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。

地震子波分解与重构技术在薄储层预测中的应用

T813K-TK715井区是塔河油田的重点含油气井区,多口井在石炭系油气显示活跃,但砂体展布不明。在地震资料上,T813K-TK715井区储层响应特征不明确,且石炭系卡拉沙依组不整合面强反射屏蔽下伏储层反射信息,使得剥蚀线附近地层圈闭难以刻画。文中结合工区地质特征,建立二维地震和楔状地层模型,应用正演模拟技术得到正演模拟结果,利用子波分解与重构技术对正演模拟结果进行处理。结果表明:子波分解与重构技术有效压制了石炭系卡拉沙依组不整合面强反射,削弱了其对下伏砂体反射的屏蔽作用,增强了地层底部反射的连续性,并且提高了地震剖面识别尖灭点的精度,为塔河油田T813K-TK715井区识别强反射屏蔽背景下的薄砂体及地层尖灭点提供了新思路及技术支撑。

制热工况下跨临界CO_(2)热泵最优排气压力的影响因素研究

最优排气压力是影响跨临界CO_(2)热泵性能最重要的因素。为研究最优排气压力存在原因及其影响参数,并揭示各参数对最优排气压力的影响机理,基于传热夹点理论对最优排气压力进行了理论分析。利用AMESim软件搭建了考虑气体冷却器内部传热夹点的跨临界CO_(2)热泵模型进行仿真计算,在进水温度为10~40℃、出水温度为60~90℃、环境温度为-30~25℃的宽工况内定量研究了进水温度、出水温度、环境温度及回热率对热泵系统最优排气压力的影响。研究结果表明:进水温度越低、出水温度越低、环境温度越低,均会导致传热夹点向气体冷却器出口移动,从而使系统的最优排气压力减小;同时,采用回热方式也能够将传热夹点进一步向气体冷却器出口推移,从而减小最优排气压力。研究结果证实传热夹点的位置对于系统最优排气压力的取值具有重要影响,因此基于传热夹点的分析与设计方法具有更强的适用性,可为热泵供暖、车辆热管理等用途中CO_(2)热泵系统的设计和性能优化提供理论与工程基础。

基于夹点分析技术的常减压塔换热网络优化

本文采用夹点技术对某炼油厂常减压装置现有生产工况下的换热网络进行分析优化并提出改进方案。应用Aspen plus建立了常减压塔模型及相应的换热网络,计算各侧线流股流量和物性数据。利用Aspen Energy Analyzer计算得到该换热网络的夹点温度。通过夹点温度来分析诊断换热网络中跨越夹点物流,确定换热网络中瓶颈的位置。通过调整不合理配置的冷热流股换热器来优化换热网络,使脱盐原油进入常压塔的换热终温从288.0℃提高到310.4℃,优化后的冷、热公用工程用量各减少2808.0kW,显著降低了装置的操作费用。

ORC系统蒸发器夹点温差的数值分析和实验研究

有机朗肯循环(ORC)是一种高效回收余热的可靠手段。考虑蒸发器的换热面积和系统的热力性能,自定义了性能评价指标F(·),在热源温度为105~165℃、蒸发器夹点温差为3~30℃时,分别从工质流量和蒸发温度的角度,模拟分析了夹点温差对系统性能的影响。结果表明:系统的净输出功和热效率均随夹点温差的降低而增加,且分别在热源温度为165℃、夹点温差为3℃时达到最大值53.53 kW和12.21%;一定工质流量下,热源温度为165℃时,F(·)的值最小,此时最优夹点温差为15℃;一定蒸发温度下,F(·)的值随夹点温差的增大一直减小。在自主搭建的小型ORC低温余热发电试验平台上,分别研究了不同的热源流量、冷却水流量和工质流量下,蒸发器夹点温差对ORC系统性能的影响。结果发现:当热源流量为4 m^(3)/h,系统在较低的蒸发器夹点温差下有更好的表现,此时存在使系统性能最佳的工质流量和冷却水流量,分别为700 kg/h和3 m^(3)/h。

基于法向量和面状指数特征的文物点云棱界配准方法

三维重建是文物信息保护常用的方法,其主要通过点云配准技术重组文物空间的点云信息,配准精度对文物复现有重要影响。针对文物表面复杂点云纹理特征配准存在精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种基于法向量夹角和面状指数特征的局域点云配准方法。首先,根据点云平面特性设定法向量夹角和协方差矩阵阈值,提取同时满足这两个特征的点云特征点;其次,采用K近邻搜索方法提取点云局域特征点集,通过刚性变换使两组点云质心位置重合,完成粗配准;最终,在两点云粗配准的基础上,根据迭代最近点ICP进行精配准。与传统ICP方法进行对比分析,结果显示本文方法的点云配准误差下降了3%,匹配耗时降低了50%,有效地提高了配准精度和效率,增强了点云配准的鲁棒性。

宜昌市生态安全网络要素时空动态及其影响因素

生态安全网络是维持城市生态系统结构完整性与功能多样性的重要框架,连接其中的生态要素对协调城市建设与生态系统可持续发展具有导向性意义。以三峡大坝所在地宜昌市为研究对象,基于“源地识别-阻力面构建-廊道提取-节点分析”的网络范式,对2000—2020年不同生态安全网络要素的时空动态特征及其影响因素进行分析。研究结果显示:(1)基于核心区筛选、生境质量热点提取、景观连通性判断以及自然保护地检验等步骤综合识别的宜昌市生态源地在三个时期分别为43.41、49.03万hm~2和47.76万hm~2,集中分布在三峡库区水土保持区;生态廊道数量、里程及覆盖面积逐渐减少,其中廊道数量与里程集中在平原浅丘生态建设区,而廊道覆盖面积聚集在三峡库区水土保持区,生态夹点数量与面积先增后减,均集中在三峡库区水土保持区,生态障碍点集中在三峡库区水土保持区和平原浅丘生态建设区;(2)生态阻力结构自西向东逐渐增加,不同时期阻力值分别为38.90、42.19和40.66,平原浅丘生态建设区内生态阻力强度显著高于其他分区;(3)以降水量为代表的气候要素对生态源地空间分布驱动效果最为显著,土壤类型影响最为薄弱,不同影响因子之间以降水与其它因素的交互作用更加强烈。围绕宜昌市生态安全网络要素的时空异质性及其影响机制所展开的系统性论述一定程度上解释了地区生态安全现状的发展趋向与潜在挑战,为以三峡屏障构筑工程为代表的生态安全建设与管理工作提供了科学支撑。

黄土高原2000—2020年生态网络演变及关键修复区识别

生态修复工程对国家生态保护具有重要促进作用,生态质量评价及构建生态网络是识别生态修复区域的重要途径。本文利用遥感生态指数(RSEI)、最小累积阻力模型、重力模型构建2000、2010、2020年黄土高原生态网络,并分析其演变特征,识别不同时期生态关键修复区。结果表明:①2000—2020年,黄土高原生态质量整体处于中等偏低水平,空间上呈西北差东南优的分布特征。2000—2010年,生态质量改善趋势明显,占总面积的53.55%。②2000—2020年黄土高原生态廊道数量增加,总长度减少。生态廊道主要景观类型为草地、林地、耕地。重要廊道多分布于研究区东南部生态源地附近,数量占比逐年增加;西北部廊道数量少、距离远、重要性低、连通性较差。③黄土高原生态关键修复区中,生态夹点集中分布在西南部和东部,障碍点分散在东部和南部,主要土地利用类型为草地和耕地,面积均呈增加趋势。生态断裂点分布广泛,在黄土高原东部省会城市周边较集聚。本研究可为黄土高原国土空间生态修复工程实施提供科学参考。

基于生态安全格局视角下的南昌市国土空间生态修复关键区域识别

为了对国土空间生态修复关键区域进行识别,对山水林田湖草生态系统进行保护修复,文章以南昌市为研究对象,基于生态敏感性分析,采用InVEST模型、ArcMap中的Linkage Mapper模块构建了南昌市基础生态安全格局,并通过电流理论对南昌市国土空间的生态修复关键区域——生态“夹点”及生态障碍点进行识别。结果表明:(1)南昌市共有生态源地42块,共计1697km^(2),主要由河流水系和森林公园组成,生态廊道98条,共计568km,呈现“建成区少而长,周边区域生态廊道多而短”的分布特征;(2)南昌市共有生态“夹点”14处,共计24.36km,生态障碍点12处,共计32.77km;(3)综合生态“夹点”、生态障碍点分布及其用地类型,针对性地提出了各类型生态修复及保护策略。

基于生态评价与电路理论的生态安全格局构建及关键区域识别——以安徽省为例

[目的]构建安徽省生态安全格局,识别生态修复关键区域,以期筑牢城市发展的生态基底,为该省国土空间生态修复提供科学依据。[方法]运用InVEST模型及MCR模型从生态系统供给侧与内部响应侧展开评价识别生态源地,利用夜间灯光数据修正阻力面,基于电路理论构建安徽省生态安全格局,识别生态夹点与生态障碍点,根据空间分异与地类特征提出差异化修复维育措施。[结果](1)安徽省共计53块生态源地斑块,面积合计4.22×10^(4) km^(2),占安徽省总面积的30.50%,其中南部源地集中成片生态价值高,北部较为分散生态价值低。(2)生态安全格局构建生态廊道共有95条,基于景观连通性分析,筛选出68条关键廊道,26条重要廊道及1条一般廊道。(3)共识别生态夹点119处,面积达412.45 km^(2),生态障碍点46处,面积达423.20 km^(2)。(4)生态夹点及零星障碍点以自然维育为主,大型生态障碍点人工修复及自然恢复两措并举。[结论]借助生态评价以及电路理论开展构建的生态安全格局更符合物种运动的真实规律,可有效识别生态修复关键区域及其分布特征。

电商平台掐尖式并购的反垄断规制:理论澄清与制度因应

电商平台掐尖式并购初创企业已成为数字经济领域企业并购的全新样态,不同于扼杀式并购横向层面对潜在竞争对手的绝对消除,电商平台出于获取数据资源、拓宽业务领域、排除潜在威胁的战略目标而实施的掐尖式并购并不必然导致被并购企业的消失。尽管如此,电商平台掐尖式并购还是引起社会对竞争损害的担忧,而现代反垄断法以维护市场公平竞争、鼓励创新和提升消费者福利为立法目标,与电商平台掐尖式并购的规制逻辑不谋而合。但营业额申报门槛的失灵、实质性审查无效化困境以及反垄断事后监督权几近悬置,使得反垄断法在规制电商平台掐尖式并购时力所不及。为有效规制电商平台的掐尖式并购,应明确“营业额+交易额”的复合申报标准,以矫正事前申报失灵的困境;确立以非价格要素为核心的审查框架,引入竞争损害举证责任倒置规则,重塑实质性审查机制;在常态化监管理念下适度发挥自由裁量权,对监督受托人制度予以改进和完善,以强化对电商平台掐尖式并购的事后监管。

基于电路理论的多尺度城市热环境网络构建及格局优化:以成都市中心城区为例

高密度、高强度的城市建设和扩张导致城市热岛效应不断增强,研究城市热环境网络格局以优化规划布局是改善城市热环境的有效方法。将形态学空间格局分析与电路理论相结合,立足多尺度,以成都市中心城区及其核心区为研究对象,选取连通性强的冷岛、热岛源地,根据景观格局特征与地表覆盖构建阻力面,运用Linkage Mapper识别廊道、冷岛障碍点和热岛夹点,并进行分级和评价,构建研究区热环境网络,提出多尺度下的格局优化建议。结果表明:1)中心城区尺度识别出23处冷岛源地、34条关键廊道、48处障碍点,廊道呈“串珠状”环绕研究区边缘分布,连通性和稳定性较弱;2)中心城区核心区尺度识别出34处热岛源地、81条关键廊道、98处夹点,廊道呈网状分布且普遍连通性较高,夹点是未来阻断热岛廊道连通的关键区域;3)研究区形成“两环多分支五组团多点”结构的城市热环境网络格局。研究结果可为成都市及其他城市的热环境改善提供科学参考,丰富电路理论在热环境领域中的应用。

塔式太阳能原位开采油页岩系统余热回收及参数优化研究

为减少油页岩原位开采过程中的化石能源消耗,构建塔式太阳能聚热页岩油原位开采系统模型,对集热场蒸汽参数和油页岩开采井间距进行优化,并在此基础上展开余热回收研究以提高系统综合能效。结果表明:通过对蒸汽参数和井间距进行优化,系统热效率η可由22.4%升至33.5%,再对生产井出口的蒸汽余热进行回收利用后,系统热效率η进一步提升(升至38.4%),页岩油生产成本Cp由306.0美元/t减少到174.7美元/t。

组分迁移对非共沸工质循环传热窄点影响研究

为了研究组分迁移对非共沸混合工质循环及传热窄点影响规律,该研究通过建立高温电动热泵的理论模型,以某化工领域余热回收工况为计算条件,根据循环工质筛选的要求,筛选出4种性能较为优良的纯工质,根据工质的循环性能特性将它们两两组合成混合工质,并对这5种混合工质进行理论分析,从中筛选出两组循环性能较优的工质组合,分别是R134a+R245fa(0.4/0.6)和R152a+R245fa(0.4/0.6)。此外,该研究对筛选出的两组工质进行传热窄点与组分迁移的相关计算,得出考虑组分迁移情况下换热器内的温焓非线性分布的规律,并与未考虑组分迁移的情况作对比,为蒸发器与冷凝器的设计与运行提供理论依据。结果表明,在焓值为321.35 kJ/kg和334.76 kJ/kg处出现传热窄点,且组分迁移会影响传热窄点及最大传热温差的大小和位置。

加氢裂化装置的能量回收及利用

运用夹点技术对加氢裂化装置的换热网络进行优化,利用Aspen Energy Analyzer V 8.4软件模拟换热网络曲线对换热网络的特点进行分析,提出相应的优化方案,并利用Aspen Hysys模拟软件对优化方案进行模拟。结果表明:该换热网络的夹点温度为147.2℃,装置换热网络最小热公用工程用量为7.72 MW,最小冷公用工程用量为8.39 MW,节能潜力仍有6.67 MW;通过采用新增1台换热器E 1(利旧),利用152℃的柴油给45.5℃的冷低分油换热的优化方案,可分别节约热、冷公用工程2.11,0.36 MW,热、冷公用工程节能效率分别为27.34%,4.29%。

具有双夹紧区物系带预分塔的分割热泵精馏工艺

将机械蒸汽再压缩(MVR)热泵精馏应用于该物系的精馏节能研究,提出了带预分塔的三塔分割式热泵精馏工艺。选用PENG-ROB方程计算该物系的热力学数据,采用ASPEN PLUS软件中的严格精馏模型和多变压缩模型模拟精馏塔和蒸汽压缩机,并以能耗、年总费用(C_(TA))及热力学效率作为精馏工艺的评价指标,对提出的各种精馏工艺进行模拟与优化。研究结果表明,就单塔精馏工艺而言,单塔MVR热泵精馏工艺比常规精馏工艺节能58.25%、C_(TA)节省约47.15%,热力学效率提高了1.00%。对于三塔分割式热泵精馏工艺,上塔(乙苯气相)和下塔(苯乙烯液相)的最佳分割点质量分数分别为0.91和0.85。带预分塔的三塔分割式热泵精馏工艺又比单塔MVR热泵精馏工艺节能16.67%,C_(TA)节省约12.77%,热力学效率提高了9.90%。对于类似乙苯-苯乙烯这样具有双夹紧区特性的物系,带预分塔的三塔分割式热泵精馏工艺具有较好的技术和经济优势。

跨临界CO_(2)制冷系统热回收换热器性能仿真分析

针对目前广泛应用的带热回收的跨临界CO_(2)制冷系统,通过建模的方法对热回收换热器中的换热过程进行研究。结果表明:随着热回收换热器内CO_(2)侧压力从7.5 MPa升高到10.5 MPa,可用热回收量明显升高,并且在CO_(2)侧压力达到9.5 MPa时,热回收换热器内部不再出现夹点,换热效率得到提升;当运行压力不发生变化时,热回收换热器进口水温的升高能够避免换热过程的夹点问题,但是会明显降低热回收量。

基于流域生态安全格局构建的广州北部生态屏障区关键区域识别与修复策略

生态文明建设背景下,国土空间生态修复已上升为国家战略,对维护典型区域生态安全与提升生态系统质量和稳定性具有重要意义。以广州北部生态屏障区为研究区,通过分析生态系统服务功能重要性识别生态源地,运用电路理论提取生态廊道构建流域生态安全格局,并通过电流密度判断生态“夹点”和生态障碍点,以确定生态修复关键区域。结果表明:(1)共识别出54处生态源地1973 km^(2),呈现“东北部多,西南部少”的特点,94条生态廊道,共379.43 km,其中关键生态廊道25条。(2)识别待修复关键区域包括16处生态“夹点”、9处主要生态障碍点、34处次要生态障碍点和55处生态断裂点,主要位于流域下游的城市建设区域和相邻源地之间。根据各关键区域的空间分布关系和土地利用现状提出核心保护类、诊断提升类、重点修复类、调整重塑类和源地贯通区5种修复类型并提出相应策略,为流域型生态屏障区生态保护修复实践提供参考。

R744/R600及R744/R600a混合工质热泵循环性能研究

基于换热器中的传热窄点温差的限制,对R744/R600及R744/R600a在所研究的工况范围内分别替代传统制冷剂R22的亚临界热泵循环特性分别进行了计算分析。结果表明:R744/R600和R744/R600a具有不同的最优配比,可以使得制热性能系数(COPh)最大;R744/R600及R744/R600a在最优配比下的COPh分别比R22系统增大11.98%和8.24%,分别比纯质R600和R600a大36.43%和36.24%,比跨临界循环R744系统增加7.07%和4.71%。在最优配比下,R744/R600和R744/R600a的冷凝压力低于R22,分别为0.84MPa和1.18MPa;压缩机排气温度也低于R22,在90℃以下。

纯低温余热发电系统的优化分析

通过建立纯低温余热发电系统的热力学模型,计算分析了过热蒸汽压力、进口烟气温度和节点温差等因素对纯低温余热发电系统发电性能的影响.结果表明:在设计纯低温余热发电系统时,存在一优化过热蒸汽压力,使得纯低温余热发电系统的单位烟气发电功率最大;随着进口烟气温度的升高,系统单位烟气发电功率增大,对应的优化过热蒸汽压力升高;而随着节点温差的增大,系统单位烟气发电功率减小,对应的优化过热蒸汽压力降低.