CO_2跨临界循环高压侧压力控制的热力学分析

本文介绍了ＣＯ_２跨临界循环高压侧压力控制的基本原理;通过循环分析,阐述了不同压力运行条件对制冷量和制冷效率的影响。通过对所得结果的分析论证,提供并优化出一种简单、实用的压力控制调节方案,该方案对汽车空调、热泵系统更有实用意义。     

LNG冷能用于CO_2跨临界朗肯循环和CO_2液化回收

提出了一种利用LNG冷能的新方案。一方面,采用CO2作为工质,利用燃气轮机的排放废气作为高温热源和LNG作为低温冷源来实现CO2的跨临界朗肯循环。由于高低温热源温差较大,循环能够顺利进行;另一方面,从燃气轮机排放的CO2废气在朗肯循环中放出热量后经LNG进一步冷却成液态产品。这样,不但利用了LNG冷能,而且天然气燃烧生成的大部分CO2也得以回收。计算分析了相关参数对跨临界循环特性的影响,包括循环最高温度和压力对系统的比功和火用效率的影响,并分析了回收的液态CO2的质量流量的变化情况。结果表明,这种新的LNG冷能利用方案是一种环境友好的高效方案。     

基于超音速两相膨胀的新型CO2制冷循环研究

提出了一种基于超音速两相膨胀的新型CO2制冷循环,开展热力学分析和模拟计算.结果 显示:在空调温区工况,新型CO2制冷循环COP较现有性能相对最优的CO2跨临界制冷循环COP提升了63.2％,且系统运行高压大大降低;自然工质气体添加剂对循环性能有较大影响,加入C2H6和N2后制冷温度更低,加入C2H6可提高相对卡诺效率,且随加入量的增加,效果越显著,当加入30％的C2H6时,可获得最大相对卡诺效率为0.93,较单一CO2的相对卡诺效率提高了26％,而加入N2则降低相对卡诺效率;超音速两相膨胀机入口压力、入口温度和旋流分离段出口压力均对循环性能有较大影响,可调节以上参数提升循环制冷表现.研究表明:新型CO2制冷循环具有较好的原理可行性,为CO2有效利用、人工合成制冷剂替代、CO2高效制冷提供一种可能的参考.     

CO_2跨临界预冷循环氮膨胀FLNG液化及NGL回收流程设计与分析

针对LNG-FPSO装置区别于陆上LNG工厂的关键技术难点,以我国南海海域的某油田伴生气源为研究目标,对FLNG装置液化工艺方案开展优化和分析,提出了一套具有自主知识产权的CO2跨临界预冷循环氮膨胀FLNG液化及NGL回收工艺流程。对影响该工艺流程性能的关键参数进行优化,分析该工艺对于LNG-FPSO装置的适应性。结果表明:CO2跨临界预冷循环过程,当二氧化碳经两级压缩后压力取2.5MPa,再经膨胀机膨胀降压后压力在0.185MPa左右,氮膨胀循环压缩机出口压力取2.2MPa,双级氮膨胀后压力取0.14MPa,单列总功耗为2.851×103k W,液化率为98%,比功耗为0.3421 k W·h/m3。该工艺安全性高、流程简单、设备布置紧凑、便于模块化、经济性较好,NGL回收引入TDWC(顶部分离的间壁式精馏塔),将两塔合并为一塔,简化了设备,具有良好的海上适应性。     

与SOFC整合的CO2准零排放IGCC新系统研究

本文研究与SOFC整合的CO2准零排放IGCC系统。基于总能系统思想和系统集成方法,本文提出了O2／CO2循环与SOFC-CC结合的双循环CO2准零排放系统,对SOFC-CC循环系统特性及主要参数进行了优化分析,对新系统性能进行了分析研究,还与其它准零排放IGCC系统进行了比较。研究结果表明:新系统在回收CO2后系统效率有大幅度提高,与基准系统相比系统效率高7个百分点。本文研究成果为CO2准零排放IGCC系统研究提供了新的思路和方案。     

化学链燃烧制氢三联流化床冷态实验研究

针对化学链燃烧制氢中无法实现燃料气的完全转化的问题,本文结合铁氧化物的化学特性提出了一种全新的复合流化床结构,设计搭建了对应热值为50 kW的三联流化床冷态试验台,并对该系统进行了气固流动特性研究,探讨了各反应器送风量对压力特征、固体循环率、物料分布的影响。实验结果表明,反应器的压力随着反应器风量的增大而增大;固体循环率可以在较大范围内调节;整个系统能够长期稳定地运行。     

运行参数对TVSA碳捕集机组性能影响的实验研究

以样机规模的变温真空吸附碳捕集(TVSA)机组为实验研究对象，结合响应面法(RSM)评估了运行参数对机组性能的影响。采用Box-Behnken设计(BBD)设置实验方案，而后根据实验数据构建回归模型进行分析。结果表明，除解吸温度和真空压力的交互作用对纯度的影响是显著的(P<0.05)外，其它参数间交互作用对各响应量的影响均不显著，可以忽略。对纯度影响最大的是解吸温度，对回收率影响最大的是解吸温度和真空压力，对比能耗影响最大的是真空压力。     

CO_2跨临界压缩式制冷循环理论分析

环保工质CO_2作为制冷剂用于空调领域再次受到广泛关注。文中对CO_2跨临界循环进行了热力学理论分析,分析结果表明:循环系统存在最优高压压力,使得其COP达到最大值;蒸发温度的升高或者冷却压力的降低都能提高COP,但都会降低效率;实际运行系统中,应该尽可能提高蒸发温度或者降低气体冷却器的出口温度。     

跨临界CO2引射制冷循环运行稳定性研究

分析了跨临界CO2引射制冷循环的运行稳定性问题,对蒸气反馈和两级蒸发两种致引射系统稳定的调控方案构建了热力学模型。模拟研究表明蒸气反馈调控系统具有与基本引射循环调控引射系数致系统稳定非常相似的制冷效果。而两级蒸发调控可明显提高系统的制冷性能。引射系数越小,蒸气反馈调控的可调工况区间越窄,两级蒸发方案的可调工况区间越宽。...     

一种二氧化碳-离子液体吸收式制冷系统性能的分析研究

吸收式制冷利用低品位热源为驱动,具有结构简单、运转安静、节能环保等特点,有很大的发展空间。适当的离子液体和CO2可以构成吸收式制冷的工质对,这类吸收制冷工质对可以工作在较高压力,有利于吸收制冷系统的小型化,具有潜在的应用前景。以1-丁基-3-甲基咪挫六氟硼酸盐[bmim][PF6]为例,计算分析了一种离子液体-CO2跨临界吸收式制冷循环的性能,发现该循环的热力性能还并不理想,然后从工质对溶解度和反应热方面分析了原因,给出了进一步研究的方向。     

某1＋1／2对转涡轮的气动设计及分析

针对某1＋1／2对转涡轮进行了气动设计及流场分析。在设计中,以降低高压转子通道中激波损失为目标,低压级载荷系数选择了较高和较低两种方案。分析表明,虽然第二种方案可以降低高压转子出口马赫数,但该方案亦具有过渡段损失较大等劣势,故本文最终选择了第一个方案。利用该方案,本文完成了1＋1／2对转涡轮的气动设计并对该涡轮进行了三...     

三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

通过对三相电压型PWM整流器传统直接功率控制(DPC)引起的开关频率不固定,网侧电流谐波分量高,系统调节时间长等问题的分析,提出一种电压型三相PWM整流器模型预测直接功率控制方法,应用模型预测理论构建目标函数并对目标函数进行求偏导,对下一个采样周期的有功功率和无功功率变化进行预测,将模型预测理论与二阶拉格朗日插值法相结合进行功率修正,实现了有功和无功功率的实际值与预测值的误差最小,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)产生PWM信号驱动整流器功率开关,实现固定的开关频率;仿真结果表明,本方法具有良好的动态和稳态性能,系统对电感参数的变化不敏感,有效降低了交流测电流总谐波失真(THD),提高了交流侧功率因数。     

周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧性能试验研究

对倾斜角为20°、24°、28°和32°的单头以及32°的双头周向重叠三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能进行了测试,换热器采用公共壳体和可更换管芯结构。采用壳侧轴向雷诺数和轴向欧拉数分别作为反映壳侧流量和阻力系数的无因次参数。试验结果显示在试验范围内周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧换热系数、壳侧压降和综合性能指标都随着倾斜角增大而减小;倾斜角20°方案的性能指标最佳,其平均壳侧努塞尔数和轴向欧拉数与弓形折流板方案的数值之比分别为1.123和0.45;双头螺旋折流板方案的换热系数和压降都大于同样倾斜角的单头螺旋折流板方案,但两者的综合性能较接近。     

Algebraic Splitting for Incompressible Navier–Stokes Equations

Fully discretized incompressible Navier–Stokes equations are solved by splitting the algebraic system with an approximate factorization. This splitting affects the temporal convergence order of velocity and pressure. The splitting error is proportional to the pressure variable, and a simple analysis shows that the original convergence order of the time-integration scheme can be retained by solving for incremental pressure. The combination of splitting and incremental pressure is shown to be equivalent to an error-correcting method using the full pressure. In numerical experiments employing a third-order time-integration scheme and various orders for the pressure increment, the splitting error is shown to control the convergence order, and the full order of the scheme is recaptured for both velocity and pressure. The difference between perturbing the momentum or the continuity equation is also explored.     

向心透平级内流动的数值研究

本文基于三维N-S方程组,采用结构化网格,用数值方法模拟了一台75 kW微型燃气轮机中涡轮级内的流动。湍流模型采用Baldwin-Lomax模型,计算方法基于Jameson格式。结果表明:静叶流道在吸力面一侧,沿子午流线的前25％区域气流快速膨胀,而压力面在60％以后逐渐膨胀。一定的气流入口角能有效控制导叶内横向二次流动,并使得气流出口角更加均匀,其出口气流的落后角也有明显的减小。在叶轮流道内部的损失区主要集中在吸力面一侧,叶顶间隙的泄漏流动使得吸力面与叶顶间的角隅区的损失有明显加大,控制叶轮的径向间隙对控制流动损失有明显作用。     

基于速度平滑距离的高精度测量方法研究

随着卫星定位以及测定轨精度的提高，需要研究厘米量级的高精度测距系统。针对现有测控系统测量距离值存在较大随机误差的问题，提出了一种基于速度对距离值进行平滑的方法，以减小测距随机误差。为了保证速度的解算精度，给出了一种基于三阶锁相环路的跟踪接收方案，并对环路跟踪精度、速度平滑时间选择及优化等进行分析和仿真。仿真结果表明，新提出的接收方案和速率平滑距离方法能够实现对不同动态目标信号的有效跟踪，有效降低距离测量的随机误差，可为高精度航天测控系统提供一种解决思路。     

A current density conservative scheme for incompressible MHD flows at a low magnetic Reynolds number. Part I: On a rectangular collocated grid system

A consistent, conservative and accurate scheme has been designed to calculate the current density and the Lorentz force by solving the electrical potential equation for magnetohydrodynamics (MHD) at low magnetic Reynolds numbers and high Hartmann numbers on a finite-volume structured collocated grid. In this collocated grid, velocity (u), pressure (p), and electrical potential (φ) are located in the grid center, while current fluxes are located on the cell faces. The calculation of current fluxes on the cell faces is conducted using a conservative scheme, which is consistent with the discretization scheme for the solution of electrical potential Poisson equation. A conservative interpolation is used to get the current density at the cell center, which is used to conduct the calculation of Lorentz force at the cell center for momentum equations. We will show that both “conservative” and “consistent” are important properties of the scheme to get an accurate result for high Hartmann number MHD flows with a strongly non-uniform mesh employed to resolve the Hartmann layers and side layers of Hunt’s conductive walls and Shercliff’s insulated walls. A general second-order projection method has been developed for the incompressible Navier–Stokes equations with the Lorentz force included. This projection method can accurately balance the pressure term and the Lorentz force for a fully developed core flow. This method can also simplify the pressure boundary conditions for MHD flows.     

激光等离子体相互作用中的两级质子加速（英文）北大核心CSCD

研究了激光辐射压驱动的两级质子加速的相关问题。当超短超强激光脉冲与处在背景等离子体前方的薄固体平靶相互作用时,在固体靶后部形成一个电子层-离子层组成的双层结构。在激光的不断推进下,双层结构在背景等离子体里以一定速度传播,可以看成运动在背景等离子体中的电场。这样,在背景等离子体中的质子被这个运动电场捕获并能加速到很高的能量。通过二维PIC模拟方法和理论分析研究了质子加速的相关问题。研究结果表明,被加速质子的最大能量达到20GeV。     

New side-pump scheme for large mode area fiber lasers by wrapping polished fibers conjugate caustic removed

With the purpose of uniform gain coefficient along the axial direction in the core of gain guided and index anti-guided fiber, a new kind of side-pump scheme by wrapping particularly treated fibers around the central GGIAG fiber is reported in this paper. According to leakage mode analysis on wrapped fiber and numerical simulation on this pumping structure having ytterbium doped central fiber and conventional wrapped side fiber, we find this kind of pump scheme can improve the uniformity of gain coefficient along the fiber direction, and also, it can support multi channels of pumping sources by adding more side fibers to improve the total effective incident pumping power.