变温热源内可逆Braysson循环性能分析与优化

用有限时间热力学理论建立了变温热源内可逆Braysson循环模型,导出了功率和效率的数学表达式,分析了循环参数对二者的影响,并通过优化热导率分配和热容率匹配来进一步优化循环功率和效率。结果表明:优化高、低温侧换热器热导率分配过程中,存在一个最佳工质对数温比,使得效率达到最大值;存在一组最佳热导率分配和最佳工质对数温比,使得功率和效率达到双重最大值;优化工质与热源间热容率匹配过程中,存在一组最佳热容率匹配、最佳工质对数温比和最佳热导率分配,使得功率达到三重最大值。因此通过同时优化热导率分配和热容率匹配得到的循环性能更接近实际情况,且此时循环功率存在三重最大值。研究成果可为Braysson循环的相关研究提供一定的参考。

上海地区不同类型建筑的CCHP-ORC系统评价与分析

将传统的分供能源(SP)系统作为基准,以一次能源消耗量、年总费用和碳排放量构成的综合指标为优化目标,根据相关约束条件建立线性优化模型,分析评价了含有机朗肯循环(ORC)的冷热电联供(CCHP)能源系统在不同建筑类型的应用。对上海5种典型建筑进行研究,计算结果表明,相对于分供系统,商业和办公建筑等在使用CCHP系统后可提高能源系统的综合性能,但由于这种建筑的特点是热电比低、用电量大,内燃机在过渡季节会有大量过剩的余热无法合理利用,加入ORC系统后,能源系统的综合性能会有明显的改善;对于酒店和医院等热电比高、用热(冷)量大等特点的建筑,ORC系统的加入,对原有CCHP系统的综合性能影响较小。

IGCC–甲醇多联产系统节能分析

为评价以气流床粉煤气化为基础的整体煤气化联合循环(IGCC)甲醇多联产系统配置方案,采用Aspen Plus软件对多联产系统进行系统模拟。配置方案中气化工艺分别采用废锅流程和激冷流程,IGCC和甲醇合成组合方式分别采用串联和并联,以相对节能率作为指标对所建立的多联产系统进行评价。结果表明:废锅流程节能效果优于激冷流程。废锅并联组合通往甲醇侧的合成气比例增大时,相对节能率随之增大;废锅串联组合合成甲醇循环气与新鲜气的比例增加时,相对节能率增大。采用分摊算法分别计算了IGCC甲醇废锅并联多联产系统的发电和甲醇合成的煤耗。随着通往甲醇合成侧的合成气量的增加,供电的煤耗显著减少,甲醇合成的煤耗略有减少。

地热热源分流喷射-ORC发电系统性能研究

为提高中低品位地热发电系统性能,减少发电过程单位功耗?损,针对373-423K范围地热水热源,提出一种基于地热热源的分流喷射-ORC系统以及由喷射器工作条件确定两级换热器蒸发温度的方法,并建立喷射及发电模型。在热力学及能量定律的基础上,编制计算程序分析不同升压比下,两级换热器中蒸发温度对系统性能及喷射器可逆性程度的影响;对不同热源温度下3种系统工况点参数及性能进行分析比较。结果表明:分流喷射/喷射-ORC系统均具有一最佳升压比a,且其最佳蒸发温度高于ORC系统;随一级蒸发温度升高,系统净输出功降低,而随二级蒸发温度增加,系统热效率增长;在不同热源温度下,分流喷射-ORC系统均具有最高性能,且随热源温度增加,其性能优越性逐渐增强,在Tg=373、423K时,分流喷射-ORC系统可达到净输出功P=280.88、954.82k W,分别高出喷射-ORC及ORC系统12.54、76.31及55.68、141.52k W。通过分流喷射能够提高地热ORC发电性能,热源温度越高,选择分流喷射系统意义愈明显。

塔河常压渣油焦化辐射段进料性质及结焦倾向的研究

以塔河常压渣油为原料,分别在延迟焦化中试装置及重油结焦评价装置上,考察了循环比对循环油性质、加热炉辐射段进料性质及其结焦趋势的影响。结果表明:当循环比由0.92降低到0.39时,循环油和加热炉辐射段进料的密度增加,性质趋于劣化,结焦趋势加重;与国内同类装置对比可知,当塔河延迟焦化装置的循环比降至约0.5时,不会造成炉管严重结焦,加热炉运行是安全的。

双工质并联型联合循环热电冷三联产总能系统的研究

该文将并联型联合循环和三联产技术相结合 ,提出了综合利用能源的新思路 ,并对 HAT循环和STIG循环构成的热电冷三联产总能系统进行了研究和比较 ,得出了有关并联型联合循环热电冷三联产总能系统的一些有用的结论。图 5参

R1234ze/HCs非共沸混合工质热泵系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况下,本文建立了热泵系统循环热力学模型,利用EES程序对混合工质R1234ze/HCs及对应的纯工质热泵系统循环性能进行了对比分析。结果表明:R1234ze/R600在质量分数(20/80)和R1234ze/R600a在质量分数(40/60)存在最优配比,对应的最大制热COP_h分别为3. 41和3. 32,而R1234ze/R290则呈现单调下降趋势。R1234ze/R600(20/80)系统的制热COP_h比R1234ze/R600a(40/60)、R1234ze、R290、R600、R600a系统分别高2. 7%、17%、0. 09%、16. 3%和17. 8%,排气温度为76. 9℃,冷凝压力为0. 711 MPa,压比为6. 32,有望成为新型替代工质。

振动法空气比热容比测定实验原理分析

指出传统振动法测量气体比热容比实验中钢球的运动并非完整的简谐振动。按照运动过程,详细分析了各段的受力情况并给出每段的运动方程,得出了更为准确的空气比热容比计算公式。

由相对不确定度研究气体比热容比的测量仪器选择

该实验利用测量气体比热容比的经典装置,证明小球装置中做简谐振动,并依据周期推导气体比热容比理论公式,分析了测定气体比热容比的误差来源采用计算机实时测量技术获得气体在任意时刻的压强,利用比热容比的相对不确定度确定了测量仪器,从而利用精确的测量量求得气体比热容比值,利用确定的仪器测量,最终实验相对百分误差控制在0.5%。

回热器对HAT循环影响的分析

目前对HAT循环中回热器的理论分析大多采用传热温差法和表征回热器特性的回热度分析的方法。针对这两种不同的分析方法分别进行了计算,比较分析了它们对HAT循环的影响,结果表明,传热温差法更加适合于对HAT循环进行理论分析,但应当注意传热温差的选取。而回热度法更多应用于回热器的设计。

三个城市应用BCHP系统的可行性气价分析

对上海、北京、成都建筑热电冷联供(BCHP)系统与其他四种空调方案在同样的产出水平下的经济性进行了分析,根据电力与天然气比价确定了BCHP系统合理的可行性气价,建议电气价比取0.9∶1,相关部门可据此参考制订商用BCHP用户的优惠气价及天然气价格补贴政策。

采用爪式发动机的新型太阳能热发电系统

提出了一种采用爪式发动机的新型反射塔底式太阳能集热式发电系统,设计了该发电系统的结构和流程。分析了该发电系统在不同压缩比和集热温度下有回热和无回热两种情况下的循环效率。结果表明:发动机包括2级爪式压缩机和两级爪式膨胀机,将其同轴串联,具有干式无油、结构紧凑、自动平衡轴向力等优点;有回热的爪式发动机发电循环适用于压缩比较低、集热温度较高的应用场合,而无回热的发电循环适应于压缩比较高、集热温度较低的应用场合。

稻谷间歇微波干燥玻璃化转变与裂变性能研究

稻谷间歇微波干燥可消除籽粒过热焦变,实现干燥效能提升,但干燥后稻谷品质存在易玻璃化转变而裂变率增加的问题。为综合提升稻谷干燥效能与品质,分别测定了缓苏比不同和缓苏比相同下的4种加热缓苏周期(TR1,TR2,TR3,TR4)微波干燥稻谷的失水性能和玻璃化转变温度、裂变率。基于2种增长模型(Weibull模型、Logistic模型),比较了不同加热缓苏周期下间歇微波干燥稻谷裂变率的增长性能,考察了其玻璃化转变与裂变率间的关联。结果显示:随着缓苏比增加,在加热缓苏周期中具有相同加热时间已干燥稻谷的含水率依次增大,但其玻璃化转变温度、裂变率依次减小;加热缓苏时间比相同而周期缩短,稻谷的玻璃化转变温度、裂变率均低;经TR4微波干燥的稻谷的总裂变率仅为7.67%,显著低于其他3种工艺(p<0.05);以Weibull模型预测间歇微波干燥稻谷的裂变率增长的准确度高于Logistic模型(R^(2)≥0.9783)。研究结果可为深入研究稻谷间隙微波干燥机理提供参考。

螺杆膨胀机发电机组的实验研究与仿真设计

采用有机介质R152a，建立有机朗肯循环发电机组，并进行螺杆机和发电机之间两种传动比（4：3和2：1）中试实验。在实验基础上，以最大发电功率为目的对系统进行仿真计算。结果表明：试制的螺杆膨胀机等熵效率为55％-57％；机组膨胀功的基础功耗主要由转动部件摩擦和膨胀机泄漏造成的，转动部件的摩擦功耗随着机组传动比增加而升高；仿真模拟发电功率与实验结果偏差基本在2％以内；当热源温度为60℃时，模拟结果显示螺杆膨胀机和发电机的传动比为1．76时，机组的发电功率最大。

有机朗肯循环烟气余热系统工质选择

为研究非共沸混合工质的蒸发换热特性,得到换热过程最接近理想换热的工质,本文选取R245fa+cyclohexane作为混合工质组元,建立蒸发换热段数学模型,并对不同配比下混合工质的最佳烟气进口温度及火用损比进行分析,从而得到不同工质的最佳烟温和最理想的工质配比。结果表明:不同配比的混合工质存在不同的最佳烟气进口温度;R245fa+cyclohexane在配比为0.56+0.44时火用损比最小,换热过程最接近理想换热。

非共沸混合工质在低温余热回收系统中的特性模拟

通过模拟非共沸混合工质和纯工质在低温烟气有机朗肯循环(ORC)系统中的特性,考察了不同质量比下的混合工质的热力学特性和经济特性,并与纯工质进行对比。结果表明:混合工质在基本ORC系统中的热效率和质量流量介于其组元纯质之间,但在加装回热器后,部分混合工质的系统热效率优于纯工质,且混合工质较纯工质具有更小的膨胀比和单位功量;含有1种相同组元的二元混合工质,其组元之间临界温度差越大,热力学性能变化幅度越大。

工质非线性变比热比不可逆Dual-Miller循环生态学目标函数优化

考虑工质非线性变比热比特性,存在气缸传热损失、活塞摩擦损失和其他内不可逆性损失,应用有限时间热力学理论分析和优化空气标准Dual-Miller循环性能,推导出了功率、效率和生态学目标函数等性能参数表达式,并由数值计算得到功率和效率与压缩比、功率与效率、生态学目标函数与功率和效率的特性关系,分析升压比和活塞冲程对各性能指标的影响,并分析比较各种不同优化目标下的性能特点。

高炉余能余热驱动内可逆回热布雷顿循环热电冷联产装置的最优_性能

应用有限时间热力学理论和方法建立了高炉余能余热驱动恒温热源内可逆闭式回热布雷顿循环热电冷联产装置模型,导出了装置无量纲输出率和效率的解析式。在总热导率一定的条件下,通过数值计算对高、低温侧换热器、热用户侧换热器、回热器、吸收式制冷机发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器的热导率分配以及布雷顿热机的压比进行了优化,得到了装置最优的输出率和效率。研究了热电比、冷库温度、供热温度等设计参数对最优性能的影响。

工业园区天然气冷热电联产系统性能分析

本文建立了基于燃气-蒸汽联合循环的天然气冷热电联产(CCHP)系统数学模型,分析了应用于工业园区的CCHP系统的系统性能,研究吸收式制冷机供冷量、蒸汽轮机供热量及制冷机能效比等因素的影响。研究结果表明,一次能源利用率和相对节能率随吸收式制冷机供冷量的提高和蒸汽轮机供热量的降低而下降;吸收式制冷机能效比对相对节能率的影响不大;补燃提高了系统的一次能源利用率,补燃后增加的蒸汽用于供电比用于供冷更有利于提高系统性能。本研究对区域型冷热电联产系统的推广与应用具有指导意义。

双级溴化锂制冷循环中间压力优化计算数学模型

该文分析了双级溴化锂制冷循环传统的热力计算方法与不足，提出了一个全新的通过计算双级溴化锂制冷循环中间压力来确定热力循环的方法。并提出了中间压力计算的数学模型，即ｐｍ ＝ ｐ０·ｐｋ ＋ Δｐ。通过计算机模拟计算，分别分析了热源温度、冷却水温度和冷媒水温度对Δｐ 的影响。以获得最大制冷循环热力系数为目标函数，通过优化方法确定影响Δｐ 各因素的加权系数，并获得了双级溴化锂制冷循环中间压力优化计算数学模型。简化和优化双级溴化锂制冷循环热力计算，使其获得最高热力系数。