夏季运营环境下西宁市某型号架空导线温度场变化规律

特殊、多变的高寒区气候条件导致架空导线的温度场变化较大,影响导线丝温度变形和分层应力波动,进而引发疲劳断股问题。因此,开展在高原寒区运营环境下架空导线温度场变化规律研究具有重要意义。本文基于二维稳态热平衡控制方程,考虑输电导线内部钢芯和铝导线丝的接触构造及孔隙,建立一套架空导线径向温度场数值求解方法。将该方法应用于JL/G1A-630/55-48/7型钢芯铝绞线,研究其径向温度分布规律和在不同环境下架空导线的温度场变化规律。结果表明:导线内存在不容忽略的径向温度差,风速、光照强度及环境温度对架空导线温度场有较大的影响。

基于GA-SVR的热源自适应茎流检测与调控系统研究

茎流测量是研究植物耗水规律的重要手段,现有茎流传感器多基于热平衡法进行设计,但在低温天气时,植物蒸腾作用不明显,茎流瞬时变化响应不灵敏,导致测量结果不精确。针对上述问题,设计了一种热源自适应茎流检测与调控系统。综合考虑不同因素下茎流消耗在热源提供能量占比中变化趋势的建模需求,设计融合外界温度、茎流速率、横截面积等多环境因子茎流标定嵌套试验。在此基础上,利用支持向量机回归算法(Support vector regression,SVR)和遗传算法(Genetic algorithm,GA),建立热源功率自适应模型。结果表明所建模型的最优决定系数与均方根误差分别为0.989和0.015 W。基于LoRa无线传感网络构建茎流检测与调控系统,实现多组温度信息和热源功率的监测,系统调用移植到嵌入式设备的热源自适应模型动态获取热源功率调控目标值,并发送至执行控制器,控制功率调控模块,实现热源自适应融合的功率动态控制。精度验证试验显示:在低温段时,本系统比FLOW-32KS型传感器平均相对误差小2.64(6℃)、2.53(11℃)、3.68个百分点(16℃)。在高温段时,自适应模型修正对结果影响不大,双系统相对误差互有高低。证明本系统嵌入基于热平衡法的GA-SVR算法热源自适应模型后,能确保茎流消耗能量Q_(f)在输入总能量P_(in)中占比稳定,满足提高热平衡茎流测量精度的需求。

Thermal buckling and postbuckling of FGM circular plates with in-plane elastic restraints

Based on von Karman＇s plate theory, the axisymmetric thermal buckling and post-buckling of the functionally graded material （FGM） circular plates with in- plane elastic restraints under transversely non-uniform temperature rise are studied. The properties of the FGM media are varied through the thickness based on a simple power law. The governing equations are numerically solved by a shooting method. The results of the critical buckling temperature, post-buckling equilibrium paths, and configurations for the in-plane elastically restrained plates are presented. The effects of the in-plane elastic restraints, material property gradient, and temperature variation on the responses of thermal buckling and post-buckling are examined in detail.

实验比较两种分层空调负荷计算方法

以某大空间热环境实验基地喷口中送风和柱状下送风分层空调为研究对象,通过实验比较了传统的基于热转移和新的基于热平衡两种分层空调负荷计算方法。结果表明:喷口中送风分层空调负荷计算基于热转移的传统方法与实测值的平均绝对相对误差为9.34%;基于热平衡的新方法与实测值的平均绝对相对误差为7.83%;柱状下送风分层空调负荷计算基于热平衡的新方法与实测值的平均绝对相对误差为6.81%。提出的基于热平衡的新方法计算喷口和下送风分层空调负荷是可行的,由于其物理概念清晰、适应面广,通过进一步的工程应用研究后,可应用于大空间分层空调负荷工程设计计算。

辐射冷却末端实际空间制冷特性及影响因素研究

为了研究冷却流体参数对于辐射冷却末端实际制冷性能的影响规律,搭建了小室模拟实际房间,采用了房间热平衡的实验测试方式来精准计量辐射冷却末端的实际制冷能力,研究分析了流量、进水温度、铺设方式等因素对于辐射板实际空间制冷能力的影响。实验结果表明,通过增大进水流量和降低进水温度(不低于露点温度)的方式均可提高单位面积辐射冷却末端的实际空间制冷能力。在0.5 m~3/h流量工况下,随着进水温度从18.42℃降低至14.53℃,单位面积辐射板的实际空间制冷能力从41.48 W/m^(2)增大至95.19 W/m^(2)。仅顶板铺设辐射板是提高单位面积辐射板制冷能力的最佳铺设方式,相对于顶板+底板双壁面铺设辐射板而言,仅顶板铺设辐射板时的单位面积辐射板实际空间制冷量可提高18.6%~46.67%。

基于纳什-斯塔克尔伯格博弈的机组检修决策方法研究

发电机组的年度预防性检修是保障机组可靠运行与电力系统安全稳定的重要措施。随着电力体制改革,考虑到年度机组检修时段是发电商的主观选择,机组检修计划的编制将从电网公司调度机构直接给定的模式向各个发电商之间相互竞争的模式转变。为此,提出一种考虑梯级耦合的水火电机组检修纳什-斯塔克尔伯格(Nash-Stackelberg)博弈模型,其中领导者为多个发电商,跟随者为调度机构;并提出一种帕累托-纳什(Pareto-Nash)均衡优化算法,将原博弈问题转换为等价的非合作多目标优化问题,并以该多目标问题的帕累托点为基础,采用改进的列与约束算法进一步求得原博弈问题的纳什均衡点。最后,基于修改的IEEE 30节点系统对所提模型和算法进行仿真测算,算例结果证明所提方法可以高效地求得机组检修博弈问题的纳什均衡点,而且纳什均衡点的分布情况也对调度安排有一定的指导作用。

煤低温自燃发火的热效应及热平衡测算法

煤在低温自燃发火过程中的热效应是多种多样的 ,但主要是煤与氧的化学反应热 通过装煤 85 0kg的大型煤低温自燃发火实验台模拟煤自燃过程 ,根据实验台测定的温度场变化和传热学理论 ,推导出计算不同温度时松散煤体低温氧化放热强度的热平衡测算法 通过对不同煤样的自燃发火测试 ,利用该方法推算出不同的煤在相同温度下的放热强度 ,为煤自燃特性的定量分析及自燃发火预测提供了理论依据 图 1,表 1,参

DCTV阻容分压器热平衡条件下温度及传热特性分析与计算

传统直流电压互感器用阻容分压器作传感器,阻容分压器具有明显的自热效应,而且容易受到空气温度的影响,了解阻容分压器的温度分布及散热情况具有重要的意义。为此,结合经典的传热理论,建立了阻容分压器的传热模型,分析了热平衡时阻容分压器的传热过程,介绍了一种在热平衡条件下计算阻容分压器温度分布和散热情况的迭代算法,对典型尺寸的阻容分压器进行了计算,研究了阻容分压器的温度分布和散热情况以及空气温度、分压器功率对变压器油温度的影响。计算结果表明:①绝缘套管的散热量占总散热量的96%以上,金属盖板的散热量不到金属底板散热量的1/3;②在20°C、500W条件下达到热平衡时,变压器油的温度为43.04°C,绝缘套管内、外壁的温度差为3.61°C;③40°C条件下,1000W时的变压器油温度比500W时的高17°C;④500W条件下,40°C时的变压器油温度比20°C时的高20°C。

激光诱导等离子体LTE态判定方法研究

针对目前等离子体温度测量中常用的Boltzmann平面法和双线法的测量精度较差的问题,提出结合Boltzmann-Maxwell分布和Saha-Eggert公式来提高等离子温度的测量精度;根据高斯公式的面积与峰值关系建立了发射谱线线宽的简便算法,并通过谱线的Stark展宽计算等离子体的电子密度;建立了以McWhirter准则的等离子局部热平衡（LTE）态判据。以铝为被测样品的实验结果表明,随着激光能量的增加,等离子体温度和电子密度随之呈线性上升趋势;激光能量在127~510mJ范围内的等离子体电子密度变化范围为1.305 32×10^17~1.873 22×10^17 cm^-3,等离子体温度的变化范围为12 586~12 957K,根据McWhirter准则本实验中所有等离子体均满足LTE态阈值条件;针对在光谱仪波段内可观测到的处于同一电离态谱线相对较少的铝元素,在不适合用Boltzmann平面法计算温度时,利用Saha-Boltzmann方法对100组铝等离子体光谱进行温度测量的相对标准偏差（RSD）为0.4%,相比于双线法的1.3%,大幅提高了测量精度。该计算方法可用于快速计算等离子体温度、电子密度及判断等离子体LTE态,在自由定标、光谱有效性分析、谱线的温度校正、确定最佳采光位置以及等离子体LTE分布状态等研究中都有较高的应用价值。

氮化硅纳米薄膜非平衡热导率实验研究

3ω实验方法是一种可以对薄膜热导率进行瞬时测量的方法。根据3ω方法测试原理,搭建了薄膜导热系数测试平台,并且分别测试低频率段和高频段薄膜与基底的温升以及薄膜热导率。测试结果表明:Si3N4薄膜的热导率随温度的升高而增大;高频段下,热导率受频率影响大,误差大;在低频段下薄膜热导率与频率变化基本无关;基于电子与声子的局部热平衡运输方程假设,S i3N4薄膜的热导率具有极度非平衡性;通过比较电阻、热导率与温度的关系可以看出加热器的尺寸大小会影响薄膜的热导率,最佳加热器的宽度选用20μm左右。

混合式地源热泵夏季运行的试验研究

分析了混合式地源热泵的控制方法和控制参数。通过试验对比了在相同运行方式下冷却塔与地埋管串、并联时混合式地源热泵的运行结果,得出了基于系统综合效率与热平衡条件下的南京地区较合理的混合式地源热泵连接与运行方式。

油罐目标表面温度场特性研究

针对油罐目标在军事打击中的重要战略地位,提出了一种油罐目标温度场的建模方法。首先,分析了油罐目标的结构特性,在此基础上简化了目标结构,将油罐体分为5个部分、采用2种坐标系进行分析;其次,对油罐目标进行了网格划分,明确了各节点之间的几何关系;然后,分4种情况分析了不同控制体的热平衡状态,建立了控制体的热平衡方程;最后,通过建立控制体的温度平衡模型,联立求解得出油罐目标表面的温度场。实验结果表明,仿真温度曲线与实测温度曲线的变化规律一致,能够真实地反映目标表面的温度变化,文中所提方法,为进一步研究目标红外辐射特性提供了理论支持,具有重要的理论意义和现实意义。

低压电弧等离子体射流的温度测量

低压下的电弧等离子体射流在许多领域中有重要的应用。但是,由于其常常处在热力学非平衡态下,测量其温度有很大的难度。笔者在真空环境中,用以氩气为工质的电弧加热发动机的射流为低压等离子体源,建立了光谱测温实验系统,分别采用绝对强度法和波尔兹曼图法得到了射流的激发温度,从而给出了一种测量低气压下电弧等离子体射流温度的方法。

火电厂热力系统节能理论发展综述

介绍电厂热力系统节能理论的发展过程,分析比较各个时期的节能理论方法——常规热平衡计算方法、循环函数法、等效焓降法、偏微分法和以矩阵为核心的矩阵分析法,并指出热力系统分析方法的发展趋势。

夏热冬冷地区混合式地源热泵运行方法研究

通过对合肥地区几类典型建筑进行全年能耗模拟,得出各类建筑冬、夏季地埋管换热器吸/排热的比例;结合某具体混合式地源热泵实验,分析出基于全年地埋管换热器"热平衡"的不同类型建筑应用混合式地源热泵的控制方法和控制参数。

基于热格子Boltzmann方法的自然对流数值模拟

对Eggels和Somers提出的热格子Boltzmann格式进行了改进.在不可压缩流动的假设下,提出了一种新的温度平衡分布函数,可以克服压缩性对温度统计的影响,并且相应地修正了统计宏观温度的方法.Eggels和Somers的方法对速度和温度均采用半步长反弹格式边界条件,适合无滑移的速度边界条件.但是对温度采用该边界条件在物理本质上显得不够准确,所以在边界上对二者统一采取算法既简单又容易实现的非平衡态外推格式,同时可以与Boltzmann格式的整体二阶精度保持一致.最后,利用改进的热格子Boltzmann方法（TLBM）模拟了Ra=10^6和Pr=0.71（空气）的方腔中的自然对流,模拟得到的流动参数与其它数值方法的结果吻合得很好,表明改进的热格子Boltzmann方法可以有效准确地模拟非等温流动.

高温多孔材料中气流温度的热电偶测量误差分析

通过对热电偶结点传热的数值模拟,研究高温多孔材料内气流温度的测量误差。首先采用局部非热平衡模型和蒙特卡罗法求解管内多孔材料的辐射对流耦合换热,获得速度场和温度场;根据所得速度场和温度场,基于能量平衡建立热电偶结点的传热模型。再次利用蒙特卡罗法求解热电偶结点与周围多孔骨架的辐射换热,进而计算结点温度。针对管壁等温条件,分析稳态测量时热电偶结点温度与当地气流温度的差异,讨论管壁温度、气流速度、结点发射率和结点尺寸的影响。结果表明,管壁温度越高,气流温度测量误差越大,管壁温度1500 K时的最大误差为10.4%;气流入口速度增大,结点温度相对于气流温度的偏离程度减小,偏离峰值出现在无量纲管径r/R=0.6~0.8范围内;减小结点尺寸和降低结点表面发射率可有效减小测温误差。

基于全年热平衡的混合式地源热泵运行特性的实验研究

通过实验分析得出混合式地源热泵在工程应用中的意义。指出合理的混合式地源热泵冷却塔与地埋管的连接方式,在综合考虑地源热泵地埋管全年吸热排热平衡与地源热泵系统效率的基础上得出混合式地源热泵的合理控制方式和控制参数。指出地埋管单位井深换热量无明确的意义,提出地埋管单位井、地埋管内换热介质与土壤原始温度单位温差换热量的意义,并在本实验中给出地源热泵机组制冷效率与地埋管出口水温的关系。

混合式地源热泵控制方法分析

通过实验分析得出混合式地源热泵在工程应用中的意义,指出地源热泵运行时其地埋管换热器全年吸/排热平衡的重要性。混合式地源热泵在工程应用时,主要作用之一是维持地埋管换热器的全年"热平衡"。通过对南京地区几类常见的典型建筑进行全年能耗模拟,得出不同建筑冬、夏季地埋管换热器吸/排热的比例。结合具体混合式地源热泵实验,分析出基于全年地埋管换热器"热平衡"的不同类型建筑应用混合式地源热泵时的控制方法和控制参数。

基于连续热力学修正算法的生物油热物性研究

充分考虑生物油含水极性有机混合物体系的特性,提出采用连续热力学修正算法进行生物油体系热物性和气液相平衡预测的理论模型。使用该模型计算生物油比热容、热导率等热物性参数并与实验值和文献值进行比较,结果显示该模型的预测精度明显优于文献模型。在此基础上得出不同温度条件下的生物油热物性参数和相平衡特性。