多功能热管型二级吸附制冷的循环特性研究

设计了一台以氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对的多功能热管型吸附制冷机组,采用一种新型的基于二次回热的二级循环方式来降低驱动热源的温度梯度,吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由无外加驱动力的多功能热管工作完成.研究结果表明:当解吸温度为103℃及冷却水温度为30℃时,回热型二级循环相对传统二级循环可显著提高机组的工作性能,制冷系数COP及单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在23%以上;相对单级循环,二级吸附循环的最大优点在于能有效利用更低品位的余热和可再生能源作为驱动热源进行制冷,吸附制冷技术在低温热源场合的应用提供了有效途径.     

超导线圈低/变温热膨胀系数预测与实验

为表征超导线圈低/变温环境热膨胀系数，首先基于细观力学有限元方法建立了超导线圈代表性体积元模型，并利用多项式函数赋予材料属性进一步完成低/变温环境热膨胀系数有限元预测，通过复合律公式计算出理论值验证了有限元模型的准确性。其次，基于应变片测量热膨胀系数的原理，搭建了超导线圈低/变温热膨胀系数测量系统，最后，针对常规材料热膨胀系数进行了实验测量，验证了搭建系统的可靠性。进一步地，基于上述基础表征研究，开展了超导线圈相关低温测量的实验研究，得到了极端低/变温环境下超导线圈热应变、热膨胀系数与温度之间明显的非线性关系，且实验测试结果与理论值吻合良好。该数值模型、实验方法与测试系统的成功发展一方面丰富了极端环境下材料热膨胀系数的表征方法，另一方面，将为我国各类大型超导磁体结构设计、制备与实验提供重要参数与热-力学基础测试平台。     

新型双重热化学吸附制冷热力循环研究

本文提出了一种全新的基于吸附-再吸附技术的双重热化学吸附制冷热力循环.实验研究表明该新型双重热化学吸附制冷热力循环用于制冷空调领域是完全可行的,在每次循环过程中仅从外界热源输入一次高温解吸热,就可以实现吸附制冷和再吸附制冷两次制冷过程;相对传统热化学再吸附制冷循环和吸附制冷循环,双重热化学吸附制冷热力循环可显著提高吸附...     

吸附剂吸附特性的实验研究

实验研究了变压吸附系统中不同吸附剂的吸附特性,分析了不同因素对各种吸附剂吸附性能的影响,包括吸附温度、吸附压力和时间。研究发现不同吸附剂的吸附效率在不同的时间段显现出相反情况,提出了吸附剂的选择与运用需要考虑切换时间这一观点。最后得出了本试验装置的最佳压力与温度的变化范围(0.2MPa-0.25MPa,20℃-30℃)。     

不同实验条件下氯化钙-氨吸附制冷管的性能分析

作为一种低品位热能驱动的绿色制冷技术,吸附式制冷吻合了当前能源环境协调发展的总趋势.文中对所设计的氯化钙-氨吸附制冷管在不同热源温度和冷却方式下分四种情况进行了性能试验:200℃热源温度水冷、200℃热源温度空冷、350℃热源温度水冷和350℃热源温度空冷.按照制冷的速率、可获得的最低制冷温度和制冷温度在0℃以下可维持...     

太阳能甲醇分解能量转换机理实验研究

本文通过太阳能分解甲醇燃料实验,来研究太阳能与化石燃料互补的能源利用系统的能量转换新机理,揭示减少燃料化学能释放过程(火用)损失和提升太阳热能品位的本质,并得到基于实验的量化依据。实验研究了反应过程能量品位关联机理和效果,并揭示了主要因素影响规律。太阳热能温度的升高,有利于分解反应的进行,但温度过高会负面影响品位提升的效果,260℃左右是较合理的;与太阳能甲醇分解反应装置规模对应的进料量条件是影响能量转换过程的关键因素,也将影响太阳热能品位提升效果。研究成果将为开拓太阳能与化石能源互补的能量系统提供理论支撑和实验数据。     

台式核磁共振仪变温探头系统的研制

变温探头系统是拓展低场强核磁共振仪应用领域的重要部件. 半导体致冷片由于体积小,功耗低,控制方便,广泛应用于各种制冷场合. 本研究利用半导体致冷组件研制的变温探头系统能实现-20 ℃~60 ℃范围变温,相比传统高场强核磁共振波谱仪变温探头系统,结构简单、性价比高. 在NMI20-analyst台式核磁共振仪上应用3.5%的CuSO₄水溶液对本变温系统进行了测试,实验效果能够体现出相应的规律,具有实用价值. 最后对系统与实验结果进行了讨论,给出了改进方案.     

固体吸附式制冷系统性能的实验研究

搭建了吸附系统性能实验装置和吸附式制冷实验台,将活性炭与铝屑混合配置作为研究对象。实验表明:当活性炭与铝屑的混合比例为10:7时,该混合吸附剂吸附率最大;解吸温度从82℃升到96℃时,蒸发温度与解吸温度成负相关,当解吸温度为96℃时,蒸发温度最小为14.2℃;解吸温度从82℃升到96℃时,系统COP与解吸温度成正相关,当解吸温度为96℃时,系统COP最大为0.212。     

氯化钙与氯化钡的二级吸附式制冷性能

针对100℃以下温度低品位热能的利用,提出二级吸附式制冷循环,建立吸附性能测试实验台。分别以氯化钙与氯化钡作中温盐与低温盐,测试当冷却温度为30℃时,不同热源温度与不同蒸发温度条件下吸附剂的循环吸附量,并在此基础上,分析二级吸附式制冷系统的性能。研究表明,二级吸附式制冷循环能够满足全年冷冻工况的应用,并且当热源温度、冷...     

聚光光伏与甲醇重整热化学互补发电系统性能研究

本文提出了太阳能光伏电池与甲醇中低温重整反应相结合的发电系统;通过太阳能的梯级利用以及物理能与化学能之间的品位耦合,太阳能净发电效率较单一光伏或甲醇热化学发电方式获得显著提升。热力学分析表明,在100~250℃C的系统运行温度范围内,系统的理论太阳能净发电效率达43.6%~44.3%(已考虑光学损失),显著高于光伏系统(22.5%)及热化学系统(32.7%)。系统约50%的太阳净发电量来自甲醇重整产物氢气,以化学能形式实现了太阳能的高效储能,且光伏、热化学发电随温度变化的相反趋势间互补达到了稳定输出的效果。此外,系统产生的电能中约25%来自太阳能,高于单一太阳能甲醇热化学发电系统的14%,对化石能源的依赖度降低。光伏与热化学互补发电为太阳能高效综合利用提供了新的思路。     

燃料电池余热驱动吸附制冷复合系统实验研究

回收低温质子交换膜燃料电池运行过程中产生的约70?C低品位废热实现高效制冷是提高冷电联供系统总效率的关键。本文研制并搭建了吸附制冷与固体除湿空调复合系统实验平台,利用燃料电池余热驱动实现高效制冷除湿。实验结果表明,复合系统能有效被70?C低品位余热驱动。提高入口空气的温度或相对湿度能有效提升系统性能,制冷量和COP分别达3.95 k W和0.539。经计算,采用该复合系统回收利用燃料电池产生的70?C低品位余热能大幅提高系统总效率,可达67.3%。     

真空变温薄膜电阻测试仪器的设计与应用

设计了自制真空变温薄膜电阻测试仪器,可以实现粗真空条件下,从室温到300℃的四探针法薄膜电阻测试.该仪器适用于开展薄膜物性与电阻和温度相关的实验,例如,金属与半导体薄膜的温度-电阻特性实验,二氧化钒薄膜热滞效应实验等.     

吸附式热泵吸附床吸附解吸量对系统运行过程的影响

在吸附式热泵中,吸附床传热能力的限制,使得系统的运行过程受到了吸附床解吸吸附量的影响．本文通过对实验数据的分析,定性地了解了系统运行ｐ－ｔ－ｘ。图与吸附床解吸吸附量之间,吸附床的升降温曲线与吸附床解吸吸附量之间的关系．为系统运行中如何判断吸附解吸过程所进行的程度提供依据,同时也为系统循环周期与循环过程的优化创造条件。     

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。     

沸石─水系统吸附床动态特性的实验研究及其吸附特性的测定

沸石─水系统吸附床动态特性的实验研究及其吸附特性的测定林宏佐，曹丽萍，张建国，孙晗（北京工业大学热能系北京１０００２２）关键词：沸石，吸附性能，吸附量，吸附热一、前言早在七十年代，有人就提出利用固体吸附一脱附循环储存热能或制冷（或热泵）。吸附床的动态...     

高煤级煤岩流变作用的谱学研究

为研究高煤级煤岩在不同流变条件下大分子结构的变化特征,对沁水盆地南部高煤级原生结构煤岩及其变温变压流变实验后的煤岩进行了FTIR和激光拉曼光谱测试和分析。结果表明：不同温压条件形成的不同类型流变煤岩的大分子结构和组成具有明显的差别。煤岩变温变压流变实验(温度300～400 ℃、围压50～100 MPa、应变小于10%和应变速率10-4～10-7·s-1)会使其大分子结构产生改变,并实现化学结构重组：当温度为300或350 ℃,高煤级煤岩易形成脆性流变或脆韧性流变,机械能转化为热能,一些键能较弱的支链和官能团断裂并且结构脱落,产生裂解小分子,其过程以应力降解作用为主,而芳香结构增多,同时出现应力缩聚;而温度上升至400 ℃以上,高煤级煤岩即可发生韧性流变,次生缺陷发育,机械能转化为应变能,脱落的小分子优先嵌入或吸附在大分子结构的缺陷或表面,脂肪和芳香结构的变化,其过程既有应力降解作用又有应力缩聚作用,而且以应力缩聚作用为主;围压和样品注水状态对大分子结构影响不明显。     

中低温太阳能品位间接提升及系统集成

本文提出了中低温太阳热能品位间接提升的概念、方法和系统集成,其核心是热集成和热化学转换的有机结合。在所提出的太阳能和化石能源综合互补的化学回热循环系统(SOLRGT)中,中低温太阳热能首先提供蒸汽蒸发潜热从而转化为蒸汽内能;其次通过蒸汽参与重整反应进一步转化为合成气化学能,实现品位提升;最后得以在高效的燃气轮机系统中实现热功转换。由于太阳能的引入,燃气轮机透平排气余热回收部分的热匹配得到极大改善,并减少了化石能源消耗;同时,蒸汽产率的增加有助于增进系统化学回热和物理回热收益。系统中太阳能热转功净效率可达26.5%;和常规化学回热循环相比,化石能源节约率可达20%～30%,实现相应数量的CO_2减排,系统中实现了中低温太阳能的高效热功转换和与化石燃料的梯级互补。     

解吸温度对吸附式制冷系统性能影响的实验研究

吸附式制冷系统作为一种节约型制冷系统受到国内外专家学者的探索研究,以期提高制冷循环COP,加快吸附制冷技术的实用化。本文采用了4A分子筛与铝丝混合吸附剂,与无水乙醇组成吸附工质对,通过实验探究不同解吸温度下的COP以及循环周期的变化情况。实验表明,在实验温度(74~98℃)范围内,随着解吸温度的升高,系统循环COP逐渐增加,但增加的趋势逐渐减小,最大达到0.36;制冷循环周期随着解吸温度的升高而逐渐减小。     

中温太阳能驱动天然气钙钛矿化学链燃烧实验研究

提出一种天然气基钙钛矿型氧化物化学链燃烧中温太阳能燃料转化方法,利用近400℃太阳热驱动天然气基的LaCu_(0.1)Ni_(0.9)O_3化学链燃烧,将太阳能转化为高品位燃料化学能。新方法不仅能利用低焦比的槽式聚光吸收反应器,而且降低了太阳能天然气热化学互补反应热品位。采用热重实验,开展天然气基LaCu_(0.1)Ni_(0.9)O_3反应与再生性能研究。研究结果表明:天然气-LaCu_(0.1)Ni_(0.9)O_3化学链燃烧的还原温度为350℃,氧载体最大释氧量为22%,多次循环反应之后氧载体的晶格结构和表面形貌均没有发生明显的变化。本文为开展中温太阳能与天然气热化学互补利用提供了新途径。     

热力学碳泵循环构建:以变温吸附碳捕集为例

制约碳捕集技术实用化的重要瓶颈在于捕集能耗过高,而热力学是能源系统效能分析的有力工具。基于将热力学研究方法应用到碳捕集技术效能分析的思想,本文以变温吸附碳捕集为例,按照"物性-过程-冷热源-循环"顺序,完成热力学碳泵循环(TCPC)的构建,进而考察循环参数对总能耗和第二定律效率的影响。结果显示;循环能耗主要受循环温度、吸附剂和吸附相等影响,吸附相显热大约占循环总能耗的2%;第二定律效率区间为13.91%~21.21%,具有较高节能潜力;TCPC作为一种基于热力学思想的"量化规尺",可对碳捕集技术展开效能分析,进而对影响循环总能耗的主要因素进行归纳,并可通过第二定律效率对技术成熟度进行判断,有效挖掘碳捕集技术的节能潜力。