相变填充床储热系统研究与应用进展

相变填充床储热系统可实现热能的回收利用以及新能源高效收集,对推进碳中和具有重要意义。针对相变填充床储热系统复杂瞬态性质,本文首先对用于预测系统热性能的数值模型进行了总结。随后面向相变填充床储热系统性能评估,介绍了相变填充床储热系统性能评估方法,指出了[火用]效率分析相比于能量效率分析的优点以及区别。此外,重点总结与分析相变填充床储热系统性能优化方法,表明高径比大于1的圆柱形储罐通常是优选的;根据实际应用场景选择,传热流体一般采用导热油、熔盐、空气;定型复合相变材料更具应用前景。然后介绍了相变填充床储热系统在工业余热回收及高效利用太阳能方面的应用。在文章最后,展望了相变填充床储热系统在储罐设计、储热单元设计、运行策略、高温环境等方面的未来发展,以及相变填充床储热系统的成本效益,为促进相变填充床储热系统的发展和实际应用提供借鉴。

地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。

储热技术研究进展与展望

储热技术在解决可再生能源间歇性问题和提高能源利用效率等方面发挥着重要作用。本文针对储热技术的研究进展,分别从材料、装置、系统、政策干预等方面进行了综述。针对储热材料的性能提升,本文对构建复合型储热材料的配方研究、材料特性的微观模拟研究,及其相关的制备技术进行了总结。此外,随着高温熔融盐储热材料在光热发电系统中的广泛应用,本文对其产生的高温腐蚀行为与腐蚀防护技术进行了概述。储热装置方面,本文重点介绍了板式、填充床式和管壳式储热单元的强化传热方法。储热系统与应用方面,本文对基于相变储热和热管理、热化学储热、液态空气储能的应用研究进行了概述。最后,储热技术的发展离不开适当的政策干预,因此本文对不同国家针对储热技术制定的相关政策进行了报道。

纳米颗粒对二元硝酸盐表面张力和密度的影响

为准确计算纳米熔盐的传热储热能力,利用高温熔融法将SiO_(2)纳米颗粒分散至二元硝酸盐(60%NaNO_(3)-40%KNO_(3))中,制备了5种不同含量SiO_(2)纳米颗粒的纳米熔盐复合材料。基于阿基米德法测量液体密度和拉筒法测量液体表面张力的原理改进实验装置,搭建高温熔盐密度、表面张力实验台。实验对制备的5种纳米熔盐的表面张力和密度进行实验测量,并对实验数据进行拟合,得到5种纳米熔盐密度和表面张力随温度的变化关系,拟合得到纳米熔盐密度和表面张力与温度之间的实验关联式。结果表明,基盐及5种纳米熔盐的密度均随温度的升高而下降,且加入SiO2纳米颗粒后,熔融盐的密度变化不明显。基盐及5种纳米熔盐的表面张力也随温度的升高而下降,且加入SiO2纳米颗粒后,熔融盐的表面张力值均有所增加。提出纳米熔盐形成机理,并对纳米熔盐密度和表面张力改变的原因进行解释。

微波能在钛铁矿选矿中的应用

本文首次将微波能作为一种预处理技术用于钛铁矿的选矿。研究内容包括：微波能在磨矿、磁选和浮选中的应用．钛铁矿和磁铁矿在微波场中被选择性地介电加热至一相当高的温度，而与之共生的硅酸盐等脉石矿物不被迅速加热。这种微波射线对钛铁矿矿石中各矿物的选择性加热导致钛铁矿矿不内部产生强的应力，促进矿石内部矿物相之间的有价粒间裂隙的形成，从而提高了矿石的可磨度，增进了矿物的粒间解高，提高了钛铁矿的磁选分离效率．微波照射预处理同时加速了钛铁矿表面亚铁离子氧化成三份铁离子，加强了油酸根离子在其表面的吸附，从而大幅提高了钛铁矿的浮选回收率．

钛铁矿活化浮选

本文介绍了一种实用的钛铁矿活化浮选方法、Ph（NO3）2用作活化剂．试验用矿石样品来自挪威．结果表明：当Nb（NO2）2用量为60g／t时，钛铁矿浮选回收率由65％提高至83％。精矿含TiO236.6％矿物表面电位调查表明：铅离子选择性地吸附于钛铁矿的Helmholtz层，加强了油酸根离子在钛铁矿铁矿表面的吸附．Pb（NO3）2不能活化石英等硅酸盐矿物．

矿物基化学吸附储热技术的研究进展

化学吸附储热技术近年来在太阳能利用和中低温余热领域得到了广泛关注,与传统的显热储热和相变储热技术相比具有储热密度高、储热损失小、可实现冷热双储等优点,然而其传质传热问题和液解问题导致的吸附性能和循环稳定性能的降低限制了其规模化应用。本文综述了利用矿物基多孔结构材料对化学吸附材料进行封装的方法以解决上述问题,总结了近年来石墨、蛭石等不同矿物基化学吸附储热材料的特点及其在化学吸附系统中的应用,主要介绍了矿物基化学吸附材料的两种体系(无机盐-水体系和氯盐-氨体系)的传质传热、化学吸附热等性能,并进一步指出了矿物基化学吸附储热技术未来的发展趋势,提出开发新型矿物基复合材料和优化化学吸附系统是未来的研究热点。

热化学储热反应器内水合盐物性调控及传热传质优化研究进展

水合盐热化学储热具有材料储热密度高、热损失小、适合季节性存储等优点,与可再生能源相结合是保障清洁供热、实现供热碳中和的有效措施之一。反应器是水合盐热化学储热的关键部件,直接影响系统的效率和可靠性。然而目前反应器因材料配方和结构设计不合理,存在热功率低、材料循环稳定性差、装置使用寿命短等缺点。本文针对反应器性能优化,从水合盐物性调控和水合盐-湿空气传热传质机理两个方面进行了综述。与现有综述不同,首次对新型金属有机框架材料(MOF)在水合盐热化学储热领域的研究现状进行了介绍,调研结果表明相比传统骨架材料,MOF作为骨架的复合水合盐材料的性能更加优越。还总结了反应器内水合盐-湿空气传热传质机理、数学模型以及相关实验研究及性能优化。基于以上分析结果,指出了未来研究的工作重点,即高性能复合水合盐材料的开发、反应器微纳尺度的传热传质研究以及反应器结构优化,这对提高反应器内热质传递速率、改善稳定性等具有重要意义。

基于相变蓄冷技术的冷链集装箱性能研究

针对传统机械式冷藏集装箱能耗高、污染大、内部温湿度波动大的问题,本文研究开发了一种基于相变蓄冷的冷链集装箱技术,并研制和应用了一款40英尺蓄冷式保温集装箱。通过在蓄冷箱内安装10块蓄冷板,并利用蓄冷板内相变材料固-液相变时的吸热特性,实现为蓄冷箱内降温保冷的目的。通过独立的充冷装备,研究了蓄冷箱的充冷情况。在动态运输条件下,通过对箱内温度和湿度的测量和分析,得出蓄冷箱保冷时长及期间温湿度变化规律。研究发现,蓄冷箱的充冷时长为6小时,保冷时间长,内部相对湿度保持在85%~95%,相比传统机械式冷藏集装箱,运行能耗成本可节约61.9%,投资回报周期为0.58年。较高的相对湿度和较长的保冷时间,加之能耗成本方面的优势,体现了蓄冷箱在冷链,特别是针对果蔬等常温保鲜货物的冷链运输方面有极大的应用前景。

基于热化学反应的硅胶非等温动力学计算及储热性能分析

热化学储热具有储能密度大、循环性能好、储存时间长且热损失小等优点,在提高能源利用率、减少碳排放方面具有广阔的前景。在大规模系统流程应用前,通过实验检测、动力学计算、数值模拟仿真等手段对储热材料进行适用性判断具有重要意义。本文以硅胶为例,使用核磁共振仪检测其储热前后内部水结合形式及其含量的变化,进而计算确定了硅胶储热过程中的热化学反应方程式。根据热重分析仪(TGA)实验数据,对硅胶热分解反应进行了非等温动力学计算,得到其反应活化能为66.75 kJ/mol,且随着反应进程的推进,硅胶脱水反应整体呈活化能减小态势,其最概然机理函数为三维扩散模型,水蒸气在气固反应界面的三维扩散速率是影响总反应速率的关键。由差示扫描量热仪(DSC)实验得出,硅胶在100℃左右吸热速率达到顶峰,约为0.87 kW/kg,储热密度为1030.89 k J/kg。使用计算所得动力学参数在Fluent软件中对反应器内储热过程进行了模拟,采用Pearson相关系数作为实验与数值模拟结果的相关性评价指标,结果表明数值模拟预测值与实验值具有良好的一致性。

CHP发动机用不同压缩比的生物甲烷和引燃燃料的双燃料试验(英文)

使用生物甲烷作为气体燃料,使用加热油和各种生物燃料作为引燃燃料,测试了来自相同柴油机的两种不同的双燃料配置.结果表明,相比压缩比为19∶1的"柔性双燃料模式",压缩比为16∶1的"引燃模式"有更高的生物甲烷比率,在小载荷下电效率值较低,在中载荷下两者相同,在高负载时电效率值较高.该两种模式均可实现超过42%的电效率及大约1的功率系数,这证明了所研究的CHP发动机台架具有良好的热效率与电效率.

稀有金属铍的性能研究进展

稀有金属铍因其优异性能,在高能物理、核能、航空航天、光学系统、惯性导航系统、商业领域等有着不可替代的重要作用。本文综述了铍的物理、化学、力学、核和腐蚀性能。铍是熔点最高的轻金属,具有密度低、弹性模量高、对红外线反射率高等优异的物理性能;Be^(2+)是已知电荷密度最高的金属阳离子,铍室温条件下能与氧反应并在其表面生成具有保护作用的氧化膜;铍室温下脆性较大,延伸率较低,拉伸瞬间断裂,无颈缩,断口表现为解理特征,拉伸和压缩性能具有明显不对称性,且微屈服强度高,尺寸稳定性好,铍内部结构、缺陷浓度和分布、试验速率、温度、辐照条件等因素对其力学性能有重要影响;铍原子质量小、中子俘获截面小而散射截面大,可降低中子速度和能量,快中子会对铍造成辐照损伤,并在其内部产生氦、氚、氢等气体;铍在干燥大气中有较好的抗腐蚀性能,但电位极低的铍在含有水汽的环境中极易成为阳极而产生点蚀,随着铍在高能物理中的进一步应用,其辐照后的腐蚀性能逐渐被关注。本文有助于科研人员对铍性能的优异性与局限性进行全面认识,以便制备综合性能更加优异的铍材,使其在更多重要领域发挥重要作用。

γ预辐照对管流冲刷条件下铍在EDM-1中腐蚀性能的影响

构建管流式冲刷腐蚀实验装置研究γ预辐照对铍在一号电火花加工油(EDM-1)中腐蚀性能的影响,研究铍试样质量变化,进行表面形貌及成分分析.结果表明,铍在EDM-1管流冲刷条件下受冲刷腐蚀和化学腐蚀的共同作用,前者主要受试样表面形态影响,后者主要受γ预辐照剂量、杂质元素、EDM-1中含硫有机物等的影响.辐照前后,试样质量均呈现先减小、后增大、再减小趋势,腐蚀速率基本随辐照剂量的升高而增大.γ预辐照促进了铍试样在EDM-1中点蚀核和蚀孔的产生,腐蚀2880 h后,未接受预辐照试样仅产生较为明显点蚀核,而接受200和100 k Gy预辐照试样中的部分点蚀核发展成为蚀孔,前者直径约为后者2倍.点蚀核和蚀孔区域出现Al、Si、Fe、Cr、Ti等杂质元素及S元素,杂质元素为诱导产生点蚀的重要因素,含S有机物发生化学反应分别生成物理吸附和化学吸附于蚀孔内部的SO2和SOx,促进蚀孔的形成及扩展.