混合式抽水蓄能电站对下泄水温影响的数值模拟研究

【目的】混合式抽水蓄能电站运行特性与常规电站相比存在差异,本文旨在掌握抽水蓄能电站水温的变化规律,为水库管理调度提供参考。【方法】以紧水滩水库为研究对象,采用MIKE3水温模型模拟不同进/出水口高程以及不同抽水流量工况的下泄水温,据此探讨混合式抽水蓄能电站对下泄水温的影响。【结果】抽蓄水流会对下泄水温产生影响,相对于现状无抽水工况的下泄水温,抽蓄工况下的下泄水温基本表现为5—9月略有下降,其余月份略有升高,下泄水温的最大降幅不超过0.7℃,最大升幅不超过0.8℃。【结论】进/出水口高程对于下泄水温影响较大,且高程越低,下泄水温差异越大。然而抽水流量对于下泄水温差异影响并不显著,但整体上也呈现出随着抽水流量增加,水温差异增大的趋势。

基于夹点的带喷射器CO_(2)热泵系统性能分析

为了研究带喷射器的跨临界CO_(2)内部过冷热泵系统(TCISE),基于夹点建立了TCISE的热力学模型,分析了冷却水进出水温度及流量对系统性能的影响。研究表明:冷却水进水温度从25℃降低到15℃时,最优高压压力从9.3 MPa降至8.8 MPa,降低了5.4%,最大COP从3.83提升至4.27,提高了11.49%;TCISE存在临界冷却水出水温度和临界冷却水质量流量,当冷却水进水温度一定时,在出水温度低于临界出水温度或质量流量高于临界质量流量时,系统COP保持不变。

间接空冷翅片管束临界防冻特性及防冻裕量研究

间接空冷翅片管束目前缺乏全面的冬季防冻运行参数。为此,首先凝练了管束防冻模型,包括热平衡方程、水侧和空气侧输运准则方程、防冻约束条件;其次依托典型顺逆流式空冷翅片管束,分析了2类管束临界防冻特性和防冻裕量;最后探究了中间型、左侧型、侧面型进水方式管束的临界值特点。结果表明:环境温度和入口水温降低、风速增加,管束防冻流量增加,且入口水温越低,风速影响更突出;逆流式管束防冻性能劣于顺流式管束,随风速增加或入口水温降低,二者差异扩大;入口水温抬升对防冻裕量影响分为3个梯次,为显著增加区间(0℃, 10℃]、变化缓慢区间(10℃, 20℃]、基本不变区间(20℃, 40℃],不可一直增加入口水温来防冻;中间型管束防冻性能优于左侧型和侧面型,空冷燃煤火电或核电机组应优先选用。研究结果可为我国空冷机组冬季防冻运行提供指导。

FPSO油-水旋流分离器模拟分析及应用研究

旋流分离器因其紧凑高效在海上平台污水处理单元中被广泛应用。基于巴西某海上油田的污水实况,根据该油田FPSO的污水处理工艺及设计特点,通过对比分析常见的几种含油污水处理方法,并运用FLUENT软件,建立油-水旋流器几何模型,研究旋流分离器内部流场分布特性,综合分析分离性能随来液流速的变化规律。根据运行工况,当旋流器入口流速为3 m/s时,分离效率低于70%,分离效果不理想;当入口流速为7 m/s时,分离效率高于90%,分离后污水含油质量浓度低于100 mg/L。流速过高时,分离效率下降,这是由于流速过大,导致油滴破裂,甚至加剧乳化。这一规律可为今后海上平台污水处理工艺设计提供参考。在实际运用时,应根据油田污水性质、实际环境要求、油滴变形破裂及能耗,选择合适的处理工艺及最优的入口流速。

不同降雨等级对大型合流制污水处理厂进水特征的影响研究

以某市中心城区大型合流制污水处理厂为研究对象,通过对比探究多场小雨、中雨、大雨、暴雨的不同等级降雨事件,深入解析不同等级降雨特征对合流制污水处理厂进水水量与水质的影响效应。结果表明,降雨强度大或持续时间长的中雨、大雨或暴雨都易对合流制污水处理厂的进水流量产生影响性冲击,大雨与多峰长历时的中雨特征会造成低浓度进水COD的运行冲击,较高降雨强度的大雨还会造成进水C/N<3的运行冲击进而影响生物脱氮效果,需在运行管理上给予关注。

泵站进水流速对2种进水方式的表面漩涡特性影响的研究

【目的】探究不同进水流速对泵站进水水流流态、漩涡的产生与发展变化规律的影响。【方法】结合泵站实际运行情况,采用NXUG10.0软件构建泵站封闭式进水流道水平进水和开敞式进水池垂直进水2种进水方式的进水物理模型及三维湍流数学模型,采用雷诺N-S方程、VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型。对2种进水方式下不同进水流速的进水流场分布和漩涡的产生、变化及分布规律进行了数值模拟。【结果】在满足泵站进水口临界淹没水深时,2种进水方式下的进水表面漩涡强度随着进水流速的增加逐渐增强,并对2种进水表面出现的漩涡类型与进水流速变化的区间进行了划分;封闭式进水流道水平进水流速在0.217~0.304、0.349~0.448、0.482~0.554、0.575~0.661 m/s时,漩涡类型分别为Ⅰ和Ⅱ型涡、Ⅲ和Ⅳ型涡、Ⅴ型涡、Ⅵ型涡;开敞式垂直进水流速在0.322~0.402、0.484、0.521~0.564m/s时,漩涡类型分别为Ⅲ和Ⅳ型涡、Ⅴ型涡、Ⅵ型涡,开敞式进水池垂直进水的水体中同时产生表面漩涡和水中漩涡;数值计算结果与试验结果基本吻合。【结论】对封闭式进水流道水平进水方式的泵站工程,进水流速不应大于0.349 m/s;对开敞式进水池垂直进水方式的泵站工程,进水流速不应大于0.322 m/s。

不同进水流速对泵站进水池漩涡的影响

为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律。研究结果表明:当进水流速为0.3222~0.5642 m/s时,泵站表面漩涡的强度随进水流速的增大而增强:当进水流速为0.3222~0.4016 m/s时,进水池出现Ⅲ、Ⅳ型漩涡;当进水流速为0.4835 m/s时,进水池出现Ⅴ型漩涡;当进水流速为0.5208~0.5642 m/s时,进水池出现Ⅵ型漩涡。将数值计算结果与模型试验结果进行对比,两者基本吻合。研究结果可为泵站工程设计提供参考。

柱形旋流器油水分离效果研究

建立了一套柱形旋流器油水分离实验流程。通过改变油水两相泵入速度、溢流口流量等操作参数,得到了入口流速、分水率对分离效果的影响趋势,并比较了二级柱形旋流器并联和串联两种连接方式的分离效果。结果表明,一定结构的柱形旋流器存在最优的入口流速和分水率;在2.8 m/s的入口流速下,二级柱形旋流器并联油水分离效果最好。

抽水蓄能电站尾水系统布置对相继甩负荷工况尾水管进口最小压力的影响

抽水蓄能电站机组在相继甩负荷过程中,尾水系统布置方式对尾水管进口最小压力影响很大。本文通过理论分析、数值计算和工程实例,揭示了相继甩负荷工况产生尾水管进口最小压力的内在机理,探究分析了尾水系统布置方式对相继甩负荷工况中的尾水管进口最小压力的影响。结果表明:尾水系统环状布置比树状布置对相继甩负荷过程中的尾水管进口最小压力更有利;环状布置方式中的尾水岔管越靠近机组、尾水主洞断面积越大,尾水管进口最小压力越大。

冷凝式热水器加热时间的影响因素及减少方法的分析

就冷凝式燃气热水器系统内部管路存在蓄热导致热量传递发生延迟的情况为前提,建立热水温升与加热时间关系的数学模型,综合分析加热时间的3个主要影响因素,并根据国标规定的加热时间进行进水流量与进气流量的匹配。发现在常用进水流量区间为9～16 L/min下,将进气流量的区间定为10. 5×10^(-4)～14. 2×10^(-4)m^3/s较合理,将最小进气流量控制为14. 2×10^(-4)m^3/s时均符合国标规定的加热时间要求。

进口水量对新型家用纯净水机制冷系统及产水性能的影响

本文基于蒸气压缩式制冷循环与空气增湿除湿原理相结合的家用纯净水系统,进一步探究了进口水量对系统运行工况参数、制冷量、系统总功耗、制冷COP以及单位时间产水量和单位能耗产水量等参数的影响。结果表明:在本文研究工况下(环境温度25℃、循环风量100 m^(3)/h、进水温度25℃、进口水量2.5~4.5 L),随着进口水量的增大,系统各主要部件(压缩机、蒸发器、辅助冷凝器)制冷剂进出口温度以及压缩机吸排气压力均呈下降趋势,系统总功耗也呈下降趋势,单位能耗产水量呈上升趋势;系统存在一个最佳的进口水量为3.5 L/h,此时系统单位时间产水量、制冷量和COP达到峰值,分别为0.682 L/h、699 W和2.44,单位能耗产水量为2.058 L/(kW·h)。系统所制取水的卫生指标(TDS<3 mg/L,脱盐率达到98%)和日产水量(>12 L/d)均可满足一般家庭饮用需求,同时该系统还可产生60℃及以上的生活热水供家庭使用。

太阳能中温闪蒸海水淡化系统产水性能研究

为提高系统产水性能并降低内部结垢,提出一种由非跟踪复合抛物面聚光器加热导热油至100℃以上作为供能热源,采用喷雾辅助闪蒸的海水淡化系统。实验研究实际天气中,不同太阳辐照度下进水口温度、进水流量对系统产淡水性能的影响。采用密封压力桶可将进水口温度升至沸点以上,最高可达123℃。太阳辐照度波动较大时,进水口温度保持稳定,系统可稳定运行。进水口温度对产水速率影响显著,平均进水口温度从100℃升至120℃时,产水速率提高47.61%。当进水流量为50 kg/h,压力维持在0.045 MPa时,系统产水速率最大,日累计淡水产量可达11.14 kg/(d·m^(2)),小时效率为81.45%,单级生产率为9.15%。

以LFG为燃料的空气源沼气机热泵供热性能

为了利用垃圾填埋气(LFG)这种可再生能源,减少化石燃料的消耗,提出一种以LFG为燃料的空气源沼气机热泵供热系统,并研究其供热性能。确定了LFG收集系统以及适合沼气机热泵系统的LFG净化方法。所构建的实验平台可经阀门切换,分别研究沼气机排烟余热单独回收利用或缸套冷却水和排烟余热同时回收利用两种模式。进行了系统供热性能的实验测试,并对影响系统供热性能的沼气机转速、冷凝器水流量、冷凝器进水温度等因素进行了分析。实验结果表明:该热泵系统的总供热量随沼气机转速和冷凝器水流量增大而增大,随冷凝器进水温度升高而减小。系统制热系数(COP)和一次能源利用率(PER)均随冷凝器进水温度升高而减小,但其与冷凝器水流量的关系并非单调变化关系。当冷凝器水流量为1.45~1.65kg·s-1时,系统供热性能最好;当冷凝器进水温度为35~45℃时,系统的COP最高可达到4.3,PER最高可达到1.48。

计量检测用水冷板表面温度均匀性的研究

针对壁面热电阻标定用水冷板表面温度均匀性不满足计量检测标准这一问题,本文采用CFD仿真,研究了影响水冷板表面温度均匀性的主要因素。首先,建立了水冷板的仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的可靠性;然后,利用数值模拟方法分析了进口流速及结构参数对水冷板表面温度场的影响。结果表明:当入口流速由0.08 m/s增至0.32 m/s,表面最大温差下降0.6℃;改变水冷板进出口位置能有效改变水冷板表面温度均匀性,其中在四边角设置进口,中间区域设置出口,所得到的水冷板表面最大温差为0.41℃,温度均匀性最佳;此外,通过增大肋片长度或减小肋片高度也能一定程度提升水冷板表面温度的均匀性。

火电厂精处理再生废水气态膜法脱氨工艺中试研究

开展了火电厂精处理再生废水气态膜法脱氨工艺中试研究,分析了精处理再生废水温度、pH值、脱氨膜出气口真空度、模组进液流量对氨氮脱除量的影响。升高废水温度,增加了膜分离过程的推动力和渗透通量,有助于提高氨氮脱除量。提升废水pH值,有助于水中氨氮平衡向增加氨气量的方向移动,增大膜组压差动力,但到达一定pH值后,对脱氨量的影响效果甚微,最佳pH值工况为11。提高真空度,有助于提高传质能力;但过高的真空度不利于氨的脱除,真空度在-0.046 MPa附近,系统整体脱氨量最高。低模组进液流量下,膜进液流量的提高对系统的整体脱氨量有较大幅度的提升;模组进液流量提高至一定程度后,流量增加对氨氮脱除量无明显影响。

高密度沉淀池在600 MW燃煤机组水处理中的应用与分析

西南区域新建两台600 MW燃煤机组,化学预处理系统采用高密度沉淀池澄清设备。在调试阶段通过试验改变高密度沉淀池加药量、进水流量和回流比等参数,研究其运行特性。结果说明,原水水质及高密度沉淀池反应区的水浊度对出水水质有影响,另外高密度沉淀池抗负荷变化能力比较差。

水幕光伏窗光电光热转换特性的数值模拟研究

研究了冷却水对光伏窗表面温度的影响,利用理论计算及Fluent模拟,在冷却水管管径一定的情况下,对比分析了冷却水进出口管间距及流速对光伏板的冷却效果。结果表明:进出口管间距越小,光伏板温度场越均匀,当管间距为100 mm时,管间距的减小对温度场均匀性的影响较小;冷却水流速越大,光伏板表面温度越低,当流速达到0.6 m/s以上时,流速的增加对光伏板冷却效果的提升不大。该研究对未来水幕光伏窗的设计研究具有一定的指导意义。

进水系统对家用洗衣机性能影响的研究

本文以家用洗衣机的进水系统为研究对象,以GB 4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》为参考,主要分析了进水系统对于进水过程及进水过程中各个参数的影响。通过试验数据对比分析了进水系统中各重要影响参数:进水口压力、水压降差、出水口压力、流量,并给出了合理化建议。对于未来家用洗衣机的正确使用及相关标准的制定有一定的参考意义。

竖直U型地埋管的换热性能分析

竖直U型地埋管换热器是地源热泵系统的重要组成部分,其换热性能直接影响地埋管设计参数的确定。本文以有限长线热源理论为基础,采用叠代法,计算了竖直U型地埋管的换热特性,并进行了实验验证。在此基础上,对比分析了各相关参数对单U和双U并联地埋管换热器换热特性的影响,为准确确定竖直U型地埋管换热器的换热性能、进行换热器设计提供了必要的参考。

造纸厂电气间冷却塔供冷系统设计计算

过渡季、冬季可利用冷却塔供冷系统(利用冷却水的冷量为建筑供冷)为常年存在冷负荷的建筑(大型办公建筑内区、计算机房、电气间等)供冷。结合工程实例,对某造纸厂电气间冷却塔供冷系统进行设计计算。在对冷却塔流量进行设计计算时,应在保证过渡季、冬季冷却塔供冷系统较长的连续运行时间的基础上,选取合适的冷却塔进出水温差、流量比,最终确定冷却塔流量。