席壁冷却结构的无因次温差比η和θ的实验研究

对席壁冷却结构的平板实验件进行热态实验研究，测定反映该冷却结构冷却效果的两个无因次温差比η和θ的大小随冷却密流ｍａｎ／Ａ平板的变化规律，一方面以检验本席壁结构的冷却效果。

温差比理论的确立及其在红外检测中的应用

建立了以“温差比”为中心内容的理论体系，较科学地表述了电气设备热态的内在规律，补充了热学理论内容；同时，拓展了红外检测技术在生产实践中的应用。

红外检测技术中温度、相对温差和温差比概念辨析

温度、相对温差和温差比等概念在电气设备红外检测技术中经常采用,定义上既有联系,又有差别。文中通过对三个概念数学函数性质的比较分析,提出各自在工程应用中的特点。

温差比例控温退火技术在3003H26薄带生产中的应用

以3003铝合金铸轧坯料生产H26状态0.20mm厚度板材产品为例,介绍了温差比例控温退火技术在生产实践中的应用。

基于人工蜂群算法的温差发电阵列最优重构方法

在新能源发电技术快速发展的背景下,温差发电(TEG)技术能够很好地利用新能源发电中产生的废热.然而,温度分布的变化会使得TEG阵列的输出特性恶化、发电效率降低.提出基于人工蜂群(ABC)算法的TEG阵列重构方法,在3种不同温度分布情况下,利用ABC在对称9×9和不对称10×15两种TEG阵列进行动态重构.将所提算法与遗传算法、粒子群优化算法和秃鹰搜索优化算法3种启发式算法作对比,并给出由ABC重构后的TEG阵列温度分布图.结果表明:ABC能够提高TEG阵列的输出功率,输出功率-电压曲线均趋向呈现出单个峰值.此外,利用基于RTLAB平台上的硬件在环实验验证了硬件可行性.

基于广义积分变换法海洋温差能大口径冷水管强迫振动分析

复杂多变的海洋工况将诱发大口径冷水管强迫振动,为探明均布载荷、线性变化的静水压力、集中载荷和周期载荷作用下冷水管振动响应机制。基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了管道动力学控制方程,采用广义积分变换法,求解了系统强迫振动的解析解,并与同伦摄动法相对比,验证了该方法的高精度和有效性,分析了内流、黏弹性耗散系数、阻尼比和质量比对管道振动特性的影响。结果表明:当内流流速对应的振动频率与固有频率接近时,管道将出现动态失稳。增大黏弹性耗散系数、阻尼比和质量比对横向位移的抑制效果呈现依次递减的规律,改变激振位置和激振频率可显著改变管道横向位移。该研究成果可对冷水管的初期设计提供一定的指导作用。

温差发电协同储能元件驱动LED车灯的响应特性

为实现低品位能源的高效利用,构建了基于温差发电的余热回收系统将余热转化为电能,用以驱动发光二极管(light emitting diodes,LED)车灯点亮.利用恒温加热炉模拟热源,探究了余热回收系统在不同阶段能量转化和驱动LED车灯的响应特性.在实际应用中,研究了储能元件独立驱动LED车灯时光输出特性的变化规律.结果表明:储能元件可以存储回收余热所转化的电能,并独立驱动LED车灯工作,还能缓冲温度变化引起的电压波动;锂电池的能量密度高,可储存更多电能,独立驱动LED车灯时冷启动速度快,点亮时间更长,但充满电所需时间也较长;超级电容冷启动速度慢,但充放电速度较快,有助于余热回收系统短时间工作时缓解LED车灯的驱动电压波动.

疏水α-Al_(2)O_(3)陶瓷膜特性表征及温差驱动能力研究

疏水陶瓷膜在膜蒸馏领域具有突出优势,可拓宽膜蒸馏应用场景.采用新方法制备疏水α-Al_(2)O_(3)陶瓷膜,表征形貌特征、疏水性能、接枝有效性及宽温域热稳定性,揭示温差对单位温差驱动能力的影响规律,测定疏水陶瓷膜蒸馏过程的离子截留率.研究结果表明:疏水陶瓷膜表面形成了较规律的粗糙结构,疏水性能优异;疏水陶瓷膜表面的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷发挥了疏水作用,且具有较好的高温热稳定性;基于原水温度的单位温差驱动能力(e_(c))随温差(ΔT)按-0.7356次幂函数规律负相关变化,而基于冷却水温度的单位温差驱动能力(e_(r))随ΔT按1.74589次幂函数规律正相关变化;疏水陶瓷膜蒸馏过程对所有被测离子的截留率均大于99.96%.该研究对指导制定疏水陶瓷膜蒸馏运行策略具有重要意义.

低温温差条件下不同尺寸比例钢化真空玻璃变形特征研究

钢化真空玻璃导热差且具有冷收缩性能,当两侧玻璃温度差异较明显时,在冷收缩作用下,导致钢化真空玻璃弯曲变形,甚至出现真空环境失效,这极大限制了钢化真空玻璃在寒带地区的推广应用。基于此,进行了低温温差下钢化真空玻璃的变形测试和数值模拟,分析了低温温差和不同尺寸比例下,钢化真空玻璃两侧玻璃之间的协同变形规律。结果表明:试验与数值模拟结果相对误差在2%以内,钢化真空玻璃热-力学耦合模型具有可靠性;低温条件下玻璃整体向上弯曲变形,中心点向内凹陷,变形与温差呈正比关系;同一温差下,钢化真空玻璃长边长度相同时,随着长宽比的减小,长边上的最大变形量会增大。能够为钢化真空玻璃在极寒地区的推广应用及生产工艺的改进提供理论依据。

汽车尾气温差发电系统瞬态回收性能分析

为了预测温差发电(thermoelectric generator, TEG)系统的动态特性,基于COMSOL Multiphy-sics建立了用于求解温差发电系统温度场分布的瞬态计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模型和用于研究温差发电模块瞬态响应特性的分析模型,提出了混合瞬态CFD-分析模型,并经过瞬态试验验证.结果表明:由于热惯性的影响,TEG系统的转化效率会出现一个瞬时的较高值;相较于尾气温度和质量流量的瞬态波动,热电半导体的热端温度和冷端温度会存在时滞;在美国环保局的高速公路燃油经济性测试(highway fuel economy test, HWFET)模式循环工况下,瞬态模型求解得到整个温差发电系统的平均输出功率、平均转化效率分别为35.63 W和3.40%,瞬态模型的输出电压平均误差为6.41%;该模型能够以较高的精度及较短的计算时间预测温差发电系统在瞬态热源激励下的瞬态响应特性.

磁悬浮轨道梁均匀温度及温差分量极值研究

与一般公铁桥梁不同,磁悬浮轨道梁的温度场会受到周围磁场与功能件升温的影响。由于我国规范暂未对磁浮轨道梁均匀温度和温差分量的极值作出明确规定,研究具有概率保证的温度分量代表值具有重要意义。根据长沙磁浮运营线某混凝土箱梁1年多的现场温度监测数据,分析梁体均匀温度与竖向等效线性温差的时变特征。研究分别采用单变量线性回归法(ULR法)和梯度提升回归树法(GBRT法)建立基于气象因素的结构温度分量预测模型,对比发现GBRT法不仅能提高均匀温度的预测精度,还能克服ULR法无法预测竖向等效线性温差的局限性。而后将1960—2019年的长期气象数据输入到建立好的GBRT预测模型中,得到磁浮箱梁各温度分量60年的长期预测值,经整理后得到均匀温度和竖向等效线性温差的日极值、年极值样本。结合最大熵极值模型和Fourier函数得到各温度分量的日极值时变曲线,对年极值样本建立最大熵模型并确定百年重现期下的温度分量代表值。研究结果表明:磁浮箱梁均匀温度呈现以年为周期的季节性变化,竖向等效线性温差受太阳辐射影响,呈夏季高、冬季低的特点;百年重现期下磁浮箱梁均匀温度和竖向等效线性温差的代表值分别为44.4℃、8.6℃。该方法结合GBRT算法和最大熵极值模型,解决了极值分析中年极值样本不足的问题,结果可为磁浮轨道梁的温度变形设计提供参考。

基于指数分布优化器的混合光伏-温差系统最大功率点跟踪

为解决混合光伏-温差(photovoltaic thermoelectric generator,PV-TEG)系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)问题以提高能源转换效率和利用率,提出了一种基于指数分布优化器(exponential distribution optimizer,EDO)的混合PV-TEG系统MPPT技术。EDO通过模拟指数分布的随机变化来搜索潜在的解空间,由于随机性,算法可有效避免在局部遮蔽条件(partial shading condition,PSC)下陷入局部最优,并在搜索空间中广泛探索以找到最优解。算例研究包括启动测试、太阳辐照度阶跃变化、随机变化、香港地区四季实际算例4个部分,并与其他5种算法进行对比分析,以较为全面地验证所提EDO技术在混合系统MPPT应用中的可行性和有效性。仿真结果表明,采用EDO的混合PV-TEG系统在不同运行条件下均能稳定、高效地实现最优越的MPPT性能,尤其是在春季低辐照度的条件下,EDO产生的能量分别超过蜻蜓算法(dragonfly algorithm,DA)、增量电导法(incremental conductance method,INC)、扰动观测法(perturbation observation method,P&O)能量输出的68.85%、66.13%和59.69%。

应对“两个温差”调整新周期消费政策的思考

2023年中国进入消费全面恢复的一年,大多数消费指标超过了2019年,中国经济进入新的消费经济周期,消费进入常态化阶段。但当前我们正面临“两个温差”:一是宏观经济形势“温和”,但有些人感到“偏寒”;二是全国消费“回暖”,但有些人仍感到消费“偏冷”。为此,应加大对经济形势和消费形势的科学和客观宣传,应坚持“消费对经济发展的基础性作用”政策思路,将政府在疫情期间刺激经济和消费的政策回归为常态化的经济政策,从而保持我国经济和消费的可持续发展。

温差电源阵列电路建模与MPPT策略研究

通过测试温差电源模型特性,提出了一种温差电源阵列的电路模型,模型考虑了等效电路内阻受温度的影响和内部实际温差影响,进而建立了温差电源阵列电路模型。分析了温差电源阵列模型的温度、参数不匹配等问题导致的局部最大功率点问题,进而提出了改进的粒子群跟踪策略,提升了电源输出功率。采用Matlab/Simulink建立仿真模型,验证模型和算法的可行性。最后,以某大型冷区系统的温差发电为例,验证了所提模型和策略的有效性。

温差电致冷组件寿命加速试验方法研究

针对现有标准中温差电致冷组件寿命试验方法缺失,通过开展不同热面温度(60℃、65℃、70℃、75℃)下的加速试验验证,分析了最大温差、电阻、最大温差工作电压等关键参数的变化,确定了加速因子,研制形成温差电致冷组件寿命加速试验方法,显著缩短了寿命试验的验证时间,满足了应用发展需求。

温差热电转换型空间热管冷却反应堆瞬态分析程序开发及验证

热管冷却反应堆采用固态堆芯设计、高温热管传热,具有结构简单、非能动、高可靠性等优点。为研究温差热电转换型空间热管冷却反应堆电源系统的瞬态特性,本文针对该型电源系统中最主要的系统(包括堆本体、高温热管、温差热电转换系统)建立了详细的数学物理模型,并开发了系统瞬态分析程序,其中堆本体模型基于OpenFOAM进行模块开发,耦合了点堆动力学模型和反应性反馈模型。通过文献和试验数据分别验证了高温热管及温差热电转换模型,结果与参考值符合较好,其中温差热电转换模块发电功率与试验值的相对偏差小于2.75%。采用该程序对KRUSTY进行了建模分析,开展了反应性引入、热电转换模块失效、负荷跟踪、主动冷却丧失工况下的瞬态分析,并与试验值进行了对比。结果表明,在上述瞬态工况下堆芯燃料表面温度与试验值的偏差小于4.1 K,程序计算结果与试验值符合较好。

大型冷却塔夏季日照筒壁温差原型实测与分布准则

中国现行规范的夏季日照筒壁温差条款源自20世纪80年代秦岭电厂的单一冷却塔(105m)实测结果,既有条款忽略了不同地域与不同尺度的温差分布影响,同时国际上现有冷却塔夏季日照温差分布准则取值存在差异,亟需开展真实大型冷却塔日照筒壁温差更普适的实测研究。鉴于此,基于预制墙板日照试验实现非接触式红外三维测温技术的有效性校订,以分布于我国“寒冷及严寒地区”的五座不同典型高度的大型冷却塔进行夏季全天候的筒壁温差实测;基于实测数据数理统计,提炼了日照筒壁温差的板内梯度分布、时域演变规律、空间分布模式和向阳内壁特性;在此基础上,量化了夏季日照筒壁温差子午向分布、环向分布、最大温差取值,提炼了囊括向阳内壁的大型冷却塔筒壁温差分布准则。研究发现,我国“寒冷及严寒地区”应考虑日照温度应力;日照筒壁温差沿厚度为三段式梯度分布,沿塔高约为恒值,沿环向为外表面非对称半圆分布,喉部以上向阳内壁具有负温差。研究结论加深了对大型冷却塔日照温差分布的理解,也为规范修订提供实测依据。

高稳定W阻挡层的NbFeSb基半赫斯勒温差发电器件

半赫斯勒材料是兼具高性能和高稳定性的中高温热电材料,在深空探测等领域具有重要应用前景。开发了适用于p型Nb_(0.86)Hf_(0.14)FeSb的阻挡层W。通过1073~1173 K的真空等温老化实验,研究了Nb_(0.86)Hf_(0.14)FeSb/W界面的扩散反应行为和电输运性能。扫描电镜能谱分析发现界面发生了扩散反应并生成Fe-W反应层,反应层厚度与老化时间呈抛物线关系,表现为扩散控制过程,扩散激活能为211.1 kJ/mol。界面电阻率测试结果显示老化前后界面电阻率均小于1μΩ·cm^(2)。基于有限元仿真计算结果,制备了以W为阻挡层的NbFeSb基温差发电器件。在温差为744 K时,器件的最大转换效率达9.5%,最大输出功率密度达2.27 W/cm^(2)。

城市轨道交通车站空调冷冻水系统定温差变供水温度和大温差控制策略转换条件研究

[目的]为实现城市轨道交通车站空调冷冻水系统在定温差变供水温度和大温差两种工况下的整体能耗最低,需对这两种控制策略的转换条件进行研究。[方法]以郑州某城市轨道交通车站为例,基于TRNSYS(瞬时系统模拟程序)建立定温差变供水温度和大温差两种工况下的空调冷冻水系统模型,在满足空调冷冻水系统末端制冷量需求的前提下,分别研究冷冻水温差不变、供水温度为7~12℃,以及供水温度不变、供回水温差为5~10℃时对空调冷冻水系统能耗的影响。[结果及结论]两种控制策略的转换条件为:负荷率小于等于40%时,使用定温差变供水温度控制策略更节能;负荷率大于50%时,更适合采用大温差控制策略。该转换条件不仅能满足车站人员舒适度的要求,还实现了两种控制策略联合调控的目标,最终达到降低空调冷冻水系统整体能耗的目的。

环境温差对中型体育馆自然通风环境的影响

温度分层是大空间建筑的一个普遍存在的现象,近年全尺寸测量的相关研究已经验证了这一现象,并逐渐引起关注。相关研究表明体育馆室内温度与自然通风环境的变化可能是复杂且敏感的,因此以混合通风的视角切入到后续研究当中很有必要。为探讨亚热带地区环境温差对于体育馆自然通风的潜在影响,文中选取了亚热带地区两个中型体育馆作为研究对象,采用全尺寸测量方法,在夏、秋过渡季节对其室内外空气温度与自然风速进行了监测与分析,并运用计算流体力学(CFD)的数值模拟方法评估并还原了环境温差对于亚热带地区中型体育馆自然通风环境的影响。研究结果表明:负温差环境下的运动区域进口气流风速更高,室外新鲜空气能集中在大空间底部,提高运动区域的换气效率,通风环境显著优于正温差环境;较低的室外空气温度更有利于创造体育馆内部良好的自然通风环境,而对进风口气流进行预冷可能是改善体育馆被占用区域热舒适度的有效途径。本研究运用实测数据对数值模拟结果进行了误差分析,证明模拟方法能有效地解释亚热带地区中型体育馆自然通风环境的温度敏感性,并有效反映了室内大空间复杂的自然通风现象,为未来的相关研究提供基础条件。