一、关于工业热管的回顾与展望(论文文献综述)
林鹏[1](2021)在《UV-LED固化装置散热结构的仿真研究与优化设计》文中研究表明紫外线(UV)技术在印刷工业领域飞速发展,随着第四代光源LED的广泛应用,UV-LED光固化逐渐取代传统的UV固化。但LED的光电转换效率只有20%,剩余80%的能量都转换成了热量,如果热量不能及时的散发出去,堆积的热量将会导致LED出现寿命缩短、波长偏移、光衰加剧等问题。对UV-LED固化装置的散热结构进行仿真研究以改进散热器的性能,在加强散热结构的应用研究及促进仿真的合理化应用等方面具有重要、长远的现实意义。为了解决UV-LED固化装置散热能力差的问题,根据传热基本理论和计算流体动力学原理,利用Ansys Icepak对UV-LED固化装置的散热结构进行仿真研究与优化设计。首先,利用SolidWorks建立散热器的3D模型与热阻模型,对散热器热阻进行理论计算与仿真验证,证明仿真实验的可行性;其次,对热管进行模型重建并赋予正交异向属性,用Icepak模型代替SolidWorks模型以减少实验步骤繁琐性、降低计算误差,设计单因素实验研究翅片高度、翅片厚度、翅片数量和热管直径四个主要参数对散热性能的影响;最后,根据单因素实验结果的优选数据设计四因素三水平的正交试验,利用极差分析法对试验结果进行分析,优化散热器结构参数并进行极限功率测试。实验结果表明,UV-LED结温与翅片高度呈反比关系,结温随着翅片高度的增加而降低;UV-LED结温与翅片厚度呈二次函数关系,结温升高趋势随着翅片厚度的增加而增加;UV-LED结温与翅片数量呈二次函数关系,结温升高趋势随着翅片数量的增加而增加。改进优化的散热器在翅片高度为56mm、翅片厚度为0.5mm、翅片数量为22和热管直径为7mm时散热性能最佳,散热能力提升了23.5%,且工作功率不应超过173w。
闫凯芬[2](2021)在《丙烯环路热管150-290 K温区冷凝流型及换热特性研究》文中进行了进一步梳理环路热管利用工质相变实现热量的高效传递,无需运动部件,有效隔离制冷装置对光学系统的电磁干扰和机械震动,并且可以通过汽液管线的柔韧性和长度改变实现热控系统与光学系统更合理的空间布置,能有效满足空间探测系统的控温要求。随着空间探测技术的发展和光学系统探测目标的多样化,对温控组件的工作温区要求变多,对控温的稳定性和精确度提出了更高的要求。环路热管在运行过程中,由于相变、换热和流动的相互作用,形成了一个复杂的换热系统,作为核心部件之一的冷凝器,其结构设计会影响环路热管的运行模式并在稳定热阻模式下决定环路热管的工作温度。一般来讲,环路热管中以蒸发器壁温和冷凝器壁温之间的温差作为判断环路热管工作性能的重要指标,温差越小,环路热管性能越优秀。现有的实验表明,造成环路热管温差大的主要因素在于冷凝相变温度与壁温之间的温差较大。其中,冷凝相变温度又由冷凝流型和冷凝换热的模式来决定,如何通过调整冷凝换热过程来减小冷凝温度与冷凝壁温之间的温差是环路热管性能提升的核心问题。但是目前针对环路热管的冷凝研究多集中在应用开发领域,冷凝传热传质机理并不十分明晰,低温下物性改变造成的的运行机理变化更鲜有报道。基于该研究背景和调研分析,本文主要考虑红外探测需求的150-290 K温区内的环路热管的冷凝流型和冷凝换热特性。通过结构设计解决了低温下冷凝可视化的密封的承压和耐低温问题。通过铟丝密封手段解决了降温过程中由于线膨胀系数不匹配造成的密封失效问题,满足了低温下环路热管冷凝流型观测的需求。利用搭建的冷凝可视化实验平台,对低温区环路热管性能和冷凝流型及其换热特性之间的相互关系和影响因素进行了研究。常温区环路热管性能优于低温区性能,受到蒸发器向补偿器热泄漏量的影响低温下稳定热阻区向可变热阻区的转变会延迟,也导致了低温传热极限小于常温传热极限。冷凝两相区的长度与环路热管运行方式密切相关,在可变热阻模式下,两相区长度与换热量正相关,在稳定热阻模式下,两相区长度不再改变。可视化结果表明环路热管极小的质量流量导致不同换热量下冷凝流型均以波状流、层状流和间歇流等重力占主导力的流型为主。通过流型结果分析可知Cavallini流型图能更好地预测不同加热量下的流型。Cavallini换热关联式在低温下的预测值更准,建议在低温冷凝器的设计和模拟计算中使用。随着冷凝器温度的降低,冷凝流型由层状流逐渐向波状流、伪间歇流、半环状流转变。低温流体的物性改变是造成低温和室温下流型差异的主要原因。在低温下,较大的汽液密度比和粘度比会产生较大的剪切力,使流型转变为半环状流,提高了两相区的传热系数。低温下冷凝换热系数大于常温下冷凝换热系数,但是冷凝换热系数的大小不能单方面决定热管性能的好坏,性能好坏还与冷凝温度有着密不可分的关系,合理的强化换热能够通过减小冷凝温度而提升环路热管性能。在180-290 K范围内Cavallini关联式预测值与实验值吻合较好,但当半环状流出现时偏差增大,半环状流时的冷凝换热特性和低温下环路热管震荡对冷凝换热的影响有待进一步研究。对实验结果分析后,将仿真计算中冷凝流型的选取和冷凝换热经验关联式的合理选择进行了细化,并将仿真计算结果与实验结果对比,冷凝两相区长度和环路热管工作温度都得到了很好的验证。证明了选用合理的冷凝换热经验关联式可以更有效地预测环路热管运行性能,并指出环路热管中冷凝优化的改进方向。通过仿真计算和实验成果分析,为203 K冷凝器温度下的冷凝器长度进行参数化设计,完成了90 mm、190 mm和420 mm冷凝器在223 K、203 K和183 K温度下不同工况时的环路热管性能实验。结果表明,合理设计冷凝器长度有利于环路热管温差的减小,同时,合适的冷凝器长度能使环路热管在目标工况下运行在稳定热阻区。另一方面,完成了冷凝换热强化对环路热管性能的影响验证,结果表明,在环路热管中,通过冷凝强化确实可以提升环路热管性能,但是冷凝强化也会带来流动阻力的上升,二者之间的平衡需要把握。这些验证工作为环路热管的冷凝器结构设计和仿真计算提供了理论支撑。
张春伟[3](2021)在《应用于空分纯化系统的多级相变储热方法及其传热强化研究》文中进行了进一步梳理作为空分设备的核心部件,纯化系统能耗约占空分总能耗的11%。系统再生阶段排空的冷吹污氮气具有流量大、间歇性、湿度高和温度波动大等特征,若能对此部分余热进行回收再利用,可大幅降低纯化系统整体能耗。相变储热技术具有高储能密度、近似等温放热等优势,能够有效解决冷吹污氮气的间歇性和高湿度难点。然而,当前工程应用的相变储热器往往为壳管式或板式结构,无法满足空分纯化系统所需的高储放热速率以及高热效率要求。鉴于此,本文通过理论与实验相结合,从多角度、多层次探究具有高效性、经济性和可靠性的相变储热技术复合传热强化方法。主要工作如下:首先,探究重力促进相变材料(PCM)熔化过程的作用机理。建立热源输入方向与重力方向的通用坐标,并通过实验与模拟系统性地研究了定壁温与定热流边界下夹角γ对方腔内PCM熔化过程的影响。对于定壁温边界,当夹角γ为0o时,所需的熔化时间最长,并随着夹角γ增大,熔化时间先大幅减小后轻微增加;对于定热流边界,随着夹角γ增大,熔化时间先增加后减小;两边界工况下的最优夹角γ均在90o和180o之间,且相对更趋近90o。所以,为充分发挥自然对流对熔化的促进作用,规整相变储热单元的热源端最低点应该低于PCM端最低点。其次,分析组合式结构传热特性,获得基础传热元件组合原则。以热管(HP)、翅片(Fin)和泡沫金属(CF)为元件,提出HP-Fin、HP-CF和HP-Fin-CF三种组合式结构,并获得每种组合在熔化与凝固、导热与对流的特性;HP-Fin组合可以更好地强化熔化性能,而HP-CF组合则可以更好地强化凝固过程,其原因是前者对自然对流的限制较小,而后者的空间导热能力较强;由于同时具备两者特征,所以HP-Fin-CF组合的综合性能最优;基于组合特征,推理出热源与PCM的相对几何关系,即扩张式、平行式和收缩式;以HP-Fin-CF组合为基础,结合响应面分析法,建立了熔化时间、凝固时间、?储存能力和?释放能力4个响应模型;基于多目标微分进化(DE)算法,分析具有竞争关系的储热速率和储热密度对储热器性能的影响。再次,在考虑子级PCM质量的前提下,对多级相变储热系统进行热力学分析。针对小温差的稳态工况,利用夹点分析中的温焓图对多级相变储热系统进行图解分析和过程优化;针对复杂的非稳态工况,建立动态传热模型,并结合DE算法进行多工况计算分析。释放?适用于优化输出相对较少高品位热能的多级系统,而释放火积和释放热更适用于优化直接输出更多低品位热能的多级系统;同时,对于恒温热源,随着温度增加,显热形式的热能在评价指标中所占的比例随之上升;对于包含降温过程的非稳态热源,“切换”操作可以显着提升系统性能即当热流体温度低于当前子级PCM的温度时,直接通入下一子级;此外,当放热时间增长,系统存储?和释放?均明显增加,所以放热时间应该大于储热时间。最后,设计双级相变储热器并在空分纯化系统中进行实验测试。采集某8万空分纯化系统的实际运行数据作为初始设计参数,计算PCM的最佳相变温度与质量,并推导出适用于空分纯化系统热源的PCM温度通用表达式;对于单级系统,最佳的相变温度为59.67oC,对于双级系统,最佳的相变温度分别为73.68oC和46.04oC;测试结果表明,当以工程标准40oC为基线,则余热回收率达52.7%;当以低温再生气20oC为基线,则余热回收率达35.4%;可使电加热器功耗降低约17.59%;此外,管道和阀门等组件的显热以及整体系统漏热影响也不可忽略。总之,针对相变储热技术在空分纯化系统应用中所面临的气-固传热、PCM低导热性和非稳态变温热源难点,本文从两方面进行了研究。在传热速率方面,探究了重力促进PCM熔化的作用规律、传热强化元件组合原则和热源与PCM的相对几何关系等;在传热效率方面,提出了考虑子级PCM质量的多级相变储热系统关键参数计算方法;最终两者结合形成高效复合传热强化方法,相关成果在空分纯化系统中成功应用并得到第三方机构认证。
韩凯悦[4](2021)在《太阳能-CO2空气源热泵系统的供热性能研究》文中认为在全球能源大量消耗的时代,为实现全球温升稳定在1.5℃的目标,我国应加大对可再生非化石能源的投资利用,降低当今化石能源开发消耗。太阳能和空气能均是可大量利用的优质能源,且应用技术逐渐趋于成熟。两者结合使用的太阳能-空气源热泵供热系统可以有效解决占建筑能耗高达65%的供热资源消耗问题,两种环保能源相辅相成,达到节能减排目的。本文从分析太阳能-CO2空气源热泵供热系统性能出发,在天津地区搭建太阳能-CO2空气源热泵供热系统实验台,实验探究电热丝和空气源热泵加热水到不同温度时系统的参数变化;进一步对空气源热泵系统在不同初始压力和节流阀开度条件下进行分析,找出空气源热泵系统运行的最佳状态参数;再利用模拟软件拓展不同设定供水温度下逐月耗功量和制热量的变化规律。实验探究夏季仅采用太阳能集热器供热时,蓄热水箱在不同天气环境下能达到的水温和日有用得热量;利用模拟平台拓展探究了全年运行时不同体积水箱的日有用得热量和集热器效率变化规律。分析了水箱内螺旋管高度对太阳能-CO2空气源热泵供热系统的影响,并利用模拟平台探究了全年运行情况下两种水箱对供热系统的耗功量、制热量以及系统COP的影响。模拟探究了在天津、上海和深圳三个海滨城市,采用平板式集热器和真空管集热器与空气源热泵供热系统串联和并联两种连接方式时,供热系统的逐月耗功量、制热量、系统COP以及热泵机组COP。在本文的研究范围内,主要结论如下:(1)实验探究了电热丝和热泵两种电加热热水方式在不同设定温度下加热0.1m3和0.2m3水时的耗电量。采用电热丝加热方式将0.1m3水加热至80℃时耗电量为7.64k Wh,是热泵加热耗电量的16.26倍;电热丝加热0.2m3水至80℃时,耗电量为16.07k Wh,是热泵加热耗电量的10.11倍。热泵加热方式在设定温度较高时其节能方面的优势明显高于电热丝加热方式。(2)同一节流阀开度下,初始压力为4.5MPa时机组COP最小,6MPa时机组COP最大。对空气源热泵进行模拟计算发现:随着设定温度的增加COP呈现先增加后减小的趋势,且环境温度越高COP越高。在设定出水温度为55℃时各月COP均能达到最大;在设定温度为65℃时各月COP最小,最高和最小COP在不同月份的变化为1月下降了30.67%,4月下降了27.15%,7月下降了24.73%,10月下降了26.48%。在本课题研究范围内发现空气源热泵系统最佳运行方式为初始压力6MPa,节流阀全开;在设定温度为55℃且在7月运行时热泵系统COP最高。(3)对太阳能集热器进行实验探究,得出水箱内温度随着时间的延伸而逐渐增加,在太阳能辐射量较强的下午16:30时左右水箱内温度达到最高,不同环境工况下温度都在55℃以上。对太阳能集热器进行模拟计算结果表明:4月随着水箱体积增加最高QU值降低了0.37%,最高P值降低了6.62%。由此可知,在天津地区太阳能集热器可以提供较高温度的热水,尤其是夏季供热优势明显,应加以利用和推广。(4)太阳能-CO2空气源热泵系统的实验研究结果表明:相同工况下,计算得到1.5m螺旋管换热水箱的热泵系统COP较0.75m螺旋管换热水箱系统提升了18.71%。模拟拓展研究结果表明:在7月份1.5m螺旋管水箱系统COP较0.75m螺旋管水箱系统COP提高了4.35%(最高);2月份1.5m螺旋管水箱系统COP较0.75m螺旋管水箱系统COP提高了2.87%(最低)。在太阳能-CO2空气源热泵供热系统中采用1.5m螺旋管加热水箱方式具有更明显的节能优势。(5)对采用真空管集热器、平板式集热器与热泵系统串、并联连接方式的太阳能-CO2空气源热泵供热系统应用于特定地理位置的住宅处进行模拟探究,结果表明:以真空管集热器与空气源热泵并联运行为例,随着地区纬度的降低,机组COP提高了15.81%,系统COP增加了11.03%。以天津为例,真空管集热器与空气源热泵并联时机组COP较真空管集热器与热泵串联时机组COP提高了7.98%,系统COP提高了6.91%;带真空管集热器的机组COP较带平板式集热器机组COP提高了0.21%,系统COP提高了25.54%。因此供热系统如选用真空管集热器与空气源热泵并联运行的连接方式节能性较好,太阳能-CO2热泵系统在深圳地区运行时供热系统各性能参数指标较上海和天津地区好。
马明瑞[5](2021)在《低截取比真空管型复合抛物面集热器光热性能研究》文中研究说明面对常规能源的过度消耗以及生态环境的恶化,现代社会对环境友好型能源的需要愈发强烈,急需可以替代传统能源的太阳能集热器。复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator,简称CPC)是根据光线原理设计而成的聚光器,CPC已在太阳能集热领域得到了大量的应用。本文主要研究内容总结以下:(1)利用太阳辐射模型,将CPC集热器接收辐射量计算模型简化,以太阳辐射量最大为目标,给出了找到不同安装位置最佳倾角的方法,理论推导了不同安装位置下接收辐射量的计算模型。结果表示,年最佳倾角与地理纬度相差不超过5o,冬半年最佳倾角较大;夏半年最佳倾角较低。CPC正南朝向时接收的辐射量最多,随着方位角的增加辐射量开始降低,在高纬度地区更加显着。(2)构建CPC物理几何模型,通过Tracepro软件,利用程序计算了不同时刻的太阳辐射参数,完成对CPC聚光器的光线追迹,对不同截取比、不同倾角进行了光学性能模拟,结果表明,截取比从0.50降为0.16可以使CPC光学效率提高10%以上,最佳倾角的确定可以使CPC光学效率提高2%。分析了不同安装轴向CPC的能流密度,全年使用宜采用东西轴向安装。(3)构建CPC聚光集热系统,验证了光学模拟的准确性。对不同倾角接收辐射量进行了实际测试,表明最佳倾角的确定可使接收的辐射显着提高,研究了不同倾角对CPC集热性能的影响,验证了理论计算的可靠性,实验表明最佳倾角可以使瞬时热效率提高3.9%以上。研究了不同环境参数对CPC集热性能的影响。(4)利用CPC实验系统对不同流动工质的热力性能进行了实验测试,同时与传统集热器相对比,结果表明:以水为工质时CPC集热器最高出口温度可达70℃以上,最高集热效率达0.55;CPC空气集热器在晴天和多云天气下均可获得中温空气,晴天工况下出口温度可达200℃,多云工况可达175℃。CPC与真空管的对比发现两种工质CPC的集热效率明显更高,同时集热温度也高于真空管集热器,低截取比CPC不仅具有良好的集热性能,也具有很好的经济性。通过本文的研究,提供了不同安装位置下太阳辐射量的计算模型,给出了最佳倾角的有效计算方法,为CPC的结构优化提供了理论基础,为CPC在中低温领域高效稳定运行提供了一定的实验参考。
杨琦帆[6](2021)在《基于热阻分析法的相变储能充/释能过程动态特性研究》文中研究说明相变储能是利用相变材料发生相态变化时吸热和放热过程来实现能量的储存和释放,是一种在热能储存技术中比较常见的储能方式。但是相变材料的导热系数普遍较低,严重影响了相变材料的传热过程以及系统充/释能速率,并且还会带来储能系统瞬态响应慢的问题,这是目前相变储能技术面临的最大障碍。在储能系统中添加翅片和热管是一种简单高效的强化传热技术手段,基于此,本文设计了一种热管嵌入式相变储能系统,以空气作为传热流体,并对其释冷过程展开了实验研究。分别从相变材料融化行为、空气侧进出口温差以及系统冷量供应效果等方面对系统传热性能的影响进行了讨论,实验结果表明,在不同的工况下,相变材料具有相似的融化行为。另外,对于不同工况下的空气侧进出口温差进行了对比分析,结果表明,由于空气的传热性能较差,使得进出口温差动态变化特征比较明显,同时,增大空气质量流量要大于提高空气进口温度对系统传热性能的影响。最后通过利用空气侧进出口温差得到了不同工况下系统输出冷量随时间的变化曲线,从图中可知,系统冷量输出随时间大致呈线性变化,平均制冷量范围为42.92W~89.74W。传热流体的动态变化特性对于相变储能系统的传热性能有较大影响,为了能够预测储能系统传热性能,基于热阻分析法和ε-NTU法针对热管嵌入式相变储能系统和储罐式相变储能系统分别搭建了稳态模型和动态模型,两种模型都需要计算传热流体和相变材料之间的总热阻,但是稳态模型得到的是系统平均传热效率和平均传热量,动态模型中加入时间项建立了相变材料体积变化率和总热阻之间的关系,计算结果包括固/液相层相变半径、瞬时传热效率以及传热流体出口温度。另外,在储能系统释能过程中考虑了相变材料液相层中自然对流的影响,引入一个经验公式来计算相变材料的有效导热系数。并利用实测值对模型进行验证,结果表明,利用动态模型计算的传热流体出口温度以及进出口温差与实验值吻合较好,同时对上述两种结构形式下系统储能总量的计算误差更小,分别为-3.21%~6.16%和1.86%~8.81%。最后基于动态模型对两种结构形式下的相变储能装置进行了几何尺寸参数优化分析,模拟优化结果表明,对于热管嵌入式相变储能系统,随着热管管排数、热管管外径以及热管蒸发段长度的增加,系统的传热速率也会提高。对于储罐式相变储能系统,优化结果表明,在相同管内径情况下管材导热系数越大,管外径越大,传热流体的瞬时热流量就越大。但是随着管外径的增大,却减小了相变材料的填充量,因此在设计储罐式相变储能装置时,应该选用管材导热性能较好但是几何尺寸较小的盘管。几何尺寸参数研究可以为相应相变储能装置的设计优化提供一定的理论依据。
张志勇[7](2021)在《熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统关键控制技术研究》文中研究说明太阳能光热发电具有储热容量大、储热过程简单、所产生的交流电直接并网、易与常规发电模式互补发电、实现24小时连续稳定发电等特点。通过储热实现调度发电,可以与风电、光伏及其他可再生能源捆绑输出,有效调节光伏、风电的随机性、波动性,将间歇式太阳能转化成既可连续输出又可灵活调节的优质清洁电力,具有优质的调节性能,提升区域消纳和捆绑外送中的可再生能源消纳水平。建设风电、光伏、光热综合能源系统工程,是实现新能源高质量发展的重大战略,对于推动能源结构优化升级具有重要意义。本文以敦煌50 MW熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统为研究对象,结合项目建设和调试阶段实际运行经验,以提升熔盐线性菲涅尔式光热示范电站发电量、提升聚光集热系统光热转换效率和降低电站厂用电损耗为目的。通过研究熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统集热回路空管变占空比跟随预热控制算法、集热系统一次反射镜目标跟踪角度非线性补偿算法、集热回路出口熔盐温度预测控制算法等关键控制技术,最终将各种关键控制技术融合于示范电站集热岛数据采集及监控系统,并完成监控系统软硬件设计。首先,提出熔盐线性菲涅尔电站熔盐防凝的需求和防凝降耗的运行措施。针对集热回路空管预热过程中集热管温升过程非线性、时变的特点,通过对影响集热回路温升速度的主要因素进行建模分析,结合实时辐照等数据信息,提出集热回路空管变占空比跟随预热控制算法。经过现场实验验证,该预热算法控制效果满足恒速率温度控制,温升速率误差约为14%,远小于集热管极限安全温升速率;在满足集热管安全温升速率的前提下,变占空比方法整体预热时长较定占空比预热方式缩短22%。该方法控制效果良好,控制精度高,理论模型同样可应用于槽式及塔式太阳能光热系统的部分子系统中,方法具有一定的通用性及实用性。其次,根据线性菲涅尔式聚光集热系统的结构特点,从系统的结构和工程安装角度出发,探究影响线性菲涅尔聚光集热系统聚光精度的因素。通过仿真及实验分析,确定了集热系统一次镜面型误差、CPC安装精度误差、镜场南北布置偏差、一次镜反射中心动态位移偏差及倾角传感器温漂偏差等对跟踪聚光结果的影响机理及各误差造成的影响程度。结合现场实际跟踪目标角度的长期测试记录,获得实际跟踪目标角度与理论目标跟踪角度之间的误差曲线,根据误差曲线的趋势,选取聚光精度影响因素中权重较大的镜场南北偏差、旋转中心动态位移偏差及理论目标角度偏差等因素,构造出跟踪目标角度误差非线性补偿算法,将补偿算法应用于敦煌示范项目的实际应用中。经过敦煌50MW熔盐线性菲涅尔示范电站的实际验证,补偿算法可以很好的实现线性菲涅尔系统跟踪角度的误差补偿,补偿后系统跟踪误差小于0.1°,满足线聚焦菲涅尔聚光集热系统的工程使用要求。熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统关键控制技术研究再次,针对线性菲涅尔集热回路熔盐加热升温过程数据信息波动大、非线性、大滞后的特点,通过分析线性菲涅尔集热回路传热数学模型,确定集热回路出口熔盐温度的主要影响因素,采用K-means方法结合径向基函数(RBF)建立神经网络预测模型,实现集热回路出口熔盐温度预测。通过实测数据动态训练神经网络,引入自适应聚类分析的方法预先处理训练样本,降低网络的复杂度,提高训练速度,采用梯度下降法动态调整、确定隐含层基函数中心和扩展常数,基函数输出的网络权值采用伪逆矩阵的方式确定。经仿真测试,隐含层数量选择为30时,预测网络可得到较为理想的输出结果。将预测模型应用于敦煌熔盐线性菲涅尔集热回路,通过不同运行环境下4天的预测输出与实测值对比结果得出,网络输出的最大绝对误差为121℃,该神经网络预测模型可以实现对线性菲涅尔式聚光集热回路出口熔盐温度的良好预测。最后,根据线性菲涅尔聚光集热系统的结构特点,对镜场控制系统从软件、硬件进行模块化、分布式设计,通过软、硬件及通信网络冗余设计,提高了控制网络的可靠性。采用VLAN网络划分,提高了通信网络的安全性。对于示范电站不同控制系统、不同终端设备之间采用不同通信方式、不同通信协议进行数据交换,提高了信息交互的时效性。通过IO监视器对不同设备的数据包传输状态进行监视,IO Server与主站设备请求、响应错误率为0;在主从设备进行FINS通信的过程中,通过随机监听各端口1min内的触发状态,测试各端口数据收发的均衡性,各端口触发的非均衡性最大为12.5%。经过长期测试,设备的稳定性满足系统的运行要求。
樊舒雅[8](2020)在《热管用于墙体辐射式供暖的传热研究》文中指出低温热水辐射供暖技术在民用建筑的冬季供暖中应用很广泛,它相比一般的供暖方式具有两个明显的优势:一是可以利用低温热源,二是能源利用率高。若热源温度降低,必然要求供暖末端具备更高的换热效率。本文提出在民用建筑集中供热系统中应用高效的传热元件——重力式热管强化传热,从而在节约能源的同时又能达到舒适满意的室内供暖效果。本文综合低温热水墙体辐射供暖系统与高效散热元件热管进行研究,并结合热管与新型高导热材料石墨烯对装置进行优化,极大增加墙体散热面积的同时达到一种较好的供暖效果。在实验前进行热管的选型设计,主要对热管的管材、工质等进行选择,使其能够符合本实验的需求。搭建供暖系统实验台,进行热管冷凝段自然冷却实验。通过制作房间模型进行进一步实验,利用提出的热管装置加热50×50cm2的混凝土板块制成的墙体模型,分别在墙内敷设两根和三根热管,并测量房间模型内温度和墙体表面温度。在此实验的基础上开展强化传热实验,通过改变热管之间间距和热源温度两种参数对比传热效果,并加入新型导热材料石墨烯进行优化。当房间内及墙体表面温度达到稳定状态后,对比各组实验的墙体表面平均温度、房间模型内平均温度和各测点温度方差。最后建立将热管用于墙体供暖的模型,进行数值模拟,研究室内温度场的分布情况。研究结果表明:蒸发段长度分别为50mm、80mm、110mm时,50mm的铜-水热管换热性最好;在墙内敷设两根热管无法满足室内所需的温度要求,热管数量加至三根时,墙体表面温度由13.07℃被加热至28.24℃,共升高了 15.2℃。房间模型内的温度由13.11℃加热至23.08℃,共升高了 9.9℃,可以满足室内温度需求;管间距为15cm、热源温度为50℃的方案更优;采用热管与石墨烯结合的供热方式,墙体表面温度达到37.74℃,房间内的温度达到23.41℃。由数据得出(1)墙体表面平均温度比单独热管加热高出0.7℃,提高约2%;(2)房间平均温度高出0.4℃,提高约1.7%。模拟结果表明,除外窗区域,室内温度场分布很均匀,PMV指标也满足人体舒适范围。
魏弦[9](2020)在《数控磨齿机床热误差鲁棒建模技术及补偿研究》文中进行了进一步梳理齿轮的加工精度和质量直接决定齿轮传动性能。数控磨齿机床是加工高精度齿轮的关键设备,热误差是影响磨齿机加工精度的重要因素之一。热误差补偿技术以其经济高效性成为了解决机床热误差问题的主要手段。然而,不同工况下补偿模型的鲁棒性影响了该技术的工程应用,因此研究变工况下数控磨齿机床热误差鲁棒建模技术具有重要意义。本论文针对数控砂轮磨齿机床,就温测点的布置方法与建模变量的优化,机床的进给系统、工件主轴和砂轮主轴的热误差鲁棒建模技术进行了研究。主要研究工作归纳如下:(1)提出了基于测点虚拟构造法和特征提取算法的温度特征变量优化方法。将进给系统的滚珠丝杠简化为一维杆,基于热量传递原理和热弹性运动方程,分析其热变形和各测点温度之间的相关性,寻求热变形与温度之间呈线性关系的最佳测点,建立了热变形和最佳温测点的数学描述,揭示了工况差异时,最佳测点变化及鲁棒性变差的影响因素及变动规律。基于金属材料温度传递各向同性的原理,规划了进给系统温度传感器的布局策略;提出了基于线性测点虚拟构造法和特征提取算法的温度特征变量优化方法,减小了热变形与测点温度线性关系的不稳定及多元共线性对模型鲁棒性及预测精度的影响。在磨齿机上的试验验证了上述理论方法的正确性。(2)提出了基于贝叶斯网络的磨齿机进给系统热误差分类建模方法。针对变工况影响模型鲁棒性和精度的问题,以贝叶斯理论为基础,借助专家知识确定分类器的网络结构,通过后验概率分布的求解确定父、子节点间的条件概率密度,从而构建温度分类器,实现不同工况温度的分类;根据进给系统误差分离原理,采用线性和多项式拟合方法分别构建热误差和几何误差模型,通过两拟合模型的线性叠加构建误差综合模型。数控磨齿机床上的变工况试验表明,提出的方法有效改善了模型预测精度和鲁棒性,为变工况环境下的热误差鲁邦建模技术提供借鉴。(3)提出了数控磨齿机床工件主轴无温度传感器分类建模方法。针对实际加工过程中,切削液影响温度传感器的最优布测以及采用传感器信息建模时可能引起的测点间多元共线性问题,通过对数控磨齿机工件主轴的结构分析,基于电机热损耗及轴承摩擦热建立了主轴整体热量方程,根据主轴升(降)温过程的对流换热系数的差异,结合整体热量方程分别构建升(降)温初始理论模型;基于主轴几何结构解析和热变形微分方程,建立热变形初始理论模型,使用实际工况的温度和热误差信息修正上述理论模型。在磨齿机床工件主轴上的验证表明,提出的方法能有效预测升降温过程中温度及热变形的演变规律。此方法物理意义明确,为机床热误差机理分析奠定基础,在工程上具有实用价值。(4)提出了数控磨齿机床砂轮主轴数据驱动热误差建模方法。以模型控制理论为基础的传统建模方法很难避免由于工况变化导致的“鲁棒性差”和“未建模动态”等问题。基于数据驱动理论,定义热误差一般非线性系统,通过热误差离线数据确定温度和热误差的变化区间,据此定义紧格式动态线性化模型,得到数据驱动的无模型自适应控制律公式,使用加工中产生的实时数据在线修改模型,追踪热变形动态。在磨齿机床砂轮主轴的试验证明了数据驱动模型的高鲁棒性和对“未建模动态”的快速适应性。提出的方法初探了大数据在热误差建模中的应用。
靖赫然[10](2020)在《数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究》文中进行了进一步梳理随着5G通讯、物联网、人工智能技术的飞速发展,我国数据机房服务器设备的数据处理量高速增长,伴随着较大的发热量和较高的温度,严重影响设备稳定运行。要求机房内制冷设备全年8760h不间断运行并保证一定冗余,能耗问题日益严峻,制冷系统耗电量占机房总能耗的40%以上。降低数据机房空调系统能耗,已成为业界关注的焦点。当室外环境温度较低时,可充分利用室外自然冷能,减少和降低空调系统运行时间及能耗,实现数据机房绿色发展。本文根据数据机房规定的温湿度和洁净度的要求,研发了一种新型基于微热阵列的分体式自然冷能换热器与换热系统,并开展相应研究。将高效传热元件微热管阵列与锯齿形翅片及多孔通道平行流管有效结合,设计了紧凑式的室内侧及室外侧气-水式换热器,并采用闭式水冷循环系统将室内侧与室外侧微热管式换热器串联,建立了基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统。该系统实现了室内外环境之间间接式的高效换热,避免了空气的直接掺混,克服了室外空气受到洁净度及湿度等因素的限制,与现有热管形式的换热系统相比,系统匹配及布置形式更灵活,换热性能及稳定性能更优且更节省空间,同时闭式循环的系统形式相较于室外冷却塔等装置,解决了易冻及补水量较大的问题。本课题针对数据机房室内整体环境和热通道封闭的两种散热情形,对基于微热阵列的分体式自然冷能换热器传热特性、流动特性及换热系统的节能特性开展了如下研究:首先,对不同工质以及小蒸发段面积占比下的微热管阵列在加热温度为5~20oC,冷却温度为-15~10oC时的性能进行了研究及最优化选型。在自然对流及强制对流工况下,蒸发段长度为120 mm,充装工质为R141b时的微热管阵列的传热性能及均温性能最佳,通过对本文以及课题组前期对微热管阵列性能的研究的归纳汇总,为数据机房不同应用场景的微热管阵列选型提供参考。其次,设计并制作了微热管气-水式换热器及其实验台,对微热管换热器的换热性能与流动阻力特性进行了研究。微热管换热器热损失率较小,且逆流式的换热性能优于顺流式的。室内侧换热器的最大换热效率为81.4%,室外侧换热器的最大换热量为7.5 k W,相较于室内侧的9.3 k W减小了18.6%,室内侧换热器的最大?效率为38.5%,相较于室外侧增加了5.7%。二者空气侧最大阻力为339.8Pa,水侧最大阻力为8.86 k Pa。综合评价指标j/f 1/2相对于百叶窗翅片的板翅换热器提升了10.8%。并得到ε-NTU和压降随流量变化的拟合曲线,为后期换热器的理论设计与设备选型提供理论依据。再次,根据换热器性能的差异,建立了三种不同的室内侧与室外侧换热器组合形式(N=0.6,0.75,1)的分体式自然冷能换热系统,在两种散热情形下,对分体式系统的性能进行了实验研究与理论分析。整体环境散热情形下,N=1时的室内侧换热器的传热热阻相较于室外侧换热器减小了39.1%,系统不平衡性较明显。N=0.75时系统的传热及流动性能最优,系统最大换热量为8.7 k W,最大制冷能效系数EER为14.01。热通道封闭的散热情形条件下,N=0.75时系统具有最大换热量为12.4 k W,最大制冷能效系数EER为17.15,相较于整体散热情形分别提高了42.5%和22.4%。并得到系统EER在两种散热情形下的拟合曲线,为其在不同地区的实际应用提供参考。然后,对基于微热管阵列的换热器的传热单元与换热器进行了数值模拟与优化研究。将锯齿形翅片作为研究对象,建立了翅片单元模型,通过数值模拟计算得到表征翅片特性的传热因子j及摩擦因子f,并将其与实验值和理论经验值进行验证。将验证后的j和f、孔隙率以及物性参数作为已知条件赋予简化后的室内外换热器空气侧的多孔介质模型当中,对换热器进行模拟验证及性能优化。得到满足使用要求下的结构紧凑、换热高效的换热器结构形式。最后,对该数据机房自然冷能换热系统进行了不同地域及不同运行工况下的节能特性分析,得出此类系统的使用条件与节能设计方法。在最优化的换热器结构形式的基础上,针对不同气候区的六个典型城市,对数据机房在两种散热情形下的费效比、年节电量、投资回收期、能效指标进行了全年逐时分析。整体环境散热情形下,采用1500 m3/h小风量运行,增加模块数量的措施取得最低费效比,应用分体式自然冷能系统的数据机房的PUE值相较于采用常规空调系统的数据机房降低了11.9%~16.5%,最低PUE为1.75;热通道封闭的散热情形下,应采用2500 m3/h大风量运行,减小分体式系统模块的数量的措施取得最低费效比在0.15元/k Wh以内,投资回收期在1.7年以内,最低PUE为1.57,相较于采用常规空调系统制冷的数据机房降低了15.1%~25%。得到了分体式系统适用于不同气候区的最佳运行工况及系统模块数量,并针对不同气候区对应不同的环境温度条件,给出了数据机房空调系统和分体式自然冷能系统之间切换运行的温度节点及最佳运行策略,为后期分体式换热系统的模块化应用提供理论依据及指导。
二、关于工业热管的回顾与展望(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、关于工业热管的回顾与展望(论文提纲范文)
(1)UV-LED固化装置散热结构的仿真研究与优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 散热器散热技术研究进展 |
1.2.1 对散热方式的研究 |
1.2.2 对散热结构的研究 |
1.3 研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 热管散热器的理论基础与设计计算 |
2.1 传热基本理论 |
2.1.1 热传导 |
2.1.2 热对流 |
2.1.3 热辐射 |
2.1.4 增强散热的几种方式 |
2.2 计算流体动力学 |
2.2.1 CFD数值解法 |
2.2.2 流体动力学控制方程 |
2.3 LED热设计原则 |
2.4 热管工作原理 |
2.4.1 工作原理 |
2.4.2 基本特性 |
3 UV-LED散热结构仿真实验 |
3.1 仿真工具及流程介绍 |
3.2 仿真实验可行性验证 |
3.2.1 热管散热器的设计 |
3.2.2 热管材料的选择 |
3.2.3 LED结温的仿真计算 |
3.2.4 LED结温的理论计算 |
3.3 模型建立及网格划分 |
3.3.1 模型建立 |
3.3.2 DM转化 |
3.3.3 材料属性设置 |
3.3.4 网格划分 |
3.3.5 ICEPAK自建模 |
3.4 散热器仿真实验 |
3.4.1 模型无关性验证 |
3.4.2 翅片高度对LED结温的影响 |
3.4.3 翅片厚度对LED结温的影响 |
3.4.4 翅片数量对LED结温的影响 |
3.4.5 热管直径对LED结温的影响 |
4 UV-LED散热结构的改进优化 |
4.1 正交试验法 |
4.2 实验方案设计 |
4.3 实验结果分析 |
4.4 极限功率测试 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
作者简介 |
(2)丙烯环路热管150-290 K温区冷凝流型及换热特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和意义 |
1.2 环路热管研究现状 |
1.2.1 环路热管 |
1.2.2 环路热管工作原理 |
1.2.3 不同温区环路热管特性 |
1.2.4 低温环路热管的研究现状和存在问题 |
1.3 冷凝过程对环路热管的意义及其研究现状 |
1.4 冷凝传热传质研究方法 |
1.4.1 仿真计算方法 |
1.4.2 流动可视化方法 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 冷凝特性对环路热管性能影响的理论研究 |
2.1 冷凝流型的理论基础 |
2.1.1 冷凝流型的分类 |
2.1.2 冷凝流型的判别及其影响因素 |
2.1.3 环路热管内的冷凝流型特性 |
2.2 冷凝换热系数的理论分析 |
2.2.1 冷凝换热系数理论基础及其与流型之间的关系 |
2.2.2 环路热管内冷凝换热特性 |
2.3 选取合理冷凝换热模型的环路热管仿真计算 |
2.3.1 仿真计算基本假设和计算流程 |
2.3.2 仿真计算中换热、压降理论模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 环路热管实验及冷凝流型采集系统 |
3.1 耐高压、耐低温可视化冷凝器设计 |
3.1.1 目标工况流道设计 |
3.1.2 耐高压、耐低温冷凝器结构设计与校核 |
3.2 环路热管设计 |
3.2.1 环路热管样机 |
3.2.2 环路热管温度和压力测量方法设计 |
3.3 环路热管充装系统 |
3.3.1 充装原理和结构 |
3.3.2 充装流程 |
3.4 真空集成流型可视化采集实验系统 |
3.5 实验方法 |
3.6 系统不确定度分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 换热量对环路热管冷凝流型及换热的影响 |
4.1 换热量对环路热管冷凝流型的影响 |
4.1.1 热管工作在283 K常温区时不同换热量下的冷凝流型分析 |
4.1.2 热管工作在223 K低温区时不同换热量下的冷凝流型分析 |
4.2 换热量对环路热管冷凝换热的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 150-290 K不同冷凝器温度下物性改变对冷凝特性的影响 |
5.1 物性改变对环路热管性能的影响 |
5.2 物性改变对环路热管内冷凝流型的影响 |
5.3 物性改变对环路热管内冷凝换热的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 冷凝器参数化设计对环路热管性能提升的验证 |
6.1 仿真计算结果与结论 |
6.2 参数化设计对环路热管性能影响的验证分析 |
6.2.1 冷凝器长度对环路热管性能的影响 |
6.2.2 冷凝强化对环路热管性能影响 |
6.3 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 全文回顾与总结 |
7.2 本文的创新点 |
7.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)应用于空分纯化系统的多级相变储热方法及其传热强化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 相变储热技术研究现状 |
1.2.1 单一传热强化技术 |
1.2.2 组合传热强化技术 |
1.2.3 倾角对熔化的影响 |
1.2.4 多级相变储热技术 |
1.3 研究目标与方法 |
1.3.1 主要存在问题 |
1.3.2 主要研究工作 |
第2章 重力促进PCM熔化过程的作用机理 |
2.1 问题分析及可视化实验 |
2.1.1 通用坐标及物理模型 |
2.1.2 方腔实验装置介绍 |
2.1.3 固液演化过程可视化 |
2.2 二维方腔内固液相变的数值建模 |
2.2.1 控制方程 |
2.2.2 模型有效性验证 |
2.3 夹角γ对PCM熔化过程作用分析 |
2.3.1 熔化时间对比 |
2.3.2 自然对流强化效果 |
2.3.3 特定夹角液化率演化 |
2.3.4 固液和温度分布演化 |
2.4 本章小结 |
第3章 组合式传热强化结构特性及多目标优化 |
3.1 组合式相变储热单元数值建模 |
3.1.1 `物理模型及控制方程 |
3.1.2 模型有效性验证 |
3.2 组合式传热强化结构特性对比 |
3.2.1 主要几何参数影响 |
3.2.2 温度及固液分布演化 |
3.2.3 实时熔化速率对比 |
3.2.4 热源与PCM相对几何关系 |
3.3 基于响应面法的多目标计算模型 |
3.3.1 NPCM物性计算 |
3.3.2 多目标函数构建 |
3.3.3 微分进化算法 |
3.4 储热速率和储热密度的作用关系 |
3.4.1 回归模型和参数敏感性 |
3.4.2 权重系数组合影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 考虑PCM质量的多级相变储热系统热性能分析 |
4.1 稳态热源下的温焓图应用 |
4.1.1 储放热过程的图描述 |
4.1.2 具体应用与改进步骤 |
4.1.3 典型案例的应用分析 |
4.2 非稳态热源下的动态传热模型及DE算法 |
4.2.1 多级相变系统基础定义 |
4.2.2 多级相变系统传热过程 |
4.2.3 五种自定义的典型热源 |
4.2.4 基础热力学评价参数 |
4.2.5 目标函数及约束条件 |
4.3 多级相变系统关键参数计算及性能分析 |
4.3.1 六个目标函数对比 |
4.3.2 五种热源下的PCM温度变化 |
4.3.3 “切换”与放热时间的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 多级相变储热器设计及其在空分纯化系统中的应用 |
5.1 余热源特性分析及相变储热器参数计算 |
5.1.1 数据采集与分析 |
5.1.2 温度函数解析解 |
5.1.3 物性参数计算 |
5.2 可回收余热的空分纯化系统实验台设计 |
5.2.1 双级相变储热器 |
5.2.2 实验台部件参数 |
5.2.3 实验台运行流程 |
5.3 相变储热器和空分纯化系统性能评估 |
5.3.1 储热单元内PCM相变过程 |
5.3.2 储放热性能及余热回收率 |
5.4 本章小结 |
第6章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历及在学期间所取得的研究成果 |
致谢 |
(4)太阳能-CO2空气源热泵系统的供热性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 我国供热技术现状 |
1.3 太阳能-热泵系统国内外研究进展 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 研究内容及创新点 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 创新点 |
1.5 本章小结 |
第二章 太阳能-CO_2空气源热泵简介 |
2.1 CO_2空气源热泵系统介绍 |
2.2 太阳能集热系统简介 |
2.2.1 真空管集热器 |
2.2.2 平板集热器 |
2.3 太阳能-CO_2热泵系统介绍 |
2.4 太阳能-CO_2空气源热泵供热实验台介绍 |
2.4.1 空气源热泵系统 |
2.4.2 太阳能集热器 |
2.4.3 太阳能-CO_2空气源热泵系统 |
2.5 太阳能-CO_2空气源热泵系统模型 |
2.5.1 空气源热泵模型 |
2.5.2 太阳能集热器模型 |
2.5.3 太阳能-CO_2空气源热泵系统模型 |
2.6 本章小结 |
第三章 TRNSYS模拟软件介绍 |
3.1 TRNSYS模拟软件简介 |
3.2 组件简介 |
3.3 本章小结 |
第四章 太阳能-CO_2空气源热泵系统性能探究 |
4.1 不同加热方式下能耗变化规律 |
4.1.1 实验内容 |
4.1.2 实验仪器 |
4.1.3 实验结果 |
4.2 初始压力和节流阀开启度对热泵系统的影响 |
4.2.1 实验内容 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 实验结果分析 |
4.2.4 热泵模拟验证 |
4.3 夏季太阳能供热对水箱水温的影响 |
4.3.1 实验内容 |
4.3.2 实验仪器 |
4.3.3 实验结果 |
4.3.4 水箱体积对日有用得热量和集热器功率的影响 |
4.4 两种加热螺旋管对供热系统的性能影响 |
4.4.1 实验内容 |
4.4.2 实验仪器 |
4.4.3 实验结果 |
4.4.4 供热系统模拟验证 |
4.5 本章小结 |
第五章 太阳能-空气源热泵模拟 |
5.1 各地气象参数模拟结果 |
5.2 模拟工况 |
5.3 模型建立 |
5.4 结果分析 |
5.4.1 三地区采用两种太阳能集热器与空气源热泵并联运行结果 |
5.4.2 三地区采用两种太阳能集热器与空气源热泵串联运行结果 |
5.4.3 同一地区采用两种太阳能集热器与空气源热泵串、并联运行结果 |
5.4.4 各工况下COP对比 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间论文、专利发表及科研情况 |
致谢 |
(5)低截取比真空管型复合抛物面集热器光热性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 太阳能热利用的发展及现状 |
1.2.1 非聚光太阳能集热器 |
1.2.2 聚光型太阳能集热器 |
1.3 复合抛物面聚光器(CPC)的研究现状 |
1.4 本文研究内容 |
第2章 CPC集热器的基础理论计算 |
2.1 CPC聚光集热器工作原理 |
2.2 CPC集热器重要参数 |
2.2.1 CPC截取比 |
2.2.2 CPC聚光比 |
2.3 CPC接收辐射量及最佳倾角理论计算 |
2.3.1 CPC集热器放置方式 |
2.3.2 太阳辐射模型 |
2.3.3 太阳辐照模型参数计算例子分析 |
2.4 CPC太阳辐射及最佳倾角计算 |
2.4.1 集热器安装倾角与方位角 |
2.4.2 CPC接收辐射量理论计算 |
2.4.3 CPC辐射量与最佳倾角 |
2.4.4 CPC最佳倾角及与常规集热器对比 |
2.4.5 不同地区辐射量、倾角、方位角影响的探讨 |
2.5 本章小结 |
第3章 CPC真空管集热器光学性能研究 |
3.1 CPC 真空管集热器的光学效率 |
3.1.1 CPC接收有效辐照强度 |
3.1.2 CPC光学效率 |
3.2 CPC光学效率模拟 |
3.2.1 Trace Pro |
3.2.2 CPC光学效率模拟 |
3.2.3 CPC二维光线追踪 |
3.2.4 CPC不同截取比光学性能 |
3.2.5 不同倾角CPC光学效率 |
3.3 不同放置方式光学性能分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 低截取比CPC聚光集热系统的测试分析 |
4.1 CPC集热器的稳态传热模型 |
4.2 CPC聚光集热实验系统 |
4.2.1 低截取比CPC聚光集热系统 |
4.2.2 实验仪器和设备 |
4.2.3 实验效率计算 |
4.3 实验结果分析 |
4.3.1 不同倾斜面实测辐射量 |
4.3.2 低截取比CPC聚光集热性能 |
4.3.3 不同气象参数对低截取CPC集热性能的影响 |
4.3.4 不同倾角对低截取CPC集热性能影响 |
4.4 低截取比CPC中温空气集热器实验探究 |
4.4.1 低截取CPC空气集热器实验系统 |
4.4.2 实验结果分析 |
4.5 本章总结 |
第5章 低截取CPC集热器与真空管集热器性能对比 |
5.1 集热性能分析 |
5.1.1 管内流体温度 |
5.1.2 集热效率分析 |
5.2 低截取比CPC的聚光及经济性 |
5.3 本章总结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的科研工作与研究成果 |
致谢 |
(6)基于热阻分析法的相变储能充/释能过程动态特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 热储能技术概述 |
1.2.2 相变储能应用现状 |
1.3 相变储能技术现状 |
1.3.1 用高导热添加剂提升材料热导率 |
1.3.2 扩展面传热强化提升系统性能 |
1.4 存在的问题 |
1.5 课题研究内容和思路 |
第二章 基于热管传热强化的相变储能实验研究 |
2.1 实验目的及研究内容 |
2.2 实验系统 |
2.2.1 相变蓄冷板释冷过程实验台 |
2.2.2 数据采集及系统 |
2.2.3 实验工况及步骤 |
2.3 实验结果及分析 |
2.3.1 相变材料融化行为 |
2.3.2 空气侧进出口温差 |
2.3.3 蓄冷板冷量供应效果 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于热阻分析法的稳/动态传热解析模型 |
3.1 储能系统传热性能预测稳态模型 |
3.1.1 热管嵌入式相变储能系统 |
3.1.2 储罐式相变储能系统 |
3.2 储能系统传热性能预测动态模型 |
3.2.1 热管嵌入式相变储能系统 |
3.2.2 储罐式相变储能系统 |
3.3 本章小结 |
第四章 相变储能装置稳/动态传热模型验证及优化研究 |
4.1 模型验证对比分析 |
4.1.1 热管嵌入式相变储能系统 |
4.1.2 储罐式相变储能系统 |
4.2 参数优化 |
4.2.1 热管嵌入式相变储能系统 |
4.2.2 储罐式相变储能系统 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 本文主要创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
发表论文、参加科研情况说明 |
致谢 |
(7)熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统关键控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 太阳能光热发电技术的背景和意义 |
1.1.1 太阳能光热发电技术的背景 |
1.1.2 太阳能光热发电技术研究的意义 |
1.2 太阳能光热发电技术国内外研究现状 |
1.2.1 国外光热发电技术路线研究现状 |
1.2.2 光热发电传储热介质 |
1.2.3 熔融盐介质研究现状 |
1.3 集热系统热损失 |
1.4 论文研究意义及主要研究内容 |
1.4.1 论文研究意义 |
1.4.2 论文主要研究内容 |
2.熔盐线性菲涅尔示范电站简介 |
2.1 示范电站组成 |
2.1.1 聚光集热系统 |
2.1.2 储换热系统 |
2.1.3 常规发电系统 |
2.1.4 熔盐线性菲涅尔电站运行工艺 |
2.2 高精度太阳位置算法 |
2.3 本章小结 |
3.熔盐线性菲涅尔电站防凝策略研究 |
3.1 熔盐线性菲涅尔集热系统防凝 |
3.1.1 熔盐储罐及主管道电伴热防凝 |
3.1.2 集热回路低速循环防凝 |
3.1.3 熔盐流动特性 |
3.2 线性菲涅尔熔盐电站运行模式研究 |
3.3 线性菲涅尔空管预热算法研究 |
3.3.1 线性菲涅尔集热系统结构 |
3.3.2 阴影与遮挡效率模型 |
3.3.3 余弦效率模型 |
3.3.4 线性菲涅尔集热系统综合光热效率模型 |
3.3.5 变占空比预热控制 |
3.3.6 控制过程仿真分析 |
3.3.7 应用实例及分析 |
3.4 本章小结 |
4.线性菲涅尔一次镜跟踪控制误差分析及补偿算法研究 |
4.1 跟踪目标角度误差 |
4.2 线性菲涅尔聚光集热系统结构 |
4.2.1 线性菲涅尔式集热场结构 |
4.2.2 线性菲涅尔系统驱动装置结构 |
4.3 线性菲涅尔聚光系统跟踪角度误差分析 |
4.3.1 一次镜面型误差 |
4.3.2 CPC安装误差 |
4.3.3 镜场南北向偏差 |
4.3.4 一次镜面旋转轴偏差 |
4.3.5 角度传感器的精度偏差 |
4.4 跟踪追日系统仿真及实验测试 |
4.4.1 反射光斑能流密度 |
4.4.2 跟踪误差仿真 |
4.4.3 反射光斑实际汇聚效果测试 |
4.4.4 实际追踪角度测试 |
4.5 非线性补偿算法 |
4.5.1 非线性跟踪误差机理分析 |
4.5.2 非线性补偿算法及误差分析 |
4.6 本章小结 |
5.线性菲涅尔集热回路出口熔盐温度预测算法研究 |
5.1 集热回路传热模型 |
5.2 集热回路出口盐温预测控制策略 |
5.2.1 预测控制网络模型 |
5.2.2 基于K-means方法的RBF神经网络 |
5.3 非线性预测网络训练 |
5.3.1 输入样本 |
5.3.2 数据处理 |
5.3.3 网络训练 |
5.3.4 模型验证 |
5.4 本章小结 |
6 线性菲涅尔示范电站集热岛镜场控制网络优化及数据采集及监控系统设计 |
6.1 线性菲涅尔镜场控制系统设计 |
6.1.1 镜场控制系统网络结构特点 |
6.1.2 线性菲涅尔镜场控制系统硬件结构及功能 |
6.1.3 镜场控制系统硬件配置 |
6.1.4 双机冗余主控单元 |
6.1.5 SCA从站单元 |
6.1.6 分布式IO远程单元 |
6.2 线性菲涅尔镜场控制系统软件设计 |
6.2.1 数据采集及监控系统(SCADA)简介 |
6.2.2 SCADA系统配置 |
6.2.3 SCADA系统人机交互软件设计 |
6.2.4 人机交互界面设计 |
6.2.5 镜场数据分析及存储管理 |
6.3 冗余通信网络设计 |
6.3.1 网络架构 |
6.3.2 VLAN(虚拟局域网)设置及划分 |
6.4 设备间相互通信及协议规划 |
6.4.1 人机交互界面与下位主控设备通信 |
6.4.2 下位主控设备与SCA从站单元通信 |
6.4.3 与第三方DCS系统通讯 |
6.4.4 兼容终端设备间DATALINK通信 |
6.4.5 485 协议宏通信 |
6.5 通讯实验及测试结果分析 |
6.5.1 IO Server与 PLC通讯测试 |
6.5.2 FINS通讯测试 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
附录 |
(8)热管用于墙体辐射式供暖的传热研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 供暖的研究现状 |
1.2.2 热管用于供暖的研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.4 技术路线 |
2 热管的理论基础与传热分析 |
2.1 热管 |
2.1.1 热管的工作原理 |
2.1.2 热管的特征 |
2.1.3 热管的分类 |
2.2 热管的传热极限 |
2.3 热管的选型 |
2.3.1 热管的传热过程 |
2.3.2 热管选型与分析 |
2.4 热管用于墙体辐射供暖的优缺点分析 |
2.5 热管的传热计算 |
2.5.1 热管冷凝段传热 |
2.5.2 热管蒸发段传热 |
2.5.3 热管的热阻 |
2.6 辐射面传热量计算 |
2.7 本章小结 |
3 热管用于墙体辐射式供暖实验设计 |
3.1 实验目的及原理 |
3.1.1 实验目的 |
3.1.2 实验原理 |
3.1.3 实验时间和地点 |
3.2 实验仪器 |
3.3 测量方法 |
3.3.1 测温原理 |
3.3.2 测点布置 |
3.4 实验操作步骤 |
3.4.1 实验前注意事项 |
3.4.2 实验步骤 |
3.5 实验主要内容 |
3.6 误差分析 |
3.7 本章小结 |
4 热管用于墙体辐射供暖实验研究 |
4.1 蒸发段长度对热管换热性的影响 |
4.1.1 蒸发段长度为50mm |
4.1.2 蒸发段长度为80mm |
4.1.3 蒸发段长度为110mm |
4.2 两根热管加热混凝土板块的效果 |
4.3 三根热管加热混凝土板块的效果 |
4.4 两种方案实验结果对比分析 |
4.5 本章小结 |
5 热管用于墙体辐射供暖优化研究 |
5.1 探究不同管间距对供暖效果的影响 |
5.1.1 间距为10cm实验结果分析 |
5.1.2 间距为15cm实验结果分析 |
5.1.3 间距为20cm实验结果分析 |
5.1.4 三种管间距对比实验结果分析 |
5.2 热源温度对供暖系统的影响 |
5.2.1 热源温度为45℃的实验结果分析 |
5.2.2 热源温度为50℃的实验结果分析 |
5.3 新型导热材料石墨烯对实验的影响 |
5.4 两种方案的实验结果对比分析 |
5.5 本章小结 |
6 热管用于墙体辐射供暖温度场模拟 |
6.1 建立数值模型 |
6.2 控制方程 |
6.3 室内温度场模拟 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 思考与展望 |
7.2.1 创新点 |
7.2.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)数控磨齿机床热误差鲁棒建模技术及补偿研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及来源 |
1.2 课题研究意义 |
1.3 机床热误差国内外研究现状 |
1.3.1 温度测点布置及优化研究现状 |
1.3.2 工况对热误差的影响研究现状 |
1.3.3 热误差理论建模研究现状 |
1.3.4 热误差试验建模研究现状 |
1.3.5 数控机床热误差控制技术研究现状 |
1.4 课题主要研究内容及论文架构 |
2 测点布置及建模变量特征提取方法的研究 |
2.1 引言 |
2.2 滚珠丝杠热变形过程理论分析 |
2.3 最佳测点的理论分析 |
2.3.1 一维最佳测点时域分析 |
2.3.2 一维最佳测点频域分析 |
2.3.3 三维最佳测点时、频域分析 |
2.4 一维杆最佳测点试验分析 |
2.5 最优温度特征变量的构建 |
2.5.1 构建虚拟最佳测点的可行性分析 |
2.5.2 基于特征提取算法的温度特征变量优化 |
2.6 最优温度特征变量的效果验证 |
2.7 温度传感器布局方法 |
2.8 最优温度变量模型的效果验证 |
2.8.1 试验系统设计 |
2.8.2 热误差建模试验分析 |
2.9 本章小结 |
3 数控磨齿机床进给系统热误差测量及建模 |
3.1 引言 |
3.2 进给系统误差数据的采集 |
3.2.1 进给系统热误差测量 |
3.2.2 进给系统温度数据采集 |
3.3 误差建模方法 |
3.3.1 几何误差建模方法 |
3.3.2 热误差建模方法 |
3.4 贝叶斯分类 |
3.4.1 贝叶斯网络 |
3.4.2 贝叶斯网络分类器 |
3.5 变工况对预测精度的影响 |
3.5.1 变工况试验设计 |
3.5.2 工况变化对温度场的影响分析 |
3.5.3 工况变化对模型预测效果的影响分析 |
3.6 基于贝叶斯网络分类的综合模型 |
3.6.1 综合模型结构 |
3.6.2 贝叶斯网络分类器的构建 |
3.6.3 进给系统分类误差模型构建 |
3.7 贝叶斯网络分类综合模型预测效果分析 |
3.7.1 贝叶斯分类模型的预测精度 |
3.7.2 单一模型和贝叶斯分类模型的效果对比 |
3.7.3 模仿复杂工况的预测精度 |
3.8 本章小结 |
4 数控磨齿机工件主轴的无传感器热误差预测 |
4.1 引言 |
4.2 模型的建立 |
4.2.1 温度场理论模型 |
4.2.2 热变形理论模型 |
4.2.3 温度及热变形模型修正 |
4.3 试验系统设计 |
4.3.1 试验设备 |
4.3.2 试验设计 |
4.4 效果验证 |
4.4.1 模型修正 |
4.4.2 修正前和修正后的效果验证 |
4.4.3 修正模型预测范围 |
4.4.4 基于转速分段热误差预测 |
4.5 本章小结 |
5 数控磨齿机床砂轮主轴热误差数据驱动建模 |
5.1 引言 |
5.2 数据驱动控制理论 |
5.2.1 数据驱动控制定义 |
5.2.2 数据驱动方法分类 |
5.3 无模型自适应控制算法 |
5.4 主轴温度和热变形测量 |
5.4.1 试验系统设计 |
5.4.2 测量原理 |
5.5 模型效果验证 |
5.6 本章小结 |
6 基于SIEMENS840D的热误差补偿 |
6.1 引言 |
6.2 SIEMENS840D热误差补偿功能及实施方法 |
6.2.1 SIEMENS840D补偿功能简介 |
6.2.2 SIEMENS840D热误差补偿实施 |
6.3 热误差补偿系统软硬件结构 |
6.4 热误差补偿效果验证 |
6.5 本章小结 |
7 全文总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.1.1 本文主要研究工作 |
7.1.2 本文主要创新点 |
7.2 存在问题及研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文及参与科研情况 |
A 发表的论文 |
B 参与科研项目 |
(10)数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 能源现状 |
1.1.2 数据机房能耗现状 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 国内外数据机房冷却系统研究现状 |
1.2.1 芯片级冷却系统研究现状 |
1.2.2 机柜级冷却系统研究现状 |
1.2.3 行间级冷却系统 |
1.2.4 房间级冷却系统 |
1.3 数据机房利用自然冷能节能的研究现状 |
1.3.1 自然冷却-风系统研究现状 |
1.3.2 自然冷却-水系统系统研究现状 |
1.3.3 自然冷却-热管系统研究现状 |
1.4 本课题研究内容及技术框架 |
1.4.1 研究思路及框架 |
1.4.2 本研究的主要内容 |
第2章 基于微热管阵列的气-水式换热器性能研究 |
2.1 微热管阵列及其传热特性 |
2.1.1 微热管阵列简介 |
2.1.2 微热管阵列实验测试平台 |
2.1.3 微热管阵列传热性能试验研究 |
2.2 基于微热管阵列的室内侧换热器性能研究 |
2.2.1 基于微热管阵列的室内侧换热器实验测试系统 |
2.2.2 实验测试方案及数据处理 |
2.2.3 基于微热管阵列的换热器的换热特性研究 |
2.2.4 基于微热管阵列的换热器的阻力特性研究 |
2.2.5 基于微热管阵列的换热器的综合性能评价 |
2.3 基于微热管阵列的室外侧换热器性能研究 |
2.3.1 室外侧微热管换热器及实验测试系统 |
2.3.2 实验测试方案及误差分析 |
2.3.3 室外侧换热器传热与流动特性 |
2.3.4 室外侧与室内侧微热管换热器的?效率对比分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 分体式自然冷能换热系统性能研究 |
3.1 分体式自然冷能换热系统构造及运行原理 |
3.2 分体式自然冷能换热系统实验平台 |
3.3 实验方法及数据处理 |
3.3.1 实验测试方案 |
3.3.2 分体式自然冷能换热系统的性能评价指标 |
3.3.3 实验数据误差分析 |
3.4 分体式换热系统在整体环境散热情形下的性能研究 |
3.4.1 分体式换热系统热损失性能分析 |
3.4.2 分体式换热系统换热性能分析 |
3.4.3 整体环境散热情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
3.5 整体环境散热情形不同组合形式的系统性能研究及优化分析 |
3.5.1 不同组合形式下的系统换热性能对比分析 |
3.5.2 不同组合形式下的系统流动特性分析 |
3.5.3 不同组合形式下的性能系数 EER 对比分析 |
3.6 分体式换热系统在热通道封闭情形下的性能研究 |
3.6.1 热通道封闭情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
3.6.2 热通道封闭散热情形的系统换热性能对比分析 |
3.6.3 热通道散热情形下的EER对比分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 基于微热管阵列的换热器数值模拟研究与优化 |
4.1 概述 |
4.2 锯齿形翅片单元的数值模拟研究 |
4.2.1 锯齿形翅片单元物理模型 |
4.2.2 翅片单元的数学模型 |
4.2.3 传热因子j和摩擦因子f的验证 |
4.2.4 锯齿形翅片的温度、速度及压力分布 |
4.3 基于微热管阵列的换热器的数值模拟研究 |
4.3.1 室内侧换热组件的换热性能验证及结果分析 |
4.3.2 微热管换热器的优化研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 分体式自然冷能系统节能特性分析 |
5.1 数据机房节能概况 |
5.2 数据机房负荷特性模拟研究 |
5.2.1 数据机房模型及负荷特性 |
5.2.2 不同气候分区典型城市设定 |
5.2.3 不同典型城市的负荷计算 |
5.3 数据机房节能评价体系 |
5.3.1 数据机房能耗评价指标 |
5.3.2 数据机房节能改造设计及参数设定 |
5.3.3 改造后空调系统的节能评价指标 |
5.4 数据机房经济性能分析 |
5.4.1 北京地区整体环境散热情形下最佳运行模式 |
5.4.2 北京地区热通道封闭情形下最佳运行模式 |
5.4.3 不同典型城市的最佳运行模式分析 |
5.5 最佳模式下数据机房节能特性分析 |
5.5.1 整体环境散热情形下的节能特性分析 |
5.5.2 热通道封闭散热情形下的节能特性分析 |
5.5.3 不同典型城市下的节能特性对比分析 |
5.6 数据机房综合评价 |
5.6.1 电能利用效率PUE评价 |
5.6.2 碳使用率CUE评价 |
5.7 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士期间发表的学术论文 |
致谢 |
四、关于工业热管的回顾与展望(论文参考文献)
- [1]UV-LED固化装置散热结构的仿真研究与优化设计[D]. 林鹏. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]丙烯环路热管150-290 K温区冷凝流型及换热特性研究[D]. 闫凯芬. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [3]应用于空分纯化系统的多级相变储热方法及其传热强化研究[D]. 张春伟. 浙江大学, 2021
- [4]太阳能-CO2空气源热泵系统的供热性能研究[D]. 韩凯悦. 天津商业大学, 2021(12)
- [5]低截取比真空管型复合抛物面集热器光热性能研究[D]. 马明瑞. 云南师范大学, 2021(08)
- [6]基于热阻分析法的相变储能充/释能过程动态特性研究[D]. 杨琦帆. 天津商业大学, 2021
- [7]熔盐线性菲涅尔式聚光集热系统关键控制技术研究[D]. 张志勇. 兰州交通大学, 2021
- [8]热管用于墙体辐射式供暖的传热研究[D]. 樊舒雅. 西安科技大学, 2020(01)
- [9]数控磨齿机床热误差鲁棒建模技术及补偿研究[D]. 魏弦. 西安理工大学, 2020
- [10]数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究[D]. 靖赫然. 北京工业大学, 2020(06)