利用条缝射流强化无盖板型太阳能集热器性能

为提升无盖板型太阳能空气集热器热性能,设计一种条缝射流型太阳能空气集热器,并利用数值模拟和实验验证对其热性能进行分析。集热器内部流动及换热特性的模拟结果表明,利用圆孔和挡片形成的条缝射流能对集热板形成有效覆盖,进而提高进气与集热板的对流换热。射流条缝存在最优结构参数,当圆孔直径为25 mm时,条缝宽度在3 mm处接近最优;集热效率则随挡片直径的增大而增大,是由于射流贴附效应在变强。实验结果表明,条缝射流型集热器的全天热效率稳定且高效。当处理气量为39 m^(3)/h时,该集热器全天热效率稳定在约48%,优于传统的无盖板渗透型太阳能集热器。

基于碳化硅纳米流体射流冷却过程传热与流动特性研究

聚光太阳能电池工作过程中,大部分光能转换成热能导致电池温度升高、寿命缩短、光电转化效率降低。因此,有效降低太阳能电池的温度、开发高效的电池冷却装置变得非常必要。射流冷却技术具有换热系数大、均温性好的特点,将纳米流体应用于射流换热中可充分发挥射流技术与纳米流体的换热性能好的优势,获得较好的冷却效果。使用分散法制备了碳化硅纳米流体,设计了一种冲击射流与微通道结构相耦合的热沉,并分别以碳化硅纳米流体与水作为工质,对其传热和流动特性进行了数值研究。结果表明:采用纳米级粒子明显改善工质的传热特性,可以使聚光太阳能电池在1800倍聚光条件下高效稳定地工作,同种条件下比水冷却表面温度低7℃,换热系数提高12.2%。数值模拟结果为碳化硅纳米流体进一步研究提供了可靠的理论基础和数据支撑。

太阳能直膨式喷射制冷系统性能分析

介绍了太阳能直膨式喷射制冷的原理与工作流程。对于在确定的蒸发器与冷凝器工作压力条件下太阳能集热器内水温的变化对制冷机性能系数的影响也进行了分析,并探究了制冷机平均制冷量随一天不同时间段的太阳能有效集热量变化的规律。结果表明,太阳能直膨式喷射式制冷技术能够较好的满足实际制冷需求,符合节能低碳的用能要求。

新型太阳能喷射与电压缩式联合制冷系统的研究

提出一种新型的太阳能喷射与电压缩联合制冷系统,其既可以利用太阳能喷射式制冷又可以利用电能驱动压缩式制冷,可提高太阳能与辅助能源的综合利用率。对该系统中以R141b作为制冷工质,采用斜盘式压缩机的辅助电压缩制冷系统进行了理论循环计算与实验研究。实验表明,该辅助电压缩制冷系统的性能系数达到2.53。与传统的辅助能源应用方式相比,该辅助电压缩式制冷系统能更高效地利用常规能源,提高新型太阳能喷射制冷系统的综合节能效果。

太阳能地热能喷射制冷系统的研究

提出了一种新型的太阳能喷射制冷与地源井水联合工作的系统,该系统具备冬季供热和夏季空调的双重功效,实现了能源的综合利用,最大限度地节约能源。文中完成了联合工作系统中太阳能喷射制冷系统组件的匹配设计,并为进一步与电压缩制冷系统联合运行选择了适当的制冷剂。

太阳风扰动对极光电急流和环电流指数的影响

利用WIND卫星的太阳风观测数据和地磁活动指数,研究了太阳风扰动对环电流SYM-H指数,西向极光电急流AL指数和东向极光电急流AU指数的影响.结果表明,太阳风动压增长和减少能够同步或延迟引起地磁活动指数的强烈扰动,其包括环电流指数的上升,西向极光电急流指数的下降和东向极光电急流指数的上升.太阳风动压的突然剧烈增加还能够触发超级亚暴和大磁暴.太阳风动压脉冲引起的地磁效应具有复杂的表现形式,这说明太阳风动压脉冲的地磁效应不仅与太阳风动压脉冲大小和持续时间有关,还与磁层本身所处的状态有关.时间尺度较长,消耗能量较大的磁暴只有大的持续时间较长的太阳风动压脉冲才能激发.

水射流在荒漠光伏电站电池清洁中的应用

依据现场灰尘成分及其成因,提出高压水射流技术清除电池表面以碱性石英为主的尘垢。在分析以渗透为主破碎机理的基础上,研究高压水射流在电池表面的作用力及打击动能。综合考虑用水量和清洁效果,设计出清洗样机主要参数为:高压水泵工作压力2.5 MPa,喷嘴直径为2 mm,喷嘴数量为4。实验结果表明,清洗20 min后电池功率平均约提高9%。

喷射式制冷的发展研究现状

叙述了喷射式制冷研究的意义,从制冷剂、整个系统、喷射器、制冷方式等几个方面详述了喷射式制冷的研究发展现状以及取得的成果,分析认为,在现在能源紧张的情况下,利用低品位能源的喷射式制冷以其独有的优势有广阔的发展前景。

太阳活动对NAO与冬季中东急流轴线位置之间关系的调制作用

利用NCEP/NCAR大气环流再分析资料和NOAA提供的太阳黑子资料,讨论了冬季中东急流年际变化特征,并探讨了太阳活动对北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)与冬季中东急流轴线位置之间关系的调制作用。结果表明:冬季中东急流的轴线位置表现出显著的年际变化特征,在空间上主要表现了中东急流东西两侧轴线南北移动呈反向变化(Middle East Jet Axis shift east-west Out-phase,MEJAO)型和中东急流轴线南北移动呈整体一致的变化特征(Middle East Jet Axis shift In-phase,MEJAI)型。另外,在太阳活动强时期,NAO(North Atlantic Oscillation,北大西洋涛动)的空间结构更靠近北大西洋东侧的大陆上,欧洲大陆北侧与地中海地区出现相反的SLP(Sea Level Pressure,海平面气压)异常,通过Ekman抽吸作用形成次级环流,在对流层高层地中海地区易出现辐合异常,并激发Rossby波波列,在伊朗高原上空会形成位势高度异常,从而中东急流东部轴线南北侧西风呈相反的变化。同时,在对流层高层欧洲大陆南侧形成的位势高度异常,也会使得中东急流西部轴线北侧西风出现异常。中东急流东、西部西风异常的空间结构呈反相变化,即出现了MEJAO型。而在太阳活动弱时期,NAO的空间结构主要局限在北大西洋地区,不易形成地中海辐合异常,NAO与MEJAO型的关系不密切。因此,太阳活动对NAO与MEJAO型之间的关系存在着调制作用。

采用低温太阳能集热的旋转热浮力射流风能利用概念

通过与自然界尘卷风诱发条件与气象要素的类比,将低温太阳能能量聚集与旋转热浮力射流相结合,提出一种可控热成旋风风能利用系统的概念,属于涉及大气物理学、流体力学、工程热物理等的交叉学科工程科学问题。分析了可控热成旋风风场的流体力学基础、特点,以及关键科技问题,包括聚热棚的结构与温度场分布、入流预旋导叶结构与涡量生成、上部敞口结构与旋转热浮力射流的卷吸特性、旋转上升气流流场与螺旋风叶的相互作用等,为可控热成旋风风能利用系统的应用与开发提供了研究思路。

喷墨打印太阳电池的液滴状态智能控制方法

采用喷墨打印印制太阳电池具有碎片率低、栅线高宽比大、太阳电池转换效率高等优点。为提高栅线打印精度和高宽比，采用有限元技术对压电式打印喷头进行建模，并采用一款新型基于生命周期理论的菌群觅食算法对打印喷头的驱动波形参数进行优化，以获得期望的液滴特性（体积、速度和卫星液滴数量），数值仿真结果显示此算法性能优良，液滴状态模拟仿真结果及液滴实测结果证实上述液滴状态优化仿真方法可准确获得期望液滴特性。

热水喷射泵制冷系统的热力学分析

本文研究了利用低温工业余热或太阳能的喷射泵制冷系统,应用混合的“正向”与“逆向”联合循环概念并采用所提出的“逆向度”参数,证明可以方便地求解这种系统的热力学分析。对不同工质进行的热力学计算数据表明,热水系统具有达到较好总体性能的潜力。

改进型太阳能喷射制冷系统变工况特性

太阳能喷射制冷系统具有变工况间歇性工作特点,为提高太阳能喷射制冷系统的使用时间,获得太阳能喷射制冷系统的最佳变工况工作特性,提出了改进太阳能蓄热水箱流程,并在建立太阳能喷射制冷系统热力学模型基础上,选择新型环保制冷剂R161为工质研究了太阳能喷射制冷系统变工况热力学特性。结果表明,与传统太阳能喷射制冷系统相比,所改进的太阳能蓄热水箱结构增加了太阳能喷射制冷系统工作时间和系统制冷效率,系统工作时间延长12.5%,系统提前2h开始工作,系统的制冷效率提高8.5%。该研究结果可为改进型太阳能喷射制冷系统的工程设计提供理论参考。

单太阳翼放气干扰力矩分析

针对静止轨道单太阳翼卫星在转移轨道段,太阳翼展开对日定向稳定控制过程中,太阳翼结构的初期放气干扰力矩对姿态影响的问题,利用卫星姿态动力学模型、姿态变化和推力器等参数,估计太阳翼放气产生的干扰力矩。通过理论仿真,验证了估计方法的正确性。以风云四号(FY-4)卫星为例,在轨实时估计结果表明:FY-4卫星太阳翼放气持续时间近11个小时,初期最大干扰力矩达37mN·m,比光压力矩约大2个量级,其对姿态影响不可忽视。文章的研究结果可为地面控制系统设计和在轨控制参数修改提供数据参考。

太阳能喷射与间接蒸发耦合制冷系统在兰州地区的性能分析

根据兰州地区的气候特点,提出太阳能喷射与间接蒸发耦合制冷系统.以R134a为制冷剂,基于TRNSYS软件,模拟分析耦合系统为节能建筑供冷时,系统的运行状况及建筑的舒适度情况.对比分析直接蒸发和间接蒸发冷却系统分别与喷射制冷系统耦合的适宜性.结果表明:在兰州地区,间接蒸发冷却与喷射制冷系统耦合更适宜,室内空气舒适度高,间接蒸发冷却子系统可为房间提供55%的冷量,耦合系统综合性能系数(COP_m)最大可达13.69;在满足建筑冷负荷需求的前提下,耦合系统典型日内耗电总量5.98kW·h,占完全用机械压缩制冷系统供冷时耗电量的18.8%,显示出很好的节能效果.

喷射式制冷系统中制冷剂R141b替代工质的研究

为研究喷射式制冷系统中制冷剂R141b的替代工质,本文以太阳能喷射式制冷系统为研究对象,选取R134a、R152a、R142b、R718、R245fa、R141b和R236fa等7种制冷剂进行物理性质的比较,发现制冷剂R245fa与R141b的物性较为接近,故采用制冷剂R141b和R245fa分别对该系统进行建模计算。结果表明,制冷剂R245fa与R141b在低蒸发温度或高冷凝温度下差距最小:喷射系数相差在1%以下,系统性能系数(COP)相差在4%以下;且喷射系数与蒸发温度成正比,与冷凝温度成反比;COP与蒸发温度成正比,与冷凝温度成反比。采用R245fa为制冷剂,在发生温度为100℃时,系统COP最大可达到0.5左右。

利用反向射流提升无盖板型太阳能集热器性能

为了进一步提高无盖板型太阳能空气集热器的集热效率,该研究提出了一种利用U型管制造反向射流强化集热板换热的无盖板型太阳能空气集热器。通过试验研究了该型集热器内部的温度分布特性,以及2020年12月10日和2021年6月20日的集热性能。试验结果表明:反向冲击射流的冷却作用可以有效降低集热板表面温度,形成覆盖大部分集热板面积的低温区域,且温度分布较为均匀;作为产生反向射流的U型管,还可以充当肋片结构对进入集热腔内的空气进行预热,夏季晴朗工况下U型管的进出口温差可达3.5℃;该型集热器在6月20日的平均集热效率可达到80%,而12月10日的热效率仅为45%,冬夏集热效率的差别较大。该研究为无盖板型太阳能集热器性能优化提供了新思路。

太阳能推流曝气技术在黑臭湖泊治理中的应用研究

太阳能推流曝气技术是一种专门针对水库湖泊治理的技术,尤其在黑臭湖泊治理中效果最佳,该设备在工程中有投资小,效率高,优势明显。随着经济快速发展,诸多湖泊污染严重,多数湖泊水体缺氧,植物落叶等腐败,水体表现为厌氧状态,水体有异味,不适合水生生物生存,很多水生动植物消失,生态系统结构严重失衡,功能严重退化甚至丧失。在湖泊治理过程中,多数采用截污纳管、湖泊清淤、引水补水、曝气充氧、微生物生态化治理等技术;但是水库湖泊和河道的治理区别比较明显,多数湖泊离人口聚集区较远,治理成本和维护成本都较高,难度也较大。本文介绍一种太阳能推流曝气技术,能有效解决湖泊湾区水动力差,黑臭,缺氧等问题,是一种专门针对黑臭湖泊治理的关键技术。

太阳能喷射式热泵系统的实验分析

主要对太阳能喷射式系统进行实验分析,为太阳能在家用住宅热泵给水系统的引进应用提供实验依据。太阳能喷射式系统中,喷射器作为喷射式系统的核心部件,对系统内工质进行增压处理。因此,基于广大学者的现有研究,对太阳能喷射式系统原理、喷射器内部结构参数进行了阐述。并基于现有实验装备进行实验,分析了喷射器喷射系数ER、系统COP随发生温度、蒸发温度的变化,以验证喷射式系统的能效指标。实验结果显示:喷射器喷射系数ER、系统COP均随发生温度的升高呈现先升高后降低的趋势,并在80℃发生温度时达到最大值;此外,喷射器喷射系数ER、系统COP均随蒸发温度的升高而增加。

一种新型太阳能喷射式电热(冷)联供系统的热力性能及经济性分析

提出了一种新型的太阳能喷射式电热(冷)联供系统,该系统基于有机工质朗肯循环和喷射式制冷循环,利用太阳能光热,通过简单阀门切换实现电冷联供和电热联供。针对西北地区冬季/夏季典型太阳辐照强度,计算系统发电功率和制热(冷)功率,研究了系统的发电供热(制冷)能力,并从经济性方面进行系统性分析。结果表明:在西北地区太阳辐照强度条件下,该系统能独立满足建筑物的日常用电和供热(制冷)需求;在夏季,最大发电功率为5.42 kW,最大制冷功率为7.26 kW;在冬季,最大制热功率为2.96 kW;系统的电力生产成本为0.755元/(kW·h),相比其他发电系统,在保证低成本的同时,该系统环保可靠且具备供热(制冷)功能。