微型燃气轮机变工况性能实验研究

开展了30 kW回热式微型燃气轮机(简称"微燃机")的变工况实验性能研究。重点讨论了环境温度35.6℃,大气压力下燃料耗量、效率、余热量、烟温、功热比等参数随负荷的曲线变化关系,并与设计标况相应的曲线关系做对比分析。研究表明:两种工况变负荷情况下,随着输出功减少,效率明显降低,排烟温度和余热量均减小。环境温度35.6℃,输出功为额定负荷的50%时,效率值仅降低2.23%,但当输出功为额定负荷的1/10时效率值降低了52.85%。排烟温度保持在129.90℃~250.05℃,余热量34.05~94.03kW之间。当环境温度高出设计温度20℃时,相同出功量天然气耗量明显增大,效率降低,两种工况效率差值随着出功增加而增大,效率差值在3.07%~8.12%之间;余热量增加30%左右,功热比降低30%~40%。微型燃气轮机最大净输功受环境温度影响较大,环境温度高出设计温度20℃时最大净输功仅为额定功率63.07%。     

微型燃气轮机燃烧室实验系统与测量方法

针对分布式发电系统中微型燃气轮机燃烧室燃烧的技术特点，设计建造了微型燃气轮机燃烧室实验系统，着重介绍了该实验系统的流程、结构、测量方法及研究内容．该实验系统设计合理、功能完善、测量方法准确可靠，可用于常压和增压条件(0～0．3MP3)下微型燃气轮机燃烧室性能及相关燃烧技术的研究．     

微型燃气轮机能源岛系统分析仿真软件-EIS系统

设计和开发了微型燃气轮机能源岛系统分析、仿真软件(EIS)，介绍了该软件的建立和应用特点，重点分析了EIS系统在能源岛系统设计、优化及分析等方面的应用，结果表明，EIS软件在能源岛联供系统开发、预测等方面能够代替中间实验过程，从而达到节省投资、缩短建设周期的目的。     

双轴燃气轮机动态仿真模型研究

为了提高燃气轮机仿真的精度,采用变比热容的计算方法,并考虑了油气比和排压的变化,基于Matlab/Simulink软件建立了一种非线性的考虑容积惯性的双轴燃气轮机动态仿真模型.该模型中各个模块分别对应于具体的机器部件,物理意义明确,且单个模块的独立性比较好,具有较强的扩展性.仿真结果和试验数据比较表明:此仿真模型能够将运算偏差控制在3 %以内,较精确地反映系统的动态特性,且与以往的仿真模型运算结果相比较,相对准确度可提高55%以上.     

微型燃气轮机叶轮内流动的研究

对Honeywell Parralon 75型微型燃气轮机的压气机与向心透平叶轮内的流动进行了数值研究，该机为单轴单级，压比为4／1，流量为0．68kg／s．计算方法基于Jameson格式，湍流模型选择Baldwin-Lomax模型．计算结果为分析叶轮流道内二次流的形成与发展提供了详细的流动结构．压气机叶轮采用分流叶片，可以延缓横向二次流的发展，降低叶片吸力面扩压程度，减小叶轮出口尾迹的强度与范围，对提高叶轮效率起到决定性的作用．透平叶轮流道内部的损失区主要集中在吸力面一侧，叶顶间隙的泄漏流动使得吸力面与叶顶间的角隅区的损失有明显加大，控制叶轮的径向间隙对控制流动损失有明显作用．     

微型燃气轮机稳态控制规律研究与特性仿真

为了研究微型燃气轮机的稳态控制规律及高度气候特性,建立了单轴微型燃气轮机(以下简称微燃机)的性能计算模型,并编制了相应的计算程序。对某型微燃机进行了仿真计算,得到其最大状态、节流状态及慢车状态控制规律,并对该微燃机的气候、高度特性进行了计算分析。通过与试验数据比较,该仿真结果合理,符合实际运行情况,对该微燃机的性能预测和实验有一定的理论指导意义。     

基于平衡的微型燃气轮机回热循环效率分析

对采用回热循环的微型燃气轮机进行了正、反平衡效率分析,推导了正、反平衡效率一致性的数学模型.结合微型燃气轮机实例,计算了正、反平衡的效率,并进行了分析的可靠性检验,检验结果表明,实例中的正、反平衡效率偏差和偏差率都很小,分析结果可靠.通过反平衡效率分析,得出了微型燃气轮机的主要损部位,提高微型燃气轮机效率可主要从改进燃烧室和回热器入手,对于排气中的损失可采用结合余热利用装置加以利用.     

农村中太阳能联合沼气微型燃气轮机用能系统的研究

中国是一个农业大国,只有农村经济得到了发展,中国的经济才能真正得到发展。在能源危机和环境污染日益严峻的今天,如何更合理更有效的解决农村能源问题、环境问题达到促进农村和谐的经济发展,是值得深入探讨的问题。本文结合农村的特点——太阳能和生物质能非常丰富,提出了在将农村太阳能沼气应用与微型燃气轮机思想,旨在综合用能、保护环境、促进农村经济的发展,建立了简单的结构模型,对此模型的工艺流程和经济性进行了分析。此模型设计为建立农村经济发展模式、优化农村能源消费结构和缓解化石能源供给的危机提出了有意义的参考。     

太阳能联合沼气微型燃气轮机的仿真研究

将清洁的可再生能源太阳能和沼气应用于微型燃气轮机,设计了综合用能发电系统的模型.运用数值仿真的方法,建立了该系统的基本数学模型,并用simulink软件对模型在不同太阳辐照度下进行仿真计算,仿真结果能够很好地反映太阳能沼气微型燃气轮机运行的特点.     

微型燃气轮机分布式发电系统的建模和仿真

研究了双PWM变换器结构的微型燃气轮机分布式发电系统的模型,基于下垂特性设计了永磁同步电机侧和网侧变换器的控制系统,可对永磁同步电机转速和变换器直流电压进行控制.利用Matlab建立了微型燃气轮机分布式发电系统的动态模型,对其在不同的负荷情况下进行了仿真.仿真结果表明,在负荷变化情况下,微型燃气轮机分布式发电系统具有较好的稳定性.引入的转子惯性响应能改善系统的动态品质,使整个系统承受较大的负荷冲击.     

吸收式热泵区域供热最大供热范围与节能判据研究

在国家建筑节能设计标准中的耗电输热比EHR的基础上,结合一次能耗率引申得到一次能源消耗输热比PEHR的能耗比较标准,并根据对吸收式热泵区域供热系统PEHR指标的控制要求,得到了系统的最大作用范围,推导计算了吸收式热泵区域供热系统比传统的锅炉房区域供热系统节能时,热泵机组制热性能系数的下限值表达式。结果表明,当吸收式热泵制热性能系数一定时,PEHR控制值越大,吸收式热泵的作用范围越大;a值越大,系统的供热范围越小。吸收式热泵的制热系数的下限值不仅随锅炉热效率的提高而升高,而且随区域供热作用范围的增加而增大,因而小规模的吸收式热泵区域供热系统有利于系统节能的体现。     

石蜡相变混凝土的制备及热工性能研究

为了研究添加石蜡相变微胶囊对混凝土热工性能的影响,在混凝土中采用相变温度为28℃的石蜡相变微胶囊等体积替换砂,制备石蜡相变混凝土,并对其进行导热系数、比热容性能试验.试验结果表明：掺有石蜡相变微胶囊的混凝土导热系数低于普通硅酸盐混凝土.当石蜡相变微胶囊掺量(体积分数)为10%时,导热系数为6.11 k J·m^-1·h^-1·℃^-1,是普通混凝土导热系数的89.1%.当石蜡相变微胶囊相变材料温度为14℃(低于相变温度)时,其加入对混凝土比热容影响不大;当石蜡相变微胶囊相变材料温度为32℃(高于相变温度),且其掺量(体积分数)为10%时,石蜡相变混凝土比热容为1.42 k J·kg^-1·℃^-1,比普通混凝土的提高了18.3%.     

计及碳交易的某天然气处理厂含光伏光热的综合能源系统优化运行

随着“双碳”目标的提出,以光伏光热等为主的综合能源系统快速发展,为提高用能单位的经济效益和系统低碳性,考虑碳排放约束条件下多种能源发电的厂区供用能系统优化运行问题亟待研究。首先,在经济调度模型中,引入碳交易机制,构建阶梯型碳交易成本模型,对厂区的碳排放进行约束。然后,建立以系统运行成本和碳交易成本之和最小为目标的规划模型,利用马尔科夫决策过程对基于成本最小的经济调度进行建模,并采用近端策略优化算法进行求解,利用经济节约指数和二氧化碳减排指数,对拟题方案进行经济性和碳减排分析。结果表明：(1)训练后的模型在无需重新计算的情况下能够处理四个随机变量变动所代表的各种运营场景;(2)光伏光热子系统与热电联产系统具有削峰填谷效应,能提高系统稳定运行能力;(3)所设计计及碳交易下联产系统有利于优化厂区能源结构,促进清洁能源消纳。     

燃油暖风机热力计算及其性能影响因素分析

介绍了所研制开发的燃油暖风机样机的结构及工作原理,建立了本样机热力系统的传热网络图,叙述了热力系统传热计算方法,利用自行编制的传热计算软件的计算结果,对影响燃油暖风机热力性能的各因素进行了较详细的机理分析,获得了各因素对本机组热力性能的影响规律。     

准稳态理论测量融解热及比热容的实验研究

基于准稳态理论，建立了准稳态量热器，可用于常压下250～400K物质的融解热、固相和液相比热容的实验测量．利用量热学中测定比热容的标准物质正庚烷对量热器进行了标定，用标定后的量热器测量了水的比热容，用于检验量热器的准确性和可靠性，测量结果与文献值比较偏差不大于1％，利用文中建立的准稳态量热器，测量了石蜡的融解热、固相及液相比热容，这些数据可用于空调冷凝器蓄热系统的设计和计算。     

闪发器热泵系统与单级压缩系统性能比较

文章建立了带闪发器前节流的涡旋压缩机热泵系统的数学模型,以哈尔滨的气象参数为例,利用迭代算法,对带闪发器的热泵系统进行了模拟仿真计算,比较了补气系统和单级压缩系统的性能,得出闪发器系统模式和普通单级压缩系统模式的最佳切换区域。     

热能计量表的技术现状及展望

在深入分析供暖系统热计量的意义及现状的基础上,重点针对热能表的基本技术要求、常见热能计量方法和相关措施、热能表开发中必须考虑的关键问题等进行了阐述,并对该领域的发展前景进行了展望和分析,对在我国开展有效的热能计量具有一定的参考和指导意义.     

西北地区太阳能采暖系统储热水箱热损失试验研究

以西北新农村117.07 m²的单体建筑太阳能采暖系统为研究对象,以12月15日为例,得出储热水箱热损失主要发生在自然冷却阶段,当日储热水箱的总热损系数为5.68 W/℃,总热量损失为9.49 MJ.再选取其余11个典型日的试验数据对储热水箱总热损系数和总热损失各影响因素进行拟合,储热水箱总热损失由于受到环境温度和室外风速的影响,储热水箱的温度也随之变化.研究结果表明:平均环境温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.067 MJ;室外风速每增加1 m/s,储热水箱总热损失增加0.042 MJ;储热水箱平均温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.068 MJ;储热水箱温度变化幅度每增加1 ℃,储热水箱总热损失增加1.641 MJ.针对储热水箱热损失分析及室内热环境现状,提出将储热水箱置于室内以增强储热水箱储热能力和改善建筑室内舒适度.     

航天器热控和环境控制生命保障系统热网的优化

为了对航天器热控、环境控制生命保障系统进行减轻质量化研究 ,建立其热网络优化模拟的实验系统 ,研究不同布局下热网络工作特性 ,以寻求热网络中热组件布局对系统质量的影响规律。实验结果表明 :热组件布局方式对系统换热有明显影响 ;热组件的优化布局能使系统质量下降 ,其幅度与平均换热温差有关。实验结果同理论分析及数值模拟结果相吻合。     

Least dissipation principle of heat transport potential capacity and its application in heat conduction optimization

In the viewpoint of heat transfer,heat transport potential capacity and its dissipation are defined based on the essence of heat transport phenomenon,Rspectively,their physical menings are the overall heat transfer capability and the dissipation rate of the heat transfer capacity.Then the least dissipation principle of heat transport potential cpacity is presented to enhance the heat conduction efficiency in the heat conduction optimization .The principle is, for a conduction process with the constant integral of the thermal conductivity over the region ,the optimal distribution of thermal conductivity,which corresponds to the highest heat conduction efficiency ,is characterized by the least dissipation of heat transport potential capacity .Finally the principle is applied to some cases in heat conduction optimization.