太阳能真空集热管热损分析与试验研究

基于热平衡法提出了一种动态热平衡热损计算方法,并进行了验证,同时分析了环境温度、进口温度、流量对真空集热管热损的影响。结果表明,热损随着环境温度的降低、进口熔盐温度的升高和熔盐质量流量的降低而增大;当辐照强度在700 W/m2以上时,真空集热管获得的热量大于热损并能稳定工作,说明槽式光热电站在东南沿海等太阳能资源相对不足的地区有一定的适用性。     

辐照强度对太阳能集热蒸发器压降影响的研究

研究了辐照强度对太阳能集热蒸发器管道压降的影响,搭建了太阳能热泵热水实验测试平台,通过理论计算和实验测试,对比分析了辐照强度对太阳能集热蒸发器中制冷剂质量流量以及管道压降的影响。结果表明,太阳辐照强度越大,制冷剂气体质量流量越大,太阳能集热蒸发器中管道压降也越大。     

铁路沿线供暖用低温空气源热泵热力性能对比研究

我国北方铁路沿线站段冬季采暖主要以燃煤锅炉为主,随着冬季雾霾现象日益严重,采用空气源热泵作为北方铁路沿线传统燃煤锅炉供暖的替代方式,对于减少能源消耗、改善大气环境具有重要意义。研究跨临界CO2热回收热泵和回热循环热泵系统2种低温空气源热泵系统,对其热力性能进行了实验和对比分析。结果表明,当环境温度不变时,随着供水温度由45℃升高至55℃,跨临界CO2热回收热泵制热量和COP均升高;随着供水温度由45℃升高至50℃,回热循环热泵制热量和COP均逐渐降低。当供水温度低于50℃时,回热循环热泵COP高于跨临界CO2热回收热泵,回热循环热泵系统的节能效果更为显著;当供水温度超过50℃时,跨临界CO2热回收热泵的性能更优。在低温环境条件下,跨临界CO2热回收热泵系统能够提供更高的供水温度,并有效提升空气源热泵的制热性能,结合我国北方铁路沿线站段的供暖需求和气候条件,提出相较于回热循环热泵系统,跨临界CO2热回收热泵系统的适用性和热力性能更为优越。     

间接复叠空气源热泵在铁路高寒地区建筑供暖中最优中间温度研究

针对单级空气源热泵高寒地区运行能效和供水温度低,以及直接复叠空气源热泵除霜困难的问题,对通过低环境温度空气源热泵机组与水源热泵间接复叠的系统供暖型式进行了阐述,对影响室外空气源热泵机组与室内水源热泵机组的因素进行了分析,指出环境温度依然是影响系统能效的首要因素,同时,为实现间接复叠热泵系统的能效最大,对最优中间耦合温度进行了计算。对某地区铁路工区的运行结果进行了分析,结果表明,最优中间耦合温度随环境温度的降低而降低;以最优中间耦合温度控制下的间接复叠热泵系统可以应用于我国高寒地区。     

热源及空隙率对上部松散煤体影响的试验研究

为研究热源及空隙率在松散煤体内自卷吸供氧过程中对上部松散煤体的影响,利用自制的高温松散煤体自吸氧试验装置,测试了热源温度分别为30℃、60℃、90℃、120℃、150℃、200℃时,粒径分别为1~3 mm、3~5 mm、5~7 mm、7~10 mm、10~15 mm的松散煤体的内部温度,计算了不同热源强度下松散煤体内部的浮升力。结果表明:1)当热源温度及煤体空隙率一定时,各测点温度分布基本呈线性变化规律,但是随着热源温度不断升高,线性变化规律减弱;2)空隙率一定时,随热源温度升高,松散煤体内各测点温度增大,各测点的温度梯度也增大;3)当热源温度值一定时,随煤体空隙率的增大,同一测点的温度值整体增大;4)随热源温度升高,煤体内各相邻测点区间浮升力大致呈指数规律变化;浮升力随热源升高而增大,不同测点区间的浮升力影响因素不同;当热源温度一定时,距离热源区间越远,煤体浮升力越小。     

电子束辐照降解浸金废水中锌氰络合物溶液研究

研究了电子束辐照降解锌氰络合物溶液,考察了总氰初始浓度、pH值、锌氰摩尔比对总氰的 降解效率的影响.实验结果表明,在相同的辐照剂量下,初始浓度越低越有利于锌氰络合物溶液总氰的彻底降解,锌氰络合物总氰浓度高其降解效率更高;电子束辐照降解锌氰络 合物溶液符合一级动力学方程;在相同的辐照剂量下,随着pH值和锌氰摩尔比降低,锌...     

挥发性有机物在水气交界面传质过程中的影响因素

对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)在水气交界面传质过程中的影响因素进行分析,主要涉及水体温度、初始浓度、界面湍动、表面活性剂、盐分、降水等。水体温度对VOCs的挥发速率具有最为显著的影响,随着水温的升高,VOCs的挥发速率变大;初始浓度并未对挥发造成显著影响;界面附近湍流可以促进挥发且挥发速率随着湍流强度的增大而增大;表面活性剂通过胶束增溶抑制了有机物的挥发;水体中盐分引起的盐析作用使得亨利系数增加,挥发速率也随之增加。     

岩棉彩钢板火灾痕迹与受火情况的关联性研究

为研究火场中岩棉彩钢板的火灾痕迹特征,以马弗炉和油盘火2种热源模拟火灾现场。首先,模拟理想条件下的火场辐射状况,改变马弗炉的热辐射温度,研究辐射温度对岩棉彩钢板火灾痕迹特征的影响特征;然后,以油盘火作为稳定热源,通过控制彩钢板与油盘的距离来改变彩钢板受热条件;最后,观察岩棉彩钢板受火后芯材和金属片的痕迹特征。结果表明:随着温度升高,芯材外形蓬松度逐渐增大,到600℃时,芯材整体收缩变形,1 000℃时,芯材严重受损开裂;金属板也呈现出不同程度的受损,外漆脱落,并出现凹坑、破裂等受损痕迹;研究结果为彩钢板建筑火灾调查中确定火势蔓延方向、起火部位和起火点提供依据。     

流体载热远红外气相辐射加热效果及影响因素研究

在“选择性催化还原法(SCR)脱硝-湿法脱硫”系统中,用SCR脱硝后回收的部分废热作为低温热源对湿法脱硫后的烟气进行远红外气相辐射加热,则可实现低成本、高效、简便的烟气再热.以导热油为载热流体,对远红外气相辐射加热湿法脱硫烟气的效果及其影响因素进行了研究.结果表明:流体载热远红外气相辐射加热方式较传统加热方式效果明显;加热终温随导热油温度和进口气体温度升高而升高,而随辐射距离、进口气体流量增大而降低;加热速率随导热油温度升高而增大,而随辐射距离、进口气体温度和进口气体流量增加而减小;加热管所涂涂料的性能是影响辐射加热效果的重要因素之一.     

镁法脱硫浆液SO_3~(2-)氧化及对脱硫效率的影响

在实验室小试装置上进行了湿法氧化镁脱硫试验,研究了影响脱硫浆液中SO2-3氧化的条件如浆液pH值、曝气强度、浆液温度以及SO2-4质量浓度对脱硫效率的影响。结果表明:湿法氧化镁脱硫效率可达95%以上;在保证脱硫效果的情况下,SO2-3的氧化效率随着反应的进行而逐渐降低;曝气强度是影响SO2-3氧化的主要因素,随着曝气强度的不同,氧化率从77.6%上升到93.5%,而浆液温度以及浆液pH值对SO2-3的氧化效率虽有影响但影响程度较轻;脱硫浆液中SO2-4质量浓度的增加对脱硫效率并无有害影响。     

隧道火灾集中排烟模式下的排烟效率研究

排烟效率是衡量集中排烟火灾通风方案排烟效果的重要指标。为合理分析排烟效率的变化特性,结合某隧道集中排烟系统设计,借助CFD技术,对设置有排烟道的隧道进行了火灾烟气控制的模拟分析,研究了排烟阀开启个数、开口面积和设置间距对双向排烟和单向排烟两种集中排烟模式下不同排烟阀设置方案中总排烟效率和各个排烟阀的排烟效率的影响。结果表明,集中排烟模式可有效将火灾烟气排出隧道。当排烟阀对称开启时,双向排烟模式下,减少排烟阀开启个数,单个排烟阀的排烟效率升高,但总排烟效率降低;当开口面积较小时,增大面积,总排烟效率升高明显,继续增大开口面积时总排烟效率升高效果减弱;增大间距有利于隧道排烟。单向排烟模式下,当排烟阀开启个数较多或开口面积较大时,距离风机最远的排烟阀排烟效率降低,并出现烟流流出排烟道的现象,排烟阀失效,可考虑在非排烟侧开启少量排烟阀,增大间距,使总排烟效率升高。     

CO_2驱替CH_4置换效率测试与分析

为研究多因素耦合对CO_2驱替CH_4置换效率的影响,选取潞安集团常村煤矿煤样,利用自主研发物理模拟试验平台测定置换效率,并采用Design Expert软件设计Box-Behnken试验,构建置换效率在三因素、三水平条件下的二次回归响应曲面模型,分析了煤体含水率、注气压强及注入温度三因素耦合对置换效率的影响。结果表明:置换效率随注气压强和注入温度增大而增大,随含水率增大而减小;对置换效率影响程度为含水率注气压强注入温度;二次项影响程度为注气压强和注入温度注入温度和含水率注气压强和含水率,且注气压强和注入温度间存在交互作用,注气压强和含水率、注入温度和含水率之间无交互作用。     

车辆阻塞效应下隧道火灾烟气温度及烟气逆流长度变化规律研究

通过数值模拟方法对车辆阻塞效应下的隧道火灾烟气温度及烟气逆流长度的变化规律进行了研究。主要分两种车辆阻塞效应讨论:1辆设定大小车辆障碍物阻塞;2辆设定大小车辆障碍物阻塞,且在同一车道。通过改变火源高度、纵向通风速度探究了车辆阻塞效应下隧道火灾烟气温度及烟气逆流长度的变化规律。结果表明:两种车辆阻塞效应下,随着火源高度的升高,隧道内顶棚烟气温度的变化规律相同:随火源高度的升高而增大。2辆车辆阻塞下的隧道顶棚烟气温度略低;两种车辆阻塞效应下,随着火源高度的升高,隧道内烟气逆流长度的变化规律不同。1辆车辆阻塞下烟气逆流长度随火源高度的升高而增大,而2辆车辆阻塞效应下烟气逆流长度随火源高度的升高而减小。     

复合惰气在采空区遗煤中竞争吸附的分子动力学模拟研究*

为明确作用于采空区的复合惰气的竞争吸附,进行不同温度、压力及组分下烟煤对N2、O2、CO2多元气体竞争吸附分子的模拟研究。研究结果表明:当注入压力达到3 MPa后,竞争吸附效果不再明显,为高压注入提供一定的理论基础;随着CO2分压的增大,O2吸附量降低速度逐渐平缓,初步确定最佳注入配比范围为2∶1至3∶1,为进一步结合实际工程中成本等因素确定最佳注入配比提供参考;等量吸附热受吸附条件的影响较小,仅与吸附质本身有关;随着CO2分压的增大,范德华能升高56.9%,分子内能升高78.7%,静电能升高67.2%,CO2对整个系统内的吸附作用强度及吸附量有着较大的影响;随着CO2分压增大,N2竞争吸附能力逐渐弱于O2,竞争吸附能力大小顺序为CO2>O2>N2。     

高温高产气井自由套管热应力研究

高温高产天然气开采所诱导的环空流体热膨胀及套管所受的热应力对井筒安全带来严峻挑战,套管爆裂及井口装置密封失效事件时有发生,因此,研究井口热应力及套管头升高十分必要.综合考虑井筒温度场、各层套管水泥返深、套管强度与力学稳定性等因素,建立了未封固井段自由套管轴向载荷及变形的计算方法,研究了高温高产气井热应力对套管及井口装置安全的影响.最后,以我国南海某气田为例,进行了井口热应力与套管头升高值的计算.结果表明,自由套管段的温度变化与各层套管水泥返深是影响井口热应力和套管头升高值的主要因素,井口热应力随表层套管和导管的水泥返深增加而增大,优化各层套管的水泥返深可以减小井口热应力;同时,随日产量增大,井筒温度升高,井口热应力和套管头升高值增加.     

核电厂堆芯衰变热计算及影响因素分析

针对压水堆核电厂,采用ORIGEN-S程序分析燃料富集度、功率水平、燃耗深度、时间步长对堆芯衰变热计算的影响程度。结果表明,采用燃耗包络法计算衰变热时,燃耗在1 000~6 000(MW·d)/tU之间的取值应加密,辐照时间步长对衰变热影响不大,衰变时间步长对衰变热包络值的确定具有较大影响,总衰变热随着比功率的增大而增大,随富集度变化无明显规律性。     

聚集用火下热探测器响应温度的研究

为得出聚集用火下建筑物天花板平面热探测器响应温度的计算公式，采用PyroSim 2015软件进行建模，在模型天花板平面内设置一系列的热电偶代替热探测器监测温度变化，在热释放速率（HRR）分别为1，5，10，20，30 kW和天花板高度分别为3，5，7 m的条件下进行15次数值模拟，对模拟结果数据分析、处理及拟合。研究表明:羽流中心线处温度远高于其他位置；羽流中心线处响应温度随着天花板高度的升高而降低，且与HRR存在显著的二次函数关系；其他位置处响应温度随着天花板高度的升高而降低，随着到羽流中心线距离的增大而降低，且与HRR和到羽流中心线的距离存在显著的二次函数关系。结合室内全年最高温度及补偿温度，建立出聚集用火下热探测器响应温度的计算公式。     

煤层露头火区上覆岩层热破坏力学特性试验研究

为了研究温度载荷作用下煤层露头火区上覆岩层受热破坏特性,揭示上覆岩层的强度和变形特征随温度的变化规律。采用MTS8 15.02电液伺服岩石力学试验系统和NM-4A型非金属超声检测分析仪,对岩样进行了25~600℃加温加载试验。试验得出了不同温度条件下岩样受热破坏特征和纵波波速变化规律。结果表明,随温度升高,岩样纵波波速逐渐减小,600℃时砂岩X、Y、Z 3个方向的纵波波速下降了48.54%。高温对岩样的强度有一定的弱化作用,其峰值应力随温度升高而降低,600℃时岩样强度降幅达47.1%。岩样的峰值应变随温度升高而逐渐增大,400℃时峰值应变增大了55.6%,600℃时峰值应变增大了60.9%。随温度升高,砂岩的弹性模量、变形模量均减小,400℃时弹性模量降幅达13.5%,600℃时弹性模量降幅达59.6%。这表明在大面积高温火区的作用下,煤层露头火区上覆岩层产生大量漏风裂隙,热风压增大,致使高温煤体上部空气通过裂隙发生自然对流,从而维持煤体附近一定浓度的氧气。     

液氨储罐连续泄漏事故后果的影响因素分析

液氨储罐连续泄漏会产生喷射火、闪火、蒸气云爆炸和中毒事故,利用DNV PHAST软件模拟分析了风速、大气稳定度和储存温度对事故后果的影响。结果表明,随着风速不断增大,喷射火、闪火和蒸气云爆炸后果逐渐减小,单纯大气扩散情况下,毒性后果随风速的增大而减小;大气稳定度对喷射火后果没有影响,闪火和蒸气云爆炸后果随大气稳定度增加有增大的趋势,毒性后果随大气稳定度增加而增大;随着储存温度升高,泄漏质量流率增加,喷射火、闪火、蒸气云爆炸和毒性后果逐渐增大。     

偶氮染料的光汗协同降解及其生成芳香胺的测定

以活性艳红X-3B为目标染料,选择AATCC标准人工汗液在光照条件下进行偶氮染料的降解反应.通过测定降解过程中紫外-可见吸收光谱的变化,表征了光汗协同对偶氮染料降解过程的影响.结果表明,光照与汗液对偶氮染料的降解脱色具有明显的协同作用.汗液中有机组分对偶氮染料的光汗协同降解起主要作用,但汗液中的无机盐组分对偶氮染料的降解脱色有一定的抑制作用.在相同辐照时间下,染料的降解脱色率随辐照强度的增加而增加,光强为2.68 mW/cm~2辐照240 min时,模拟水样中活性艳红X-3B的降解脱色率达35%以上.光汗协同降解反应过程中-lnA_t/A_0与t的关系符合一级动力学方程;反应的速率常数随光强的增加而增大.通过采用纤维膜保护液相微萃取和毛细管电泳联用的方法,实现了活性艳红X-3B光汗协同降解过程中生成苯胺的测定.