光催化去除室内污染物HCHO的实验研究

为了模拟光催化净化器去除室内污染物的最佳条件,搭建了光催化污染物HCHO去除循环实验台,利用浸渍涂膜法分别以活性炭颗粒及活性炭网为载体制备纳米TiO_2催化剂膜,通过实验对其光催化性能进行分析.实验结果表明,在HCHO浓度较高时,2种催化剂膜对HCHO的光催化去除随流速的增加表现为从传质控制过程向光催化控制过程过渡,且以活性炭网为载体的催化剂膜对HCHO的去除效率大于以活性炭颗粒为载体的催化剂膜;而在HCHO浓度较低时,由于HCHO驻留时间的影响,2种催化剂膜对HCHO的去除随流速增加而降低.

U型管地下换热系统非稳态传热数值模拟

地下换热器是地源热泵系统重要的组成部分,单U型管是当前广泛使用的地下换热器形式。本文建立了单U型管地下换热器的真实尺寸三维数值模型,通过模拟结果同试验实测数据的对比,验证了模型的正确性。本文随后对单U型管地下换热器在冬季工况下连续运行和间歇运行的换热率进行了数值计算,得出了换热率随时间变化的规律。本文还对连续运行工况下U型管作用半径随时间变化的规律进行了研究。本文得出的结果可以用来指导地源热泵工程的设计。

混合氯化熔融盐的腐蚀性实验

混合氯化盐是一种非常有前途的高温传热蓄热介质。为了确定混合氯化盐传热蓄热系统适用的金属材料,本文对2520、304、321和316L四种常用不锈钢在混合氯化盐中的腐蚀情况进行了实验研究,并与混合硝酸盐的腐蚀特性进行了对比。结果表明,混合氯化熔盐比混合硝酸盐对四种不锈钢的腐蚀性要大几十倍,混合氯化盐对四种不锈钢腐蚀速率从大到小依次为316L、304、321和2520。

新型太阳能吸附制冷系统性能实验研究

采用新型吸附床结构建立一套太阳能固体吸附式制冷系统, 利用ZSM-5沸石分子筛-水作为工质对进行空调应用领域吸附脱附制冷性能研究. 通过实验测得吸附床内温度可达130℃, 与太阳辐照度有密切的关联, 床内沿轴线有温差分布, 周向温度分布均匀. 吸附过程沿制冷剂进口方向有时滞后, 吸附床温度对吸附过程有影响, 实验系统COP变化范围为0. 02～0. 05之间.

应用锥型聚光器的光导管系统采光性能的实验与分析

设计了一种带有锥型聚光器的光导管照明系统,并对其进行了采光性能实验,通过测量3种典型天气状况下3个系统的采光性能,得到光通量变化和照度分布的曲线,并同原光导管夏季的试验结果进行比较,得出了该系统的照明效果明显优于原系统的结论.

基于真空镀膜技术的薄膜热传感器实验

采用真空蒸发镀膜技术设计制作了以云母为基片的薄膜热传感器,传感器包括一个用于热流测量的热电堆和一个用于温度测量的热电偶。综合测试发现:云母基片薄膜热传感器性能良好。封装后,薄膜热电偶的静态标定拟合直线相关系数均可以达到0.999。薄膜热流计的静态标定拟合直线的相关系数为0.99439,测头系数为8.78886W/(m^2·μV),灵敏度为0.11378μV/(W/m^2)。薄膜热电偶的动态响应时间是0.446s且具有良好的复现性。随着加载热流的增大,薄膜热流计的动态响应时间变大,阶跃热流值为600W/m2时响应时间为0.483s。

微小通道内气体突扩阻力特性的实验研究

采用缝隙测压方法,测量了内径从0.245 mm到0.850 mm的三种不同面积比的微通道内氮气和氦气突扩时的局部阻力损失。结果表明,两种气体的局部阻力系数不同。在层流阶段,微通道内的两种气体突扩阻力系数都要高于常规管的值,氦气的突扩阻力系数还高于氮气的阻力系数。而在湍流阶段,由于气体的可压缩性,突扩阻力系数随雷诺数的增大而增大。而且通道面积比越小,突扩阻力系数增加的幅度越大。

菲涅耳太阳能聚光系统跟踪倾角的矢量算法

提出了线性菲涅耳反射装置中太阳跟踪倾角的计算方法。该聚光装置中每一个反射镜面(简称镜元)需实时跟踪太阳,使太阳入射光反射至固定位置的线性吸热器上。但是,从目前的太阳位置算法中得到的太阳高度角、方位角并不能直接用来控制跟踪,必须进行复杂计算,得到每一镜元相应的跟踪倾角,然后控制电机使其旋转至相应位置。通过将太阳矢量适当分解,简化计算得到适合于菲涅耳太阳能聚光装置反射定位的旋转倾角并经实验验证。

不同加热功率条件下钠钾合金热管启动和传热性能

以钠钾合金(NaK-55)为工质进行实验,分别在800、1 000、1 200、1 400、1 600W的加热功率条件下对钠钾合金热管的启动和传热性能进行研究。实验结果表明:在800～1 600W加热功率范围内,在冷却水冷却条件下,该钠钾合金热管可以完全启动并进入稳定工作状态。随着加热功率的提高,热管外壁面温度整体略有增加,冷凝段启动时间缩短,钠钾合金热管的当量传热系数、蒸发区表面传热系数、冷凝区表面传热系数随加热功率的提高成线性增加。

线性菲涅耳不同镜场光学性能比较

首先通过矢量分析,得到线性菲涅耳(LFR)东西场镜场中任意矩形镜元的入射角、反射矢量、跟踪倾角计算公式,然后利用南北场的相关公式,对这两种不同的LFR镜场分布的末端损失、大气衰减、余弦系数等光学效率进行分析比较,针对不同应用,找出合理的镜场分布方式,为LFR系统的大规模应用提供重要的参考与指导。

新型低熔点混合熔盐的开发和热物性测定

以二元混合硝酸盐Solar Salt质量分数为(60%Na NO3+40%KNO3)为基础,通过改变质量比例和添加新型添加剂,得到一系列四元低熔点混合熔盐,并通过实验测量得到该混合熔盐的熔点、初晶点、分解温度、潜热、比热容等物性参数。结果表明:优选熔盐样品熔点均低于150℃,分解温度均在650℃以上。相比Solar Salt(220℃,600℃)有一定的优化和提高。另外,熔盐自身物性特点和仪器的选择会对热稳定性的实验测定结果造成一定影响。

新型低熔点熔盐黏度的实验研究

熔盐因其具有广泛的使用温度范围,低蒸气压,大热容量,低黏度,良好的稳定性,低成本等诸多特性已成为聚光太阳能热发电中颇有潜力的传热蓄热介质。准确的熔盐热物性对于太阳能发电过程中介质的传热蓄热性能有重要影响。其中熔盐黏度作为重要的热物性之一,对于提高传热效率和降低流动阻力具有决定作用。本文利用研制的高温黏度测量仪对水和HITEC盐的黏度温度特性进行了实验研究,实验结果与文献数据具有较好的一致性,证明了该高温熔盐黏度仪的可靠性。为了降低混合熔盐的熔点,改进其热物性能,本文对Solar Salt进行改性研究,得到两种新型低熔点混合熔盐,并测定得到了黏度温度特性曲线。结果表明,改性后的高温熔融盐黏度有所降低,有利于降低太阳能热发电熔盐传热管路系统的阻力和成本。

线性菲涅耳聚光系统无遮挡镜场布置的矢量分析法

利用矢量分析,得到线性菲涅耳反射装置任一镜元的入射角、反射矢量、跟踪倾角计算公式。通过坐标变换,得到适合于阴影与遮挡计算的坐标系并计算出障碍镜元在被遮挡镜元所在平面上的阴影坐标,通过对阴影坐标的分析,给出镜元之间无阴影与遮挡的最小间距并经实验验证,分析了具体算例情况下的镜元间距。

日子数在太阳位置计算中的应用

介绍并比较了几种太阳能利用中广泛应用的太阳位置算法,并总结在具体应用中其主要变量日子数的具体算法,不同的太阳位置算法使用合适的日子数算法能提高计算结果的精度。计算结果表明,使用正确的日子数算法,其算法精度至少可提高30%,若将Bourges的赤纬角算法与Lamm的时差算法相结合,其太阳高度角、方位角计算误差均在0.02°以内。

被动式燃料电池动态性能传质影响实验研究

自行研制了可在任意角度下工作的小型被动式直接甲醇燃料电池。对被动式燃料电池在不同电流负载变化情况下的输出电压动态响应开展了实验研究工作。实验结果表明,在加载电流的时候,阳极甲醇溶液浓度为9 mol/L时燃料电池的输出电压明显高于溶液浓度为5 mol/L时的,而且变化比较平稳。在卸载电流以及低电流密度时,阳极燃料浓度为5mol/L的电压高于浓度为9 mol/L时的。放电电流密度越高,低浓度时的放电电压越不稳定。从被动式燃料电池内部传质过程与电化学反应耦合的角度对实验结果开展了分析。

TiO_2纳米管阵列电极的制备及其光电特性

采用声电化学阳极氧化法，以H，P04／NaF水溶液为电解液，在20V直流电压下氧化钛箔制得TiO2纳米管阵列，其管径约为100nm，壁厚15～20nm，管长随氧化时间的增长先增加后减小．所制TiO2纳米管阵列电极在空气中经500℃煅烧后，以高压汞灯为光源，测得其光电压和平均光电流密度随制备样品的氧化时间的增长而减小，且光电压降低程度要小于平均光电流密度降低的程度．通过伏安曲线和Mott—Schottky图分析还可知，所制样品的电荷转移能力和电荷载流子密度随阳极氧化时间的增长而减小．这是由于以H3PO4／NaF水溶液为电解液，超声场长时间加速传质过程的同时会引起管状结构的断裂和部分脱落。从而使得电荷转移阻力增大而影响了光生电荷的传输．

铜离子对PE MFC膜电极性能影响及恢复方法

为了研究铜离子对质子交换膜燃料电池膜电极组件性能的影响并提出相应的恢复方法,采用X射线衍射分析法检测了金属极板腐蚀后附着在膜电极表面的污染物成分,并采用稀H2SO4溶液沸腾的方法去除污染物并恢复膜电极性能.结果表明,金属极板的防腐层存在缺陷时,极板在缺陷处被腐蚀,并且金属离子严重影响膜电极的性能.采用c=0.2 mol/L的稀H2SO4沸腾的方法能去除膜电极表面的金属离子并恢复其性能.对于热压三合一的膜电极组件,采用稀硫酸沸腾的方法会破坏碳纸的疏水性,不如分体式膜电极的恢复效果好.

菲涅耳太阳能聚光系统几何矢量分析

提出了线性菲涅耳聚光反射装置中入射角、反射位置、跟踪倾角的矢量计算方法。该聚光装置中每个反射镜面(简称镜元)需实时跟踪太阳,将太阳入射光反射至固定位置的线性吸热器上,每一镜元的入射角、反射位置、跟踪倾角均时刻变化,系统设计时的计算非常复杂。利用目前太阳位置算法中得到的太阳高度角、方位角,通过矢量法,简化计算过程,推导出线性菲涅耳反射装置任一镜元的入射角、反射位置、跟踪倾角公式,便于菲涅耳太阳能聚光装置的分析应用,计算了2009年各月平均日的各量在具体算例情况下的变化。

TiO2介孔分子筛的光催化制氢活性Ⅰ:脱出模板法的影响

采用模板剂导向自组装法以三乙醇胺为模板剂合成具有蚯蚓状孔道结构的二氧化钛介孔分子筛。通过研究不同脱除模板剂的方法,造成催化剂的织构特性发生改变,同时用XRD和BET比表面测定,高分辨透射电镜(TEM),紫外漫反射吸收光谱(UV-DRS)等手段对催化剂进行了表征,并以草酸为牺牲剂的光催化制氢反应为模型,探讨了其晶相改变对催化剂活性的影响。

太阳能聚光热发电系统跟踪角的矢量分析

针对太阳能聚光热发电系统中跟踪装置的跟踪角计算方法及相应的涉及几何光学的计算公式(如反射光方向、入射角等)均不相同的问题,通过矢量法简化了理论推导过程,给出塔式、槽式、碟式、线性菲涅耳型四种主要的太阳能聚光反射装置的跟踪角、入射角及反射光的矢量计算公式,可为实际工程应用及分析提供必要的理论基础。