一种柴油机热阻-热容的热管理模型

为提高柴油机的热管理水平,研究了柴油机部件之间热传递关系.采用流固耦合法和集总参数法,建立了一个柴油机的热阻-热容(RC)动态传热网络模型.该模型中各节点之间的热阻是关于柴油机部件的几何尺寸、材料属性和运行参数的函数,因此该热阻-热容模型可应用于其他相似的内燃机.以台架试验的柴油机为仿真对象,利用MATLAB中的龙格-库塔算法计算其传热模型的矩阵微分方程,预测了柴油机气缸套、气缸盖、活塞、冷却液、机油和废气的温度.为验证仿真结果,分别测量了柴油机的冷却液、机油和废气的温度,结果表明,仿真结果与实测数据变化趋势一致.

集成智能楼宇的主动配电网建模及优化方法

提出一种集成智能楼宇灵活负荷的主动配电网建模及优化调度方法。首先,根据楼宇蓄热特性,基于热阻热容网络模型,构建考虑楼宇内部不同温度区域的智能建筑能耗预测模型;基于能耗预测模型,构建智能楼宇的暖通空调系统优化调控模型,通过在温度舒适度范围内对楼宇室温进行优化调节,实现对暖通空调系统的能耗管理;进一步为考虑智能楼宇在不同优化调度策略下对配电网络的经济性与安全性影响,通过引入楼宇集群负荷系数,提出考虑负荷系数的集成智能楼宇的主动配电网建模及优化调度方法;最后,以冬季制热场景为例,对暖通空调多种调控方式下的楼宇集群进行优化调度分析,之后进一步对比分析楼宇集群优化调度对于主动配电网的经济性与安全性影响。结果表明,所提方法在保证温度舒适度的前提下可充分发掘智能楼宇的需求响应潜力,在一定程度上降低智能楼宇的运行成本;同时,考虑楼宇集群负荷系数的集成智能楼宇的主动配电网优化可在保证楼宇集群运行经济性的同时,一定程度上降低系统网损以及改善电压质量,进一步提高配电网运行的经济性与安全性。

基于模型预测控制的智能楼宇用能灵活性调控策略

提出一种基于模型预测控制的智能楼宇用能灵活性调控策略。首先,根据楼宇蓄热特性,构建考虑楼宇内部不同制热区域的智能楼宇能耗预测模型,并将楼宇系统作为灵活可控单元集成到配电网中;然后基于模型预测控制方法,通过楼宇内部暖通空调系统在温度舒适度范围内对室温进行优化调节,实现楼宇系统的能耗灵活管理,降低楼宇运行成本;最后,在冬季制热场景下,对不同暖通空调控制方法下的楼宇集群进行优化调度分析,并对比分析了楼宇集群优化调度对于配电网运行状态的影响。结果表明,所提方法在保证温度舒适度的前提下可充分发掘智能楼宇的需求响应潜力,降低楼宇运行成本,同时可有效解决由可再生能源出力预测数据误差而导致的楼宇日前调控方案与实际运行场景偏差较大的问题,在预测不确定性环境下具有较强的鲁棒性。

低散热柴油机整机传热快速预测模型

为探究低散热柴油机在采取隔热措施前后缸内的传热过程及热量分布,本文基于热阻-热容动态传热网络模型及柴油机热力学模型的耦合计算开发了柴油机的传热预测算法,并设计了GUI人机交互界面软件。以某单缸柴油机为研究对象,采用该传热模型正确预测了单缸机工作过程中的缸内压力、部件壁面温度、热平衡等参数,并根据相应的隔热方案快速实现发动机隔热后的传热计算。该模型能够应用在低散热柴油机的开发设计阶段,对不同的隔热方案进行整机的传热预测,实现对隔热效果的预先了解。

基于温差发电的光学器件自冷却系统

大功率光学器件如高压汞灯广泛应用于日常生活中。为了防止其冷却系统电路失效,同时降低能耗,本文提出基于温差发电的大功率光学器件零能耗自冷却系统,展示在高压汞灯上设计、仿真与优化自冷却系统的过程,并基于热容热阻方法构建了系统动态数值计算模型。结果表明,自冷却系统能实现更优的散热效果。此外,在模型仿真精度(偏差小于6%)验证的基础上,分析了热电模块关键参数对自冷却系统散热能力的影响,指出了系统优化方向。