基于自供电的低功耗电力设备监测系统设计与分析

针对智能化电网的需求以及电力设备温度监测节点的电源问题,研发基于自供电的低功耗电力设备监测系统。利用热电转换模块将热能直接转换成电能,基于FEH710热电管理芯片设计能量管理电路为节点提供稳定电能,节点由温度传感器DS18B20、低功耗单片机STC15W4K32S4、无线射频芯片nRF24L01P组成,电路采用低功耗设计,在程序和电路上对系统进行低功耗处理。实验结果表明,正常工作情况下节点的功耗为115.50 mW;热端温度为60℃时,能量管理电路可输出183.26 mW功耗,满足节点的电能需求,并可以将多余的电量进行储存。该系统能够为变压器的安全运行提供技术保障,推动电力设备的数字化发展。

一种新型环路重力热管的数值模拟和性能优化

研究了一种新型的环路重力热管(LGHP),并提出一种基于VOF方法的简化两相流数值模型,能够有效地模拟热管蒸发器内部气泡的产生和干涸区的位置,从而研究蒸发器内部工质的流动特性。在数值模拟的基础上改进了蒸发器的流道结构,以延缓水平放置时蒸发器干涸区的出现。通过实验验证发现改进后蒸发器的传热性能得到了很大的提高,蒸发器中制冷剂的液相积存量得以提升,使其极限热通量(CHF)提高到140 kW/m2(加热功率2000.7 W),为改进前CHF的两倍。证明该简化模型在模拟干涸区位置方面具有准确性,可以为进一步的设计和改进平板蒸发器流道结构提供参考。

改性水滑石对城市生活垃圾燃烧的脱氯研究

城市生活垃圾(MSW)分别与Mg-AL水滑石(LDH)和改性LDH混合,在管式炉中燃烧。利用热重分析仪(TGA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究改性LDH对MSW的燃烧行为的影响,用扫描电镜(SEM)分析不同燃烧阶段燃烧产物的表面形貌。结果表明,随着温度的升高,改性LDH的脱氯率呈先上升后下降趋势,在700℃时达到最大值。与MSW和LDH的共混物相比,MSW和改性LDH的共混物的燃烧特性和着火稳定性较差,但是在相同条件下改性LDH的脱氯率远远高于LDH,更适合用作脱氯剂。考虑脱氯率、综合燃烧特性、着火稳定性、经济性、脱氯剂利用率等,改性LDH的适宜比例为30%~40%。

探究CO_(2)催化重整中镍基催化剂的抗积碳性

在焦油的CO_(2)重整过程中,使用铁掺杂来增加单金属镍基催化剂的抗焦炭性。研究了单金属Ni/ZrO_(2)和双金属Ni-Fe/ZrO_(2)催化剂在甲苯二氧化碳重整反应中的催化活性和抗结焦性。结果表明,添加铁后对重整反应的促进作用是镍铁合金中镍和铁之间的相互作用的原因。同时,铁掺杂后,镍基催化剂表面上的焦炭沉积也被抑制,Ni-Fe/ZrO_(2)上的焦炭沉积(5.48%)低于Ni/ZrO_(2)上的焦炭沉积(27.54%)。通过在焦油的CO_(2)重整过程中向镍基催化剂中添加铁,可以提高抗积碳性能和稳定性,使得催化剂能够更好地应用于焦油去除过程。

大型城市生活垃圾焚烧炉结构改造的数值模拟研究

研究利用Flic和Fluent耦合计算,进而准确有效预测某900 t/d焚烧炉内的温度分布。改造前的数值模拟结果表明,炉膛壁面严重的高温腐蚀的原因主要是二次风口位置不合理和炉排速度不合适。利用计算流体力学(CFD)进行一系列的数值模拟实验,研究炉排速度和堆料厚度、折焰角是否布置、二次风管的排列方式、前后拱二次风和烟道二次风风口位置对于炉膛燃烧过程的影响。结果表明:合适的炉排速度和加装折焰角可以改进炉膛底部的燃烧情况;二次风管采用切圆布置方式可以强化对于高温烟气的约束作用,减少壁面高温腐蚀;前后拱二次风可以加强炉拱区的扰动减少积灰;烟道二次风风口优化调整后,可以加强气流扰动,提高燃料的燃尽率。

900 t/d高热值生活垃圾焚烧炉炉体结构的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,针对某台900 t/d高热值垃圾焚烧炉,研究前后拱角度、烟道位置对炉内燃烧过程、温度场、速度场、烟气主要组分分布及污染物排放特性的影响。结果表明:适当降低前拱角度有利于气流扰动和混合,强化传热和提高燃料燃尽率,提高后拱角度有利于增加烟气停留时间,促使热解后的可燃气体燃烧充分,提高热效率。前拱角度为21°,后拱角度为35°时炉内获得最佳的流场分布。烟道上移将增大炉膛容积,降低容积热负荷,出口烟气温度降低。烟道下移,炉膛容积减小,烟气在炉膛内的停留时间降低,烟道温度升高。烟道左右偏移容易造成温度场分布不均、水冷壁高温腐蚀等现象。从烟道模型中得到了最佳气流分布场和低的排放值。

大容量高热值垃圾焚烧炉炉内流场的模拟研究

为优化大容量高热值垃圾焚烧炉的燃烧工况,利用数值模拟手段对不同炉膛结构下的焚烧炉内部流场进行对比分析。结果表明,烟道位置对焚烧炉内的流场分布具有明显影响,烟道入口的最佳位置为垃圾料层燃烧段的上方;前拱二次风会在烟道入口处形成涡流,涡流随后拱倾斜角的增大而增长;前拱对气相燃烧的影响大于后拱;当前拱倾斜角为21°、后拱倾斜角为35°时,炉内挥发分燃烧的效率较高,流场分布较为理想。

SnCl_(2)敏化的TiO_(2)表面对PbI_(2)粒子的诱导吸附

近年来,钙钛矿电池因其性能高、造价低且柔性好的优点而获得了极大的关注和发展,但其薄膜制备工艺还不够成熟.本工作主要关注两步法沉积钙钛矿时Pb I_(2)晶种层的沉积.受银镜反应中Sn Cl_(2)敏化思想的启发,本工作提出采用Sn Cl_(2)敏化层来增加Pb I_(2)粒子在TiO_(2)基底上的吸附能力.为验证其可行性,首先通过分子动力学模拟Sn Cl_(2)敏化的TiO_(2)表面对Pb I_(2)粒子的诱导吸附,分析了Sn Cl_(2)、Pb I_(2)、TiO_(2)三者的相互结合能.模拟结果表明,SnCl_(2)与TiO_(2)及Pb I_(2)粒子都有较大的结合能,因此可以很好地提高Pb I_(2)粒子在TiO_(2)基底上的吸附能力.最后,通过Pb I_(2)的溶液沉积实验和表征也验证了SnCl_(2)敏化层对PbI_(2)薄膜沉积质量具有较好的改善作用.

900t/d高热值垃圾焚烧炉污泥掺烧数值模拟

本文针对某台900 t/d高热值垃圾焚烧炉焚烧城市生活垃圾和掺烧生活污泥进行了数值模拟,研究了掺烧污泥含量、污泥含水率对炉内燃烧、流场及烟气主要组分分布及污染物排放特性的影响。结果表明:在相同工况下燃烧城市生活垃圾,烟气温度和污染物浓度的模拟结果与现场数据相符合。随着污泥掺烧量的增加,炉排固相燃烧过程延迟,水分蒸发速率增大,温度下降,挥发分析出速率降低约70 kg/(m^2·h),焦炭燃烧速率下降约10 kg/(m^2·h),污染物NO_x排放增加50.98 mg/m^3。随着污泥含水率的增加,温度降低约25 K,污染物NO_x排放降低.掺烧污泥对炉内速度矢量场影响较小。该数值模拟结果可为垃圾焚烧发电厂提供掺烧污泥的可行性建议与掺烧方案。