基于能量的肿瘤温和热疗技术研究与应用进展

近年来,基于能量的肿瘤温和热疗技术在临床应用中愈发广泛。温和热疗是一种利用热介质将治疗区域温度控制在40~45℃,从而杀死肿瘤细胞的热疗技术。其治疗范围更广且不会灼伤周围正常组织。本文阐述了肿瘤温和热疗技术原理及设备的发展现状,介绍了耦合纳米粒子的温和热疗新技术,分析了热疗系统、肿瘤环境、纳米材料等因素对温和热疗效果的影响,阐释了其他疗法辅助温和热疗的增敏增效作用,并对温和热疗需要改进的关键技术进行了展望。

基于钎焊工艺的环路热管耦合系统设计及验证

随着航天技术的发展,航天器的功能集成度提升,对系统散热要求越来越高。环路热管作为一种两相态高效传热部件,具备远距离、逆重力、布局灵活等特点,常应用于单一热源下的定向热量传输;对于多点热源的复杂环境,环路热管系统稳定性差,一般很难适应。针对复杂空间热流下多点分散热源的散热需求,设计了一种基于钎焊工艺的环路热管强耦合热管理系统,对关键耦合参数进行了敏感性分析,并开展了相关试验,验证了界面低热阻、强耦合等关键技术的可行性,提升平台散热能力达52%。环路热管实现了在陆地探测四号01星载荷舱上的应用,为国际首次在平台系统的大规模应用,载荷舱散热能力由4 kW提升到6 kW,为大功率固态放大器提供0~20℃在轨温度环境。环路热管突破了在平台应用的约束限制,为后续环路热管的热耦合系统设计提供借鉴。

脉动热管太阳能集热器传热性能实验研究

以真空玻璃管为载体、石蜡为相变储热材料、脉动热管和铜管为传热元件,对比分析了充液率φ=50.0%的脉动热管太阳能集热器与铜管太阳能集热器在相同辐照度下的集热性能。研究结果表明,当辐照度大于0 W/m^(2)时,脉动热管太阳能集热器相比于铜管太阳能集热器管壁温度提高了40℃;相较于铜管太阳能集热器,热源温度越高,脉动热管太阳能集热器吸热能力越强,传热效果越好;在相同的辐照度下,相比于铜管太阳能集热器,脉动热管太阳能集热器内的石蜡达到熔点的时间缩短了13%;脉动热管太阳能集热器输出的热量比铜管太阳能集热器高0.5 kJ,随着辐照度的增强,热量差值将会更大;脉动热管蒸发段和冷凝段壁面与其相接触的传热工质会形成一种准平衡态,蒸发段与冷凝段的传热能力呈反比关系,当蒸发段传热能力下降时,冷凝段传热能力上升,保证了集热器的稳定运行。

空气源热泵多台室外机并联轮换除霜实验研究

设计并搭建了多台室外机并联空气源热泵实验系统,采用热液过冷对室外机进行轮换除霜。实验研究在不同室外温、湿度条件下系统制热性能随结、除霜的变化特点,并与热气旁通轮换除霜对比。结果表明:热液过冷轮换除霜效果良好,当室外侧空气温度为-10℃、相对湿度为90%时,最佳开始除霜时间为30 min,系统制热量由无霜时的9.87 kW降至开始除霜时的8.71 kW,制热COP由无霜时的3.73降至开始除霜时的3.36。不同湿度工况下运行除霜时,系统制热量及制热COP最小值可达5.42 kW、2.28。与旁通20%热气除霜相比,热液过冷轮换除霜平均制热量提升13.8%、制热COPC提升10.1%。

光学舱推进剂补加过程的热分析仿真与试验研究

推进剂补加是确保光学舱在轨长寿命工作的重要功能,补加过程面临的热环境条件比以往任务恶劣,全过程热控制十分必要。针对光学舱推进剂补加过程的复杂传热新问题,建立包含压气机、液冷模块和环路热管等部件的光学舱平台集成热数学模型,进行热分析仿真研究,并开展系统级热试验。对比高温和低温2种补加条件的瞬态热分析和热试验结果,研究传热关系和温度变化规律;针对热试验中垂直热管因重力因素从不运行至运行的瞬态过程,提出一种变热导率仿真方法;提出高温补加优化设计方案并进行在轨预示。结果表明:瞬态仿真结果与试验结果吻合良好,验证了热分析方法和仿真模型的准确性和有效性;在轨补加采用压气机本体预热并启动2套环路热管,压气机的最高温度≤34.1℃,预热总功耗50 Wh,满足指标要求。研究结果对于光学舱停靠空间站期间的推进剂补加流程设计具有一定参考价值。

一种新型全铝扁盒式PV/T热水系统

将单晶硅光伏电池与全铝扁盒式太阳能热水器集热板通过特殊工艺粘结起来,制成了一套自然循环式光伏光热一体化(PV/T)系统,在利用太阳能发电的同时提供热水。于04年7月-10月在合肥地区进行了室外实验,测试并讨论了该系统以不同水量和不同初始水温运行时的光电光热性能。结果表明,当m/Ac>80kg/m2时,这种PV/T热水系统的发电效率在10.15%左右,热效率在50%左右,光电光热总效率可以达到60%左右,光电光热综合性能效率可以达到70%左右。相对于单纯的光伏系统或自然循环式太阳能热水系统,这种PV/T热水系统具有占地面积小、综合效率高等优点。

基于热模型相关性验证的火面环境热平衡试验

针对热平衡试验中难以综合模拟火面复杂多变服役热环境的困难,建立一种基于热模型相关性验证的热平衡试验方法。采用真空、低压变温自然对流和低压定温强迫对流验证相结合的方式,验证高低温条件下热分析模型的对流、导热、辐射网络系数和热容等参数,并由相关性检验后的热分析模型验证设计的正确性。结果表明,板温度高于气温11~86℃条件下(气温-91℃)的自然对流传热系数为0.19~0.57 W/(m^(2)·K),4~15 m/s风速下的强迫对流换热系数为1.24~2.4 W/(m^(2)·K)修正后的热分析模型与试验结果偏差在±3.5℃以内。该方法在不完全模拟服役热环境条件下实现航天器热设计验证,提供有效的热分析模型,已成功应用于祝融号火星车热平衡试验。

电阻式熔盐加热器内部传热特性研究

高温熔盐电加热器是储热系统中实现电热转换的核心设备,掌握内部温度分布特性是推动其结构优化的关键。文章建立了传统电阻式熔盐加热器计算模型,采用CFD软件,通过求解三维N-S方程和能量方程,研究了加热器内部温度分布特点,得到了电加热器内部温度分布在不同工况下的变化规律。结果表明:沿流动方向上熔盐和管壁温差逐渐增加,而多组串联布置能够有效降低传热温差,在加热器连接处二者温差可从27℃降低至2℃;同时,由于内部加热管密集程度不一致,横截面内中心位置熔盐、电阻丝、填充材料温度明显高于边缘位置,且伴随着负荷的增加温度梯度也逐渐增加,当平均热流密度从5.71 W/cm^(2)增加至28.57 W/cm^(2)时,截面熔盐温差从49℃升高至68℃,可以看出,合理分配电加热管排布是降低截面温差、减小热应力的关键。

某2030 t/h W火焰锅炉低负荷下再热汽温偏低原因分析及对策

某600 MW机组W火焰锅炉75%以下负荷时存在再热汽温较设计值(541℃)偏低问题,严重影响机组运行经济性。本文通过锅炉热力计算并结合炉内温度CFD分析,对再热汽温偏低原因进行了研究。结果表明:300 MW负荷下通过常规的运行调整方式无法提升再热汽温;锅炉低负荷下再热汽温偏低是高温对流受热面积分配相对不合理所致。对此,提出了增加低温再热器和高温再热器面积,减少高温过热器面积等方案,其中增加低温再热器和高温再热器受热面虽能够提高再热汽温达到设计值,但烟道布置空间受限,工程上无法实施,而减少高温过热器受热面积2792 m^2,能够在50%负荷下提升再热汽温到设计值,且可以控制再热器减温水量在0 t/h。虽然锅炉效率下降影响发电煤耗升高,但整体对煤耗的改善明显。

面向液态铅铋数值传热的湍流热通量模型构建综述

液态铅铋(LBE)数值传热受制于极低普朗特数特性,传统雷诺比拟方法不能准确封闭和描述平均能量方程中的湍流热通量(THF)及温度输运过程,因此需构建针对低普朗特数流体THF的封闭模型。模型分为4类:湍流普朗特数模型、代数热通量模型、二阶矩微分热通量模型及利用机器学习的数据驱动模型。本文通过梳理其研究进展、建模思想,对模型所展现的复杂程度、在工程应用中的适用性等特点展开评述,为后续THF封闭建模研究、优化及创新提供见解。在燃料棒束间LBE的强制对流换热模拟中,显式代数热通量模型展现出较高的应用前景,机器学习则为THF封闭提供了全新的视角。

汤姆逊效应和外部传热对两级热电发电机驱动两级热电制冷机联合装置性能的影响

基于两级热电发电机(TTEG)驱动两级热电制冷机(TTEC)装置的热力学模型,考虑汤姆逊效应和外部传热损失,采用数值计算方法对装置特性进行分析,研究热电单元总数、换热器总热导率、总热电单元分配、TTEG高温热源温度和TTEC制冷空间温度对装置的稳定电流I_(s)、制冷率Q_(L2)和制冷系数(COP)的影响。结果显示,I_(s)、COP随着热电单元总数的增大而减小,Q_(L2)随着热电单元总数的增大先增大后减小;I_(s)随着总热电单元比的增大而增大,Q_(L2)和COP均随着总热电单元比先增大后减小;I_(s)、Q_(L2)和COP均随着总热导率增大而增大,并最终趋于定值;I_(s)、Q_(L2)和COP随着TTEG高温热源温度和TTEC制冷空间温度的增大而增大。在其他参数给定且装置正常工作状态下,I_(s)随着热电单元长度的增大而减小,Q_(L2)、COP随着热电单元长度的增大而增大;相比于未考虑汤姆逊效应的模型,汤姆逊效应使I_(s)、Q_(L2)和COP下降。

基于弹性网络回归的实际采暖热指标估算方法

为满足热电联产企业估算区域热负荷的需求,提出一种使用弹性网络回归模型的估算方法。首先对实际采暖热指标的影响因素进行分析,确定模型的输入参数;然后以西安市123个小区2022—2023年采暖季的实际运行数据为基础建立估算模型,并证明该模型相较于Lasso回归和岭回归模型的拟合优度分别提高了3.88%和4.22%;最后从多角度选取西安市部分小区相关数据构成验证集对弹性网络回归模型进行验证。验证结果表明:弹性网络回归模型综合了Lasso回归和岭回归的优点,模型的均方根误差和拟合优度分别为1.150和0.953,相较于传统模型能在符合热负荷需求的同时降低4%的能源消耗。说明该方法能准确估算不同参数条件下的实际采暖热指标,可以满足热电联产企业的实际需求。

熔盐储热耦合压缩空气储能系统经济性分析

压缩空气储能作为一种大规模物理储能技术,广泛应用于可再生能源消纳和电网削峰填谷。设计了一种耦合熔盐储热的压缩空气储能系统,采用Ebsilon软件对复合系统进行建模仿真。基于该储能系统对外供应热水、蒸汽、电能的工况,研究不同系统运行模式下的?效率、热效率以及经济性。结果表明:复合系统在储气压力为7 MPa、排气温度系数为1.96时系统?效率最高,达到64.98%;在储气压力12 MPa时系统热效率最高,达到91.55%;在热汽电三联供应用场景下,最佳储能时长为6 h,储气压力为7、12 MPa时,最优发电时长分别为6、8 h;该研究可为耦合熔盐储热压缩空气储能热电联供提供理论指导。

考虑热障涂层及冷却结构影响的某F级燃气轮机火焰筒数值研究

以某F级燃气轮机燃烧室火焰筒为研究对象,考虑热障涂层及冷却结构对火焰筒气动传热影响,基于流热固耦合方法对额定工况下的火焰筒进行了内部流场、温度场和应力场分析,并将数值分析结果与火焰筒实际损伤情况进行对比。结果表明:数值分析结果的火焰筒高应力区域与火焰筒实际损伤区域基本吻合,采用流热固耦合方法可以预测火焰筒实际损伤情况;不同位置的热障涂层陶瓷层隔热效果相近;基体和热障涂层陶瓷层在冷却结构附近的区域均为高应力区域。

一种四季节能的空调器制热水的新技术

从有效能利用的观点出发,分析了现有空调器和电热水器的效率,分析表明电热水器的有效能利用效率远比热泵低。并首次公开了利用现有空调器改进的四季节能冷暖空调热水三用机的专利方案,测试表明用三用机制生活热水与电热水器相比年均节电70%～80%。

浅谈加热炉烟气余热回收的途径

众所周知,加热炉的排烟温度过高会导致不应有的能量损失,有时这种损失相当大,比如高温炉的排烟热损失可达50%左右.因此,回收烟气余热是加热炉节能的重要措施.在加热炉设计时,如何确定排烟温度主要有两点考虑:一是避免由于SO3,的生成和冷凝而带来的硫腐蚀,故温度高一些是必要的;

回转式空气预热器积灰模型构建与积灰工况传热性能研究

为了量化研究积灰状态下回转式空气预热器(空预器)对运行条件的敏感性,构建基于局部热非平衡模型的三方程回转式空预器热力计算模型,探究了积灰分布与运行条件对空预器传热性能和硫酸氢铵(ABS)沉积的综合影响,对比分析了积灰热阻与热容对空预器的影响规律。计算结果表明:积灰热阻对传热性能的削弱效果远大于积灰热容对传热的强化效果;冷段积灰比例的增加使得ABS沉积区比例增大;当蓄热元件表面积灰厚度增加时,提高转速、增大流量或提升机组负荷对改善传热性能及减小ABS沉积区比例的效果尤为显著;改变流体温度对空预器性能的影响较小;当机组负荷由50%增加至100%时,ABS沉积区比例在清洁状态下的减小量为5%,在冷段积灰厚度为2 mm时提高至7%。研究结果可为针对性地调整空预器运行参数,从而优化传热效果及减轻积灰腐蚀提供参考。

热电联供电厂厂级供热集中智能管控系统开发及应用研究

为了解决多台机组供热负荷调节分散、供热系统压力波动大、供热经济性差的问题,首先提出基于MODBUS通信方式下多台机组供热单元互联控制的厂级供热集中智能管控系统;然后,结合机组实际性能试验数据建立机组性能仿真模型,获得不同电负荷下冷热再抽汽量与煤耗量的关系;最后,考虑机组安全运行边界,建立适用于多台机组热负荷经济分配的数学模型,以厂级总耗煤量最低寻优为目标,获得各机组热负荷分配方案,并成功在某装机6台、总容量3320 MW燃煤电厂实现了工程示范应用。结果表明:厂级供热集中智能管控系统可采用流量指令方式在机组安全运行边界内对各机组供热流量进行自动调节;全厂对外供热流量在50~400 t/h之间变化时,厂级供热集中智能管控系统可将供热母管压力控制在设定值的±0.03 MPa以内;通过对总供热负荷智能寻优分配,全厂总煤耗量可降低0.13~3.53 t/h。

聚苯醚绝缘材料热氧老化动力学参数计算方法

聚苯醚是新能源储能和5G通信等产业领域的重要材料。热重动力学参数计算是快速评定聚苯醚热寿命的关键。但热重分析常选用氮气气氛且升温速率较高,导致老化机理发生改变。为此,该文通过慢速升温和空气气氛下的热重实验模拟聚苯醚的实际老化过程。在多个升温速率对应失效温度区间内拟合温度积分数值解修正Doyle系数,对早期热氧降解阶段进行动力学分析、求取活化能,并推估该阶段反应机理函数以计算指前因子。结果表明,该方法求解活化能的精度较Flynn-Wall-Ozawa法和ASTM E1641-18法更高,且聚苯醚实际热氧老化可等效为遵循类幂律反应机理函数的单一反应,计算得到的指前因子比假定反应机理的标准方法更加可靠。上述工作为聚合物绝缘的热氧老化动力学参数计算提供了有效的技术方法。

导热油槽式光热发电机组传储热系统运行控制的优化

光热发电作为一种新兴的清洁能源,在降低能源消耗、改善环境污染方面有着重要的意义。本文针对导热油槽式光热发电机组传储热系统运行控制问题,分析了传储热系统工作特性和运行控制方式,提出了控制模式的优化,并对系统常用运行模式的自动控制提出了建模方向和方式,有效提高了系统运行效率和稳定性,实现了太阳能光热发电的高效利用。