式热电联产产业而言,具有较强的借鉴意义。剖析了日本分布式热电联产产业的阶段性发展历程,探讨了其在不同阶段所呈现的发展态势,从硬件设备与软件管理2个角度全面阐述了日本分布式热电联产系统的软、硬件技术应用现状与发展趋势,总结了日本为鼓励发展分布式热电联产所推出的各类补贴和优惠政策,以及相关管理制度和规程,从技术、市场、政策等角度为中国分布式热电联产系统的应用与推广提出了建议。

基于燃料电池、太阳能电池、蓄电池的住宅分布式能源系统的运行优化

以基于光伏电池、燃料电池、蓄电池的住宅能源系统为研究对象,根据混合整数线性规划理论构建其运行优化数学模型,在满足住宅电力和热力需求的同时,确定年运行成本最小的运行策略。在考虑系统内部能源流的同时,综合考虑电价及天然气价格所导致的费用流和上网电价等政策因素。在分析系统电力和热力构成的同时,还探讨了光伏电池发电的最佳使用形式和蓄电池最佳充放电策略。

城市更新项目引入社会资本参与的多目标优化问题

社会资本参与城市更新决策过程中涉及众多因素,需要从效率与公平的角度通盘考虑不同因素、权衡利弊,并提出最优方案,是典型的多目标优化问题。将社会资本参与城市更新中的风险预估、决策商议、程序不清等不可控因素引入到“交易成本”概念中,构建基于遗传算法的“成本-交易成本-质量-收益”多目标优化模型。

基于用户间融通的分布式能源系统优化模型

基于数学规划思想,采用混合整数线性规划的建模方式,以年能耗成本最低为优化目标,建立了一种分布式能源融通系统优化模型。通过构建区域内电力、热力等终端能源需求的互通网络,可实现多用户间能源的共享与融通,使得各独立用户所配置电源、热源设备的产能余力可以通过融通系统满足区域内其他用户的用能需求。应用该模型,设计了一个典型案例,分析了其在年能源费用最低时的最优运行策略,以及能源融通系统的经济性和节能性。

历史街区中的应急避难场所研究--以青岛老舍公园为例

在城市化迅速发展进程中,灾害发生时公园转变为应急避难场所的模式是城市安全系统的重要组成部分。历史街区是城市规划发展的重要组成部分,城市应急避难体系在历史街区的构建受到独特的建筑形式与规划特征影响。研究以中国青岛历史街区的老舍公园为例,通过问卷与访谈的方式分析公园内平时使用情况,通过查阅资料及统计计算公园在灾害发生时利用现状,探讨历史街区中普通公园在向防灾公园转换的过程中出现的问题,提出应急避难安全体系构建策略,最终为历史街区的公园转变应急避难场所提供相关研究参考。

日本分布式能源系统配置与运营实态分析和启示

日本分布式热电联产系统大致可分为民用和工业用两大类,其中民用领域的装机台数占据绝对主导地位,而工业领域的装机容量则是民用领域的数倍之多。民用领域所配置的原动机绝大部分为燃气内燃机,而且多数用户配置了多台原动机;耦合太阳能光伏、光热系统是近年来民用分布式热电联产系统的发展趋势;系统容量大多小于用电峰值的30%,多数系统全年运行,大部分系统采用了昼开夜停的运行模式;一半以上的系统综合能源利用效率可达到70%以上,但系统节能率却参差不齐。食品、化学、制药等具有较大稳定热需求的行业是工业热电联产系统的主要应用领域,燃气轮机和燃气内燃机在工业领域均被广泛采用;但就实际运行结果而言,大多没有达到规划设计阶段所设定的预期效果,综合能源利用效率多低于70%。借鉴日本的经验、教训,我国有必要确立科学、合理的分布式能源中长期发展目标,以长期、发展的眼光策划分布式热电联产项目;在工业、民用领域协同推进分布式热电联产系统的应用;以余热的有效利用为前提进行分布式热电联产系统的优化设计;同时要建立分布式热电联产系统的性能评价标准体系,明确评价指标的具体测算方法,建立系统运行数据的实时监测与报告体系。

我国养猪场清洁发展机制(CDM)发展潜力分析研究

我国养猪场规模化发展正迎来一个新的黄金时期,这为养猪场清洁发展机制CDM带来新的机遇。本文介绍了国内外养殖业CDM发展现状,调查和分析了我国养猪业发展状况;通过以广西某养猪场为研究对象,详细讨论了养猪场温室气体(GHG)减排的计算方法;在此基础上,对我国规模化养猪场CDM发展潜力和GHG减排量进行了深入探讨。分析表明,规模化养猪场CDM项目能够带来良好的GHG减排效果,5万头养猪场可以实现约4万tCO2e.年-1的减排量,我国5万头以上养猪场累计减排量可达约330万tCO2e.年-1。