二级环流反应器中收缩-膨胀隔板的性能优化

通过在二级环流反应器两级之间安装具有收缩-膨胀形状的隔板,可以有效减小两级之间的液相回流流量,但同时会增加流体流动阻力。为了在减小液相回流流量的前提下减小流动阻力,本研究对隔板进行优化设计。首先通过模拟计算获得不同隔板下的压降和液相回流流量,随后对数据进行拟合,得到压降、液相回流流量与结构参数的关联式。计算结果表明当表观气速较小时,隔板宽度对压降影响较大,高度的影响较小。表观气速增大时,隔板高度对压降的影响变大。在所有气速下,隔板宽度是影响液相回流流量的决定因素。最后通过多目标优化,获得了在不同表观气速下最优隔板的Pareto前沿。

R1234yf新能源汽车空调电子膨胀阀测试系统研制

针对目前国内现有电子膨胀阀测试系统偏差大、测试范围小、耗能大,研制了一种新型R1234yf新能源汽车空调电子膨胀阀测试系统,该测试系统利用制冷剂节流后气相经压缩机加压、液相经制冷剂循环泵加压,两相充分混合后进入冷凝器,利用排气节流阀直接控制被测电子膨胀阀阀后压力。依据汽车热管理国家标准对该测试系统进行了可行性及热力性能分析,并与实际制冷方法、液环法测试系统冷凝热负荷及耗功总和进行对比。结果表明:该系统利用两相环法,可以减少冷凝后的冷凝热量,通过排气节流阀控制被测阀后压力,取消蒸发器,提高系统性能;在流经被测试电子膨胀阀的工质质量流量为0.02~0.18 kg/s工况下,该系统冷凝热负荷较实际制冷方法减小了71.6%,较液环法降低了37.9%,耗功总和则比实际制冷方法下降了63.7%~38.6%,但比液环法约增加了7.5%。该系统可为新能源汽车空调行业电子膨胀阀性能测试提供可行且节能的测试方法。

探测器阵列高精度二维标定平台控制系统设计

为了实现快速、高精度探测器阵列标定,对探测器阵列高精度二维标定平台控制系统进行了研究,设计了采用单片机控制步进电机加编码器的闭环位移控制系统。介绍了该平台的标定原理和硬、软件控制系统设计,并对控制PID算法进行了研究,最后搭建了标定系统对控制系统进行综合测试。实验结果表明该控制系统有良好的控制能力,平台在600 mm×600 mm的有效行程内定位精度可达-11~12μm,十次单点测试数据变异系数为0.13%,连续模式下平均测量误差为1.65%。该平台设计满足探测器阵列的标定要求,为探测器阵列标定提供了一种有效手段。

考虑传输时滞的电力负荷频率采样控制系统稳定性分析

研究了一类考虑传输时滞的电力负荷频率采样控制系统相关稳定性问题。首先,采用PI型的LFC系统方案,并建立考虑采样和传输时滞的LFC闭环系统模型;其次,根据建立的模型,采用基于双边闭环泛函判据计算系统的时滞稳定裕度,研究系统采样周期与时滞稳定裕度之间的关系,并通过单区域LFC系统对结果进行仿真验证。计算结果表明,与现有文献结果相比,在相同的系统参数条件下,使用提出方法得到的结果保守性降低,且采样周期越大,系统时滞稳定裕度越小,而一定大小的时滞可以增大系统采样周期上界;仿真结果进一步验证了所提出方法的有效性和优势。

环流生物反应器降流区输氧浓度影响因素

环流生物反应器降流区输氧浓度主要受导流筒直径、导流筒溢流堰口高度及曝气量等因素影响,其对反应器污水脱氮除磷处理效果有重要影响。为考察以上影响因素对降流区输氧能力影响,采用数值模拟与实验结合的方法对环流反应器降流区输氧能力进行研究,通过自定义程序耦合Higbie传质理论模拟氧传质,对比不同曝气强度下反应器溶解氧浓度及溢流量模拟与实测值,结果显示误差在8%以内,表明数值模拟模型及方法正确可行。随后探究了曝气量、导流筒直径及导流筒溢流堰口高度对降流区输氧能力的影响。结果表明:曝气量由20 L/min增至50 L/min时,氧体积传质系数由2.04 h^(-1)增至4.45 h^(-1);导流筒直径由325 mm降至250 mm时,氧体积传质系数由3.99 h^(-1)增至4.42 h^(-1);导流筒溢流堰口高度由10 mm增至25 mm时,氧体积传质系数由4.17 h^(-1)降至4.00 h^(-1);增大曝气量和减小导流筒直径能明显提升降流区输氧能力。总之,可通过调整曝气量,导流筒直径及导流筒溢流堰口高度控制降流区输氧能力,以构建耗缺氧区域。通过响应面分析,得到导流筒直径250 mm、导流筒溢流堰口高度10 mm时,反应器降流区输氧能力较优。

基于高动态环境下B2a信号的双通道跟踪算法

在北斗三号B2a信号中,针对在高动态环境下信号多普勒变化较大,导致导航接收机跟踪环路收敛速度较慢、稳定性差等问题,基于北斗B2a信号传统跟踪环路算法设计出基于三阶锁频辅助四阶锁相的双通道联合跟踪载波跟踪环,并对此跟踪算法进行仿真分析。实验结果表明双通道联合跟踪算法对信号的利用率明显提升且环路收敛速度快,在信号较差的情况下也能实现稳定跟踪,并且稳定性和准确度明显提升。

基于STM32的二线制智能仪表研究

该文介绍了二线制智能仪表的应用场合和特点。针对智能仪表的需求和设计难点,提出了一种基于STM32的二线制智能仪表设计,详细阐述了变送器电源电路、控制单元、PWM D/A单元、V/I电流环单元、HART单元实现电路的设计,有助于设计具有智能通信功能且性能稳定的仪表,研究成果在二线制温度变送器中得到应用,经实际测试验证了该设计的有效性。

绝热段阻力对CO_(2)、R134a和R410A分离式热管传热性能的影响

通过实验研究了上升管和下降管阻力对CO_(2)、R134a和R410A分离式热管传热性能的影响,分析了热管传热极限和传热热阻的变化规律。研究发现阻力变化对不同工质热管的影响不同,对于CO_(2)热管,上升管阻力和下降管阻力对其传热性能的影响程度接近,当上升管或下降管阀门开度从90°降至30°时,CO_(2)热管的传热极限均由1200 W降为700 W。对于R134a和R410A热管而言,上升管阻力对其传热性能的影响更大,当上升管阀门开度从90°降至30°时,R410A热管的传热极限由1300 W降为700 W,R134a热管则未出现正常运行状态,管内始终存在较大的过热过冷度,两种热管的传热热阻也显著增大。而下降管阻力增大对R134a和R410A热管的传热性能几乎无影响。因此,在实际工程设计中,CO_(2)热管应采用上升管和下降管管径相同或相近的结构,而R134a和R410A热管适合采用上升管管径明显大于下降管管径的结构,以达到节省管材的目的。

应用于新型环路热管的两相引射器数值模拟

环路热管是一种高效被动式相变传热装置,广泛应用于高热流电子器件散热等领域。前期研究发现将小型两相引射器与平板式环路热管耦合,可大幅提高传热性能。然而,小型两相引射器内部流动及传热机理尚不清晰,难以对新型环路热管进行正向设计与理论建模。通过数值模拟研究了汽水参数和混合腔结构对两相引射器性能及内部流场分布的影响。结果表明,喉部下游存在凝结激波,随着背压增加,其位置逐渐向喉部移动;其强度与背压、蒸汽产量、混合腔长度呈正相关,与水温呈负相关。引射器最大工作背压在40~125 kPa,与蒸汽产量和水温呈正相关,与混合腔长度呈负相关。通过大量模拟,得到了设计功率下水温和混合腔长度对引射器工作模式和压比的影响规律。

考虑回收产品质量的闭环供应链协调研究

目的研究制造商委托第三方回收商回收废旧产品模式的闭环供应链决策问题。方法考虑第三方回收的产品质量,并运用Stackelberg博弈模型对成员决策进行分析,其次运用二部定价契约对闭环供应链进行协调,并对比供应链协调后与协调前的总利润以及质量水平的关系。结果研究显示:集中决策下闭环供应链的总利润大于分散决策下闭环供应链的总利润,而二部定价契约可以有效协调闭环供应链,当再制造能够节省的最大成本等于制造商愿意为回收产品支付的最大转移价格时,协调后的闭环供应链整体利润与集中决策情况的闭环供应链整体利润相同。同时,二部定价契约可以提高回收产品的质量水平,有效清除分散决策情况下造成的双重边际效应。结论对于现实企业管理中的启示为:如果企业选择第三方回收模式,该情况下若需考虑回收产品质量,如果外界环境复杂多变,为了提高生产效率需考虑回收产品质量,企业由于实际成本等原因需选择第三方回收,各企业之间进行分散决策,可以运用二部定价契约进行协调。

航天遥感器用泵驱两相流体回路热真空试验研究

针对航天遥感器核心组件的高精度与高稳定度的控温需求,设计并搭建了一套泵驱两相流体回路(MPTL)试验装置,该装置使用了一套具有被动冷却能力的两相控温型储液器。为验证MPTL系统在高真空、极低温与变化外热流条件下的工作能力,在真空罐内对MPTL系统在不同工况点下的散热与控温能力进行了测试,并通过温度和压力等数据研究了主回路的运行特性、储液器内热力学变化特性及两者之间的传热传质过程。结果表明:MPTL系统的控温点可通过储液器进行快速调整,蒸发器温度的变化受外热流与热源开关影响较小;进入毛细管中的过冷液与储液器中的液相形成的温差保证了储液器冷量的供应;主回路发生相态转变时,储液器与主回路工质交换特性引起了系统压力降脉动。

基于双边闭环函数的网络化采样控制系统稳定性分析

考虑数据通信时延不确定环境下网络化采样控制系统的稳定性问题.首先基于输入时滞方法,建立包含采样周期信息的网络化采样控制系统的数学模型,在此基础上,采用双边闭环函数方法和自由矩阵积分不等式技术,得到网络传输时滞变化区间依赖稳定性新准则,并进一步讨论了网络化采样控制系统中网络时延与采样周期之间的关系.仿真结果表明减小采周期可以增强网络控制系统对网络通信时延的鲁棒性.

空间大功率热源两相温控系统设计与仿真

为解决未来空间应用中大功率热源带来的温控问题,提出了集微槽道蒸发器、相变装置和热辐射器在内的泵驱两相流体回路热排散系统方案,在此基础上开展了系统仿真工作,对流体回路运行特性和温控能力进行了研究。仿真结果反映了大功率热源短时工作条件下两相流体回路温度、饱和压力和干度的变化特征,两相流体回路工作特性符合设计预期,60 kW分布式大功率热源峰值温度能够控制在70℃以下。对泵驱动能力过剩所带来的不利影响进行了仿真分析,得出了泵驱动能力过剩导致两相回路系统温差增大的结论。分析了蒸发器和相变装置换热性能对温控系统的影响。蒸发器换热性能降低后,热源温度将超出要求范围;相变装置换热性能降低后,泵可能受到气蚀影响。

液氮温区二维指向深冷环路热管设计与实验研究

空间二维指向机构与红外探测器配合,有利于实现对空间目标大范围的动态追踪、指向、快速定位等功能。将深冷环路热管(CLHP)与二维指向机构耦合,可以大大降低系统机构的复杂程度,实现远距离热传输,提高探测精度和转向灵活性。为此,设计研制了液氮温区二维指向CLHP。对设计流程和部件参数进行了介绍,通过伺服电机驱动实现了俯仰、偏航±90°以上的转动。通过开展热真空实验,研究了不同工作参数对超临界启动和传热极限的影响。结果表明:所设计的系统具有最大13 W的传热能力,适当提高充装压力有利于提高系统的稳定性和传热能力,增大次蒸发器辅助载荷有助于提高最大传热能力。

高热流密度航空电子泵驱两相流冷却系统实验研究

航空应用领域正面临着高功率、高热流密度的电子设备冷却难题,传统的单相液冷散热方式已无法应对大于100 W/cm^(2)热流密度的散热需求。本文搭建了泵驱动两相冷却系统地面实验台并设计了系统控制策略,测试系统在多种散热工况下的散热能力和阻力特性并归纳数学模型。结果表明:机械泵驱动两相散热系统散热性能良好,设计的紫铜材质冷板可有效应对热流密度为120 W/cm^(2)的6 kW集中热源。泵驱两相系统可有效冷却10 kW的热源,在相同的运行状态下所需工质质量比单相散热系统所需工质质量减少70%。发热元件表面温度可以稳定在63~70℃之间,满足芯片表面温度要求,且蒸发器整体的温度均匀性良好,各支路间温差在5℃以内。系统相变段阻力在400 kPa以下,阻力特性可由Kim和Mudawar模型描述。

大功率空间激光载荷短时散热系统实验研究

大功率激光载荷在空间应用时具有瞬时热流密度高、工作时间短、间歇性工作的特点。为确保其高性能的工作,需要高效地解决激光载荷的热量获取、传递及排散问题。但受限于航天器有限的散热面面积,其散热能力往往难以满足大功率激光器的瞬时散热需求,而相变储热作为一种利用相变潜热的高效储热方式,可以解决航天器热控系统在供给侧和需求侧时空不匹配的问题。机械泵驱两相流体回路(Mechanically Pumped Two-phase Loop,MPTL)具有高效的传热效率和很强的传热能力,是解决大功率热量获取和传递的先进技术。文章针对大功率空间激光载荷的散热需求,将相变储热和两相传热技术相结合,提出基于固液相变储热和气液相变传热的短时大功率散热方案,完成了散热系统研制及性能测试。实验结果表明,散热系统能够很好的满足大功率激光载荷的散热需求,实现了12kW大功率载荷短时间稳定运行,具有很好的工程应用前景。

核主泵系统高温液态铅铋润滑导轴承流体动力学特性分析

铅铋轴承是新一代核电站二回路主循环系统重要组成部分,用于支撑整个转轴系统。针对轴承存在的动力学特性和润滑机制尚不清晰等问题,建立铅铋轴承流体动力学模型,研究间隙、转速、偏心率和有无环形导流槽对铅铋轴承液膜流体动力学特性的影响,揭示压力峰值与转速、偏心率和间隙的变化关系,探明间隙对动压效应形成规律的影响。研究结果显示环形导流槽对承载力和摩擦因数的影响远小于无环形导流槽,最大压力随着转速、偏心率的增大而增大,随着间隙的增大而减小,最小压力与最大压力结果相反。研究结果为新型高温液态金属润滑轴承设计研发及国产化提供了理论依据。

分离式热管在暖通空调领域的应用综述

分离式热管作为一种高效传热设备,广泛应用于暖通空调领域,具有制造维护成本低、可靠性高、传热性能好、适用性强等优点。本文综述了分离式热管在暖通空调领域的应用现状,从数据中心和基站、热回收及太阳能系统3个应用场景介绍了国内外对于分离式热管的研究,客观评价了目前研究工作中取得的主要成果及不足,针对未来分离式热管研究的发展方向给出了展望。这一综述将有助于研究人员和工程技术人员了解分离式热管的发展和应用情况,促进热管技术的发展。

双自由度PID-Ⅲ型锁相环在新能源系统的应用

针对电网故障(电压跌落、频率跳变、谐波、其他扰动等)对锁相环相位检测快速性和准确性产生很大影响的问题,文章提出一种基于双自由度PID补偿的快速准确跟踪配电网电压相位信息的锁相环技术,并结合Ⅲ型系统内模特性,给出了双自由度PID补偿器5个参数的设计方法,最后运用MATLAB/Simulink与两种传统的锁相环技术进行仿真对比。结果表明,文章所提锁相环技术能够抑制谐波、直流分量和不对称分量对锁频环的影响,利用PID微分补偿环节显著提高了响应速度,同时实现无静差跟踪加速度信号。

基于《黄帝内经》的卫气“双圈”循行路线研究

关于卫气相关论述散见于《黄帝内经》诸篇,学术界对卫气的生成与功能已大致形成共识,但对其具体循行路线的认识莫衷一是。为进一步明确卫气的具体循行路线,本文在研读《黄帝内经》的基础上,结合古今文献中卫气循行的相关论述研究分析,提出卫气的双圈循行路线。为方便表达,将卫气从上焦出并行于经脉的循行路线定义为内圈,将从目始,遍行阳经皮部复入于阴藏与从阴经皮部、胸腹汇入阴跷脉,后上归于目的循行路线定义为外圈。依据卫气的内外圈循行在肢端五输穴交会联系的记载,尝试构建卫气循行的双圈循行路线模型,以期为中医基础理论及临床研究提供借鉴和参考。