考虑富氧燃烧碳捕集技术和源荷双侧响应的综合能源系统优化调度

为降低燃气轮机的碳排放水平和提高灵活性,提出了计及富氧燃烧碳捕集技术和源荷双侧响应的综合能源系统低碳经济优化策略。首先,研究了富氧燃烧技术的运行原理及其能流特性,并构建空分制氧设备和碳捕集设备的耦合模型;其次,引入可调的热电比作为供给侧响应策略,需求侧对于电力、热能以及气负荷的特性进行综合权衡,借助能源价格的引导,并考虑其相互之间的可替代属性形成需求侧响应机制;最后,通过计及气负荷碳排放的阶梯式碳交易约束碳排放,以系统运行成本为目标优化各时段机组出力。设置多场景进行仿真分析,结果表明富氧燃烧碳捕集技术能够有效减少系统的碳排放量,源荷双侧响应能够灵活调节供给侧与需求侧的供能关系,并有效减少系统运行成本。

吃水深度对振荡水柱式波浪能发电浮标水动力学性能的影响

波浪能浮标的能量转换效率由其水动力学性能决定。由设计经验可知,浮标的水动力学性能受吃水深度的影响较大。文章以波浪能浮标为研究对象,开展对浮标吃水深度的水动力学性能研究。首先介绍浮标的结构及工作原理;其次建立浮标在5种吃水深度工况下的仿真模型,进行数值模拟计算,获得浮标在设计工况下的水动力学参数及能量转换效率;最后进行物理模型试验,研究了6种吃水深度工况下浮标的俘获宽度比(RCW),并与仿真结果进行对比分析。结果表明:当吃水深度为75 mm时,模型RCW最大为56.8%;吃水深度对浮标RCW峰值分布影响较大;在特定的气动阻尼下,仿真模拟结果与物理模型试验结果拟合度较高,误差小于5%。

可摆动前墙的OWC浮式平台波浪能转换性能研究

提出一种综合海上波浪能转换装置的新型浮式平台,通过将一阻尼池型浮式平台与OWC波浪能装置结合,OWC气室前墙采用固定式和摆式,前墙摆板与气室通过铰链连接。基于三维势流理论,研究平台在不同波浪周期、平台吃水和气室尺寸下气室的俘获宽度比,及不同铰链转动阻尼下摆板的俘获宽度比。结果表明:不同平台吃水和不同气室尺寸通过影响平台和气室的共振周期影响气室的俘获宽度比,在较大的平台吃水和较小的气室前墙吃水条件下,会出现波浪抨击气室顶部和前墙露出水面的问题;在一定波浪环境下,存在一个最优的铰链转动阻尼,使得摆板的俘获宽度比最高;在固定的铰链转动阻尼下,摆板的俘获宽度比随波浪周期增大而逐渐减小,在波浪周期较小及平台共振周期处,摆式前墙结构比固定式前墙的气室俘获宽度比更大。

中心管振荡水柱式波浪能装置外形设计性能试验

为了探索中心管振荡水柱式波浪能装置的结构外形对其性能的影响,本文进行了装置外形结构设计,通过入射波要素、浮筒吃水深度、尾管高度、水下结构比例等类型的多种工况的物理模型试验,验证不同参数对装置性能的影响。试验结果表明:设计的模型对入射波周期变化敏感,对特定入射波高响应较优越,且在波高为65 mm,周期为1.1 s时,获得最大俘获宽度比为67.64%;模型浮筒吃水深度越大,则俘获宽度比越小,通频带越窄;锥形尾管高度值对模型的俘获宽度比和通频带宽影响较小;不同水下结构比例的模型之间俘获宽度比数值差距较小,比例为0.3时,模型的俘获宽度比通频带最宽。模型试验结果对装置的进一步优化具有理论指导意义。

高动态低信噪比下信号接收机捕获算法研究

为提升高动态低信噪比下信号接收机的信号捕获精准性,文章从经典数字匹配滤波算法出发,研究了基于频域划分和基于FFT的捕获算法。考虑到伪码多普勒引起的伪码频偏随时间积累的伪码相偏效应,文章提出了伪码频偏的估计与补偿方法,其中包括基于不确定域划分的并行捕获方法和直接估计伪码频偏的方法,以减小伪码相位偏移对信号捕获的影响。研究减少剩余伪码相偏效应的伪码捕获算法,进一步提高信号接收机在高动态低信噪比环境下的性能,为提升扩频接收机在复杂场景中的应用性能提供支持。

海绵城市视角下湖北省年径流总量控制空间格局研究

年径流总量控制率是海绵城市规划建设的首要指标,与之相对应的设计降雨量是海绵城市规划设计的重要依据,年径流总量控制率与设计降雨量的对应关系是海绵城市规划建设的关键问题。该文利用湖北省39个设市地市(含神农架林区)30年的水文降雨资料,研究得出湖北省年径流总量控制率与设计降雨量的对应关系,形成了湖北省年径流总量控制目标一览表和湖北省年径流总量控制率区域划分一张图,结果表明:(1)湖北省年径流总量控制率分为3个区,分别对应中国内地地区年径流总量控制率分区图的Ⅱ区(80%≤α≤85%)、Ⅲ区(75%≤α≤85%)和Ⅳ区(70%≤α≤85%),设计降雨量范围分别为Ⅱ区(10 mm≤H≤28.3 mm)、Ⅲ区(12.7mm≤H≤39.5 mm)、Ⅳ区(14.3 mm≤H≤49.0 mm);(2)神农架、丹江口、十堰等处于Ⅱ区,襄阳、利川、宣恩等处于Ⅲ区,随州、天门、咸宁、黄石、孝感、仙桃、黄冈、鄂州、武汉等处于Ⅳ区。研究填补了湖北省各城市年径流总量控制指标的空白,相关取值建议有助于推进全省海绵城市规划与建设工作。

建筑小区雨水径流控制设计取值问题的探讨

建筑小区的雨水径流控制工程是海绵城市建设的上游工程,包含了源头减排的微排水系统和排水管渠的小排水系统,需要控制径流总量和径流峰值等指标;需控制的雨水年径流总量根据年径流总量控制率,采用“容积法”和硬化指标匹配法计算出对应的汇水面积及调蓄量;而雨水径流峰值在全国各地出现或算法各异或条件参数不详的情况,影响到海绵城市建设工程管控指标的合理性与可达性,故通过对比解读相关国标、地标,范例,探讨建筑小区雨水径流峰值的计算方法并提出建议,旨在为同类工程的设计提供参考。

High Performance of Fly Ash Derived Li ₄SiO₄-Based Sorbents for High Temperature CO₂Capture

It is urgent to develop excellent solid CO2 sorbents with higher sorption capacity, simpler synthetic process, better thermal stability and lower costs of synthesis in CO2 capture and storage technologies. In this work, a number of Li4SiO4-based sorbents synthesized by lithium carbonate with three different kinds of fly ashes in various molar ratios were developed. The results indicate that the Li2CO3:SiO2 mole ratio used in the sorbents synthesis significantly affects the CO2 absorption properties. The sorption capacity increased with the excess of Li2CO3 first and then decreased when the excessive quantity was beyond a certain amount. The experiments found that FA-Li4SiO4_0.6, CFA-Li4SiO4_0.4, HCl/CFA-Li4SiO4_0.3 presented the best sorption ability among these fly ash derived Li4SiO4 samples, and the corresponding weight gain was 28.2 wt%, 25.1 wt% and 32.5 wt%, respectively. The three sorbents with the optimal molar ratio were characterized using various morphological characterization techniques and evaluated by thermogravimetric analysis for their capacity to chemisorb CO2 at 450°C - 650°C, diluted CO2 (10%, 20%) and in presence of water vapor (12%). The adsorption curve of FA- Li4SiO4_0.6 at different temperatures was simulated with the Jander-Zhang model to explore the influence of carbon dioxide diffusion on adsorption reaction. Further experiments showed that the adsorbent had a good sorption capacity in a lower partial pressure of CO2 and the presence of steam enhanced the mobility of Li+. What’s more, FA-Li4SiO4_0.6, CFA-Li4SiO4_0.4 and HCl/CFA-Li4SiO4_0.3 particles showed satisfactory sorption capacity in fixed-bed reactor and excellent cyclic sorption stability during 10 sorption/ desorption cycles.

适合航行的变体水柱系统波浪转换特性实验研究

针对现有波浪能技术存在成本高、生存性差等问题,本文研究一种具有航行潜质的变体水柱波浪能转换系统,它由浮力舱、垂直管、水平管、闸门等组成,通过闸门改变振荡水柱的长度和形状,改变航行阻力,实验研究了水柱的长度和形状变化、气流做功方式对系统转换特性的影响,并提出一套量化标准对系统的转换特性进行评价。水槽实验表明:模型规则波下最高俘获宽度比达到了154.6%,随机波下最高俘获宽度比达到了97.0%;规则下闸门打开的模型的俘获宽度比大概是闸门关闭模型俘获宽度比的1/2,随机波下闸门打开模型的俘获宽度比大概是闸门关闭模型俘获宽度比的3/4。

桅杆长径比对有限长锥台形捕能柱涡激横向摆动特性的影响

无叶片风力机是利用捕能柱的风致横向摆动收集风能并将其转换成电能的装置。通过引入桅杆结构并将其与有限长锥台型捕能柱构成一个捕能系统,在建立有限长锥台型捕能系统简化模型的基础上,推导了与捕能系统几何形状相关的无量纲结构系数计算式,探讨了桅杆长径比对有限长锥台型捕能柱涡激摆动特性及捕能效率的影响。所得结果表明,桅杆结构的引入能有效地提升有限长捕能柱的涡激横向摆幅峰值及捕能效率,且其均随桅杆长径比的增大呈现先增大后减小的趋势。与无限长捕能柱结构相比,在桅杆长径比为6.67时有限长捕能柱的能量收集效率提升了44.8%;增大桅杆的长径比会使锁频区间增宽,但捕能系统的固有频率会减小;对于给定的捕能系统存在一个与其相匹配的最佳桅杆长径比。所得结论对于无叶片风力机的设计与实际工程应用具有重要的指导作用。

基于中子自屏蔽校正的氯氢比确定含油饱和度的改进方法

提出用铁的俘获伽马射线标记中子自屏蔽校正因子并组合氯氢比确定含油饱和度的方法。利用蒙特卡罗方法建立井筒-地层模型,模拟不同孔隙度和地层水矿化度条件下的俘获伽马能谱,研究中子自屏蔽因子及含油饱和度测井响应,并通过模拟实例来验证该方法。结果表明:铁标记中子自屏蔽校正后的氯氢比随孔隙度增加而增大,孔隙度相同时与含水饱和度呈线性变化关系,相对灵敏度可提高到1倍以上,能够解决常规氯氢比确定含油饱和度灵敏度下降的问题;计算含油饱和度误差降低,为高矿化度水地层脉冲中子俘获测井定量评价含油饱和度提供一种新方法。

不同特征宽度对俘获宽度比的影响分析

特征宽度是计算波能转换装置俘获宽度比的重要参数,国内外目前尚无统一的计算方法。为了研究不同特征宽度计算方法对俘获宽度比结果的影响,提出了波能转换装置特征宽度的一种计算方法,利用典型振荡浮子式波能转换装置“Wavebob”的数据,建立振荡浮子AQWA数值模型并进行水动力学分析,计算了4种特征宽度计算方法下的能量俘获宽度以及俘获宽度比。研究结果表明,不同特征宽度的计算方法对俘获宽度比结果影响显著,规则波条件下的最大差值为27.19%,不规则波条件下为13.14%;因此在计算波能转换装置俘获宽度比时,应根据装置形式合理选择特征宽度计算方法。研究结果对于波能转换装置特征宽度的计算以及评价俘获性能方面具有重要的应用价值。

振荡水柱式波浪能供电浮标水动力学性能研究

提出一种振荡水柱式锥形中心管波浪能供电浮标。首先,介绍浮标的结构及工作原理,其次,设计3种模型方案。建立浮标在入射波下受迫运动的数学模型,进行数值模拟计算,获得浮标在设计工况下的附加质量、阻尼系数、波浪激励力、运动响应等水动力学参数。最后,通过物理模型试验,获得各设计方案在不同周期下的俘获宽度比,并与数值计算获得的俘获宽度比进行对比分析。结果显示:不同设计方案的浮标适应不同的水深条件,设计方案中模型1的俘获宽度比最大数值为47.8%。

农用柴油机DPF载体结构优化研究

采用仿真软件建立DPF一维热力学计算模型,研究了对称孔道载体长径比、壁厚和目数对DPF工作运行过程中压降和捕集效率的影响规律,以优化出压降特性及捕集效率综合性能最佳的载体结构。

管理视角下海绵城市年径流总量控制率

年径流总量控制率是海绵城市建设最重要的核心指标之一。我国各城市将年径流总量控制率逐级分解至城市管控分区层面,此做法缺乏管控分区层面目标可达性分析,且无法考证城市总体建设目标的可达性。研究基于InfoWorks ICM建立的排水管网水力模型、二维城市/流域洪涝淹没模型及可持续城市排水系统(SUDS)模型,从城市开发建设管控的基底——“地块”出发,在不同开发指标下研究其年径流总量控制率潜力,精准确定海绵城市管控分区层面目标可达性。以此为基础,将年径流总量控制率精准表达至地块并形成管控分区图,有效指导海绵城市建设与管理,保障城市、管控分区、地块三级指标稳定可达。

不规则波中多体三浮子波能转换器的优化设计

A multi-body wave energy converter,consisting of three floats and modeled as a two body problem,is optimised to enhance its mean absorbed power using the Response Surface Optimisation Method.The optimisation focuses on two input parameters namely;the floats’diameters and the spacing,in various sea states and at different PTO dampings.A frequency domain analysis is performed for the WEC model scaled at 1∶50 in regular and irregular waves.Obtained results are validated against numerical and experimental data available in the literature.Validations show good agreement against the unmoored model’s added mass,radiation damping,response amplitude operator,mean absorbed power and,capture width ratio.The sea states selected for optimisation are represented by a JONSWAP wave spectrum with,a range of significant wave heights(0.04 to 0.06 m)and a range of peak periods(0.8 to 1.3 s).This corresponds to(2 to 3 m)significant wave heights and(5.6 to 9.2 s)peak periods in full scale.Results show that the optimised WEC model demonstrates good and consistent enhancement of its mean absorbed power and capture width ratio.

Experimental Study on Conversion Characteristics of Dual-Mode OWC Models Appropriate for Voyaging

Freely movable wave energy converters(WECs) will greatly improve their adaptability to the marine environment.In this paper, a dual-mode oscillating water column(OWC) WEC with potential sailing capability is proposed. By opening and closing a gate on the side facing the waves, the WEC converts wave energy in the vertical duct(called VD mode) with low sailing resistance or in the backward bend duct(called BBD mode) with high sailing resistance.A small model and a medium model were designed and manufactured. The capture width ratio(CWR) of the small model in the two modes was experimentally studied. The CWR under bidirectional airflow and conversion characteristics under unidirectional airflow of the medium model in the BBD mode were obtained. Tests of the small model show that the peak CWR is 145.2% under regular waves and 90.1% under random waves in BBD mode, and in VD mode the peak CWR is about 60% of that in the BBD mode. Tests of the medium model show that the peak CWR is 228.96% under regular waves, the maximum wave-to-battery efficiency is 63.36% under regular waves and 30.17%under random waves, respectively.

螺旋桨运输机进气道阻力特性分析

以某型螺旋桨运输机带动力装置飞行试验台为研究对象,建立了三维流场模型,采用CFD进行了网格划分及数值计算。以前期飞行试验数据和发动机热力循环模型计算结果为边界条件,开展了不同飞行马赫数、高度及桨叶角的数值计算。选用桨叶角表征发动机状态,分析了不同飞行高度、马赫数、螺旋滑流对进气道前罩作用力和附加前体力影响的变化规律。计算结果表明:不同高度、桨叶角及马赫数均会改变进气道阻力,在马赫数0.5,高度4 km状态下,桨叶角由40°增大至50°,前罩作用力减小1700 N,附加前体力减小3600 N,而附加前体力系数及前罩作用力系数随飞行高度基本不变。进气道阻力特性研究为后续试飞中确定涡桨发动机外部阻力特性分析提供了数据支持。

Mechanistic investigation on the Hg^(0)elimination ability of MnO_(x)-CeO_(x)nanorod adsorbents:effects of Mn/Ce molar ratio

Mercury pollution is created by coal combustion processes in multi-component systems.Adsorbent injection was identified as a potential strategy for capturing Hg^(0)from waste gases,with adsorbents serving as the primary component.The hydro-thermal approach was used to synthesize a series of MnO_(x)-CeO_(x)nanorod adsorbents with varying Mn/Ce molar ratios to maximize the Hg^(0)capture capabilities.Virgin CeO,had weak Hg elimination activity;<8%Hg^(0)removal efficiency was obtained from 150℃to 250℃.With the addition of MnOr,the amount of surface acid sites and the relative concentration of Mn4+increased.This ensured the sufficient adsorption and oxidation of Hg while overcoming the limitations of restricted adsorbate-adsorbent interactions caused by the lower surface area,endowing MnO_(x)-CeO_(x)with increased Hg^(0)removal capac-ity.When the molar ratio of Mn/Ce reached 6/4,the adsorbent's Hg^(0)removal efficiency remained over 92%at 150℃and 200℃.As the molar ratio of Mn/Ce grew,the adsorbent's Hg^(0)elimination capacity declined due to decreased surface area,weakened acidity,and decreased activity of Mn^(4+);<75%Hg^(0)removal efficiency was reached between 150℃and 250℃for virgin MnOx.Throughout the overall Hg'elimination reactions,Mn4+and O.were in charge of oxidizing Hg^(0)to Hg^(0),with Ce^(4+)acting as a promoter to aid in the regeneration of Mn^(4+),Because of its limited adaptability to flue gas components,further optimization of the MnO_(x)-CeO_(x)nanorod adsorbent is required.

海绵城市年径流总量控制率指标分解探析

减少雨水径流外排,地块内雨水径流就地消纳利用是海绵城市建设的重要目标之一,雨水径流外排量由年径流总量控制率这一指标体现,如何科学合理地确定年径流总量控制目标,是近年来海绵城市建设过程中主要探索内容。以广州科教城片区为例,结合片区下垫面、排水管网等资料,利用容积法对年径流总量控制率进行指标分解,同时采用Infoworks ICM模型对各地块年径流总量控制率指标分解的合理性进行模拟验证,结果显示各地块在按照规划年径流总量控制率开发建设后,片区排水管网均满足10年一遇设计重现期,在100年一遇降雨条件下部分区域虽出现积水,但无内涝发生。研究表明,分解确定的各地块年径流总量控制率可用于指导片区开发建设,通过海绵城市建设可有效降低雨水外排,提升区域防灾减灾能力。