基于微波加热的风力机叶片除冰性能数值模拟研究

针对在冬季霜冻或雾凇等极端天气下,风力机叶片出现结冰影响风电机组出力,甚至导致冰块堆积脱落等问题,提出一种基于微波加热的风力机叶片除冰方法。通过在叶片复合材料中加入炭黑及碳纤维以改善叶片的微波加热性能。结合COMSOL和MATLAB语言开展联合仿真,对叶片中填充介质的参数进行优化设计,进而针对优化后的叶片复合材料开展微波加热除冰模拟,得到微波加热功率和环境温度对除冰时间的影响规律。最后,通过研究结果表明,最佳炭黑填充浓度为3.98%,在此参数下,复合材料内的碳纤维形成了上下密集、中间稀疏的三明治结构,从而可有效提高复合材料的微波吸收率;随着微波功率的增加和环境温度的升高,除冰时间明显缩短,且微波功率对除冰时间的影响较环境温度更显著。

S型翼缝与尾缘襟翼联合控制风力机翼型气动性能的研究

降低叶片气动载荷对于延长风力机叶片寿命极为重要,尾缘襟翼是降低叶片气动载荷的一种有效手段,然而其在大攻角下对翼型的气动特性控制效果减弱。通过在50%叶片弦长处添加S型翼缝,采用数值模拟方法研究S型翼缝与尾缘襟翼联合调节风力机叶片气动特性的作用。利用剪切应力输运(shear stress transport,SST)湍流模型,计算模拟了S809翼型在雷诺数106下,S型翼缝与尾缘襟翼联合控制对翼型气动特性的影响,并分析了S型翼缝与尾缘襟翼的协同控制机理。结果表明,尾缘襟翼的偏转可显著改变翼缝槽内的气体流量,并有效调节叶片中部的压差,这种联合控制策略可在大攻角下大幅改善翼型的失速现象,从而显著增强尾缘襟翼对升力系数的调控能力。

集成相变储热材料的光伏/热复合系统性能分析

将相变材料(phase change material,PCM)与光伏/热(photovoltaic/thermal,PV/T)模块集成,可通过提高冷却能力改善光伏面板的发电效率,同时利用PCM存储热能并合理利用。在2种集成相变储热材料的PV/T模块设计基础上,采用数值模拟方法进行性能分析,并与传统PV/T装置进行比较。从能量和(火用)2方面对集成系统的整体性能进行分析,并研究冷却工质流量的影响。结果表明,将相变储热材料与PV/T模块集成可显著提高系统的整体性能。其中集成2种相变储热材料的PV/T系统的日总能量效率和总(火用)效率最高,分别为67.65%和12.86%,每日可提供的能量最高可达3603.2 W·h/m2。随着冷却工质体积流量的增加,总能量效率略有提高,但总(火用)效率显著下降。

太阳能热发电系统相变储热材料选择及研发现状

储热材料性能优劣直接影响太阳能热发电系统的效率和成本,因此选择相变温度合适、储热密度大、传热速率高、经济易得并且环境友好的相变储热材料是太阳能热发电技术发展的关键。通过对相关文献的整理和分析,总结出相变储热材料的筛选原则,对最具发展潜力的高温熔盐和金属合金相变储热材料的研究发展现状、未来发展趋势进行了系统地总结和分析,并对部分相变储热材料的热物性参数进行总结,最后对相变储热材料选择的数学工具做了介绍,该文献综述研究对于今后太阳能集中热发电高温相变储热技术的开发和研究具有重要参考价值。

超级绝热材料气凝胶的纳米孔结构与有效导热系数

根据气凝胶的纳米孔结构特点,采用由小球体构成的立方阵列单元体结构,建立了描述纳米孔超级绝热材料气凝胶的气固耦合导热模型。计算结果表明气凝胶的纳米孔结构和固体颗粒纳米尺寸效应以及高的比表面积值是导致材料具有极低导热系数的主要因素。气凝胶存在具有最低导热系数的最佳密度。在高温下辐射传热是气凝胶传热的主要方式。

我国火力发电用水情况预测及节水技术发展分析（英文）

在对我国火力发电用水现状进行调查的基础上,主要预测分析了未来的用水方案。在对我国经济发展和电力需求进行预测的基础上,提出了5种可行的火力发电发展方案,并针对每种方案的用水情况进行了分析研究。结果表明,如果没有较大调整,未来20年火力发电的用水量增加率不会很大（增加约15%-20%）,但耗水量增长巨大,将在2008年基础上至少增加2.6倍。在这一预测中,考虑了较多因素,如可再生能源发电和核能发电得到了充分发展,直流冷却火力发电形式逐渐被取缔,空冷技术以及大容量高参数机组得以大量建设。为了解决火力发电用水问题,未来应加快节水技术的开发和应用,文中同时对一些潜在的节水技术进行了分析和展望。

瞬态热带法热物性测试技术中加热功率的选取

根据瞬态热带法的基本原理,对实验测量中加热功率的选取进行了系统分析,提出了相应的选取方法。通过对被测材料的导热系数进行初步估计,采用查图法选取恰当的加热功率,可避免因加热功率选取不合理而影响导热系数的测量精度。通过对不同种类材料的测量,验证了方法的有效性。研究结果同时表明瞬态热带法更适合于测量导热系数小于2W/(m·K)的绝热材料、建筑材料、散体及液体材料,而不适合测量金属材料的导热系数。

火电厂直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的综合分析

以600MW直接空冷机组为例对直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的可行性进行了系统分析。结果表明,锅炉燃烧用风仅占空冷凝汽器出口热空气量的2.6%,对于解决直接空冷机组热风回流问题意义不大,但可显著改善锅炉回转式空气预热器的低温腐蚀问题,同时回收大量的热能,降低机组发电煤耗。锅炉燃烧用风引自空冷凝汽器出口热空气,可使机组发电煤耗降低4.32g/kWh,每年可节省燃煤费用641.5万元。

1000MW直接空冷机组汽泵冷凝采用蒸发式冷凝器的探讨

在分析蒸发式冷凝器工作原理的基础上,对1 000MW超超临界直接空冷机组汽动给水泵小汽轮机冷凝采用蒸发式冷凝器的可行性进行了系统分析,对分别采用蒸发式冷凝器和带湿冷塔的湿式循环冷却系统的用水特性及经济性进行了对比,并介绍了蒸发式冷凝器在国外火电厂的应用情况。研究表明,蒸发式冷凝器与带湿冷塔的湿式循环冷却系统相比,具有节能、节水、运行费用低和投资少等诸多优点,特别适合于强调节能和节水的空冷式发电机组汽泵的冷凝,在我国推广这项技术十分必要。该文为蒸发式冷凝器在国内火电厂中的应用推广提供参考。

激光脉冲法测量硬硅钙石绝热材料热扩散率

本文采用非线性参数估计方法来确定硬硅钙石型微孔硅酸钙绝热材料的热扩散率．首先将绝热材料夹在两个金属片之间制成夹层结构试样，采用激光脉冲法测量试样背面温升；然后通过理论温升曲线与实验测得的温升曲线的拟合，来估计绝热材料的热扩散率．采用非线性参数估计可同时估计出热扩散率、散热系数以及试样吸收的能量．通过实验确定出进行热扩散率测量的绝热材料最佳厚度为1．6～1．9mm；由试样厚度精度和接触热阻所引起的测量误差在5．8％以内。

多层高温绝热层绝热性能理论分析

绝热材料内部添加反射屏是实现高温绝热的有效方法和手段,主要通过数值模拟研究绝热材料与反射屏组成的多层绝热系统的传热特性。采用能量守恒定律和双通量方程近似法建立多层绝热系统的辐射导热耦合换热模型,通过方程的离散化数值求解,在保证绝热层低温侧温度不变的情况下,分析反射屏发射率,反射屏数目,绝热材料消光系数,绝热材料气固耦合导热系数等参数对高温绝热层厚度的影响特性。研究结果表明,绝热材料消光系数越小,材料气固耦合导热系数越小,反射屏发射率越小,则反射屏对绝热层绝热效果的影响越显著,该文的研究对于多层高温绝热层的设计具有指导作用。

基于孔尺度的泡沫金属强化相变储热材料传热性能数值模拟

导热系数低是影响相变储热材料应用的主要难题之一,而泡沫金属具有高热导率、高孔隙率以及高比表面积等特性,在相变材料中添加泡沫金属可实现强化传热。该文基于泡沫金属基3D微观结构W-P模型,重点分析了泡沫金属基复合相变材料有效导热系数与泡沫金属孔隙率以及孔径的关系,采用数值模拟方法利用该模型预测并验证了泡沫铝6101添加空气与水的有效导热系数,研究结果表明该模型能够精确预测泡沫金属材料有效导热系数,在此基础上预测了石蜡中添加泡沫铜的有效导热系数,结果表明,泡沫金属可以显著提高相变材料的导热系数,当泡沫铜的孔隙率为97.57%时,复合相变材料的导热系数与纯石蜡相比提高了13倍。研究结果对于相变储热材料的热物性强化研究具有一定参考价值。

回收烟气余热的特种耐腐蚀塑料换热器的性能分析

运用特种塑料材料的换热器可以解决烟气余热回收中的低温腐蚀问题,扩大热回收的温度范围。结合1000MW机组烟气余热回收工况,分析了氟塑料管束式换热器和导热塑料翅片管换热器的性能,比较了两者在传热系数、换热面积、换热器体积、流动阻力等方面的差异。尽管氟塑料换热器在传热系数和材料消耗方面具有优势,但翅片管换热器整体体积更小,且管件数量远小于氟塑料换热器。在此基础分析了污垢热阻和材料热导率对翅片管换热器的影响,发现污垢热阻会造成换热器性能20%~30%的变化,材料热导率则需要达到15~20W/（m？K）的阈值,才能实现较好的换热性能。

太阳能光伏/光热技术研究现状与发展趋势综述

太阳能光伏/光热(photovoltaic/thermal,PV/T)技术是光伏组件和太阳能集热器的集成,可同时发电和提供热能,在提高系统整体效率的同时提高了空间利用率。在总结和归纳光伏/光热技术的类型及相关理论研究的基础上,重点针对平板型光伏/光热系统的热损失和光伏板超温问题的改善设计研究开展综述分析,同时系统总结了集成相变储热材料的光伏/光热系统的研究现状,并对当前研究中存在的不足和未来发展趋势进行了展望,以期为PV/T系统的进一步发展提供理论参考。

用于汽轮机排汽冷却的蒸发式冷凝器模型及性能分析

蒸发式冷凝器兼具传热性能好和节水的优势,在大型动力系统冷却中具有广阔的应用前景。建立了蒸发冷凝器的理论分析模型,提出了蒸发式冷凝器用于冷却小型汽轮机排汽的设计方案;获得了喷淋水温度、空气和蒸汽的焓值在冷凝器内沿程的变化规律,并对喷淋水量、配风量和空气温度等影响冷凝器性能的影响因素进行了分析。研究结果对蒸发式冷凝器在火力发电行业的应用具有参考意义。

基于空心球聚合体的多孔介质有效导热系数的两种模型

根据硬硅钙石型微孔硅酸钙的结构特点,将其简化成空心球聚合成的多孔介质,建立了点接触空心球壳与面接触空心立方体两种单元体模型.采用一维热传导分析,推导出有效导热系数的理论计算公式.计算结果表明,模型计算值与硅酸钙实验值有较好的一致性.理论模型可应用于与微孔硅酸钙具有类似结构的多孔介质导热系数的估算.

国产75t/h循环流化床锅炉的现状和发展

介绍对20多台国产75t／h循环流化床锅炉运行情况的调研结果，提出循环流化床锅炉进一步发展的建议。

循环流化床传热的实验室研究和工程研究的某些差别

研究循环流化床传热的实验室研究结论和工程研究结论的差别，比较这些结论的数量级和趋势 的异同．

1000MW直接空冷机组汽泵冷凝用蒸发式凝汽器的研究

对某1 000 MW直接空冷机组汽动给水泵冷凝用蒸发式凝汽器进行了方案设计和变工况特性分析.蒸发式凝汽器采用空气与冷却水逆流布置,2×50%配置方案.变工况特性分析表明:排汽冷凝温度主要受空气入口湿球温度、风速以及喷水量的影响,随入口湿球温度升高而升高,随喷水量的增加以及风速的减小而降低.空气流速增大时,管外冷却水的蒸发量也随之增加.

地热能及与其他新能源联合发电综述

我国地热资源丰富,且分布范围广。随着能源短缺和环境恶化问题的出现,地热能作为一种可再生的清洁能源受到人们的广泛关注,并将其用于发电领域,以降低污染物的排放、减缓煤炭等化石燃料引发的温室效应,实现能源结构的优化。介绍了地热蒸汽发电技术、地热水发电技术、干热岩发电技术、岩浆发电技术等地热发电技术的工作原理,并在适用范围、发电效率、发电成本、优缺点等方面对其进行比较。同时,阐述了地热与太阳能、生物质联合发电技术;分析了地热发电技术中存在的问题,以期为地热能在我国乃至世界范围的实际应用提供参考。