陶瓷燃烧器燃烧过程的可用能分析

在燃烧过程可用能分析的基础上 ,提出可用能损失率指标 ,它可用于衡量燃烧过程不可逆损失的程度。对陶瓷燃烧器燃烧过程的可用能损失率 ,计算结果表明 :与套筒式陶瓷燃烧器相比 ,新型陶瓷燃烧器对空、煤气有预热作用 ,可提高煤气的理论燃烧温度 ,降低燃烧过程的可用能损失率 ,提高能量的有效利用率。

水源热泵采暖系统的可用能效率分析

通过对水源热泵采暖系统可用能的分析 ,推导出了整个系统可用能效率公式 ,并对整个系统可用能效率的影响因素进行了定性分析 ,并且结合一个温室大棚的水源热泵采暖系统进行了可用能效率的计算。

变温热源地热热泵系统的可用能分析

地热能作为一种新能源已成为许多国家的研究重点 ,如何提高地热能的利用率是其重要的研究方向 ,而热泵又是其中一项关键技术。本文针对地热热泵系统的变温热源 ,从减小可用能损失的角度进行了详尽的理论分析。首先 ,对该地热热泵系统中的各个主要部件进行了可用能分析 ,发现可用能损失情况均与循环工质的性能有关 ;其次 ,在实际工况下比较了纯工质和非共沸混合工质的可用能损失情况 ;最终提出了几种有可能应用于实际地热热泵工况下的循环工质。

基于双区模型的汽油机燃烧过程可用能及不可逆损失分析

为考察汽油机燃烧过程中的能量转化规律,建立了汽油机燃烧过程的热力学双区模型,考虑了可用能变化及不可逆损失.求解了燃烧期间缸内压力及温度随曲轴转角的变化规律、缸内工质可用能及不可逆损失的变化规律,分析了未燃区和已燃区的可用能以及与放热规律的关系.工质可用能转化包括对外做功、传热转移可用能和可用能损失3部分,燃烧结束时,工质总可用能占燃烧初始总可用能的比例约为47.0%.在整个燃烧阶段,燃烧可用能损失约为18.4%,由于向缸壁传热造成的可用能损失约为12.3%.缩短燃烧持续期和适当推后着火有利于降低燃烧过程可用能不可逆损失.

基于生命周期的户用沼气系统可用能核算--以广西恭城瑶族自治县为例

发展沼气生态农业可以实现资源的综合利用,带来经济效益与生态效益,同时解决我国农村地区能源短缺和环境污染问题。明确沼气系统内部的物质能量转化利用情况,可为沼气农业系统优化和效益提升提供科学依据。提出基于生命周期的户用沼气系统可用能核算方法,并以全国生态农业示范县——广西恭城瑶族自治县为例,核算了该县典型户用沼气系统建设、运行和利用单元投入产出的可用能流,分析了整个系统的可用能转化与利用效率。结果表明:系统的可用能投入为(1.06×108)kJ/a,可用能产出为(5.00×107)kJ/a,主要产出形式为沼渣;可用能转化率为48.82%,利用率为21.60%,其中沼气利用效率最高;系统产生的环境排放为(3.42×105)kJ/a,主要形式为系统利用单元沼气燃烧产生的CO2。由此可见,沼气生态农业可通过增加转化环节实现农业废弃物的再利用,系统可用能效率具备极大的提升空间,系统可持续性有待加强。可以考虑从改进工艺技术和改善发酵环境两方面提高户用沼气系统能量转化的能力,通过沼渣沼液综合利用技术方面的创新提高户用沼气系统的可用能利用效率。生命周期可用能核算方法可以更全面的反映系统的能量利用效率,便于诊断薄弱环节,为系统优化提供依据。

基于最小可用能耗率原理的河流水沙数学模型

本文把河流视为具有能量紊动黏性热耗散结构的开放系统,根据耗散结构的熵和能耗理论,提出了保持冲积河流稳定的最小可用能耗率原理和公式。该原理全面地反映了河道输水输沙的能耗特性,在数学上完整地表达了冲积河流河床演变的基本原理———自动调整作用原理。应用该原理的公式封闭河床演变方程组,建立了冲积河流河道输水输沙优化的数学模型,根据该模型的计算结果分析了黄河下游河道输水输沙的规律,并解释了河床演变的各种现象。应用该模型计算了黄河下游各河段输水输沙优化的临界指标,并提出了有利于改善小浪底水库调水调沙运用的建议,为小浪底水库调水调沙提供参考。

河流最小可用能耗率原理和统计熵理论研究

河流是一个具有能量紊动粘性热耗散结构的开放系统 ,依照热力学熵差和统计熵定义了河流水力熵差和统计熵 ,根据耗散结构动平衡稳定的熵和能耗理论 ,建立明渠流和冲积河流的水力熵和统计熵理论 ,提出了明渠流和冲积河流稳定的最小可用能耗率原理和公式 ,该原理全面地反映了河道输水输沙的能耗特性 ,不仅在数学上完整地表达了冲积河流河床演变的基本原理———自动调整作用原理 ,而且还反映了床沙质和冲泻质的划分标准、高含沙水流和挟沙力等特性 ,并用该理论解释了冲积河流水沙运动和河床演变的各种现象。

低全球变暖潜能工质热管换热器性能及可用能分析

针对热管能量回收器特点和环保工质替代要求,研制了充注低全球变暖潜能工质R32的热管换热器,在标准焓差实验室内,对其不同工况下的热工性能进行了实验研究;基于热力学第一、第二定律,从能、质两方面对其能量、能效、可用能利用及损失进行了分析,发现R32工质较为适用于冬季工况,充注R32的热管换热器在温度效率、换热量、能效比、无因次熵产率、可用能损率准则数等指标均是冬季优于夏季;在0~5°倾角范围内,与平置状态相比,倾斜状态的温度效率平均增长11.7%~12.9%,EER提高0.6~3;平置时,室内外温差每增加1℃,无因次熵产率夏季降低0.012,冬季降低0.0024;斜置时,单位温差可用能损率准则数夏季增加0.0159,冬季为0.0015。

污泥的可用能及添加辅助燃料的临界水分分析

本文针对污泥这种废弃物水分含量高，应用基热值低的特点，编制了不同水分对各种污泥可用能和辅助能影响计算程序，进一步计算出各种污泥回收可用能的临界水分，需加入辅助能的临界水分，以及不同水分污泥中每公斤污泥需加入的煤量和油量，对于污泥焚烧炉的设计具有指导意义．

压缩空气/燃油混合动力发动机工作过程可用能分析

以一种新型压缩空气/燃油混合动力发动机作为研究对象,应用热力学第二定律建立了该混合动力发动机两种工作模式——压缩空气动力模式和内燃机模式的可用能平衡数学模型,并对其工作过程的可用能分布进行了仿真研究。仿真结果表明,压缩空气动力模式的减压和排气过程可用能损失之和超过了50%,降低减压损失和回收排气可用能是提高压缩空气能效的主要途径;内燃机模式的排气可用能损失达到了20.2%,采用废气能量回收措施能够显著提高发动机效率。

柴油机可用能分析

利用可用能分析法分析了柴油机工作循环中的各项可用能，指出了柴油机能量损失的主要根源，并通过与热力学第一定律分析所得结论的比较，显示了可用能分析的意义画出了柴油机实际工作过程的Ｔ－Ｓ图。

表冷器-热泵联合集热系统的优化及可用能分析

为进一步提升表冷器-热泵联合集热系统的放热性能,并为系统进行节能优化提出方向和途径建议,首先计算了储热池优化水温42℃目标下的实际蓄水量,试验并分析了蓄水量的减少对系统集放热性能的影响;在此基础上,进行了两种集热方式、一种放热方式的可用能分析,进一步明确了系统在3种运行方式时可用能损失的主要位置和原因;最后,提出了表冷器-热泵联合集热系统主要工作部件节能优化的建议。试验结果表明:优化蓄水量为8.4 m^(3)的条件下,系统的放热功率和放热性能系数分别为27.1 kW和6.2,提升了33.5%和37.8%,放热性能提升显著。可用能分析表明,水泵的可用能效率最高,最高可达98.8%;表冷器-风机的可用能效率在表冷器-风机集热方式、热泵与表冷器-风机联合集热方式、放热模式下分别为89.3%、87.8%、60.1%,传热温差造成的不可逆损失是放热模式下效率较低的原因;热泵机组可用能效率最低,仅为46.4%,是后续系统节能优化的重点。该研究为优化提升主动集放热系统的节能性,提供了方向指导和解决新思路。

基于可用能分析方法的增压柴油机排气系统能量状态研究

探索了某涡轮增压柴油机排气能量中可用能的分布情况。使用GT-Power仿真软件建立了发动机的整机仿真模型,通过仿真计算得到排气系统各测点的热力学参数,采用热力学第二定律的分析和量化了发动机排气过程和涡轮膨胀过程中的可用能损失,分析了可用能损失的原因,并提出了这两个过程的耦合参数。

一种热泵循环工质与R22的可用能对比分析

目前在制冷、热泵系统中广泛使用的循环工质R22由于具有较大的GWP值和ODP值,所以终将被淘汰。针对工质R22的替代研究,本文提出了一种新型的非共沸混合工质R290／R600a／R123(50％／10％／40％),并在小型试验台上做了热泵工况的试验分析。将该工质在各工况下的试验结论与相应工况下R22的试验结论进行对比分析后发现该工质的可用能分析优于R22的研究结论。

液氮发动机循环可用能及效率分析

针对液氮发动机开始朗肯循环过程可用能损失较大的问题,提出分析方法,研究液氮发动机开式朗肯循环过程中可用能损失分布;研究并设计液氮二级再热系统,分析液氮发动机开式朗肯循环与内燃机混合加热循环的联合循环.结果表明,排气是可用能损失的主要环节之一,约占系统输入可用能的20%;且初始膨胀温度受环境温度限制是导致排气可用能损失的主要原因.再热系统可以消除环境温度因素对循环效率提高的限制;采用二级再热膨胀系统,选取合理的再热温度和二级膨胀压力可以得到更高的效率.采用液氮发动机开式朗肯循环与内燃机混合加热循环的联合循环,可以将无法直接做功的内燃机常压高温排气的温度转化为液氮发动机进气可用能,等质量工质的联合循环将整个系统的平均效率提高了8.06%.

既定列车作业计划下高铁站可用能力算法研究

高铁站可用能力计算对确定列车开行方案的可行性有重要意义.首先分析了高铁站可用能力的影响因素,然后构建了基于股道空闲时段的高铁站可用能力数学模型,提出了先验性优化策略与智能优化算法相结合的双阶段算法对模型求解.其中,第一阶段是综合运用最小股道空闲时段优先、最大平行进路优先、股道空闲时间段内出发时间最小的列车类型优先等策略规则求出模型可行初始解,第二阶段是在初始解基础上运用禁忌搜索算法寻找模型优化满意解,最后用实例对算法的有效性进行验证.

发动机热力循环可用能分析

为进一步提高发动机热效率,需要对发动机动力循环中的能量利用作出分析,可用能分析可以从“质”的方面对发动机工作过程中的能量利用作出评价.该文利用发动机工作过程有限时间热力学模型,对发动机工作过程中的可用能损失进行了全面的分析,所得结论与发动机实际工作过程基本一致.

对置活塞二冲程柴油机热平衡和余热可用能分析

基于对置活塞二冲程柴油机全工况台架试验,确定其各工况下各子系统的热力学参数.采用热力学第一定律,分析了发动机的热平衡特性,并与传统四冲程柴油机进行了比较;采用热力学第二定律,分析了发动机的余热可用能.结果表明:该发动机在高转速、中负荷时,有效热效率最高;在低转速、低负荷时,冷却项占余热比重较大,但低于传统四冲程柴油机;在高转速、高负荷时,排气项占余热比重较大,高于传统四冲程柴油机.其中,排气余热的可用能较高,最大达排气项能量的67%,具有很大的利用空间;而冷却项可用能较低,利用空间较小.

一类热量可用能的热力学分析

基于热力学第二定律，对工程中一类热量的可用性进行了分析。

翅片管换热器可用能仿真模型研究

建立了一种新的翅片管换热器可用能仿真模型用以模拟换热器内部的嚪植记?况.该模型将翅片管换热器模型看成是由有向矩阵连接若干单管模型组成的.本文引入并给出了有向矩阵的构建方法,提出了"列优先"的换热器模型求解算法,并针对一翅片管蒸发器计算算例进行了可用能模型的应用计算.