上喷淋上进气喷淋塔换热性能数值研究

上喷淋上进气喷淋塔是降低燃煤电厂烟气含湿量的最合适方案。引入用户自定义函数来解决和揭示ST-UD内部的复杂过程,特别是利用已发表的实验数据和其他数值模拟结果对FLUENT模型进行了验证。在此基础上,进行了正交仿真试验,对操作参数的重要性进行了评价,分析了液滴直径、喷淋速度、喷淋水流量和喷淋水温度四个因素与塔效率和冷凝率两个评价指标之间的关系。通过极差分析,在有限的仿真数据内获得了不同评价指标的最优运行条件。喷淋液滴直径和流量是影响塔效率的主要因素,喷淋液滴直径、流量和温度是影响冷凝率的主要因素。通过趋势分析,探讨了不同操作因素对塔效率和冷凝速率的影响。本文的结论可为其它喷淋塔的性能优化提供参考。     

孔隙率对气凝胶热辐射特性的影响

本文研究了热辐射在气凝胶纳米微孔结构中的传递.应用离散偶极子方法对随机生成的纳米结构的散射进行了模拟.结果表明:孔隙率和微分散射截面、散射效率因子关系密切.孔隙率增加,微分散射截面和散射效率因子减小明显;微分散射截面、散射效率因子和材料的宏观密度之间存在幂函数关系.本文的研究结果有助于理解气凝胶的结构参数和热辐射特性之间的联系.     

实验和理论方法研究ZnO粒子系的光谱辐射特性

在太阳能热化学两步法制氢过程中,金属氧化物颗粒物性随着体积分数、光程厚度的改变,对反应腔内颗粒系发生化学反应过程中辐射能量传递起着重要作用。为了获得ZnO颗粒系的光谱辐射特性,首先,实验方面采用悬浮液法测试了ZnO金属氧化物颗粒在300~1200nm下的光谱透射率。其次,理论研究了体积平均粒径d_(43)=13.9μm、面积平均粒径d_(32)=7.71μm表示下的ZnO金属氧化物颗粒的辐射特性。结果可知:对于d_(32)=7.71μm,其衰减系数、吸收系数、散射系数值分别约为2cm~(-1)、0.8cm~(-1)、1.2cm~(-1);d_(43)=13.9μm其衰减系数、吸收系数、散射系数值分别约为1.1cm~(-1)、0.5cm~(-1)、0.6cm~(-1)。通过对散射相函数以及散射不对称因子分析可知,光在传播中以前向散射为主,这样使太阳光更可能穿入粒子系内部。进而通过Mie理论结合比尔定律计算出两种粒径下的光谱透射率,通过与实验进行对比可知面积平均粒径d_(32)表示的粒子系透射率与实验结果更接近。最后采用面积平均粒径d_(32)并使用蒙特卡洛法模拟出不同厚度以及不同体积分数下的半球透射率、半球吸收率以及半球反射率。     

Ag/Si核壳结构纳米颗粒粒子系的吸收特性研究

当电子振动频率与入射光的频率相同时,部分金属纳米颗粒可以在其表面激发局部表面等离子共振效应(LSPR),该波长下颗粒的吸收增强。这种效应也被应用于增强拉曼光谱信号的强度。本文研究了以Ag为外壳材料、Si为内核的核壳结构纳米颗粒粒子系的吸收特性。采用时域有限差分方法求解了颗粒随机分布粒子系的吸收率,分析了颗粒体积分数、内核外壳尺寸、椭球化等因素对粒子系吸收特性的影响以及对吸收峰的调控作用。     

低品位热能有机朗肯循环发电技术进展

有机朗肯循环发电技术是基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle, ORC),利用低沸点有机工质,将低品位的余热资源转换为高品位的电能的先进技术,能够有效提高能源的利用率,减少能源损失。针对工业过程中大量中低温余热受到各种限制难以回收利用难题,全面综述了有机工质朗肯循环低温余热发电技术现状和进展,具体包括循环工质、关键设备、系统优化以及产业应用等。分析表明,该技术可广泛用于地热能、生物质能、太阳热能等领域的低品位热能开发与利用,其产业化推广将有效提高普遍存在的低温余热利用效率。     

微纳结构提高晶硅太阳电池的辐射散热

太阳能电池受阳光照射发电同时产生热量引起温度升高,但温度的升高对其效率和可靠性都有不利影响。本文引入一种辐射散热的方法,通过辐射将热量散发到外层空间来降低太阳电池的工作温度。本文提出一种微纳结构应用于晶硅太阳电池的设计,在8～13μm大气窗口范围内提高太阳电池的发射率,进而提高太阳电池的辐射散热能力,使太阳电池的温度降低。该结构由如下几个部分组成:Si_3N_4层,SiO_2层,Si层。理论分析表明,与顶部采用Si3N_4薄膜层太阳电池以及无薄膜层的晶硅电池相比,采用Si_3N_4和SiO_2层交替薄膜结构的发射率有大幅提高;针对Si_3N_4和SiO_2层交替薄膜结构,分析了结构中各层厚度对晶硅电池发射率的影响。