LNG船BOG再液化工艺影响因素分析

BOG是液化天然气(LNG)在运输过程中蒸发出的气体,采用HYSYS对LNG船氮气制冷BOG再液化工艺进行了模拟。以BOG再液化率及制冷系数为流程性能评价指标,分析了制冷剂流量、BOG压缩机出口压力PS1、BOG换热后N2温度TS12对其影响,得到优化的操作条件为:制冷剂流量为4.3kg.s-1,PS1为0.45MPa,TS12为-136℃,此时,BOG再液化率为82.44%,BOG再液化循环制冷系数εBOG为3.13,N2循环制冷系数εN2为1.36。在以上参数确定的情况下,借助拉格朗日-拟牛顿法,以功耗为目标函数,对N2制冷循环三级压缩机组进行优化,得到最小功耗为821.47kW。     

一种不耗电的空调

通过对两种理想的热力学循环过程的研究, 解释了普通空调和一种不耗电的空调的制冷原理, 并计算 了两种热力学循环的制冷系数     

可逆简单空气制冷循环品质因子优化

本文利用经典热力学理论，以可逆简单空气制冷循环为研究对象，借用有限时间热力学提出的品质因子作为优化目标，通过理论分析和数值计算，推导出了品质因子与影响参数间的解析式.通过优化压比给出了制冷循环的最优性能，分析了循环温比对制冷循环最优性能的影响.结果表明，选用品质因子作为优化目标进行性能优化，存在最佳压比使得品质因子取得最大值，而且优化结果保证了制冷率和制冷系数之间的协调，是一种较优的折衷方案.     

膨胀机液化流程中的冷剂配比及性能优化

小型天然气液化装置具有结构紧凑、投资少、操作简单等优点。采用化工软件HYSYS对氮气膨胀流程、丙烷预冷氮气膨胀流程和丙烷预冷N2-CH4膨胀流程进行模拟,以比功耗为目标函数,对液化流程的关键参数以及制冷剂组分进行优化,发现由于N2和CH4的比热容Cp、绝热指数k不同,使得N2与CH4之间存在最优配比。结果表明,优化后的丙烷预冷膨胀液化流程比功耗要比传统氮气膨胀液化流程要少22.7%。制冷剂在循环过程中均处于气相,受外部环境影响较小,因此优化后的N2-CH4膨胀流程在我国小型零散天然气市场具有良好的前景。     

电子被等电子分子的散射总截面的研究

讨论等电子分子的分子 (电子数Ne=10 :HF ,H2 O ,NH3,CH4 ;Ne=14:N2 ,CO ,HCN ,C2 H2 ;Ne=18:HCl,CH3F ,H2 S ,SiH4 ,C2 H6)被电子散射的总截面与其键长、键角之间的关系 ,得到了利用键长、键角计算电子被分子散射总截面经验公式 ,并与已有的拟和公式、经验公式的计算结果进行了比较     

CO2循环回热器作用分析

对CO2循环中回热器的作用进行了热力学分析计算。计算结果表明,对于CO2热泵系统,回热循环制热系数和容积制热量的改善小于6%;对于CO2制冷系统,当冷凝温度低于40℃时,回热循环制冷系数和容积制冷量的改善小于10%,当冷凝温度介于40℃和70℃时,回热循环制冷系数和容积制冷量的改善10—20%。     

CH_4-CO_2二元系低温分离方案的可行性探讨

通过对CH4-CO2二元系进行相图分析,得出低温分离脱除CO2的两种方案,一是气液分离,一是气固分离。采用闪蒸分离的方法来研究气液分离方案的可行性,利用HYSYS软件对二元系进行了闪蒸分离的计算分析,结果表明闪蒸分离难以同时保证较高的甲烷回收率和甲烷纯度,从而证明了气液分离方案不可行。根据气固相平衡计算得出了CH4-CO2二元系中CO2的结霜温度图,据图分析了气固分离方法的可行性,结果表明凝华分离方案可以达到带压液化天然气流程的要求,因而是可行的。     

CH_4/N_2混合气体在CMS上的低温吸附分离实验研究

将煤层气液化后运往终端市场是一种十分有效的利用方式。与常规天然气不同,抽放煤层气含氮量高,采用有效的方式实现CH4/N2分离是煤层气液化流程中重要的环节。吸附分离是提高煤层气中甲烷浓度的可行方法。为了与低温液化过程紧密结合,探讨在低温下实现CH4/N2吸附分离的可行性,文中对CH4/N2在碳分子筛(CMS)上的低温分离特性进行了实验研究,并与常温下的实验结果进行了对比。实验结果表明,低温下CH4/N2吸附分离的特性与常温下有明显差别。     

混合工质制冷的液化空气储能系统分析与优化

本文提出了一种采用混合工质制冷的液化空气储能循环,构建了完整的液化空气储能热力系统循环流程以及热力计算分析模型。原料气由单级压缩机驱动的混合制冷机液化,采用丙烷进行预冷,利用遗传算法进行组分优化,开展了设计工况下系统热力学研究。典型工况下,系统的电–电转化效率ηC为43.89%,液化比功耗SPC为0.2306 k Wh·L^-1,系统品质因数FOM为74.64%。研究发现随原料进气压力的增大,ηC和FOM均增大,SPC逐渐减小。与基于Claude液化流程的储能系统进行对比,结果表明本文提出的系统循环性能较优,可为实际工程应用提供参考和依据。     

不可逆量子自旋布雷顿制冷机最优性能

本文建立了以无相互作用1/2自旋系统为工质的不可逆量子布雷顿制冷循环模型,循环由两个等磁场过程和两个不可逆绝热过程组成。模型考虑了热阻、内摩擦、旁通热漏三种不可逆损失。应用有限时间热力学理论、量子主方程和量子半群方法,本文导出了该制冷机的循环周期、制冷率和制冷系数。应用数值计算和图例,给出了量子布雷顿制冷机的制冷率和制冷系数最优性能,并分析了量子摩擦和旁通热漏对其最优性能的影响。     

CO_2/二甲醚混合制冷剂跨临界制冷循环性能分析

本文通过理论计算对CO_2/DME混合制冷剂替代CO_2的跨临界制冷循环特性进行了分析,结果表明:CO_2/DME混合制冷剂的质量配比范围为90/10～100/0时,可实现混合制冷剂的直接充灌.在相同的工况下,CO_2/DME跨临界制冷循环的最优高压侧压力降低了3 MPa,制冷系数提高4.3%;过热度对循环性能的影响,纯质CO_2要大于混合工质CO_2/DME.     

Parametric optimum analysis of an irreversible Ericsson cryogenic refrigeration cycle working with an ideal Fermi gas

An irreversible model of an Ericsson cryogenic refrigeration cycle working with an ideal Fermi gas is established, which is composed of two isothermal and two isobaric processes. The influence of both the quantum degeneracy and the finite-rate heat transfer between the working fluid and the heat reservoirs on the performance of the cycle is investigated, based on the theory of statistical mechanics and thermodynamic properties of an ideal Fermi gas. The inherent regeneration losses of the cycle are analyzed. Expressions for several important performance parameters such as the coefficient of performance, cooling rate and power input are derived. By using numerical solutions, the cooling rate of the cycle is optimized for a given power input. The maximum cooling rate and the corresponding parameters are calculated numerically. The optimal regions of the coefficient of performance and power input are determined. Especially, the optimal performance of the cycle in the strong and weak gas degeneracy cases and the high temperature limit is discussed in detail. The analytic expressions of some optimized parameters are derived. Some optimum criteria are given. The distinctions and connections between the Ericsson refrigeration cycles working with the Fermi and classical gases are revealed.      

不可逆费米奥托制冷循环性能分析

基于回热式不可逆奥托制冷循环和理想费米气体的状态方程,导出以费米气体为工质的奥托制冷循环的输入功、制冷量、制冷系数等重要性能参数的表达式,以此讨论费米气体的量子简并性、回热及内不可逆性对循环性能的影响,给出以理想费米气体为工质的回热式不可逆奥托制冷循环的性能特征。所得结果有助于进一步了解经典气体奥托制冷循环与量子气体奥托制冷循环的区别和联系。     

玻色气体的量子简并性对不可逆布雷顿制冷循环性能的影响

基于不可逆布雷顿制冷循环模型和理想玻色气体的状态方程,导出以玻色气体为工质的布雷顿制冷循环的输入功、制冷系数、制冷量等重要参数的表示式,由此讨论玻色气体的量子简并性和不可逆绝热过程对循环性能的影响,揭示以玻色气体为工质的不可逆布雷顿制冷循环的一般性能特性,从而导出一些重要结论．进而给出几种特殊情况下循环的性能特性．得到的结果有助于进一步了解经典布雷顿制冷循环和量子布雷顿制冷循环之间的区别和联系．     

新型冰箱制冷剂三氟甲醚与异丁烷的性能对比

本文对氟化醚类工质三氟甲醚(简称HFE143a)用作冰箱制冷剂的性能与现有冰箱制冷剂HC600a进行了对比。首先比较了新制冷剂HFE143a和现有冰箱制冷剂CFC12、HFC134a、HC600a和HFC152a/HCFC22等的基础热力性质。然后对HFE143a、HC600a和CFC12的冰箱标准工况制冷循环性能和变工况制冷循环性能进行了详细的理论计算及分析。分析表明:HFE143a完全适合做新一代冰箱制冷剂。     

耦合高压斯特林制冷效应的复合磁制冷循环的数值模拟

本文借助计算流体力学软件, 对复合磁制冷机进行整机数值模拟分析. 以复合磁制冷机为建模原形, 分别计算了主动式磁制冷循环以及复合磁制冷循环. 利用模型计算分析了利用系数, 工作频率对主动式磁制冷的制冷效果影响, 同时模拟计算了不同相位角、不同频率下的复合磁制冷机的制冷效果, 计算得到适合复合磁制冷循环的最佳匹配相位角. 模拟计算结果对后续实验台的设计搭建有很好的指导作用.     

以理想玻色气体为工质的量子Ericsson制冷循环

文中基于理想玻色气体的状态方程 ,分析了以理想玻色气体为工质的量子 Ericsson制冷循环中的回热特征 ,推导出其制冷循环的制冷系数表达式。并在高温和低温条件下对制冷系数进行了讨论。这将对低温气体制冷机的研究提供理论依据。     

直冷电冰箱制冷循环分析

分析了直冷电冰箱单路、双路、多路循环及双机、双级制冷循环,进行了系统匹配性、市场占有率、成本及其COP值比较。针对双路循环存在的频繁开停机现象,提出了完善控制方式及采用双稳态电磁阀的变温技术。变温室蒸发器与冷冻室蒸发器串联,其前串联双稳态电磁阀2,并在变温室蒸发器上并联双稳态电磁阀1,据变温室温度设定改变双稳态电磁阀通断实现两个循环支路交替制冷。冷藏室温度控制压缩机启停,变温室温度仅控制双稳态电磁阀通断,实现切换制冷剂流向目的。应用该循环方式及相关措施研制的BCD-188CH直冷电冰箱最大负荷日耗电0.38度,变温情况下耗电在0.35度以下,最低达0.31度。     

量子简并性对气体斯特林制冷循环性能的影响

基于理想量子气体的状态方程，分析了量子气体斯特林制冷循环中的回热特征，推导出循环的制冷系数一般表达式.获得了在强简并和弱简并条件下循环的制冷系数，对全面理解气体斯特林制冷机的性能有所帮助. 关键词： 量子简并性 斯特林制冷循环     

不可逆自旋量子制冷循环参数的优化设计

基于量子主方程和半群逼近方法，研究以许多无相互作用的自旋-1/2系统为工质的、由两个绝热和两个等磁场过程组成的不可逆量子制冷循环的一般性能特性。导出循环的性能系数、制冷率和输入功率等重要性能参数的表达式。应用数值求解，对受有限循环时间约束的制冷率进行了优化，计算了最大制冷率和相应的最佳性能参数，确定了性能系数的最佳区域和工质温度及两个等磁场过程时间的优化范围。进而详细分析了高温下循环的优化性能，所得结果被进一步推广，以致可直接用来描述由自旋-J系统为工质的量子制冷循环的性能。