跨临界CO_2热泵性能试验及优化分析

为进一步研究跨临界CO_2热泵的系统性能,针对所设计CO_2热泵系统进行实验。实验结果表明:在风机频率一定时,系统热负荷、压缩机轴功率、系统出风温度均随压缩机频率的增大而增大。蒸发温度从-2℃升至4℃,COP增幅为26%,CO_2在气冷器出口温度降低10℃左右时,系统COP增幅大于30%。实验工况下跨临界CO_2热泵系统出风温度变化范围在50℃-100℃,在获得大于75℃出风温度时,热力学第二定律效率超过30%,CO_2气冷器出口温度、高压侧压力、蒸发温度的升高都会提高系统热力学第二定律效率。     

O_2/CO_2气氛下污泥与煤混燃特性研究

利用热重分析研究了O_2/CO_2气氛下污泥与煤混燃特性,基于热重(TG)和微商热重(DTG)分析曲线,分析了泥煤比、升温速率和气氛对污泥与煤混燃特性的影响。结果表明;在21%O_2/79%CO_2气氛下,污泥与煤混合物的着火温度随泥煤比的上升而显著降低,最大失重速率随着升温速率的提高而提高。随着氧浓度由21%提高到50%,燃尽温度从708.3℃降低至599.8℃,污泥与煤混合物的燃尽时间也明显缩短。21%O_2/79%N_2气氛下污泥与煤混合物的燃烧特性介于21%O_2/79%CO_2和30%O_2/70%CO_2气氛之间.     

城市干化污泥循环流化床燃烧过程中NO和N2O的排放特性

在15 kW循环流化床实验台上进行了城市干化污泥的燃烧实验,研究了污泥含水率、燃烧温度、过量空气系数、二次风比率等因素对NO和N₂O排放特性的影响。实验结果表明:污泥含水率从4.5%增加至17.5%时,NO排放浓度明显降低,N₂O排放浓度明显升高;燃烧温度升高,NO排放浓度呈上升趋势,N₂O排放浓度则呈下降趋势;增大过量空气系数会促进NO和N₂O的生成;提高二次风比率可以降低NO和N₂O的排放浓度。城市干化污泥在循环流化床燃烧过程中NO和N₂O的排放浓度高于污泥与煤混烧时的排放浓度,但燃料N向NO和N₂O的转化率低于与煤混烧过程。     

高压下TiN的结构转变、弹性和热力学性质的第一性原理计算

 利用基于密度泛函的第一性原理,计算了高压下TiN的结构转变、弹性和热力学性质。计算结果表明：在压力作用下,TiN经历了从NaCl型结构到CsCl型结构的转变,转变压力为348 GPa;TiN的弹性系数随着压力的增加呈线性增加规律。此外,还给出了德拜温度和热容量这两个重要热力学量与温度和（或）压力的依赖关系。     

污泥对土壤过氧化氢酶活性的影响

选取自来水厂污泥为实验样品,采用实验室模拟的方法研究了污泥对土壤过氧化氢酶活性及热力学特征参数的影响。结果表明：在不同污泥含量下所有测定期间内过氧化氢酶活性都呈现抑制作用,污泥含量越高,对过氧化氢酶的抑制作用越明显。含污泥的土壤从第1d到第7d,土壤酶活性迅速降低,表现出明显的抑制作用;在第7d,污泥对过氧化氢酶活性的抑制作用达到最大,之后过氧化氢酶的活性缓慢恢复,28d后酶活性趋于平缓。热力学研究表明,过氧化氢酶最适宜温度为307—327K。土壤中含污泥时所需的Ea和ΔH比CK高,且污泥含量越大所需的Ea和ΔH越高,说明酶促反应越来越困难。     

污泥和准东煤的化学链燃烧实验研究

化学链燃烧是一种具有CO_2内分离的新型燃烧技术。基于天然铁矿石载氧体在1 kWth的串行流化床上进行了污泥和准东煤化学链混合燃烧实验。探究燃料反应器温度对碳转化率和反应器口体积分数的影响。在批次流化床上进行了固体燃料气化和热解实验。实验结果表明反应器温度由800到930℃,反应器出口的CO_2体积分数上升,CO和CH4降低,碳转化率升高。在整个温度范围内,相比于污泥,混合燃料对应的CO_2体积分数,但碳转化率低。在930℃时,混合燃料的碳转化率可以达到90%左右。准东煤中钠含量较高,但在连续运行过程中无烧结和团聚等问题出现,这主要归结于燃料混合导致的钠含量的降低以及高熔点钠化合物的生成。     

高压下β-FeOOH纳米固体结构转变的研究

 以化学水解法合成的β-FeOOH纳米微粉（平均粒径在12 nm左右）为原料，分别在0.0~4.5 GPa和200~350 ℃的压力和温度范围进行冷压和热压处理。实验结果表明，冷压对β-FeOOH纳米固体的结构没有明显影响，但却使它的热致相变（从β-FeOOH相到α-Fe₂O₃相）温度从常压下的203.8 ℃提高到4.5 GPa压力下的274 ℃，接近常规体相材料的相变温度。而在一定的热压条件处理下，首次发现了从β-FeOOH相到α-FeOOH相的结构转变，并在4.5 GPa、200 ℃的热压条件下得到了转变过程中的一个新的亚稳相。从压力和温度对纳米微粒的作用角度，对上述实验结果进行了讨论。     

GaP相变及热力学性质的理论研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了闪锌矿和氯化钠结构的GaP的相变及热力学性质.对两种结构的能量体积曲线做公切线,得到了从闪锌矿到氯化钠结构的相变压力约为26.2GPa,与实验结果一致.通过准谐德拜模型得到了不同温度下体积和热膨胀系数与压强的关系,以及不同压强下热容与温度的关系.     

冷库翅片管蒸发器性能测试实验研究

利用低温风洞实验室研究了过冷度、过热度、蒸发温度、迎面风速对冷库蒸发器性能的影响。结果表明:当环境温度为0℃和-18℃时,过冷度从1℃增加到6℃,制冷量近乎呈线性增长,平均每过冷1℃制冷量分别增加了2.63%、2.72%;过热度从0℃增加到5℃,制冷量随过热度的增大而逐渐减小,平均每过热1℃制冷量分别减小了0.99%、0.38%;迎面风速从3.8 m/s增加到5.8 m/s,制冷量随迎面风速的增大而逐渐增大,平均每增加0.5 m/s的风速制冷量分别增大了1.01%、0.57%。蒸发温度从-29℃增加到-25℃,制冷量近乎呈线性增长,平均每增加1℃蒸发温度制冷量增加了4.6%。     

室外环境温度对房间空调器性能影响的试验研究

利用焓差实验室,改变室外环境温度,对空调器性能参数进行测量,并与标准工况下测定值对比,分析了制冷量、能效比、冷凝温度与蒸发温度等数据。实验数据表明,当空调器在制热工况下,将室外温度从额定工况7℃升高至15℃,蒸发温度升高,最高可达到7.1℃,制热量最大可增加20.8%,性能系数最大可提高13.2%;将室外温度从额定工况7℃降低至-1℃,蒸发温度降低,最低可达到-6.2℃,制热量最大减少25.2%,性能系数最大降低17.6%。当空调器在制冷工况下,将室外温度从额定工况35℃升高至43℃,冷凝温度升高,最高可达到61℃,输入功率增加16%,能效比最高降低11%;将室外温度从额定工况35℃降低至27℃,冷凝温度降低,最低可达到47.4℃,输入功率减小15%,能效比最大提高8.7%。     

双旋光双反射结构的温度-辐射自稳定性原理和实验研究

推导了双旋光双反射结构的反射光偏振态方程,仿真了在环境影响下的反射光偏振态变化情况,发现双旋光双反射结构的偏振无关反射自稳定性.从温度和辐射两个方面实验验证了双旋光双反射结构的偏振无关反射自稳定性.实验结果表明,当温度在–45℃—85℃之间变化时,双旋光双反射结构反射光的平均偏振保持度都能够达到99.77%;当对光学元件进行400 Gy的辐照后,平均偏振保持度也能够达到99.35%.双旋光双反射结构能够在辐射和高低温环境的影响下依靠这种自稳定性保持较高的偏振无关反射能力,有可能成为星基光学通信系统保偏反射元件的新选择.     

基于太阳能驱动转轮除湿的蒸发冷却冷水系统

针对现有的蒸发冷却系统冷量不足的问题,提出了基于太阳能驱动转轮除湿的蒸发冷却冷水系统。系统由太阳能热水、低温驱动双转轮除湿及露点式蒸发冷却冷水三个子系统组成。太阳能热水系统为低温驱动双转轮除湿系统提供再生驱动热源。低温驱动双转轮除湿系统为露点式蒸发冷却冷水系统提供低露点的处理空气。研究了系统的工作原理、热力学过程,并建立系统的热力计算模型,研究结果表明:在典型夏季实例下,当系统再生温度取80℃时,系统出水温度低至12℃,相比传统直接蒸发冷却系统的理想出水温度25. 8℃,降低了53. 5%,湿球效率可达248. 4%。结果表明基于太阳能驱动转轮除湿的蒸发冷却冷水系统能很好解决传统蒸发冷却系统冷量不足的问题,使该系统替代传统压缩式冷水机组成为可能。     

基于实时双光路校正的分光测色仪优化设计

设计了一种基于实时双光路校准的分光测色仪结构,在现有双光路设计中加入校准光源对主光路和辅助光路进行实时双光路校准.构建算法对由温度变化引起的传感器响应效率变化进行修正,并设计实验在不同温度下对仪器采样稳定性进行评价.实验表明,采用了实时双光路校正仪器的工作温度从10℃变化至30℃后,测量数据稳定性标准偏差小于等于0.03,最大偏差小于等于0.04,相对于现有技术方案有显著改善.     

双视场红外光学系统的无热化设计

基于中波红外320240制冷型探测器设计了一套双视场红外光学系统,利用光学被动式补偿温度焦移,实现对系统的无热化设计。介绍光学系统结构参数的求解过程,用Zemax软件进行设计,并对该系统在不同温度下进行仿真以及像质评价。实验结果表明:光学系统采用二次成像结构,使用8片透镜在3.7 m~4.8 m波段实现了50 mm和200 mm两档变焦,满足100%冷阑匹配,在-20℃~60℃温度范围内,系统Nyquist频率处MTF值均大于0.5。     

基于Nd∶YVO_4/Nd∶GdVO_4组合晶体的双波长激光器实验研究

设计了基于Nd∶YVO_4/Nd∶GdVO_4组合晶体的双波长激光器,研究了双波长激光器的热效应以及双波长信号的频率差调谐特性.实验中固定抽运功率,调节组合晶体的温控温度从5℃上升到40℃,测得双波长信号的频率差从351.11GHz下降到316.14GHz,频率差与温控温度呈负线性关系,斜率为-0.95GHz/℃.对于实验结果,从掺钕晶体发射谱的温度漂移特性角度进行了分析,发现激光波长漂移由晶体发射谱随温度的漂移引起,双波长信号的频率差变化则由不同晶体的温度漂移速率不同引起;分析结果与双波长激光器频率差实验结果符合较好.     

真空冷却过程中真空室内温度变化的实验研究

以熟肉为实验材料,对真空冷却过程中真空室内温度变化进行了实验研究。结果发现:真空冷却过程中真空室内的温度会出现一些波动,其变化过程可以分为四个阶段:真空室内的温度从15.8℃一直降低到10.7℃;然后从10.7℃升到最高的19.1℃;随着产品温度的降低以及真空室内压力的降低,真空室内的温度从最高的19.1℃降低到最低的6.1℃;最后,由于真空室内放气阀的开启,使得真空室的温度从最低的6.1℃升高到最终的13.1℃,一直保持在真空冷却过程结束。     

颗粒介质弹性的弛豫

颗粒介质是复杂的多体相互作用体系, 其弹性源自内部的力链结构, 弹性能量处在亚稳态, 具有复杂的弛豫行为. 在常规作用下, 颗粒介质往往呈现明显的弹性弛豫. 应力松弛是应变恒定时应力的衰减现象, 弹性弛豫是应力松弛的主要原因. 在前期工作基础上, 从弹性势能面和双颗粒温度热力学角度分析了弹性弛豫的机理, 量化了弹性应力演化不可逆过程; 基于双颗粒温度热力学计算得到了弹性能、颗粒温度和应力的演化, 其中应力松弛的计算结果与实验结果基本一致, 讨论了颗粒温度初值和输运系数的影响. 指出, 开展力链结构及其动力学研究是揭示宏观弹性弛豫机理的关键.     

机房空调在变环境温度下的数值模拟与实验研究

文中对变环境温度下的机房空调进行研究,利用实验研究与Matlab编程模拟相结合的方法,比较了不同工况下性能参数的模拟值与实测值,其偏差控制在10%左右。从研究结果中得出,随着冷凝器进风温度从35℃降低到5℃,压缩机的压比、输入功率降低,制冷量增加,整个机组的制冷系数迅速升高,从2.23迅速升高到4.24,提高47%。以及所选模型中存在的问题,分析了出现问题的原因,为机组进一步优化打下良好基础。     

单转轮除湿空调系统夏季工况实验研究

介绍了单转轮除湿热泵空调系统,通过实验,对其系统进行了夏季工况除湿性能研究。当除湿区入口干球温度在28℃~40℃之间以温差2℃为一工况增加,温度一定时含湿量在8~20g/kg之间以2g/kg为一工况增加时,新风按20%比例与回风混合,混合风由硅胶转轮除湿后再经过热泵蒸发器冷却降温送入空调区。实验结果表明,从热泵蒸发器处理后的空气温度稳定在20℃左右,满足送风要求;从热泵冷凝器出来的空气温度为60℃左右,满足对转轮再生温度的要求;热泵机组的COP均值为2.7;硅胶转轮除湿率均值为0.32,除湿效率比较明显。     

地埋管式土壤储热系统的实验研究

本文介绍了地埋管式土壤储热系统的实验研究情况。在一个储热周期里,对土壤蓄热、静置、取热阶段进行了实验研究,测量了实验条件下蓄热体及周边土壤的温度与含水量。结果表明:在一个储热周期里,蓄热过程中热量损失特别显著;蓄热体温度升高造成土壤含水率发生明显变化—蓄热体边界含水率最高,分别沿蓄热体中心与蓄热体外两个方向逐渐降低,在蓄热体中心土壤容积含水率仅为0.12%;蓄热阶段结束两个月后,取热率达到43%左右。这说明使用地埋管式土壤储热系统对太阳能长期储存是可行的,显示了较好的应用前景。