一种输出冷功比可调的新型功冷联供系统性能研究

本文提出一种新型氨水功冷联供复合循环系统。该系统包括一个氨水工质动力/制冷子循环和一个吸收式制冷子循环,并通过分流和混合过程耦合而成,其主要特点是当工作参数保持不变时,只改变分流比即可使系统输出冷功比在一定范围内连续变化。新系统可采用燃气轮机、燃气内燃机或高温燃料电池的排烟等中低温余热作为该系统的驱动热源。对分流比和再沸器出口工质温度变化对系统性能的影响进行了参数分析,结果表明,通过增加分流比可提高系统的输出冷功比和系统的联供效率。     

混合工质中低温热力循环特性研究

本文从热力学第二定律角度出发,对氨水混合工质中低温动力循环进行了分析。通过与简单蒸汽循环的比较,揭示了混合工质热力循环的特性及本质,指出工质蒸发换热过程的匹配及冷凝过程是混合工质循环高效的关键。为了改善冷凝过程,可采用分馏冷凝系统取代传统的冷凝方式。同时,本文还探讨了一些基本规律,明确了余热回收过程中中低温段换热匹配的重要性     

氨吸收式串联型动力/制冷复合循环

本文提出了一种新型的采用氨水混合工质的动力／制冷复合循环,该循环以中低温工业余热或燃气轮机排气为热源,将动力、制冷子循环采用串联方式连接,基础循环工质为氨质量浓度为0．27的氨水溶液,热源为365℃／104．3 kPa 的热空气,透平进气参数为350℃／3750 kPa,,以热效率η1、(火用)效率η2作为评价准则,模拟计算表明本循环的热效率η1 为17．8％,炯效率η2为45％,通过与其它有代表性的分供系统及联供系统进行热力性能方面的比较,表明本循环η1、η2均有不同程度提高。     

OTEC增温再热朗肯动力循环分析

本文提出了一种OTEC(OTEC,Ocean Thermal Energy Conversion)增温再热朗肯动力循环，通过第二类吸收式热泵提升热源品质，在热力循环中创造一个相对高温区，与表层温海水共同对朗肯循环的湿工质进行过热，保证了透平出口干度，提升了循环的平均吸热温度，实现了单一热源下的梯级加热和能级匹配，系统效率得到较大的提升。论文构建了OTEC增温再热朗肯动力循环热力学模型，对比了增温再热朗肯动力循环与传统循环的热力性能，并分析了热泵子循环的最佳增温温度。结果表明：增温再热的效果与OTEC循环工质有较大关联，且存在最佳增温温度；对于采用R134A等近似等熵工质的OTEC循环，增温再热的热力性能提升不明显；而对于CO₂等工作在亚临界区间的工质而言，增温再热可使热效率提升19.63%⁴1.71%；对于NH₃等过热需求较大工质而言，增温再热具有显著的提升效果；其中NH₃工质的提升幅度最高，最佳增温温度为42.5°C,OTEC循环热效率可由2.34%提升至4.25%，升幅达84.45%。     

新型微燃机分布式冷热电联供系统热力性能分析

本文提出了一种新型微型燃气轮机分布式冷热电联供系统,集成了微型燃气轮机、氨水Rankine循环,单双效复合溴化锂吸收式制冷机,烟气热水换热器。氨水Rankine循环中,混合工质升温蒸发过程回收微燃机烟气余热,降温冷凝过程热量用于驱动吸收式制冷机。研究了新系统的热力性能、与没有集成氨水Rankine循环的典型微燃机分布式冷热电系统进行了对比分析,并对关键过程进行了能量品位(EUD)分析。热力性能结果表明,集成了氨水Rankine循环的新型系统热力性能优异,相对节能率为22.41%,(?)效率为31.64%,新系统可以在不影响系统相对节能率的前提下调整系统的冷负荷(35.6~51 kW)。能量品位分析表明,新系统性能提升的原因在于新系统氨水Rankine循环的吸热、放热过程与冷热源的能量品位差减小。     

利用LNG冷能的混合工质中低温热力循环开拓研究

为提高中低温余热回收动力系统性能,本文在常规混合工质热力循环（火用）分析基础上,提出了结合LNG冷能利用的新型混合工质热力循环。通过与LNG的有机结合,混合工质热力循环热效率提高14.5个百分点,（火用）效率达到53.6％。为进一步揭示效率提高的原因,我们比较了常规混合工质热力循环与LNG-混合工质热力循环的（火用）损失变化情况。结果表明:LNG-混合工质热力循环高效的关键在于循环平均放热温度的降低以及工质蒸发过程与冷凝过程换热的合理匹配。而LNG冷能的梯级利用则是系统具有较高（火用）效率的根本原因。     

超临界CO_2及其混合工质布雷顿循环热力学分析

本文运用热力学第一、第二定律对分流、预压缩再热、改进再压缩超临界CO_2布雷顿循环进行了热力学分析,重点讨论了压缩机和透平入口工况(温度、压力)对循环热力学性能的影响。以改进再压缩循环为基础,进一步提出以CO_2为基底的混合工质布雷顿循环,分析了气体种类及加入量对混合工质布雷顿循环热力学性能的影响。结果表明:提高透平入口工况能够提高不同形式循环的效率;与压缩机入口温度对循环效率的影响相比,压缩机入口压力对循环效率的作用更大;在CO_2质量分数大于50%的情况下,加入氙气与氪气均可提高循环热效率,增幅最大分别为1.44%和3.04%,氙气与氪气对应质量分数分别为50%和26%;加入氮气反而使循环效率降低。     

Kalina循环放热过程的热力学分析

Kalina循环在放热部分,引入了一套吸收式制冷中应用的分馏冷凝单元,通过改变工质的浓度,既降低了背压使输出功增大,减少了放热过程的(火用)损,又保证工质能够完全冷凝,维持循环正常进行。本文选择带有一个回热器的一级Kalina循环放热过程作为研究对象。     

以HFC245fa+DMF为工质对的吸收式动力循环研究

本文构建了吸收式动力循环的Aspen Plus模拟。经过评选,选用HFC245fa+DMF体系作为吸收式动力循环的工质对,模拟获得了循环物流的状态参数与热力学性质数据。以系统的热效率和效率作为循环性能的评价指标,考察了循环在热源温度为280~400℃范围内的以HFC245fa+DMF为工质对的吸收式动力循环应用潜力与循环特性,并分析了构型对循环性能特性的影响。研究结果表明,随着热源温度的升高,循环的热效率提高;此外,相对于化学热机子循环,热机子循环对循环性能特性的影响较大。     

细微管内氖工质流动冷凝换热特性仿真分析

冷凝换热是两相热控系统中的重要物理过程。细致分析不同作用力影响下流动冷凝过程中的气液行为及其换热性能的影响，对冷凝器优化与设计具有一定指导意义。本文采用三维瞬态VOF模型仿真分析了水平细微管内氖工质管内流动冷凝过程，基于网格无关性分析和实验流型对比，验证了模型的可靠性。分析了质量通量、管径及重力效应对氖工质流动冷凝换热系数及截面气液分布的影响。研究结果表明，质量通量增加、管径减小会提高流动冷凝换热效率，重力效应对冷凝换热效率的影响主要取决于截面气液分布，随着干度变化呈现出重力无关、强化换热和恶化换热三种状态。