一、传热过程中的不可逆性与能量贬值(论文文献综述)
孙嘉楠[1](2021)在《低品位热源驱动的新型功冷联供系统性能分析与优化研究》文中研究表明近年来,面对世界能源短缺、环境污染、碳排放超标等问题,如何回收利用低品位热源成为世界各国研究的热点。然而由于低品位热源温度较低,在常规利用过程中能量转化效率极低,有效提高低品位热源的利用效率是低品位热源研究中的重点和难点。本文提出两种由低品位热源驱动的功冷联供系统,即分流式功冷联供循环系统(SCCP)与抽汽式功冷联供循环系统(ECCP),并对其进行建模、分析与优化;分析了不同参数变化对两个联供系统性能的影响。在此基础上,将SCCP与太阳能利用结合,提出一种基于抛线型槽式太阳能集热器的功冷联供系统(PTSC-SCCP)。主要内容如下:1)依据热力学分析理论、能量梯级利用原理与热经济学理论分别对SCCP与ECCP进行建模与计算。结果显示,系统装置成本集中在透平、锅炉、回热器及冷凝器等部件;系统(?)损主要发生在精馏器、回热器、冷凝器及锅炉等部件;在给定工况下SCCP的热效率与经济性较好,而ECCP的(?)效率更高。2)分析热源温度、循环高压、循环中压、分流比/抽汽率四个关键参数对SCCP与ECCP系统的输出功、制冷量、热效率、(?)效率和单位时间运行成本的影响。结果表明关键参数对两系统性能变化影响大体一致;随着参数变化,两系统的热力学性能与经济成本变化存在冲突关系。3)基于上述参数分析,选取系统最高热效率与最低单位时间运行成本、系统最高(?)效率与最低单位时间运行成本这两组函数作为目标函数,对两个功冷联供循环系统开展多目标优化研究。利用MATLAB优化工具箱中多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)对该系统运行中的热源温度、循环高压、循环中压三个关键参数进行优化取值,最终得到Pareto前沿解集,并利用基于熵权法的TOPSIS决策算法选取最优解。4)提出一种基于抛线型槽式太阳能集热器的功冷联供系统(PTSC-SCCP),开展系统建模和参数分析。结果表明:集热器出口传热流体流量受太阳辐射强度影响随时间变化呈先增加后减少的趋势,并随着集热器出口传热流体和锅炉出口工质温度升高而减少。SCCP净输出功与制冷量随热罐的出口传热流体的流量增加而增加。
尤田[2](2020)在《冷热电联产系统吸收式制冷热力学分析》文中认为冷热电联产系统综合了热电联产技术和吸收式制冷技术,使热电厂在供电、供热的同时也能供应冷能,可以显着提高系统能源的综合利用率。在应用中经常涉及以下三个关键问题:一是冷热电联产系统中当制冷站与热电厂之间距离不同时应该选择何种制冷方式更优,二是热电厂不同温度的余热应当匹配何种吸收式制冷类型最佳,三是吸收式制冷循环中传热过程和传质过程之间存在何种交叉作用的热力学机制。首先对热电联产系统中热量的传递及转换过程进行分析,给出了热电联产节能效益的具体表达式及科学的界定条件。再根据冷热电联产系统中制冷站与热电厂之间距离不同的现实情况,对冷热电联产系统中吸收式制冷和电压缩式制冷分别进行(火用)效率、单位冷量(火用)经济成本及能源综合利用效率的对比研究,为冷热电联产系统中更优制冷方式的选择提供了判定依据。然后针对热电厂存在高、低两种品位热源的实际情况,对冷热电联产系统中关于吸收式制冷的热力匹配进行研究,确定了适合热电厂余热回收的最佳吸收式制冷类型。最后运用广义Carnot定理对吸收式制冷循环中传热过程、传质过程之间的热质交叉现象进行热力学耦合分析,揭示了制冷循环中蕴含的能量转换机制。结果表明,冷热电联产系统中制冷站与热电厂的距离小于5km时,选择吸收式制冷方式的系统能源综合利用率和制冷(火用)效率更高,当距离在5km至9.2km时,选择吸收式制冷方式的系统能源综合利用效率高但制冷(火用)效率却低,吸收式制冷的单位冷量(火用)经济成本高于电压缩式制冷的最大距离受蒸汽热价和电价的影响。单效吸收式制冷适合于低温热水余热回收,双效吸收式制冷适合于高温烟气余热回收,单双效耦合的混效吸收式制冷适合于存在两种热源的余热回收;串联流程容易使混效吸收式制冷系统内产生正压,不利于系统的正常运行,并联流程则不存在正压运行的问题,更适合应用于冷热电联产系统。吸收式制冷循环中吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器各自的系统皆可看成由传热过程与传质过程构成的孤立系统,传热过程与传质过程之间的能量转换符合广义Carnot定理,即正耗散率的自发过程驱动负耗散率的非自发过程。本文对冷热电联产系统中吸收式制冷的热经济性、热力匹配及热质交叉的分析对冷热电联产系统中更优制冷方式的选择、最佳吸收式制冷类型的确定及吸收式制冷性能的提升进而提高冷热电联产系统的余热回收效率具有理论指导意义。
侯亭波[3](2019)在《凹穴型复杂微通道换热器结构设计及流动与传热性能研究》文中研究指明近年来,随着微细加工技术的快速发展,以微通道为研究主体的微型换热器相继出现,微尺度流动以及换热成为当前的关注重点。随着大规模集成电路的迅速发展,高热流密度微型设备的散热量已经接近107W/m2量级,简单结构的微通道换热器已经无法满足其散热要求。本文设计建立直微通道与圆形凹穴型微通道模型,采用数值方法对其进行流动与传热性能的研究,基于热力学第二定律建立凹穴型微通道熵产模型,采用熵产最低原理以及场协同原理对其进行热力学分析,进一步研究凹穴形状、圆形形状以及凸肋排布方式等凹穴结构参数对凹穴型微通道流动、传热、场协同、熵产以及热传输效率等性能的影响规律。通过单微通道的阵列过程,建立凹穴型复杂微通道板模型,设计相应凹穴结构复杂微通道换热器,进一步对其进行数值模拟分析,同时加工并制造相应凹穴结构的复杂微通道换热器实物,设计并搭建实验平台进行实验验证。主要研究内容如下:1)建立基于场协同原理的凹穴型微通道传热模型。借助场协同原理,分析圆形凹穴型微通道强化传热本质机理;基于热力学第二定律建立凹穴型微通道的熵产模型,从熵产最低原理分析凹穴型微通道强化传热的本质。同时从(?)的基本表达式推导微通道传热过程中的热能传输效率,进一步完善凹穴型微通道强化传热的热力学模型。2)基于热力学模型以及场协同原理的凹穴型复杂微通道性能研究。建立直微通道和圆形凹穴微通道数值模型,对微通道流动、传热、场协同性、熵产以及热能传输效率等性能进行分析,结果表明圆形凹穴微通道的流动性能、换热性能、传热场协同性、熵产以及热传输性能均要优于直微通道,而其流动场协同性要差。3)结合热力学模型以及场协同原理分析凹穴结构参数对凹穴型微通道性能影响规律,包括流动性能、换热性能、场协同性、熵产以及热能传输效率等,研究结果表明在不同凹穴形状(矩形、梯形、圆形)的结构中,圆形凹穴微通道的各项性能要优于其它凹穴型微通道。椭圆形凹穴微通道的性能随着椭圆度的增大先变优后变差。单边凸肋圆形凹穴微通道的流动性能要比奇对称凸肋圆形凹穴微通道与偶对称凸肋圆形凹穴微通道要好,而其它的性能则反之。4)凹穴型复杂微通道换热器结构设计与数值模拟。对比分析圆形凹穴微通道换热器与直微通道换热器的流动性能与换热性能。结果表明前者的凹穴中存在低速回旋区。两者的压强均随着流体的流动距离增加而减小,并且前者产生的压降要比后者小。圆形凹穴微通道换热器的冷水出口温度要高于直微通道换热器,而热水出口温度则相反。进一步研究凹穴形状、圆形形状以及凸肋排布方式等凹穴结构参数对微通道换热器的性能影响规律。研究结果发现不同形状凹穴中均存在低速回旋区,圆形凹穴微通道换热器的流动与换热性能要比其它形状的凹穴型微通道好;椭圆形凹穴微通道换热器的流动与换热性能均随椭圆度的增加先变优后变差;偶对称凸肋圆形凹穴微通道换热器的换热性能相对其它凸肋圆形凹穴型微通道换热器要好,单边凸肋圆形凹穴微通道换热器的流动性能则比其它其它凸肋圆形凹穴型微通道换热器要好。5)凹穴型复杂微通道换热器性能实验研究。研究凹穴形状、圆形形状以及凸肋排布方式等凹穴结构参数对凹穴型复杂微通道换热器性能的影响规律,并将实验与仿真值进行对比。结果表明在不同凹穴形状中,圆形凹穴微通道换热器的流动与换热性能优于其它形状的凹穴型微通道。椭圆形凹穴微通道换热器的流动与换热性能随着椭圆度的增大先变好后变差。偶对称圆形凹穴型微通道换热器的换热性能要优于其它其它凸肋圆形凹穴型微通道换热器最好,单边凸肋凹穴型微通道换热器的流动性能比其它其它凸肋圆形凹穴型微通道换热器要好。对比分析仿真与实验,结果发现实验与仿真基本吻合,从而验证之前数值模拟的合理性。
林元奎[4](2017)在《低阶煤提质—清洁煤联产油工艺研究》文中进行了进一步梳理低阶煤的清洁高效利用,是当前我国能源发展的重要方向。美国的Liquid-From-Coal(LFC)低阶煤热解提质技术,是目前最大规模商业化的技术。LFC工艺成熟、可靠,但投资大,能耗高,不能加工粒径小于6mm的粉煤。针对这些不足,我们课题组经过多年努力,对其核心设备和工艺流程进行了改进,研制出新型旋转卧式反应器,引入干熄焦方法,在LFC工艺的基础上开发了低阶煤提质联产油CCCO工艺(Cogeneration of Clean Coal and Oil)。本文对旋转卧式反应器进行了数值模拟,并通过实验验证了旋转卧式反应器的性能,利用Aspen软件对CCCO工艺流程进行模拟,对CCCO工艺流程进行了(?)分析。选取蒙东褐煤和神木长焰煤为实验煤种,进行管式炉实验和热重分析。利用管式炉实验考察了不同条件下褐煤和长焰煤的热解情况。发现随着粒径的增大,半焦和煤气的产率增大,焦油的产率减小。随着温度的升高,半焦产率逐渐变小,煤气产率逐渐变大,焦油的产率先变大后变小。褐煤在520℃时焦油产率最高,达到6.82%,半焦的产率为52.36%。长焰煤在550℃时焦油产率最高,达到6.51%,半焦的产率为72.42%。通过热重实验研究了原料煤的热解机理。在分析卧式反应器特点及传热规律的基础上,建立一维卧式反应器的数学模型,编写程序利用Matlab软件对模型进行求解,计算卧式反应器内部的温度分布、热量传递情况,研究操作参数对反应器性能的影响,并利用工艺实验值对模型进行了验证。结果表明反应器内壁构件与原料煤的温差很小,没有热量的积累或损失,其主要起传递热量的作用,增加反应器内壁面可以加强传热效率。讨论了热载气温度、热载气流量及停留时间对旋转卧式反应器性能的影响。提高进气温度、增加进气量可以提升反应器的热解效果,进气温度和进气量的确定需要综合考虑,才能使能量使用效率最高。建立CCCO实验装置,用褐煤和长焰煤进行热解提质实验,考察卧式反应器的性能。通过冷态实验发现,停留时间主要和卧式反应器的转速有关,进料速率的影响不大。CCCO工艺实验分两部分:一段热解提质和二段热解提质工艺实验。一段工艺实验原料煤为长焰煤,考察卧式反应器进气口温度为560℃、650℃和750℃,不同反应器转速对产品产率和性质的影响。发现进气口温度越高,转速越慢,热解程度越深,焦油和煤气产品收率越高。焦油的产率在49%之间,芳香族的含量在50%左右,脂肪族的含量超过20%。半焦的产率在6071%之间,半焦中S含量相比原煤中降低了一半,发热量约为2.90×104kJ/kg左右,可以做很好的清洁煤。二段工艺提质实验的原料煤为长焰煤和褐煤。在干燥阶段,热载气温度为300℃,得到的两种干煤水分均小于3%。在热解阶段,热载气温度为650℃,长焰煤和褐煤半焦收率分别是62.95%和45.18%,焦油收率分别7.41%和3.34%。CCCO二段工艺提质实验的结果和LFC工业数据相比,半焦收率更低,具有更低的挥发分、更高的固定碳和更高的热值;焦油产率偏低(由于干燥阶段发生热解造成的);煤气产率相当,说明CCCO工艺的热解效果能够达到或超过LFC工艺。实验采用粉煤进料,原料煤中粒径为06mm组分的质量含量超过50%,实验中通过旋风分离器得到的粉煤收率均不超过1.4%,实验顺畅,表明粉煤都热解转化,旋转卧式反应器有很好的粉煤处理能力。卧式反应器是一种通用反应器,还具有造价低,操控方便的优点。CCCO工艺克服了LFC的不足之处,表明利用卧式反应器替代箅式反应器是一个重大进步,提质低阶煤是可行的。在Aspen模拟平台上对CCCO和LFC工艺进行了模拟,利用LFC工艺的工业运行数据验证了模型的可靠性。通过计算得到,在CCCO工艺中,当原煤处理量为1000.00kg/h时,需要空气总量为1849.02kg/h,甲烷总量为21.32kg/h。在LFC工艺中,需要补充甲烷为25.12kg/h,空气2115.23kg/h。CCCO与LFC工艺相比增加了干熄焦流程,回收了热量,提高了工艺热量的自给程度,减少了对外部能量需求,节能效果明显。从(?)分析的角度研究了CCCO工艺各操作单元的(?)效率,探讨了进一步完善提高CCCO工艺的方法。计算了CCCO和LFC工艺各单元的(?)效率,分析了(?)损失产生的原因。CCCO工艺系统的(?)效率为66.92%,高于LFC工艺的63.02%,表明CCCO工艺能量使用效率更高。CCCO工艺中干熄焦方法可以减少(?)损失,同时提高燃烧供热单元的(?)效率,从而提高系统的总(?)效率。提出了进一步提高系统(?)效率的方法,即通过工艺需要的空气与从热解器出来的高温混合气进行换热,回收一部分热量,可以把CCCO工艺的总(?)效率提高至70.53%,为CCCO工艺的进一步完善提供帮助。
许浩[5](2017)在《双级喷射式制冷系统不可逆热力学损失分析》文中认为随着能源紧张及环境污染等问题的日益突出,从节能的角度去提高能源利用率,进而改善用能环境显得越发重要。在喷射制冷系统、真空装置、化工生产中喷射器均有较为广泛的应用。通过采用不可逆热力学中熵产分析和(火用)分析的原理,将喷射器应用领域拓展到制冷系统的实际不可逆循环过程,如传热、传质、扩散等。本文基于热力学理论对双级喷射制冷系统的不可逆性损失进行了深入研究,依靠动量、质量和能量守恒方程,推导出双级喷射制冷系统的熵平衡及熵产方程,分析了其内部流体流动过程各个部件的熵产和(火用)损失的分部情况。熵能够用来描述自然界各种运动形式转化的数量、方向和不可逆性。本文在分析热力学第一、第二定律的基础上,重点研究了两级串联式喷射制冷系统的研究与进展,着重介绍了熵分析方法在喷射器中的发展趋势和应用前景,并对比了在不同的发生温度、蒸发温度和冷凝温度下,运用不同制冷剂时制冷系统的喷射系数、性能系数以及机械性能系数的变化趋势。分析了喷射制冷系统各部件不可逆损失的分布规律,同时也分析了操作参数变化对系统各部件熵产的影响情况,进而能够准确地确定出使系统性能系数较佳同时满足总熵产最小的运行参数,即系统工作性能最优的工况。热力学系统涉及热量和能量的转换过程,基于热力学系统中的熵产及?损失分析法在喷射制冷系统中的应用已逐渐被国内外一些学者所研究。与利用热力学第一定律中的三大守恒方程(质量、能量、动量守恒)的传统设计方法相比,这种方法的提出在喷射制冷系统中各个部件能量损耗上的分析更为客观全面。掌握喷射制冷技术的研究方法并进行理论分析,有助于推动喷射制冷领域新技术的发展,为其走向更广泛的实用化奠定了坚实的理论基础。如何选用合适的制冷剂是改善双级喷射制冷系统性能的有效手段,随着能源的过度消耗及日益短缺问题逐渐引起人们的重视,利用低品位热源作为动力驱动的喷射制冷方式,将会得到进一步的研究及应用,本文的相关研究为双级喷射制冷系统的性能最优化指明了方向。
曲德虎[6](2017)在《太阳能辅助空气源热泵蓄能系统特性研究》文中进行了进一步梳理太阳能辅助空气源热泵(Solar-assisted Air Source Heat Pump,SAHP)蓄能系统,兼具蓄冷∕供冷、蓄热∕供热的功能,既有助于平衡电网峰谷差,也提升了太阳能热利用的能流密度,使其更稳定、更持久。本文在前人工作的基础上制造了一台蓄能容量为2572.5 k J的SAHP蓄能系统样机,并对其多种运行模式进行了实验测试,考察了样机在非定常工况下的稳定性及可靠性。针对系统供热量不足的问题,进行了可用能分析,结合实验研究改善了系统的供热性能。通过传热速率和传热效率分析,找到了提高SAHP蓄能系统运行能效的途径。提出了基于流动蓄能换热装置的SAHP新蓄能系统,对新系统的关键问题进行了实验与理论研究。研究结果显示,流动蓄能系统在运行能效、可用能效率以及传热的速率和效率方面均取得了一定进展。SAHP蓄能系统在制冷工况表现优良,各项指标在不同运行模式均能满足设计要求,尤其在夜间室外干球温度不高于25.0℃的条件下,蓄能换热器在蓄冷—供冷循环呈现很高的能源利用率。SAHP在制热工况表现欠佳,尤其是供热量始终未能满足设计要求。提升太阳能热水温度∕流量对改善SAHP的供热效果有积极作用,且太阳能热水温度的影响更重要。此外,在运行过程中转换模式对系统的稳定性、安全性和可靠性没有消极影响。建立了SAHP蓄能系统的可用能分析模型,阐明了影响三套管蓄能型换热器运行性能的关键因素。通过优化匹配蓄能换热单元,可有效改善SAHP蓄能系统在制热工况的供热量及能效,并使其满足设计要求。其原理是,在制冷∕热泵循环,系统蒸发器内热流通量越大则热泵能效越高。因此,应根据实际需要,尤其是运行模式的不同,对蓄能换热单元的数量做出相应的增∕减调整,以匹配系统其它部件的容量。蓄能换热单元数量的调整,本质是蓄能容量与蓄(释)能速率的再平衡。引入热势容概念,定量分析了蓄能换热单元在蓄能-释能循环的传热速率和传热效率。分析表明,三套管蓄能型换热器作为一种特殊的间壁式换热器,兼具换热、蓄能的双重功能,有典型的二元性;提高蓄能换热器的传热速率未必有利于提升系统的整体性能,改善蓄能换热器传热效率的根本是增进蓄能工质与冷流体(制冷剂)间的传热速率,而蓄能工质的传热热阻是限制此类传热过程速率∕效率提升的终极因素。在此基础上,提出了基于流动蓄能换热装置的SAHP新蓄能系统。通过理论和实验方法,构建了蓄能工质在蓄能-释能温度区间内的二元串联黏性模型,揭示了相变流动与换热耦合规律。在蓄能工质的蓄能-释能温度范围内,工质流动稳定,未发生凝固;与同等条件下的液态水相比,其流动阻力约为水的1.2至6.0倍,在低流速区间(实际应用条件)不会增加过多的输送成本;蓄能工质在传热管内的放热过程因其自身的相变(自由焓释放)和流变得到强化,若传热管内蓄能工质的流速合理,其热流通量可达到最大,该值约占其蓄能总量的60%。基于对蓄能工质的实验及理论研究,设计了流动蓄能的SAHP新系统。流动蓄能系统中,蓄能换热器与蓄能容器独立设置,削弱了换热器内传热结构不对称的影响,提升了蓄能换热器的传热速率。由于蓄能工质与冷流体对流传热,提升制冷∕热泵循环的蒸发温度68℃,有效改善了蓄能-释能循环的传热效率,降低了热量传递过程中的耗散。此外,可用能分析结果显示,流动蓄能系统的制冷∕制热量、EER均提升了10%以上,可用能效率由原来的28%左右提升至32%左右。本课题研究是国家自然科学基金“三套管蓄能型太阳能与空气源热泵集成系统创新及特性研究(No.51178133)”的一部分。本文工作对深入研究SAHP蓄能系统具有重要意义,为设计效率更高的蓄能系统∕装置提供理论指导。本文提出的流动蓄能换热装置可有效提升SAHP蓄能系统的能效,为空气源热泵的低温适应性研究提供有益参考和借鉴。
刘肖[7](2016)在《三相溶液蓄能系统3E分析及设计优化》文中研究指明太阳能以其资源丰富、清洁环保,越来越受到人们的广泛关注,已经有来自世界各国的众多科研工作者研究太阳能的利用,其中就包括以溴化锂水为工质对的太阳能吸收式制冷空调系统,它符合节能环保的要求。但由于太阳能供能具有间歇性的缺陷,为在夜间有制冷需求时可以充分利用太阳能,提高太阳能空调装置的使用效率,需在原有制冷装置的基础上设置蓄能装置。三相溶液蓄能是一种新型蓄能方式,属于热化学蓄能技术的一种。它以各种中低品位的能源作为热源,在蓄能过程中使溴化锂溶液等吸收式制冷工质对中的制冷剂水蒸发,并将制冷剂蒸汽冷却液化后蓄存在水储罐中,溴化锂稀溶液在此过程中浓缩、结晶,并在夜间有供冷需求时再利用浓溶液吸收储存的制冷剂,从而实现制冷。该技术由于结晶的出现因而系统蓄能密度得到进一步提高,且由于可使用包括太阳能在内的多种低品位能源作为驱动热源,因此能源来源广泛、可利用度高。三相溶液蓄能技术中的“三相”分别指的是溶液、晶体和水蒸气,目前国内外已经有学者开始对三相蓄能系统进行研究并取得了一定进展。本文在已提出的以溴化锂水为工质对的新型太阳能空调三相蓄能系统基础上进行研究。首先对三相蓄能系统中的核心物质—溴化锂水溶液的物性进行了研究,尤其是影响系统性能的关键参数比焓、比熵和结晶温度,通过查找大量文献得到了这三个参数与溶液温度和浓度的关系式,方便在计算机上进行模拟计算。在此基础上对系统性能进行了研究,包括能量分析、火用分析和熵产分析,统称为3E分析。将系统划分成4个模块,分别建立数学、物理模型,利用MATLAB软件编程进行模拟。通过计算各部件火用损失、熵产进而计算出了系统火用效率、能量效率并得到了火用损失和熵产较大的部位,为系统优化奠定了基础。还分析了影响系统性能的因素,包括热源水温度和流量、吸收器内冷却水温度和流量、蒸发温度和冷凝温度。通过分析不同因素对系统性能的影响,得到了对系统进行设计优化的方法,为三相蓄能系统实验原型的设计提供了理论基础。
曹刚[8](2016)在《光生物反应器内传递与转化过程模拟及熵产率分析》文中认为随着全球能源急剧减少及环境污染问题日益严重,发展绿色可再生能源已经成为能源研究的重要突破口。光合微生物能源凭借其生产能耗低、可再生、环境友好、条件温和等优点,被认为是目前最具有潜力的新能源之一。然而,由于目前微生物能源转化过程中的反应条件和工艺尚不成熟,导致其转化效率和经济性相对较差。其中,光生物反应器作为微生物能源转化的反应场所,将直接影响微生物能源转化过程中的传热传质与流动特性,从而对微生物能源转化效率起到至关重要的作用。因此,反应器结构改进及反应器内部微生物能源转化过程优化对于提高微生物能源转化效率十分必要。熵产率分析在换热器、化工反应器和燃料电池等能量系统中有着广泛的应用,作为同样涉及到流动、传热传质以及生化反应的能量系统,光生物反应器中传递效率和其中的不可逆损失是影响光生物反应器效率的重要因素。由于微生物培养实验周期长,且很难得到反应器内速度场、温度场以及浓度场分布,而将数值模拟与实验得出的微生物生长动力学模型结合起来能很好地弥补实验这一不足,为光生物反应器的优化设计提供一定的指导作用。本文利用数值模拟软件模拟光生物反应器中的传递及转化过程,并利用热力学第二定律熵产率分析的方法对其进行优化分析。本文针对生物膜光生物反应器、包埋颗粒光生物反应器和悬浮式光生物反应器三种不同形式的反应器进行了数值模拟,获得了其速度、温度、浓度场分布规律以及底物降解和产物生成速率,并基于场分布对反应器中传递过程的不可逆熵产率进行了计算分析,研究了培养液流速、底物浓度、温度、光强、pH、曝气率、反应器结构等参数对底物降解效率、产物生成速率及不可逆熵产的影响,并提出了一种综合不可逆损失和反应速率的评价光生物反应器运行参数的新方法——单位底物降解量的不可逆熵产S/Rc(以降解底物为主要目的)和单位产物生成量的熵产S/Rh最小(以生产产物为主要目的)原则,据此得出了三种不同形式反应器的最佳运行条件,主要研究结果如下:(1)针对生物膜式光合细菌生物反应器内传递及转化过程,进行了数值模拟和熵产率分析,结果表明传热和传质引起的熵产率占主要部分,而粘性流动引起的熵产率相对较小,可以忽略不计。运行条件变化时,总熵产率的变化主要受传质引起的熵产率变化的影响,而传热引起的熵产率变化不大,因此强化传质可以减少不可逆损失;对于本文所模拟的生物膜式反应器,其最佳运行条件为:温度30°C、培养液流量70 mL/h、入口培养液葡萄糖浓度为70 mol/m3。(2)通过对填充床反应器中单包埋颗粒的速度场、温度场和浓度场以及葡萄糖传质引起的熵产率分布的模拟,得到如下结果:传质阻力主要集中在包埋颗粒内,其熵产率占主要部分;随着培养液中葡萄糖浓度的增加,葡萄糖传质引起的熵产率单调减小;温度变化时,传质引起的熵产率先增大后减小,在30°C时达到最大值;而在培养液流量增大时,葡萄糖传质引起的熵产率缓慢减小,最后趋于平缓;在pH和光强变化时,熵产率的变化呈相同的变化趋势,均是先增大后减小,分别在pH=7和I0=6000 lx时达到最大值。得到了葡萄糖初始浓度、温度、流量、pH以及光强对葡萄糖降解速率和氢气生成速率的影响,结果表明在c0=60 mol/m3、T0=30°C、qv=4 m L/h、pH=7、光强I0=6000 lx时葡萄糖降解速率和氢气生成速率均达到最大值;通过计算单位葡萄糖降解量和单位氢气生成量对应的不可逆传质引起的可用能损失,以损失最小为原则,得到最佳运行条件为c0=60 mol/m3、T0=30°C、qv=4 m L/h、pH=7、光强I0=6000 lx。(3)通过对体心堆积和面心堆积两种堆积方式的包埋颗粒反应器的模拟计算,结果表明:两种堆积方式的变化趋势相同,葡萄糖降解速率和氢气生成速率均在c0=60 mol/m3、T0=30°C、Re=0.6时达到最大值,而且面心立方堆积反应器的葡萄糖降解速率与产氢速率均比体心立方高约6.8%左右。在熵产率方面,两者的变化趋势相同:随着培养液中葡萄糖浓度的增加,葡萄糖传质引起的熵产率单调减小;温度变化时,传质引起的熵产率先增大后减小,在30°C时达到最大值;而在培养液流量增大(Re数增大)时,葡萄糖传质引起的熵产率缓慢减小,从Re=0.6时开始趋于平缓;对于单位反应器体积的熵产率,面心立方始终高于体心立方堆积方式。(4)通过对悬浮式光生物反应器内流动与熵产进行模拟计算,得出以下结论:与普通未安装隔板的平板式微藻光生物反应器相比,增加隔板会加强反应器内的环流,从而加强反应器内培养液的混合。通气率和隔板长度的增加以及上升区的增大均会造成流动引起的熵产率增加,而平均气含率随着通气率的和上升区的增大会逐渐增加,但是培养液中气含率随板长增加而减小。
李长友[9](2012)在《粮食热风干燥系统 评价理论研究》文中认为为揭示粮食干燥系统能量损耗的本质,该文针对粮食热风干燥系统特征、 基准点、干燥室焓 结构及 效率进行深入地理论分析,明确了粮食的含水率是状态函数,确立了干燥系统起算 的基准点,提出了 基准函数,并在湿空气焓—含湿量图上绘出其变化过程,通过 效率分析,揭示了能的"量"与"质"的匹配关系。该文为深一步研究能量损耗的原因、部位,探讨高效节能干燥的途径以及工艺设计、制订合理地系统评价标准,提供了科学地分析方法。
张小红[10](2012)在《管程组合转子强化传热机理与实验研究》文中研究表明换热器是在石油化工、轻工、冶金、电力等行业中都有普遍应用的一种设备,在工业中占有重要地位,但目前大多数换热设备存在着换热效率低、能耗高、清洗频繁等问题。本文在前期研究基础上,提出了管程组合转子强化传热技术,即在换热器管程内插入组合转子,在水流的冲击作用下转子能够产生转动与扰动,沿整个传热管形成非衰减旋流与扰流,从而提高了换热性能,并且防止污垢在内壁表面沉积,具有自清洁作用。该技术结构简单、所需的驱动力矩小、转速高,对传热介质的扰动作用更剧烈,并且不需破坏原有换热器结构,在换热器领域具有广阔的应用前景。本论文研制了管壳式换热器实验平台,设计了不同结构的工程塑料转子,通过数值模拟以及实验等手段对该其传热性能及阻力特性进行了系统研究,本论文的主要研究内容如下:1.研制了管程组合转子强化传热实验平台,利用可视化技术对此系统进行了研究,并在此基础上对转子的制造工艺进行了初步探讨。2.采用FLUNT软件对内置组合转子的换热管进行了数值模拟,分别对其速度分布、压力场分布、温度场分布进行了计算,并与光管进行了对比,深入分析了该模型的强化传热机理,为管壳式换热设备的优化设计提供了根据。3.设计了不同类型的转子结构,在所研制的管程组合转子强化传热实验装置中进行了传热实验研究,研究了转子结构参数及流场变化对传热系数的影响,并对其阻力特性进行了分析。4.探讨了管程组合转子对管壁的清洁作用机理,为其工业化应用奠定了理论基础。
二、传热过程中的不可逆性与能量贬值(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、传热过程中的不可逆性与能量贬值(论文提纲范文)
(1)低品位热源驱动的新型功冷联供系统性能分析与优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 课题相关研究现状 |
1.2.1 低品位热源的利用 |
1.2.2 氨水动力循环 |
1.2.3 多目标优化 |
1.2.4 太阳能集热器 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 功冷联供系统建模 |
2.1 系统介绍 |
2.1.1 分流式功冷联供循环系统 |
2.1.2 抽汽式功冷联供循环系统 |
2.2 系统建模 |
2.2.1 分流式功冷联供循环系统 |
2.2.2 抽汽式功冷联供循环系统 |
2.3 计算结果与分析 |
2.3.1 输入变量 |
2.3.2 状态参数 |
2.3.3 性能比较 |
2.4 本章小结 |
第3章功冷联供系统分析 |
3.1 热源温度对联供系统性能影响 |
3.1.1 热源温度对SCCP的影响 |
3.1.2 热源温度对ECCP的影响 |
3.1.3 热源温度对功冷联供循环系统影响比较 |
3.2 循环高压对联供系统性能影响 |
3.2.1 循环高压对SCCP的影响 |
3.2.2 循环高压对ECCP的影响 |
3.2.3 循环高压对功冷联供循环系统影响比较 |
3.3 循环中压对联供系统性能影响 |
3.3.1 循环中压对SCCP的影响 |
3.3.2 循环中压对ECCP的影响 |
3.3.3 循环中压对功冷联供循环系统影响比较 |
3.4 分流比/抽汽率对联供系统性能影响 |
3.4.1 分流比对SCCP的影响 |
3.4.2 抽汽率对ECCP的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 功冷联供系统多目标优化 |
4.1 遗传算法 |
4.2 多目标遗传算法 |
4.3 TOPSIS决策算法 |
4.4 优化分析 |
4.4.1 参数选择 |
4.4.2 优化结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 太阳能驱动的功冷联供系统分析 |
5.1 系统介绍 |
5.2 太阳能集热器建模 |
5.2.1 接收管传热分析 |
5.2.2 集热器的能量平衡 |
5.2.3 储能系统模型 |
5.2.4 辅助加热器模型 |
5.3 参数分析 |
5.3.1 PTSC参数变化对传热流体流量的影响 |
5.3.2 PTSC参数变化对SCCP输出的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 工作总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 后续工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表及录用学术论文和参加科研情况 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(2)冷热电联产系统吸收式制冷热力学分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 我国的能源现状 |
1.1.2 发电厂余热利用现状及存在的问题 |
1.1.3 热电联产系统的类型及存在的问题 |
1.1.4 吸收式制冷应用于热电厂的优势 |
1.1.5 课题研究意义 |
1.2 冷热电联产系统发展概况 |
1.3 冷热电联产系统吸收式制冷的研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.3.3 研究现状总结 |
1.4 本文研究内容 |
1.5 课题的创新点 |
第2章 热电联产系统的热量传递转换分析 |
2.1 能量梯级利用原则 |
2.2 能源综合利用效率分析 |
2.2.1 热电分产热力系统 |
2.2.2 热电联产热力系统 |
2.2.3 能流趋势对比分析 |
2.3 热电联产的循环特性 |
2.3.1 理想循环的热耗率 |
2.3.2 实际循环的热经济性 |
2.4 热电联产系统的热力学研究 |
2.4.1 热效率 |
2.4.2 (火用)效率 |
2.5 热电联产系统的经济效益分析 |
2.5.1 热电分产的能源消耗 |
2.5.2 热电联产的能源消耗 |
2.5.3 热电联产的节能效益 |
2.5.4 热电联产的节能条件 |
2.6 本章小结 |
第3章 冷热电联产系统中吸收式制冷的热经济性 |
3.1 基于热力学第二定律的性能评价指标 |
3.1.1 (火用)分析的理论基础 |
3.1.2 (火用)损失 |
3.1.3 (火用)效率 |
3.1.4 (火用)损失比率及(火用)损失系数 |
3.2 冷热电联产系统中两种制冷方式的(火用)分析模型 |
3.2.1 (火用)效率分析模型 |
3.2.2 单位冷量(火用)经济成本分析模型 |
3.2.3 能源综合利用效率分析模型 |
3.3 冷热电联产系统中两种制冷方式的热经济性对比 |
3.3.1 (火用)效率对比分析 |
3.3.2 单位冷量(火用)经济成本对比分析 |
3.3.3 能源综合利用效率对比分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 冷热电联产系统中吸收式制冷的热力匹配 |
4.1 余热深度回收的热力学过程 |
4.1.1 烟气余热深度回收过程的热力学分析 |
4.1.2 夹点温差下的水温分析 |
4.2 吸收式制冷的热力循环分析 |
4.2.1 多级溴化锂吸收式制冷 |
4.2.2 多效溴化锂吸收式制冷 |
4.2.3 基于吉布斯相律的自由度分析 |
4.3 吸收式制冷最低析出温度的热力学分析 |
4.3.1 最低析出温度理论分析 |
4.3.2 多级溴化锂吸收式制冷的最低析出温度 |
4.3.3 多效溴化锂吸收式制冷的最低析出温度 |
4.3.4 吸收式制冷最低析出温度的变化趋势 |
4.3.5 吸收式制冷在余热回收中的综合分析 |
4.4 吸收式制冷在冷热电联产系统中的热力匹配特性 |
4.4.1 混效吸收式制冷串联流程的热力分析 |
4.4.2 混效吸收式制冷并联流程的热力分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 冷热电联产系统中吸收式制冷的热质交叉 |
5.1 化学势 |
5.1.1 气体化学势 |
5.1.2 溶液中溶质的化学势 |
5.1.3 水蒸汽和溴化锂溶液中水的化学势差 |
5.2 孤立系统的热力学耦合 |
5.2.1 孤立系统 |
5.2.2 孤立系统的热力学耦合体系 |
5.2.3 广义卡诺定理 |
5.3 吸收式制冷循环关键换热单元的热质交叉分析 |
5.3.1 吸收器的能量转换分析 |
5.3.2 发生器的能量转换分析 |
5.3.3 冷凝器的相变放热分析 |
5.3.4 蒸发器的相变吸热分析 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
1 本文总结 |
2 后期展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
(3)凹穴型复杂微通道换热器结构设计及流动与传热性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景、目的和意义 |
1.2 微通道换热器结构设计研究进展 |
1.2.1 简单微通道结构研究进展 |
1.2.2 复杂微通道结构研究进展 |
1.3 微通道换热器流体流动与换热特性研究进展 |
1.4 微通道传热热力学研究进展 |
1.4.1 传热过程中场协同研究进展 |
1.4.2 传热热力学研究进展 |
1.5 论文研究主要内容 |
第二章 基于场协同原理的凹穴型微通道传热理论模型 |
2.1 传热热力学分析 |
2.1.1 场协同原理 |
2.1.2 凹穴型微通道熵产模型研究 |
2.1.3 凹穴型微通道热能传输效率模型研究 |
2.3 微通道流动与传热性能评价指标 |
2.3.1 流动特性评价指标 |
2.3.2 传热特性评价指标 |
2.4 直微通道与圆形凹穴型微通道数值模型 |
2.4.1 微通道物理模型 |
2.4.2 微通道仿真基本假设与网格划分 |
2.4.3 仿真边界条件 |
2.5 直微通道与圆形凹穴微通道模型验证 |
2.5.1 网格无关性验证 |
2.5.2 数值算法验证 |
2.6 直微通道与圆形凹穴微通道仿真结果与分析 |
2.6.1 流动性能分析 |
2.6.2 传热特性分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 凹穴型复杂微通道结构设计及仿真分析 |
3.1 凹穴形状对微通道性能影响分析 |
3.1.1 三种凹穴形状微通道物理模型 |
3.1.2 凹穴型微通道流动性能分析 |
3.1.3 凹穴型微通道传热性能分析 |
3.2 圆形形状对微通道性能影响分析 |
3.2.1 椭圆形凹穴微通道物理模型 |
3.2.2 椭圆形凹穴微通道流动性能分析 |
3.2.3 椭圆形凹穴微通道传热性能分析 |
3.3 凸肋圆形凹穴微通道性能分析 |
3.3.1 凸肋圆形凹穴微通道物理模型 |
3.3.2 凸肋圆形凹穴微通道流动性能分析 |
3.3.3 凸肋圆形凹穴微通道传热性能分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 凹穴型复杂微通道换热器仿真分析 |
4.1 凹穴型复杂微通道换热器结构设计 |
4.2 微通道换热器数值模型 |
4.2.1 微通道换热器三维模型 |
4.2.2 模型网格划分及控制方程 |
4.2.3 仿真边界条件 |
4.3 直微通道与凹穴型微通道换热器仿真结果与分析 |
4.3.1 流动性能仿真分析 |
4.3.2 换热性能仿真分析 |
4.4 凹穴参数对微通道换热器性能影响分析 |
4.4.1 三种凹穴形状对微通道流动与换热性能影响规律 |
4.4.2 圆形形状对换热器流动与换热性能影响规律 |
4.4.3 凸肋排布方式对换热器流动与换热性能影响规律 |
4.5 本章小结 |
第五章 凹穴型复杂微通道换热器性能实验研究 |
5.1 凹穴型复杂微通道板制造 |
5.2 微通道换热器流动与传热性能测试方案设计 |
5.2.1 测试平台搭建 |
5.2.2 实验测试方案设计 |
5.3 直微通道与凹穴型微通道换热器实验结果与分析 |
5.3.1 流动性能实验研究 |
5.3.2 换热特性实验研究 |
5.4 凹穴参数对微通道换热器性能影响分析 |
5.4.1 三种凹穴形状对换热器流动与换热性能影响规律 |
5.4.2 圆形形状对换热器流动与换热性能的影响规律 |
5.4.3 凸肋排布方式对换热器流动与换热性能的影响规律 |
5.5 仿真与实验结果对比分析 |
5.5.1 三种凹穴形状对换热器的流动与换热性能的影响规律 |
5.5.2 圆形形状对换热器流动与换热性能的影响规律 |
5.5.3 凸肋排布方式对换热器流动与换热性能的影响规律 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
(4)低阶煤提质—清洁煤联产油工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
论文创新点摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 低阶煤热解提质技术 |
1.2.1 低阶煤热解技术分类 |
1.2.2 低阶煤热解提质工艺的发展 |
1.2.3 主要的热解提质工艺 |
1.3 ASPEN模拟 |
1.4 反应器模拟 |
1.5 (?)函数 |
1.6 论文选题的意义、研究内容 |
1.6.1 论文选题的意义 |
1.6.2 研究目标 |
1.6.3 研究内容 |
第二章 原料煤热解基础实验 |
2.1 实验用煤基本物性 |
2.1.1 实验用煤的选取 |
2.1.2 原料煤粒径分布 |
2.1.3 原煤性质分析 |
2.2 管式炉热解实验 |
2.2.1 实验仪器 |
2.2.2 实验步骤 |
2.2.3 热解条件对热解产物分布的影响 |
2.3 热重实验 |
2.3.1 热重分析过程 |
2.3.2 实验结果分析 |
2.4 小结 |
第三章 卧式反应器数值模拟 |
3.1 卧式反应器传热模型的建立 |
3.1.1 建模的简化和假设 |
3.1.2 模型的建立 |
3.1.3 热载气与煤料的对流传热 |
3.1.4 热载气与壁面的对流传热 |
3.1.5 反应器内壁与煤料的对流传热 |
3.1.6 壁面与煤料之间的辐射传热 |
3.1.7 热解反应吸收热 |
3.1.8 保温层内的热传导 |
3.1.9 保温层外壁与外界空气对流传热 |
3.1.10 气封用气体和热载气的传热 |
3.1.11 能量守恒方程 |
3.2 模型参数及物性数据 |
3.3 计算流程图 |
3.4 计算结果与讨论 |
3.4.1 反应器内部温度分布 |
3.4.2 反应器内壁面的传热量沿轴向变化趋势 |
3.4.3 原料煤接受的热量沿轴向变化趋势 |
3.5 反应器模型分析 |
3.5.1 进气温度影响 |
3.5.2 进气量的影响 |
3.5.3 停留时间的影响 |
3.6 小结 |
第四章 CCCO工艺热解实验 |
4.1 CCCO工艺实验装置 |
4.2 冷态实验 |
4.2.1 CCCO卧式反应器进料速率的测定 |
4.2.2 卧式反应器转速的测定 |
4.2.3 停留时间的测定 |
4.3 原料煤预处理 |
4.4 实验步骤和分析方法 |
4.4.1 实验步骤 |
4.4.2 分析方法 |
4.5 一段工艺提质实验 |
4.5.1 第一组实验 |
4.5.2 第二组实验 |
4.5.3 第三组实验 |
4.6 二段工艺提质实验 |
4.6.1 二段工艺干燥实验 |
4.6.2 二段工艺热解实验 |
4.7 实验结果分析 |
4.7.1 卧式反应器转速对产品产率的影响 |
4.7.2 热载气进气口温度对产品产率的影响 |
4.7.3 热载气进口温度对半焦性质的影响 |
4.7.4 热载气进口温度对长焰煤煤焦油组分的影响 |
4.7.5 热载气进口温度对长焰煤煤气组分的影响 |
4.7.6 CCCO实验装置结果和LFC工业装置结果的对比 |
4.7.7 CCCO实验装置和反应器模拟结果对比 |
4.8 小结 |
第五章 流程模拟 |
5.1 ASPEN软件平台及功能特点 |
5.2 CCCO流程模型的建立 |
5.2.1 流程建模简化与假设 |
5.2.2 工艺模拟流程图 |
5.2.3 数值模拟需要的数据 |
5.3 CCCO流程模拟结果 |
5.3.1 CCCO工艺模拟结果 |
5.3.2 CCCO工艺的物料衡算 |
5.4 LFC流程模拟 |
5.4.1 LFC工艺模拟结果及验证 |
5.4.5 模拟结果及流程模拟的验证 |
5.5 小结 |
第六章 CCCO工艺的(?)分析 |
6.1 (?)分析模型 |
6.2 (?)分析指标 |
6.2.1 (?)损失 |
6.2.2 (?)效率 |
6.3 (?)的计算 |
6.3.1 物理(?)的计算 |
6.3.2 化学(?)的计算 |
6.3.3 (?)的平衡方程 |
6.4 CCCO工艺黑箱模型分析 |
6.5 LFC黑箱模型分析 |
6.6 CCCO工艺提高(?)效率的方法 |
6.7 CCCO工艺的改进 |
6.8 小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
作者简介 |
(5)双级喷射式制冷系统不可逆热力学损失分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 喷射器的研究进展 |
1.3 喷射式制冷系统的研究进展 |
1.3.1 单级喷射式制冷的研究现状 |
1.3.2 双级喷射式制冷的研究现状 |
1.3.3 喷射式制冷系统的热力学熵分析 |
1.3.4 喷射式制冷系统的热力学烟分析 |
1.4 本文的研究意义和内容 |
1.4.1 研究的意义 |
1.4.2 研究的内容 |
第二章 双级喷射制冷系统传统变工况下的性能分析 |
2.1 单级和双级喷射制冷系统的工作原理 |
2.1.1 单级喷射式制冷系统工作原理 |
2.1.2 双级喷射式制冷系统工作原理 |
2.2 双级喷射制冷系统能量守恒计算模型 |
2.3 双级喷射制冷系统工况变化时的性能分析 |
2.3.1 喷射系数μ随发生温度、蒸发温度、冷凝温度的影响 |
2.3.2 性能系数COP随发生温度、蒸发温度、冷凝温度的影响 |
2.3.3 机械性能系数COPm随发生温度、蒸发温度、冷凝温度的影响 |
2.4 以R152a为制冷工质时系统工况变化对喷射系数的影响分析 |
2.4.1 发生温度对系统喷射系数μ的影响 |
2.4.2 蒸发温度对系统喷射系数μ的影响 |
2.4.3 冷凝温度对系统喷射系数μ的影响 |
2.5 以R152a为制冷工质时系统工况变化对性能系数的影响分析 |
2.5.1 发生温度对系统性能系数COP的影响 |
2.5.2 蒸发温度对系统性能系数COP的影响 |
2.5.3 冷凝温度对系统性能系数COP的影响 |
2.6 以R152a为制冷工质时系统工况变化对机械性能系数的影响分析 |
2.6.1 发生温度对系统机械性能系数COPm的影响 |
2.6.2 蒸发温度对系统机械性能系数COPm的影响 |
2.6.3 冷凝温度对系统机械性能系数COPm的影响 |
2.7 本章小结 |
第三章 双级喷射制冷系统的热力学熵分析 |
3.1 热力学不可逆熵增理论 |
3.2 双级喷射制冷系统熵产计算公式 |
3.3 双级喷射制冷系统工况变化时各部件的熵产分析 |
3.3.1 系统各部件的熵产及其占总熵产的比例随发生温度变化的影响 |
3.3.2 系统各部件的熵产及其占总熵产的比例随蒸发温度变化的影响 |
3.3.3 系统各部件的熵产及其占总熵产的比例随冷凝温度变化的影响 |
3.4 双级喷射制冷系统工况变化时的总熵产分析 |
3.4.1 发生温度对系统总熵产的影响 |
3.4.2 蒸发温度对系统总熵产的影响 |
3.4.3 冷凝温度对系统总熵产的影响 |
3.5 以R152a为制冷工质的双级喷射制冷系统给定工况下的熵产分布 |
3.6 本章小结 |
第四章 双级喷射制冷系统的热力学?分析 |
4.1 热力学不可逆(火用)损理论 |
4.2 双级喷射制冷系统的(火用)损计算公式 |
4.3 双级喷射制冷系统工况变化时各部件的(火用)损分析 |
4.3.1 系统各部件的(火用)损失及其占系统总(火用)损的比例随发生温度变化的影响 |
4.3.2 系统各部件的(火用)损失及其占系统总(火用)损的比例随蒸发温度变化的影响 |
4.3.3 系统各部件的烟损失及其占系统总烟损的比例随冷凝温度变化的影响 |
4.4 双级喷射制冷系统的总(火用)损失随温度变化时的影响 |
4.4.1 喷射制冷系统的总(火用)损随发生温度变化的影响 |
4.4.2 喷射制冷系统的总(火用)损随蒸发温度变化的影响 |
4.4.3 喷射制冷系统的总(火用)损随冷凝温度变化的影响 |
4.5 双级喷射制冷系统中热量(火用)、冷量(火用)随温度变化时的影响 |
4.5.1 发生器、冷凝器的热量(火用)及蒸发器的冷量(火用)随发生温度变化的影响 |
4.5.2 发生器、冷凝器的热量(火用)及蒸发器的冷量(火用)随蒸发温度变化的影响 |
4.5.3 发生器、冷凝器的热量(火用)及蒸发器的冷量(火用)随冷凝温度变化的影响 |
4.6 双级喷射制冷系统各部件的(火用)效率随温度变化时的影响 |
4.6.1 系统各部件的(火用)效率随发生温度变化的影响 |
4.6.2 系统各部件的(火用)效率随蒸发温度变化的影响 |
4.6.3 系统各部件的(火用)效率随冷凝温度变化的影响 |
4.7 双级喷射制冷系统的总(火用)效率及总能源效率随温度变化时的影响 |
4.7.1 系统的总(火用)效率和总能源效率随发生温度变化的影响 |
4.7.2 系统的总烟效率和总能源效率随蒸发温度变化的影响 |
4.7.3 系统的总(火用)效率和总能源效率随冷凝温度变化的影响 |
4.7.4 四种给定工况下喷射制冷系统(火用)损失、(火用)效率和能源效率的比较 |
4.8 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表学术论文和专利目录 |
(6)太阳能辅助空气源热泵蓄能系统特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
物理量名称及符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究的目的和意义 |
1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
1.2.1 ASHP的低温适应性 |
1.2.2 蓄能技术及其应用 |
1.2.3 SAHP蓄能系统 |
1.2.4 国内外研究现状总结 |
1.3 本文的主要工作 |
第2章 SAHP蓄能系统原理及样机试制 |
2.1 引言 |
2.2 SAHP的工作原理 |
2.2.1 三套管蓄能型换热器 |
2.2.2 SAHP系统设置 |
2.2.3 SAHP蓄能系统的运行模式 |
2.3 SAHP蓄能系统试制 |
2.3.1 系统试制需要解决的问题 |
2.3.2 系统设计及试制 |
2.4 SAHP蓄能系统实验方案 |
2.4.1 实验目的 |
2.4.2 实验系统构成 |
2.4.3 实验方案 |
2.5 数据处理与误差分析 |
2.5.1 数据处理 |
2.5.2 误差分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 SAHP样机实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 三套管蓄能换热单元与ASHP部件的适配 |
3.3 制冷工况性能 |
3.3.1 三套管蓄能型换热器蓄冷-供冷模式 |
3.3.2 三套管蓄能型换热器辅助空气源热泵空调供冷模式 |
3.4 制热工况性能 |
3.4.1 三套管蓄能型换热器供热模式 |
3.4.2 三套管蓄能型换热器辅助空气源热泵供热模式 |
3.4.3 太阳能热水辅助三套管蓄能型换热器供热模式 |
3.5 非定常工况对系统性能的影响 |
3.5.1 蓄冷单元转换 |
3.5.2 蓄热单元转换 |
3.5.3 室外换热器转换到蓄能换热器 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于可用能的SAHP蓄能系统性能改善及实验验证 |
4.1 引言 |
4.2 可用能分析 |
4.2.1 SAHP蓄能系统各部件可用能计算模型 |
4.2.2 三套管蓄能型换热器蓄冷模式 |
4.2.3 三套管蓄能型换热器供热模式 |
4.2.4 太阳能热水辅助三套管蓄能型换热器供热模式 |
4.2.5 各部件的可用能损失所占比例的比较 |
4.3 系统改进及实验验证 |
4.3.1 系统改进 |
4.3.2 三套管蓄能型换热器蓄热-供热模式 |
4.3.3 太阳能热水辅助三套管蓄能型换热器供热 |
4.3.4 空气源热泵供冷同时三套管蓄能换热单元蓄冷 |
4.3.5 改进前后可用能对比 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于传热效率的SAHP新蓄能系统及可行性实验 |
5.1 引言 |
5.2 蓄能-释能循环的传热速率 |
5.2.1 传热速率的表征——综合传热系数 |
5.2.2 传热速率分析 |
5.3 蓄能-释能循环的传热效率 |
5.3.1 传热的效率 |
5.3.2 不可逆损失与不可用损失 |
5.3.3 热势容定义的传热效率 |
5.3.4 传热效率分析 |
5.4 SAHP新蓄能系统及其关键 |
5.4.1 SAHP新蓄能系统及其原理 |
5.4.2 SAHP流动蓄能系统的关键问题 |
5.5 可行性实验方案 |
5.5.1 蓄能工质的凝固实验 |
5.5.2 蓄能工质的流动实验 |
5.5.3 蓄能工质的传热实验 |
5.5.4 误差分析 |
5.6 可行性实验结果分析 |
5.6.1 流变性 |
5.6.2 管内流动阻力特性 |
5.6.3 对流传热特性 |
5.7 本章小结 |
第6章 蓄能工质流动传热特性及SAHP流动蓄能系统性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 蓄能工质的流动特性 |
6.2.1 蓄能工质的流变模型 |
6.2.2 蓄能工质的流动阻力特性 |
6.3 蓄能工质的传热特性 |
6.3.1 蓄能工质的传热模型 |
6.3.2 蓄能工质的传热模型求解 |
6.3.3 蓄能工质的传热分析 |
6.4 SAHP流动蓄能系统设计 |
6.4.1 流动蓄能换热器与蓄能容器设计 |
6.4.2 其他部件设计(选择) |
6.5 流动蓄能系统的运行特性与改进结果比较 |
6.5.1 SAHP流动蓄能系统的运行特性 |
6.5.2 SAHP蓄能系统改进结果比较 |
6.5.3 传热速率与传热效率比较 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(7)三相溶液蓄能系统3E分析及设计优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
物理量名称及符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 蓄能技术的研究现状 |
1.2.1 蓄能技术的分类 |
1.2.2 国内外热化学蓄能技术的硏究现状 |
1.3 国内外三相溶液蓄能技术研究现状 |
1.4 本课题的主要研究内容 |
第2章 溴化锂水溶液物性研究概述 |
2.1 溴化锂溶液的物理性质 |
2.2 低于 180℃溴化锂溶液热物性研究 |
2.2.1 低于 180℃溴化锂溶液热物性研究现状 |
2.2.2 低于 180℃溴化锂溶液比焓的确定 |
2.3 低于 230℃溴化锂溶液热物性研究 |
2.3.1 低于 230℃溴化锂溶液热物性研究现状 |
2.3.2 低于 230℃溴化锂溶液比焓的确定 |
2.4 溴化锂溶液比熵的确定 |
2.5 结晶温度的确定 |
2.6 结论 |
第3章 三相溶液蓄能系统3E分析模型建立 |
3.1 系统工作原理 |
3.1.1 系统结构简介 |
3.1.2 系统工作流程 |
3.1.3 建模假设 |
3.2 蓄能过程3E分析模型 |
3.2.1 蓄能过程的本质和特点 |
3.2.2 溶液储罐模块 |
3.2.3 水储罐模块 |
3.3 释能过程3E分析模型 |
3.3.1 释能过程的本质和特点 |
3.3.2 蒸发器模块 |
3.3.3 吸收器模块 |
3.4 系统能量效率和火用效率 |
3.4.1 蓄能过程能量效率和火用效率 |
3.4.2 释能过程能量效率和火用效率 |
3.4.3 三相蓄能系统能量效率和火用效率 |
3.5 蓄能密度(ESD) |
第4章 三相溶液蓄能系统火用分析 |
4.1 蓄释能过程的模拟及分析 |
4.1.1 系统实例 |
4.1.2 工作参数 |
4.1.3 数值分析及模拟 |
4.2 结果分析及讨论 |
4.2.1 模拟结果曲线图 |
4.2.2 系统火用效率 |
4.2.3 蓄能密度ESD |
4.3 系统性能的影响因素分析 |
4.3.1 热源水温度及流量对系统性能的影响 |
4.3.2 冷却水温度及流量对系统性能的影响 |
4.3.3 蒸发温度和冷凝温度对系统性能的影响 |
4.3.4 各设备火用损失 |
4.4 结论 |
第5章 三相溶液蓄能系统的熵产分析 |
5.1 结果分析及讨论 |
5.2 系统性能的影响因素分析 |
5.2.1 热源温度影响 |
5.2.2 热源水流量的影响 |
5.2.3 冷凝温度和蒸发温度的影响 |
5.2.4 吸收器内冷却水进口温度和流量的影响 |
5.3 熵产分析与火用分析比较 |
5.4 结论 |
第6章 三相溶液蓄能系统性能的设计优化 |
6.1 最优化问题研究 |
6.2 三相蓄能系统的设计参数优化 |
6.2.1 优化设计数学模型的组成 |
6.2.2 三相蓄能系统优化的设计变量 |
6.2.3 三相蓄能系统优化的目标函数 |
6.2.4 优化的约束条件 |
6.3 实际三相蓄能系统的设计优化 |
6.3.1 各不确定参数对三相蓄能系统性能影响的综合分析 |
6.3.2 最优值求解 |
6.4 不同蓄能系统性能比较 |
6.4.1 蓄能方式分类 |
6.4.2 三种蓄能系统比较 |
6.5 结论 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(8)光生物反应器内传递与转化过程模拟及熵产率分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 微生物能源技术概述 |
1.2.1 微生物能源简介 |
1.2.2 影响微生物能源转化过程的因素 |
1.3 热力学熵分析及其在能量系统中的应用 |
1.3.1 热力学熵与熵产率优化简介 |
1.3.2 基于黑箱模型的熵产分析及优化 |
1.3.3 基于非平衡热力学的连续介质熵产率分析方法 |
1.4 COMSOL MULTIPHYSICS简介 |
1.5 本课题的主要研究工作 |
1.5.1 已有研究工作的不足 |
1.5.2 本文主要研究工作 |
1.5.3 本课题的研究意义 |
2 光合细菌平板生物膜反应器内传递及转化过程的模拟及熵产率分析 |
2.1 引言 |
2.2 物理与数学模型 |
2.2.1 物理模型的描述 |
2.2.2 模型的基本假设 |
2.2.3 数学模型及边界条件 |
2.2.4 熵产率的计算方法 |
2.3 模型求解及验证 |
2.3.1 网格的划分及网格无关性验证 |
2.3.2 模型验证 |
2.4 运行条件对反应器性能的影响 |
2.4.1 入口温度的影响 |
2.4.2 培养液流量的影响 |
2.4.3 入口葡萄糖浓度的影响 |
2.4.4 最佳运行条件下反应器内的场分布 |
2.5 本章小结 |
3 绕流光合细菌单包埋颗粒传递及转化过程的模拟及熵产率分析 |
3.1 引言 |
3.2 物理与数学模型 |
3.2.1 物理模型的描述 |
3.2.2 模型的基本假设 |
3.2.3 数学模型及边界条件 |
3.2.4 熵产率的计算方法 |
3.3 模型的求解及验证 |
3.3.1 网格的划分 |
3.3.2 模型验证 |
3.4 运行条件对反应器性能的影响 |
3.4.1 入口葡萄糖浓度的影响 |
3.4.2 入口温度的影响 |
3.4.3 培养液流量的影响 |
3.4.4 培养液初始pH的影响 |
3.4.5 入射光强的影响 |
3.4.6 最佳运行条件下反应器内的场分布 |
3.5 本章小结 |
4 光合细菌包埋颗粒堆积反应器传递及转化过程的模拟及熵产率分析 |
4.1 引言 |
4.2 物理与数学模型 |
4.2.1 物理模型的描述 |
4.2.2 模型的基本假设 |
4.2.3 数学模型及边界条件 |
4.3 模型的求解及验证 |
4.3.1 网格的划分 |
4.3.2 模型验证 |
4.4 运行条件对反应器性能的影响 |
4.4.1 入口葡萄糖浓度的影响 |
4.4.2 培养液入口Re数的影响 |
4.4.3 培养液入口温度的影响 |
4.4.4 最佳运行条件下反应器内的场分布 |
4.5 本章小结 |
5 悬浮式平板光生物反应器的流动特性模拟及熵产率分析 |
5.1 引言 |
5.2 物理与数学模型 |
5.2.1 物理模型的描述及假设 |
5.2.2 数学模型及边界条件 |
5.2.3 网格划分及无关性验证 |
5.3 运行条件对反应器内流动特性的影响 |
5.3.1 通气率的影响 |
5.3.2 隔板长度的影响 |
5.3.3 隔板位置的影响 |
5.4 本章小结 |
6 总结 |
6.1 本文结论 |
6.2 后续研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
B 作者在攻读硕士学位期间获得的奖励 |
C 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
(10)管程组合转子强化传热机理与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 换热器强化传热方式 |
1.2 国内外研究动态 |
1.2.1 管程强化传热技术的发展 |
1.2.2 强化管强化传热技术的发展 |
1.2.3 各种管内插件的发展 |
1.2.4 管程组合转子强化传热的发展 |
1.3 强化传热数值模拟研究 |
1.3.1 数值模拟研究方法 |
1.3.2 CFD 软件 |
1.3.3 CFD 软件应用 |
1.4 强化传热评价标准的发展 |
1.5 研究背景、目的及意义 |
1.5.1 能源背景 |
1.5.2 目的及意义 |
1.6 研究内容、目标、创新点以及课题来源 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 研究目标 |
1.6.3 课题来源 |
2 相关理论基础 |
2.1 换热器强化传热的理论研究 |
2.2 换热器数值模拟的基本理论和方法 |
2.3 流体流动与传热的控制方程 |
2.3.1 质量守恒方程 |
2.3.2 动量守恒方程 |
2.3.3 能量守恒方程 |
2.4 湍流模型及数值模拟方法 |
2.4.1 湍流模型 |
2.4.2 湍流数值模拟方法 |
3 管程组合转子强化传热技术 |
3.1 组合转子装置的结构特点 |
3.1.1 转子的结构特点 |
3.1.2 组合转子强化传热实验装置 |
3.2 可视化实验 |
3.2.1 可视化实验装置 |
3.2.2 可视化实验现象 |
3.3 转子转速的理论推导 |
3.4 组合转子装置的强化传热以及自清洁机理 |
3.4.1 组合转子装置的强化传热机理 |
3.4.2 自清洁机理 |
3.5 应用领域 |
3.6 组合转子装置的制造工艺 |
3.6.1 成型工艺 |
3.6.2 组装过程 |
4 管程组合转子强化传热数值模拟研究 |
4.1 数值计算方法 |
4.1.1 有限差分法(Finite Difference Method) |
4.1.2 有限元法(Finite Element Method) |
4.1.3 有限体积法(Finite Volume Method) |
4.1.4 比较分析 |
4.2 SIMPLE 算法 |
4.2.1 SIMPLE 算法的发展 |
4.2.2 SIMPLE 算法的假定条件以及具体步骤 |
4.3 网格划分 |
4.4 物理模型的建立及求解 |
4.4.1 物理模型的建立 |
4.4.2 划分网格 |
4.4.3 边界条件设置 |
4.4.4 计算结果 |
4.5 计算结果分析 |
5 管程组合转子实验研究 |
5.1 实验系统 |
5.1.1 管程组合转子强化传热实验装置 |
5.1.2 测试装置 |
5.2 数据处理 |
5.2.1 传热计算 |
5.2.2 阻力计算 |
5.3 实验过程 |
5.3.1 光管验证实验 |
5.3.2 以水为流体介质进行传热与阻力实验 |
5.4 不同规格转子实验结果 |
5.4.1 19-100 三叶片螺旋型转子实验结果 |
5.4.2 22-200 三叶片螺旋阶梯型转子实验结果 |
5.4.3 19-400 三叶片镂空型转子实验结果 |
5.4.4 22-100 两叶片螺旋阶梯型转子实验结果 |
5.4.5 22-100 两叶片螺旋阶梯带导流槽型转子实验结果 |
5.4.6 综合性能评价 |
6 全文总结 |
6.1 所做工作 |
6.2 创新之处 |
6.3 主要结论 |
6.4 有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
四、传热过程中的不可逆性与能量贬值(论文参考文献)
- [1]低品位热源驱动的新型功冷联供系统性能分析与优化研究[D]. 孙嘉楠. 山东大学, 2021(12)
- [2]冷热电联产系统吸收式制冷热力学分析[D]. 尤田. 兰州理工大学, 2020(12)
- [3]凹穴型复杂微通道换热器结构设计及流动与传热性能研究[D]. 侯亭波. 合肥工业大学, 2019(01)
- [4]低阶煤提质—清洁煤联产油工艺研究[D]. 林元奎. 中国石油大学(华东), 2017(07)
- [5]双级喷射式制冷系统不可逆热力学损失分析[D]. 许浩. 广西大学, 2017(01)
- [6]太阳能辅助空气源热泵蓄能系统特性研究[D]. 曲德虎. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [7]三相溶液蓄能系统3E分析及设计优化[D]. 刘肖. 北京工业大学, 2016(03)
- [8]光生物反应器内传递与转化过程模拟及熵产率分析[D]. 曹刚. 重庆大学, 2016(03)
- [9]粮食热风干燥系统 评价理论研究[J]. 李长友. 农业工程学报, 2012(12)
- [10]管程组合转子强化传热机理与实验研究[D]. 张小红. 青岛科技大学, 2012(06)