热—电—乙二醇低温制冷矿井降温技术的研究及应用

从技术和经济角度分析总结了已有降温模式的缺点和使用中存在的问题。利用瓦斯发电后的烟气余热作为矿井降温制冷动力,首次提出了采用热—电—乙二醇低温制冷解决井下高温问题的模式及理论。通过在平煤四矿应用,取得了国内最好的降温效果,并在运行成本、可靠性上取得重大突破。

电臂尺寸和安装条件对热电模块力学性能的影响

针对热电制冷模块中热电臂尺寸对模块整体热应力场的影响,以C-31106型热电制冷模块为研究对象,建立由31对热电偶组成的热-电-力学耦合多物理场模型.采用有限元仿真方法,考虑钎料层的存在并引入表征黏塑性材料的Anand修正本构方程,建立3种安装条件下的热电模型,分析不同电流下热电臂高度和截面边长对热电模块温度场和力学性能的影响规律.结果表明,当热电臂处于最佳高度时,在给定范围内热电臂截面边长越大,越有利于提高热电模块力学可靠性,当工作电流为2.6 A,截面边长从0.99 mm增加到1.09 mm时,冷、热端的最大von Mises应力分别减小了74.67%和22.60%.对模块冷端和热端分别采用固定约束和机械压装的安装方式可有效提高热电模块的力学可靠性,当采用上述安装方式时,冷、热端的最大von Mises应力相比两端只采用固定约束的安装方式分别减小了48.76%和74.02%.

天然气发动机驱动的水-水热泵的实验研究

建立了天然气发动机驱动的压缩式水—水热泵实验台 ,采用先进的测试手段 ,进行了各种工况及转速下的实验研究。结果表明在试验工况范围内 ,系统的一次能源利用率为 1.13～ 1.79。并具有较好的部分负荷特性 ,从而证明了该装置的节能环保效果。

锂离子电池变频变幅交流低温自加热策略

低温下锂离子电池的可用容量和功率大幅下降,而且充电困难。对锂离子电池进行低温加热是改善其性能的有效途径。该文建立了电池的热-电耦合模型,设计了一种变频变幅交流自加热策略,在保证极化电压幅值不变的条件下,以加热功率最大为目标,根据电池在各个温度下得到的最佳加热频率实时调整交流激励的频率和幅值。对比不同策略发现,采用变频变幅交流自加热策略,电池在700s内上升了47.67℃,相比恒频变幅加热策略,其温升速率最大可提高21.85%。所设计的变频变幅交流自加热策略具有良好的加热效果,有利于促进电动汽车在寒冷环境下的推广应用。

使用混合工质的新型电冷联产循环系统研究

利用氨 水混合物低沸点的特点 ,设计了以氨 水混合物为工质的电冷联产循环系统 .该循环系统可以利用 4 0 0～ 4 5 0K的低温热源 ,实现发电与制冷联合生产 ,整个循环系统的热效率比利用同样温度热源常规热力发电的热效率高出 7%左右 ,为低温太阳能、地热能、电厂废热的高效利用提供了一个新方法 .通过对整个系统的数值模拟 ,进一步分析了该联产系统中汽轮机初压、背压、热源温度、吸收器工作温度等参数之间的关系 .结果表明 ,汽轮机的初压增加及背压下降 ,会使系统的循环效率线性增加 。

W_(18)O_(49)/PET-ITO柔性电致变色薄膜制备及其变色性能

采用溶剂热法制备W_(18)O_(49)纳米线电致变色材料,喷涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯-氧化铟锡(PET-ITO)(方阻35Ω)柔性透明导电基底上得到柔性电致变色薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高分辨场透射电子显微镜和X射线光电子能谱对W_(18)O_(49)的微观结构和价态等进行表征,用电化学工作站与紫外-可见光分光光度计对W_(18)O_(49)/PET-ITO柔性电致变色薄膜的光学调制范围、响应时间和循环稳定性等进行了表征和分析。结果表明,光谱扫描波长l=633 nm时,W_(18)O_(49)/PET-ITO柔性电致变色薄膜的光学调制范围ΔT=23%。薄膜透光率变化90%时,着色和褪色时间分别为12.8和10.6s。W_(18)O_(49)/PET-ITO柔性电致变色薄膜具有优异的循环稳定性,连续着色褪色循环3000 s薄膜透光率仍达80.9%。

超导直流能源管道的研究进展

将超导输电技术与液化天然气(LNG)管道输送技术相结合,形成能同时输送LNG与电力的能源管道,不仅可以节约能源通道,还可以利用LNG冷却超导电缆,提高能源输送效率和经济性,是一种极具前景的能源输送方式。在国家"智能电网与装备"重点研发计划的支持下,开展了超导直流能源管道的基础研究。该文主要介绍超导直流能源管道的基础研究项目近一年多的进展情况,主要包括:LNG混合工质的低温液固转变机理及传热流动特性,电力/LNG一体化输送动态稳定性判据,为安全性与故障演化分析而搭建的实验平台及初步实验结果,以及10m/10kV超导直流能源管道原理样机的研制与实验情况。

射频微系统冷却技术综述

雷达、电子战等射频电子装备向高集成度和大功率方向发展,有力牵引了射频微系统技术的进步,同时给冷却设计带来三大挑战:高面热流度、热堆叠和高体热流密度。冷却技术成为制约射频微系统应用的关键瓶颈之一。文中综述了国内外当前射频微系统冷却技术的发展现状,传统的远程散热架构因界面多与传热路径远已难以为继,高集成度的近结冷却技术显著提升芯片散热能力;以有源相控阵雷达为例,提出了射频微系统冷却的三代技术路线,指出了射频微系统热设计的主要发展方向。

低成本海水淡化集成技术探讨

海水淡化集成技术以低温多效蒸馏海水淡化为核心,联合热电与盐碱化工,形成"热-电-水-盐"四联产模式,实现淡水资源、海水资源以及能源的综合利用,大幅降低生产成本,并取得环保效益、社会效益。为未来向城市供水提供了一条现实可行的方案。

低温超导体小型力学实验设备的研制

基于超导线材的研究及应用需求,为进一步探索其物理机理及推进其工程应用,设计研制了一套用于超导材料在力-电-磁-热耦合作用下,其临界电流衰减规律的测试设备。该设备可实现在10~300K、0~600A、1000N、0~5T范围内的超导材料性能测试。