CO2跨临界系统在冷藏车上的应用研究

采用CO₂双缸滚动转子压缩机搭建冷藏车用制冷机组，在焓差室内测试车厢温度(T_a)、压缩机频率(f)与排气压力(P_d)对排气温度(T_d)、制冷量(Q₀)和能效比(COP)的影响，分析机组用于冷藏车的可行性，适用的冷藏车类型及最佳运行方式.结果表明：名义工况下，Q₀=1.47 kW,COP=0.91,满足运输用制冷机组标准.在环境温度T_w=30℃,车厢温度T_a=0℃时，机组最大制冷量为Q₀=2.43 kW,因此机组可适用于车厢容积18m³内的D类冷藏车.用于上述冷藏车时，机组最佳运行方式为：预冷工况下，车厢温度T_a>5℃时，采用f=140 Hz,P_d=10 MPa运行；车厢温度T_a≤5℃时，采用f=140 Hz,P_d=9 MPa运行；运输工况下，采用f=80 Hz,P_d<...     

三级复叠式制冷系统性能的模拟研究

对R404A/R23/R14三级复叠制冷系统进行模拟,研究了三级复叠制冷循环中间温度的选取对系统制冷系数的影响,比较了R404A/R23/R14与R404A/R23在重叠温区的制冷系数以及不同制冷剂对三级复叠系统制冷系数的影响。结果表明:R404A/R23/R14复叠式制冷循环存在最佳中间温度,最佳温度下的压缩机压比大致相等;在重叠温区内,R404A/R23的制冷系数高于R404A/R23/R14;R404A/R508B/R14、R404A/R508A/R14更适用于做三级复叠制冷系统的制冷剂。     

不同制冷剂在重力再循环制冷系统中的应用研究

本文基于以往重力再循环制冷系统研究工作基础,使用MATLAB仿真软件建立数学模型,把制冷剂R22、R404A、R717、R410A和R407C用于重力再循环制冷系统,计算不同管径、循环倍率和蒸发温度下再循环蒸发器传热系数和供液压头,比较不同制冷剂在重力再循环制冷系统中的应用效果。结果表明:相同蒸发温度下,再循环蒸发器传热系数变化规律大体为R717>R410A>R22>R404A>R407C;相同循环倍率下,再循环蒸发器的传热系数变化规律为R410A>R717>R22>R404A>R407C;相同蒸发管径下,再循环蒸发器传热系数变化规律为R410A>R717>R22>R404A>R407C,综合考虑,与其他四种制冷剂相比,R717更适用于重力再循环制冷系统。     

R452B应用于空调(热泵)机组的性能研究

对比分析了R452B、R32和R410A应用于空调(热泵)机组理论循环特性,并对R452B在空调(热泵)机组中直接替代R410A的性能进行了试验研究,测试了空调(热泵)机组在不同工况条件下的制冷/热量、功率、性能系数以及压缩机的排气温度等参数.结果 表明:相较于使用R410A而言,机组使用R452B的制冷/热能力、功率...     

制冷剂润滑的径向波箔气体轴承承载特性分析

制冷离心压缩机采用制冷剂作为润滑介质,不仅能保证整个制冷系统无油,而且可以显著提高制冷能效。以离心压缩机中分别采用R410A和R407C润滑的径向波箔动压气体轴承为研究对象,基于有限差分法对定常雷诺方程和气膜厚度方程进行耦合迭代求解,通过数值计算得到了承载力和摩擦力矩随转速、偏心率和名义半径间隙的变化规律。结果表明：工质为R410A和R407C时,承载力和摩擦力矩均随转速和偏心率的增大而增大,随名义半径间隙的增大而减小。偏心率越大,承载力增大的梯度越大。在相同的蒸发温度条件下,工质为R410A时的承载力更大。名义半径间隙较小时,两种工质的承载力相差较大,但随着名义半径间隙的增大,承载力之间的差值逐渐减小。摩擦力矩是压力流和剪切流的共同作用,工质的动力粘度对摩擦力矩有着直接的影响,动力粘度越大,摩擦力矩也越大。     

经济器单级与中冷带负荷双级制冷系统性能分析

建立了R404A单级带经济器制冷系统及R404A双级压缩中冷带负荷制冷系统的热力学模型,研究蒸发温度和冷凝温度的变化对系统的排气温度、制冷剂流量及系统COP的影响。结果表明:在相同工况下,双级压缩系统的排气温度低于带经济器的单级系统,制冷剂流量和COP均高于带经济器的单级系统。在冷凝温度为35℃,冻结物冷藏间蒸发温度为-30℃,冷却物冷藏间蒸发温度为-7℃的设定温度下,双级系统的制冷系数为3. 72,比带经济器的单级系统高12. 28%,比基本单级制冷系统高17. 23%。双级系统运行更为安全可靠,受冷凝温度的影响更小。     

R404A/CO2复叠式制冷系统的熵分析

为了研究R404A/CO₂复叠式制冷系统的性能,对其进行了热力学分析。采用理论计算和熵产最小法分析蒸发温度T_e、冷凝温度T_k、冷凝蒸发器的传热温差△T等参数对该系统的性能、部件及整个系统的熵产的影响。结果表明,给定T_e、T_k和△T时,在最佳低温级冷凝温度下,系统COP取得最大值,系统总熵产取得最小值;高温级节流阀和压缩机、冷凝蒸发器和低温级压缩机的熵产约占总熵产的80%。     

R449A制冷剂应用于压缩冷凝机组的性能研究

R449A是一种HFO类非共沸混合制冷剂,物性参数与R404A接近、但GWP值大幅减小。选择R449A作为原R404A压缩冷凝机组的替代制冷剂开展直接替代试验研究,并进行了R449A与原型机用润滑油和辅料的相容性验证。研究结果表明:在对原机组不做任何改动,以吸气侧中点为蒸发温度基准,采用R449A制冷剂的压缩冷凝机组与原R404A机组相比运行性能略有优势,替代潜力较大。     

CO2混合工质冷电联合循环非设计最佳运行组分研究

本文针对耦合在冷藏车上的CO₂混合工质冷电联合循环系统，对其道路运行时的非设计性能进行分析。首先，根据道路运行参数，对内燃机的工况变化区间进行了归类划分；随后，依次建立了稳态设计模型和非设计计算模型。计算结果显示，对于整个道路工况下不同的发动机运行工况，最佳的混合工质CO₂充注比例不同；另一方面，对于整个道路运行工况下的综合性能表现，考虑非设计运行与只考虑稳态设计的系统最优混合工质CO₂充注比例相近。     

采用自然工质的冰场制冷系统性能分析

制冷系统在冰场建筑节能与环保方面有着巨大的潜力。以哈尔滨、北京和广州三城市为例,从热力学性能、运行能耗、经济性以及碳排放四个方面对采用CO₂和NH₃两种自然工质的冰场制冷系统性能进行了分析。结果表明：当室外温度在5℃以下时,CO₂制冷系统的COP高于NH₃制冷系统,双级CO₂系统相对NH₃-CO₂系统和NH₃-CaCl₂系统分别提高12%和25.1%;当室外温度在5—20℃时,CO₂系统和NH₃系统COP相接近;当室外温度高于20℃时,CO₂系统COP相对NH₃系统低46%左右。相对CaCl₂作为载冷剂,CO₂作为载冷剂可减少90%以上的载冷剂泵功。在三个城市的气候条件下,NH₃-CaCl₂系统的初投资最低,NH     

CO2及其碳同位素比值高精度检测研究

改进了一种基于傅里叶变换红外光谱法测量CO₂气体的装置, 改进后的装置能够提高CO₂检测精度, 并能同时测量CO₂碳同位素比值. 研究了温度和压力对CO₂浓度值和CO₂碳同位素比值测量的影响规律. 利用该装置连续测量了标准CO₂气体和环境大气, 对标准CO₂气体测量得到的CO₂浓度值及其碳同位素比值进行温度和压力影响修正, 获得了较好的精度和准确度. 关键词： 光谱学 同位素比值 傅里叶变换红外光谱 二氧化碳     

TDLAS直接吸收法测量CO_2的基线选择方法

本文基于可调谐半导体激光吸收谱线(TDLAS)技术的直接吸收测量,选用中心工作波长为1 580 nm的DFB激光器,在室温及大气常压条件下检测了模拟烟气中的CO_2浓度;采用去峰拟合法和纯N2线拟合法获得基线后反算出了CO_2的浓度,并将反算结果进行了对比。结果表明:采用纯N2线拟合法反算出的浓度的最大相对误差为2.64%,均方值为1.69%;采用去拟合法反算出的浓度的最大相对误差为9.81%,均方值为7.81%。以纯N2吸收谱线作基线的纯N2线拟合方法反算出的浓度的准确度较高,可以为CO_2浓度测量的基线选择提供参考。     

The stability of SiC coating and SiO2/SiC multilayer on the surface of graphite for HTGRs at normal service condition

The stability of SiC coating in helium with a low concentration of O₂, CO₂, and H₂O is a key factor for their application in improvement of oxidation resistance of graphite for high temperature gas-cooled reactors (HTGRs). Through thermodynamic analysis, it is found that the influence factor controlling the critical temperature of passive oxidation for SiC is partial pressure of active gas in helium; the critical temperature of passive oxidation for SiC increases with the partial pressure of O₂, CO₂, and H₂O, SiC is prone to undergo active oxidation in He–CO₂ and He–H₂O system. SiO₂/SiC multilayer coating can improve the oxidation resistance of graphite at higher temperature than SiC coating does under normal operation condition for HTGRs.     

载体结构对固态胺吸收CO2性能的影响

利用六种孔结构不同的商业无定形硅胶制备了不同四乙烯五胺（TEPA）担载量的固态胺吸收剂。吸收剂的微观结构通过BET和SEM测试;并在TGA反应器中,考察固态胺在30～80℃,CO2体积分数为1%～100%范围内的吸收性能。实验表明,固态胺吸收CO₂性能与温度、CO₂浓度以及载体结构有密切的联系。固态胺适合在低温（30～60℃）低CO₂浓度下（约10%）进行CO₂分离。载体结构通过影响最优担载量,从而影响固态胺吸收性能,孔容和孔径分别在1.211 cm³/g和13 nm附近的载体在担载量为45%时拥有最好的吸收能力（2.87 mmol/g）。     

Na2CO3的高压拉曼光谱研究

碳酸盐是碳在地球内部的重要载体之一,其在地幔高温高压条件下的晶体化学是理解地球深部碳的赋存状态和循环过程的关键,而结构稳定性和相变是晶体化学最基本的研究内容。碳酸钠（Na₂CO₃）是一种常见的碱性碳酸盐矿物,在产自地幔过渡带-下地幔的金刚石中已发现含钠的碳酸盐矿物包裹体,这成为碳酸钠能够俯冲进入地幔深部的直接矿物学证据。前人利用拉曼光谱技术研究了Na₂CO₃在常温常压下的晶格振动模式,但其在高压下的稳定性和结构变化却鲜有报道。利用金刚石压腔装置结合先进的共聚焦拉曼光谱技术,以硅油作为传压介质,在准静水压力条件下,在0.001～27.53 GPa压力区间对Na₂CO₃粉末在600~1 200 cm-1波段的振动特征进行了细致地分析。本次实验重点分析了[CO₃]2-基团振动模式在升压和卸压过程中的行为。结果表明,在0.001～11.88 GPa压力范围内,[CO₃]2-基团对称伸缩振动γ₁（1 088.06和1 070.76 cm-1）、反对称伸缩振动γ₃（865.10和797.50 cm-1）和面内弯曲振动γ₄（720.10和696.71 cm-1）都出现了振动峰的分裂。随着压力增加,所有振动峰都向高频率漂移,半高宽也逐渐增加。在13.40 GPa时,Na₂CO₃发生结构相变,具体表现为690.08 cm-1处出现1条新的拉曼峰,并且随着压力升高该峰的强度逐渐增大。同时反对称伸缩振动峰γ₃以及面内弯曲振动峰γ₄的强度持续减弱,半高宽也继续变大。这些现象表明Na₂CO₃结构相变源于[CO₃]2-内部晶格变化。当压力卸载到4.18 GPa时,[CO₃]2-的振动模式与常温常压下的完全吻合,相变出现的新峰也已经消失,表明该相变是由[CO₃]2-基团畸变引起的并且具有可逆性。继续升压至27.53 GPa,拉曼光谱继续蓝移,Na₂CO₃的拉曼谱线再没有变化,说明高压相在这一压强范围内保持稳定。在整个加压过程中,反对称伸缩振动γ₃和面内弯曲振动γ₄处的拉曼峰出现强度减弱现象。同时也计算了各个峰频率对压力的依赖系数dγ/dP,结果显示[CO₃]2-基团内各个振动模式对压力的响应是不同的,这很可能与Ｃ-Ｏ键的键长有关。最后,对比发现,对称伸缩振动γ₁峰的强度比反对称伸缩振动γ₃和面内弯曲振动γ₄峰的强度大,并且[CO₃]2-基团对称伸缩振动γ₁受压力影响相对较小,可以用来区别不同种类的碳酸盐矿物。     

R404A和R507A在双级制冷系统中的应用分析

对R404A、R507A、R22和R502在一次节流中间不完全冷却双级压缩制冷系统中的运行性能进行模拟,并对结果进行分析比较。结果表明:R404A和R507A的各项性能比较接近,R404A的压缩机耗功比R507A高2.86%;低压压缩机排气温度比R507A高0.58%,高压压缩机排气温度比R507A高2.65%;COP比R507A高0.01;中间温度比R507A低6.14%。     

Coverage dependent promoter action: K coadsorption and reactions with CO and CO2 on Pd{1 1 0}

The adsorption of CO and CO₂ on K-predosed Pd{1 1 0} at room temperature has been examined via reflection–absorption infrared spectroscopy (RAIRS). CO₂ adsorbs on 0.37 ML K-predosed Pd{1 1 0} with high sticking probability and a reactive chemisorbed intermediate, CO₂⁻, is detected in RAIRS at room temperature. Reaction of this species ultimately yields carbonate. The same high K precoverage induces dissociation of CO at low CO exposure. Carbonate is detected at higher CO exposure and is probably produced via stepwise oxidation of molecularly adsorbed CO. In contrast at low K precoverage (0.11 ML), CO remains intact but the C–O bond is considerably weakened with respect to CO chemisorbed on clean Pd{1 1 0}. These findings illustrate a dual promoter mechanism of K in the adsorption and reaction of CO or CO₂ at high K coverage. The alkali metal induces dissociation of these molecules and directly participates in the formation of a surface compound, K₂CO₃.     

Evidence for bicarbonate formation on vacuum annealed TiO2(110) resulting from a precursor-mediated interaction between CO2 and H2O

The reaction of CO₂ and H₂O to form bicarbonate (HCO⁻₃) was examined on the nearly perfect and vacuum annealed surfaces of TiO₂(110) with temperature programmed desorption (TPD), static secondary ion mass spectrometry (SSIMS) and high resolution electron energy loss spectrometry (HREELS). The vacuum annealed TiO₂(110) surface possesses oxygen vacancy sites that are manifested in electronic EELS by a loss feature at 0.75 V. These oxygen vacancy sites bind CO₂ only slightly more strongly (TPD peak at 166 K) than do the five-coordinated Ti⁴⁺ sites (TPD peak at 137 K) typical of the nearly perfect TiO₂(110) surface. Vibrational HREELS indicates that CO₂ is linearly bound at the latter sites with a ν_a(OCO) frequency similar to the gas phase value. In contrast, oxygen vacancies dissociate H₂O to bridging OH groups which recombine to liberate H₂O in TPD at 490 K. No evidence for a reaction between CO₂ and H₂O is detected on the nearly perfect surface. In sequentially dosed experiments on the vacuum annealed surface at 110 K, CO₂ adsorption is blocked by the presence of preadsorbed H₂O, adsorbed CO₂ is displaced by postdosed H₂O, and there is little or no evidence for bicarbonate formation in either case. However, when CO₂ and H₂O are simultaneously dosed, a new CO₂ TPD state is observed at 213 K, and the 166 K state associated with CO₂ at the vacancies is absent. SSIMS was used to tentatively assign the 213 K CO₂ TPD state to a bicarbonate species. The 213 K CO₂ TPD state is not formed if the vacancy sites are filled with OH groups prior to simultaneous CO₂+H₂O exposure. Sticking coefficient measurements suggest that CO₂ adsorption at 110 K is precursor-mediated, as is known to be the case for H₂O adsorption on TiO₂(110). A model explaining the circumstances under which the proposed bicarbonate species is formed involves the surface catalyzed conversion of a precursor-bound H₂O–CO₂ van der Waals complex to carbonic acid, which then reacts at unoccupied oxygen vacancies to generate bicarbonate, but falls apart to CO₂ and H₂O in the absence of these sites. This model is consistent with the conditions under which bicarbonate is formed on powdered TiO₂, and is similar to the mechanism by which water catalyzes carbonic acid formation in aqueous solution.     

新型燃煤发电-CO2捕获-供热一体化系统

本文在深入分析燃煤电站CO₂捕获和汽水系统热平衡的基础上,提出一种新型燃煤发电-CO₂捕获-供热一体化系统。该系统通过汽水流程、碳捕获流程及地暖供热流程的有效集成,实现了系统中、低温余热的高效利用,降低了碳捕获对电厂效率的影响。分析结果显示,本文提出的一体化系统,在CO₂回收率90%时,供电效率可达31.32%,供电效率降低8.96%,而传统化学吸收法碳捕获电站效率惩罚普遍在10～12个百分点或更高。同时,该系统可供热350 MW,全厂（火用）效率达34.49%,全厂热效率高达55.88%;该系统以较少的能耗代价实现高效供电、供热与CO₂减排,为燃煤发电机组碳减排提供了独特的学术思路与技术方案。