艾奇逊石墨化炉炉温分布特性的仿真研究

在分析炉内电热特性的基础上,采用C#程序语言建立了通用的石墨化炉热-电耦合数学模型软件,通过大规模的数值模拟计算,研究操作参数对石墨化炉内温度分布和演变的影响。仿真结果表明,选取合适的焙烧品放置位置和堆垛数能确保焙烧品温度均匀,提高整个炉子的成品率。其次,递减的供压曲线使得焙烧品温度更高更均匀。

低温液空储能流程模拟及优化

随着能源转型的加快推进,接入高比例可再生能源已成为电网发展的必然趋势。为了更好地利用太阳能、风能等新能源所产生的间歇性电力,研发不同的储能系统具有重要意义。本文使用Aspen Plus模拟了海兰德与朗肯混合循环,其循环效率达到64.5%。为了进一步提升流程性能,针对朗肯子循环和海兰德子循环进行了热分析和分析。结果表明,损失较大的模块是热交换器,朗肯子循环和海兰德子循环中热交换器的损失分别占到了总损失的13.1%和61.8%,提升低温液空混合循环的关键在于提高热交换效率。

低谷电储能冷热双供系统分析

为有效缓解中国电力峰谷差逐年拉大的趋势,提出低谷电蓄能冷热双供系统进行居民冬季供热和夏季制冷。从夏季与冬季的电网平均用电负荷率分析,当北京市集中供热面积的10%采用冷热双供系统后,夏季电网平均用电负荷率可由80.56%提高至100%,冬季电网平均用电负荷率可由83.10%提高至90%。

低谷电蓄能供暖系统分析与应用

电采暖作为集中供暖的补充方式,可用于建筑物独立采暖,具有污染少,设备占地空间小、方便易调节的特点。基于电蓄能的按需供暖策略,本文开发了一套低谷电蓄能供暖控制系统,可实现夜间蓄热、白天供热与补热。该系统在800m2示范场地的运行数据显示,与集中供暖相比,节省用户供暖费用88.12%,减少温室气体排放64.89%。

焊接数值模拟中热源的选用原则

热源模型是焊接过程数值模拟的基础,其选择直接影响模拟结果的准确性。综述了焊接数值模拟热源模型的研究进展,着重分析了Rosenthal-Rykalin热源、平面高斯热源、双椭圆热源、均匀体热源、半球状热源、旋转高斯体热源、双椭球热源和组合热源的应用现状,最后总结了热源模型的选用原则。最后指出,建立更精确的三维热源模型,从而分析焊接熔池的熔化与凝固过程,已成为焊接数值模拟热源模型的发展方向。

微生物燃料电池处理丙酮和氨氮废水及同步产电性能

利用阴离子交换膜作为分隔膜构建了生物阴极微生物燃料电池(MFC),通过硝化反硝化过程去除氨氮、降解丙酮同时产电。考察了丙酮质量浓度对MFC产电性能及氨氮(质量浓度200mg/L)和化学需氧量去除率的影响,采用高通量测序技术分析了阳极及阴极微生物群落结构。结果表明,在丙酮质量浓度为50~700mg/L范围内,丙酮的去除率均在96%以上;当丙酮质量浓度>300mg/L时,氨氮的去除开始受到抑制,氨氮最高去除率为73.7%,且丙酮质量浓度为300mg/L时,对应的MFC的产电性能最佳,最高输出功率密度可达49.7 mW/m^(2)。从门级分类上看,阳极中的优势微生物群落主要为变形菌,拟杆菌门及厚壁菌门;阴极上的优势微生物群落为拟杆菌门、放线菌门、变形菌门及酸杆菌门。从属级分类上看,阳极主要的优势菌种为Comamonas、Acetoanaerobium、Stenotrophomonas。阴极主要的优势菌种为Rhodococcus、Aridibacter、Thauera、Ignavibacterium。

列管式相变储能换热器强化换热的数值研究

在考虑自然对流的情况下,利用FLUENT软件研究了进口工况、模型结构、相变材料物性及相变材料组合对列管式相变储能换热器储热换热性能的影响。结果表明:在进口功率一定的条件下,提高进口温度或进口速度对强化换热效果影响不大;管内添加翅片及提高相变材料导热系数对强化换热较为显著,最佳的翅片结构较光管结构的完全熔化时间缩短了30.7%,但在一定程度上削弱了自然对流的作用;对于管列数较多的情况,使用相变材料组合是一种有效的强化换热方式.

热源移动方式对熔池元素分布的影响

本文对比了匀速(V1)、先匀加速后匀减速(V2)、三角函数(V3)、先匀加速再匀速后匀减速(V4)等四种不同焊炬移动方式下的熔池内部传热传质和元素分布的规律,结果表明:V1方式下的熔池的形状比较规则,而其他三种情况的熔池形状不规则。焊炬移动方式对不同元素在熔池内的分布的影响不同,以Mn元素为例,V1方式的熔池元素含量的最大偏差为1.79%;V2的元素含量在熔池和母材交界处会有一些波动,熔池内Mn元素含量差异最大为5.61%;V3方式下,元素含量波动较为剧烈,Mn元素含量差异最大达到13.23%;V4方式下,熔池内元素分布呈单峰或单谷,在熔池内部元素含量并不均匀。焊炬移动方式对熔池与母材中元素含量的差异也有较大影响,对比四种不同移动方式下的C元素分布发现:V1方式下,整个熔池区域的C元素含量比母材中C元素含量高8.43%,而V2、V3、V4方式下,则分别比母材中C含量高16.40%、12.25%和25.00%。由此可见,V1方式下,熔池内元素含量与母材元素含量相差最小,元素分布更为均匀,焊接性能更加良好。