直膨式太阳能热泵供暖系统运行控制策略

针对直膨式太阳能热泵用于建筑供暖时稳定性差、效率低等问题,该研究基于构建的直膨式太阳能热泵地板辐射供暖试验平台,提出了一种基于环境参数的系统运行控制策略。热泵采用环保工质丙烷,集热/蒸发器和冷凝器均采用微通道结构,通过蓄热水箱与水循环管路相连,将热量输送到地板辐射供暖系统。基于大量试验数据与分析,拟合得到满足室内热舒适前提下不同环境温度下的供水温度下限,根据实际的太阳辐射强度将水箱内部水温提升至相应设定值以满足蓄热需求。试验结果表明：基于所提出的控制策略,系统能够及时响应环境工况变化,在多种工况都能保证较优的性能并满足舒适供暖需求,系统平均性能系数在2.02～3.58之间,压缩机入口工质过热度稳定保持在7～11 ℃,压缩机排气温度保持在90 ℃以内。所提出的运行控制策略有助于直膨式太阳能热泵供暖系统安全稳定高效运行。     

R410A直膨式太阳能热泵热水器制冷剂分布特性

为了研究制冷剂在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性,在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型和系统制冷剂充注量模型的基础上,编制了以R410A(二氟甲烷和五氟乙烷的混合物)为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序。将以R22(二氟一氯甲烷)为工质的直膨式太阳能热泵热水系统理论计算值与试验数据进行了对比分析,验证了系统数学模型的可靠性。在维持太阳能集热/蒸发器出口过热度不变的条件下,模拟分析了水箱水温、系统制冷剂充注量、压缩机转速等运行参数和太阳辐射强度、环境温度等环境参数对系统内部制冷剂分布的影响特性。模拟结果表明:制冷剂主要存在于冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部,占系统制冷剂充注量的70%~90%;运行参数和环境参数的变化对冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部的制冷剂分布有很大影响,而对压缩机和管道内部的制冷剂分布影响很小。研究结论可以为优化系统性能和减少系统制冷剂充注量提供科学依据。     

蓄能材料对内插热管式太阳能热泵系统冬季性能的影响

为充分利用太阳能,提高太阳能热泵系统能效比,该研究提出了一种蓄能型内插热管式太阳能热泵系统,可实现太阳能分季节最大化利用。搭建了系统性能试验台,在南京地区开展了2 a的试验研究,对比分析了相近环境条件下充灌或未充灌相变材料的系统瞬时集热效率、平均集热效率、系统性能系数和供水水温等随太阳辐射波动性的变化规律。结果表明在与冬季白天相近的太阳辐射强度、太阳辐射波动性和环境温度下,充灌相变材料系统的瞬时集热效率波动性比未充灌的系统降低近60%,平均集热效率较未充灌的系统提高25%以上。夜间工况下,充灌相变材料系统的COP(coefficient of performance)可达3.0以上,且能更快达到供热水温50℃,时间缩短20%以上。研究结果可为太阳能热泵系统的推广应用提供参考。     

太阳能辅助闭式热源塔热泵系统冬季制热性能

热源塔热泵系统以空气为冷热源,在冬季制热时其性能会随环境温度的降低而降低。为此研发了可应用陕南地区农村建筑的太阳能辅助闭式热源塔热泵系统,试验研究了冬季工况下系统的制热性能,初步分析了太阳热能与空气热能的互补机理。研究结果表明:系统制热量范围为12.1～15.2 k W,热泵机组性能系数范围为2.3～3.5,系统能效比范围为1.5～2.4,供热温度高于41℃;冷却水温度对压缩机耗电量的影响程度大于防冻溶液温度,冷却水平均温度每升高1℃,压缩要耗电量增加98.1 W,而防冻溶液平均温度每升高1℃,压缩机耗电量减小9.5 W;太阳能辅助热源塔热泵制热模式下,热泵机组通过改变防冻溶液与空气和集热工质换热温差的方法来改变防冻溶液从空气和集热水箱中的吸热量,以实现空气热能与太阳热能的互补。建议在实际应用中应避免供热温度过高以减小压缩机耗电;在集热水箱温度较高时通过降低风机频率减小风机耗电以提高系统综合能效,但应避免风机低频率工作可能给机组安全运行带来的隐患。     

基于DPF主动再生温度需求的柴油机进气节流控制策略

为得到DPF主动再生温度控制的全工况区域内进气节流控制策略,选取大、中、小负荷下的3种典型工况研究进气节流阀开度对柴油机泵气损失、排气热状态、缸内燃烧及排放特性的影响规律。台架稳态试验结果表明:随着节流阀开度的减小,节流作用增强,各工况下进气量逐渐降低,过量空气系数减小,最大燃烧压力下降,比油耗、CO、NO_X及烟度排放升高;但进气量的减少使得燃烧始点推迟,滞燃期延长,缸内燃烧温度及排气温度升高,抑制了HC的生成。当进气节流阀开度减小至20%时,低速小负荷工况进气流量减少率较大,排气温度提升更为显著,增幅可达62.7%,而高负荷工况排温略有升高,但泵气损失较大,增幅高达19.2%,严重恶化了发动机的经济性。因此该文综合3种代表工况下的排温提升潜力及主要性能变化规律,将A、B、C工况进气节流阀开度分别控制在35%~45%,50%~60%和70%~80%范围内,并依据排温分布特点得出发动机全工况范围内进气节流控制策略,即小负荷工况采用较小的节流阀开度,随负荷增大节流阀开度增大直至全开。     

全玻璃真空管太阳能阵列供暖系统性能试验

为了研究实际工况下全玻璃真空管太阳能集热器系统的动态供暖性能,通过试验研究和理论分析得出了储热水箱总热损系数、太阳能集热器阵列集热效率的回归方程以及系统太阳能利用率的计算公式,结果表明:2015年11月24日至2015年12月5日,储热水箱总热损系数为25.82~31.53 W/℃,全玻璃真空管太阳能集热器阵列的集热效率为38%~72%。以2015年11月30日为例,系统的太阳能利用率为37.1%,太阳能集热器所收集的热量仅有54.6%被利用,系统热损过大。通过对比系统供热量和建筑逐时耗热量发现:在供暖期间,系统所提供的热量远大于该段时间的建筑耗热量,特别是在供暖初期,供热量达到了该时段建筑耗热量的10倍以上,供热量和供暖时间过于集中;针对此问题提出了单户太阳能供暖系统运行策略的改进建议。     

离心泵变压供水系统控制模型辨识的试验研究

离心泵变压供水被认为是一种节能供水模式,但由于对其控制模型的研究不够深入,在水泵变工况运行时常常造成用户端水压不稳,推广应用受到很大限制。为提高变压运行控制系统性能,利用变频器、虚拟仪器搭建离心泵供水系统试验台,编制LabView测控程序,进行变工况下的变压和恒压模型辨识试验。根据各响应过程,通过MATLAB系统辨识工具箱建立过程模型与理论模型比较,并对比分析相同阀门开度下和不同阀门开度下变压与恒压过程控制模型的参数和结构变化。结果表明随着离心泵工况改变,变压供水控制模型是定结构的带延迟二阶模型,参数具有较大幅度的变化,其惯性、时变和时滞特性比恒压供水更大,建议针对系统暂态性能改善设计具有PID特性的变参数控制器。     

柴油机高压共轨系统轨压模糊控制与试验

为了改善发动机的冷起动性能以及有利于各工况切换时喷油的精确控制,该文针对采用高压共轨系统的柴油机,建立了基于模型的轨压控制策略,首先分析推导其数学模型;然后利用MATLAB/Simulink建立了轨压控制模型,轨压控制设计了前馈控制加反馈控制的轨压控制器,轨压反馈控制设计了传统的增量式PID(比例-积分-微分,proportion-integration-differentiation)控制器和模糊自适应PID控制器;最后对轨压控制模型进行了离线仿真验证;在此基础上利用硬件在环系统进行发动机台架试验,比较了2种控制器的控制效果。仿真和台架试验结果表明,模糊自适应PID控制器在目标轨压突变时的响应性(响应时间小于0.3 s)和跟随性以及稳定工况下轨压的稳定性(稳态误差小于2 MPa)方面都优于传统的增量式PID控制器,从而验证了控制策略模型的正确性。该研究提出的基于模型的轨压控制策略有助于实现柴油喷油的精确控制,可为柴油机共轨技术国产化提供参考。     

不同蓄能材料的太阳能热泵系统性能对比

太阳能热泵系统与太阳能集热蓄能技术结合起来,能够很好地克服系统对太阳辐射的依赖性,该文设计了一种蓄能型太阳能热泵热水器系统。对蓄能材料分别为石蜡和癸酸时系统瞬时集热效率和2种材料的体积膨胀率进行了试验研究;在南京地区春季典型工况下,对分别采用癸酸和石蜡为蓄能材料的蓄能型太阳能热泵热水器系统性能系数进行了对比研究。研究结果表明:虽然石蜡体积膨胀率较大,系统的真空管有涨裂的危险,但在不同工况下,采用石蜡为蓄能材料的系统性能系数和瞬时性能系数均高于采用癸酸的系统,且系统稳定性好。     

轻度混合动力汽车运行模式控制

基于实际工程应用的目的,分析了轻度混合动力汽车不同运行模式间的状态迁移及相应模式下的控制策略,通过加速踏板和电子节气门开度变化,详细讨论了行驶模式下的控制策略。在Matlab/Simulink中建立了整车运行模式的状态逻辑模型,在给定的ECE15+EUDC循环工况下进行了仿真分析。最后在转鼓试验台上对改装前后的传统车和轻度混合动力车进行了排放和油耗对比试验。仿真及试验结果表明：在给定的循环工况下,发动机和ISG电机的输出转矩能满足工况需求;改装后的轻度混合动力车相比传统车而言,HC排放降低73.3%、CO排放降低35%,且远低于欧Ⅲ排放限值,百公里油耗约降低15.1%,节油效果明显。     

西北地区盐渍土盐胀特性研究进展与思考

介绍了西北地区盐渍土分布及其工程特性,回顾对西北地区盐渍土工程特性研究的历程和主要研究内容,分析了盐渍土盐胀的机理研究、影响因素研究,盐胀试验方法,盐胀危害防治方法研究的现状和进展。指出我国对西北地区盐渍土盐胀工程特性的研究主要集中在河西走廊、新疆及青海的局部区域,主要采用配土和配盐的方式制作实验土样,以室内实验研究为主。部分研究认为盐胀与含盐量(主要是硫酸盐)、温度、土中含水量、土体密度及其他因素相关,并采用多元非线性回归数学方法,初步模拟主要影响因素与盐胀率的相互关系式和综合因素作用下的盐胀率公式。分析表明,对西北地区盐渍土盐胀研究尚缺系统性,研究范围需要进一步扩大,对盐胀的室内外实验方法标准、盐胀的影响因素、特别是盐渍土的级配影响、起胀边界阀值、盐渍土本构方程、盐胀模型及其的工程验证、盐胀危害防治技术的时效性等仍需要开展细致而深入的研究。     

关于谷物湿膨胀系数的讨论

湿膨胀系数用于预报谷物堆密度和研究谷粒应力裂纹产生原因等研究。文献中,计算此系数的参照体积和参照长度都取含水量为零状态下的值。这对计算谷粒湿应力会有误差,应当取初始状态下的值。理论上３个互垂方向的线膨胀系数之和应等于体膨胀系数,而且与方向无关,前者和已发表的实验结果基本一致,后者则不很一致。该文基于二相材料的假定,提出了理论湿膨胀系数,它对实验测定工作有指导意义。该文指出水分迁移会给谷粒造成损伤,应用损伤力学理论研究这个问题将是很有意义的。     

单螺杆挤压机对农产品加工因素的优化

在农产品和食品挤压机加工过程中,由于各种因素的变化,对产品的膨化质量有很大影响。通过挤压机螺杆与螺套之间的间隙、螺杆转速和物料含水率的变化,对产品的膨化指数,挤压机的生产率和功耗进行测定,分析在不同工况下挤压的工作情况以及产品特性。试验结果表明,影响试验指标的主要因素是螺杆与螺套之间的间隙,试验因素主次排列为间隙,含水率和转速,其较优组合为螺杆螺套之间的间隙0.75mm,螺杆转速300r/min,物料含水率18％。     

1980-2017年孟加拉国城市扩张的景观格局变化特征及其模式

[目的] 对1980—2017年孟加拉国城市扩张的景观格局变化特征及其模式进行研究，为该国及发展中国家的城市土地利用与管理提供差异化发展建议。[方法] 以“一带一路”沿线孟加拉国的4个主要城市Dhaka，Chittagong，Khulna和Sylhet为研究对象，分析1980，1990，2000，2010和2017年5期4个城市扩张过程中的景观格局变化特征，识别城市扩张模式。[结果] 1980—2017年，孟加拉国4个主要城市的扩张规模表现为：Dhaka > Chittagong > Khulna > Sylhet，扩张速度表现为：Sylhet > Dhaka > Chittagong > Khulna；4个城市扩张的景观格局变化趋势均表现为面积持续增加，优势度加强，破碎化程度波动上升。空间格局向复杂化和不规则化方向发展，空间形态逐渐多样化。1980—1990年，Dhaka，Chittagong和Sylhet这3个城市扩张的主要模式为外部扩张式，Khulna主要为邻接扩张式，1990—2017年，邻接扩张式成为4个城市扩张的主要模式，城市连片度逐渐增高。[结论] 1980年以来，孟加拉国城市持续扩张，景观格局发生显著变化，扩张模式总体呈由外部扩张式向邻接扩张式转变的趋势。     

碳酸盐在稻壳挤压膨化加工中的应用研究

在稻壳挤压膨化加工中,加入３％～５％的碳酸盐作助膨剂,以２５０～３００℃的温度连续膨化处理稻壳,可降低稻壳中粗纤维２０％～３０％,大分子物质裂解为中小分子,使原来不能被利用和利用率很低的养分得以充分利用。膨化后的稻壳代谢能提高近１０倍,作饲料中部分能量代用料育肥效果显著。部分或全部用作食用菌种料和栽培料,增产２０％～４０％。碳酸盐助膨化稻壳加工为稻壳的深度开发利用开辟了新的途径。     

河北典型样带土地利用生态安全格局研究

"河北雄安新区规划纲要"全文发布,提到要坚持生态保护优先,打造以"太行山脉—渤海湾"与"京南生态绿楔-拒马河-白洋淀"生态廊道,形成连山通海、南北交融的区域生态安全格局。鉴于此,本文参照陆地样带选取原则和依据,布设河北省典型样带,并利用MCR(minimum cumulative resistance)模型,以样带的林地、草地和湿地作为生态源地,人工表面作为城镇扩张源地,从土地内在属性和外在属性两方面,选取高程、土地景观类型、土壤类型、生态敏感性和生态系统服务价值等5方面指标,研究该样带土地利用生态安全格局。研究结果表明:河北省典型样带划定成:生态核心区、生态缓冲区、生态过渡区、生态可占区和生态治理区5个生态安全区。生态源地和城镇扩张源地空间格局分布具有明显的界限,均呈集中连片分布,但生态连通性较弱。生态核心区面积最小,为1 082.42km2,该样带自然保护区核心地带均位于样带的西北部;生态缓冲区面积最大,为6 943.63km2,位于样带的西北部和东部沿海,是连接上、中、下游的媒介,应在保护的基础上合理利用。生态过渡区面积为3 189.25 km2,是今后作为城乡建设后备用地开发建设重点区域,应合理规划;生态可占区分布在生态过渡区和生态治理区的过度地带,是目前城镇建设和经济发展的主要区域,面积为5 835.34 km2;生态治理区面积为1 710.70 km2,主要是生态脆弱区,也是未来进行生态恢复、生态产业发展的重点地区;以上3区交错分布于中部和东南部。综上,生态核心区和生态缓冲区应大规模植树造林;生态过渡区应严格控制向生态用地扩张;生态可占区应根据城市人口、经济等需求进行因地制宜开发;生态治理区应实施退耕还淀恢复淀泊水面,严守土壤环境安全底线,优化生态安全屏障体系。     

基于遥感和GIS的城市扩张稳态指数及其应用

城市扩张是当今世界的全球化趋势,如何衡量城市扩张状态是城市扩张研究的热点问题。该文从道路网络与城市扩张的互动机制出发,提出一种计算城市扩张稳态的指数(urban expansion steady-state index,UESI)。选取纽约、伦敦、东京等13个世界级城市,利用核密度分析计算道路网络密度,通过遥感解译与空间分析提取近30 a城市扩张信息,最后建立路网密度-城市扩张模型。通过样本UESI指数计算开展比较分析,并对北京2025年城市扩张状态进行了预判。结果表明,UESI能够有效表征城市扩张状态,当UESI达到0.30,城市扩张处于稳定状态。该指数能够有效量化城市扩张状态和潜力,丰富了当前城市扩张量化研究。对于快速发展中城市具有重要的参考价值。     

农业灌溉水渠防渗土工膜的温度敏感性及张拉力评价

为了了解农用水渠中防渗土工膜的温度敏感性,针对农用水渠防渗土工膜的变形和温度应力问题进行研究,采用力传感器、热电偶和位移传感器等对温度变化后的防渗土工膜端部张拉力进行了测量,提出温度变化引起的防渗土工膜端部张拉力评价方法。试验结果表明：外界环境温度变化对防渗土工膜端部张拉力有较大影响,特别是高密度聚乙烯防渗土工膜;铺设无纺布能有效降低防渗土工膜的温度;温度变化较大时,防渗土工膜产生较大变形,最大变形超过60 mm。基于极限平衡理论,考虑弹性模量与温度的关系,提出了温度变化引起的防渗土工膜端部张拉力评价方法,并与试验结果进行了比较,结果表明所提评价方法能有效评价温度变化引起的防渗土工膜张拉力,对实际工程有一定的参考价值。     

石河子市城市化过程中城市用地扩张的特征研究

以石河子市为研究区,利用1990年,1999 2000年和2009-2011年的Landsat TM/ETM+卫星遥感影像解译的空间数据,在GIS的支持下,基于Fragstats 3.3软件平台,采用景观格局指数和城市扩展测度指标等分析方法,对研究区的城市扩张及其变化特征进行了分析.结果表明:(1)城市依规划而渐进建设的痕迹非常明显,城市东西两面的用地已基本用尽,城市的拓展方向现已依托综合建成区向北、向南扩展;(2)随着城市化的推进,城市景规格局类型与结构发生了明显的变化,人类活动是造成城市景观格局变化的重要因素之一;(3)在城市扩展速度和扩展强度方面,与区内其它主要绿洲城市相比存在较明显的差异,该城市扩展速度和扩展强度在全疆城市的排名中位居前列.     

广西20种木材吸水性和湿胀性的研究

对广西20种木材的吸水性和湿胀性进行测定,结果表明,木材的吸水性与木材密度成反比关系,其回归方程为:y=-56.5716+115.818/x。除个别树种外,浸水8～12昼夜,湿胀性便达到稳定。在针叶树材中,差异湿胀与木材密度成反比,而在阔叶树材中,这种关系则不明显,