β型斯特林发动机功率影响因素分析

为了探究因素对β型斯特林发动机功率的影响,同时研究影响程度及显著性,以Schmidt分析法为基础,对β型斯特林发动机的功率进行理论计算,并针对影响斯特林发动机性能的活塞相位角、行程容积比、死容积比和温度比,利用Matlab编程绘制三维图像,分析两两因素耦合对发动机功率的影响,研究因素之间的相互作用.结果表明:活塞相位角存在最佳值,且此最佳值随行程容积比、温度比的增加分别呈现减小、增大的趋势;行程容积比越大功率越大,且死容积比越小,行程容积比对功率的影响越大,最佳行程容积比为0.5~1.5;死容积比的增加将导致功率降低,死容积比应小于1.5,而行程容积比的增加会使此降低幅度增大,温度比的增加使此降低幅度减小;功率随温度比的增大而减少,最佳温度比应小于0.5.最后,利用正交试验设计分析4个因素的影响作用大小及显著性,得到温度比和行程容积比相对显著的结果.     

基于粒子图像测速技术的近膜面流场特性

该文采用粒子图像测速技术研究了1、1.5、2.5 mm 3种不同曝气孔径下不同曝气强度对近膜面流场特性的影响规律,试验中分别研究了以上3种曝气孔径在所给定不同曝气强度下近膜面湍流强度值和液相平均速度值的变化规律。结果表明:近膜面液相平均速度值随曝气强度的增加呈现出先增大后趋于稳定的变化趋势。当曝气强度在24~140 L/h范围内时,湍流强度值随曝气强度呈正相关变化;曝气强度为140 L/h时,随曝气孔中心轴线高度的增大,湍流强度处于高低起伏的波动变化状态,这种波动更有利于膜污染的控制。因此,在此试验条件下最佳曝气强度为140 L/h。该研究为优化膜生物反应器内流场进而改善膜污染提供了一定的理论依据。     

严寒地区小型线性菲涅尔聚光集热器末端损失与补偿

针对严寒地区线性菲涅尔聚光集热器末端损失严重的问题,该文以呼和浩特地区小型线性菲涅尔聚光集热系统为研究对象,根据不同季节太阳位置的变化,理论分析并计算了沿水平南北轴放置的线性菲涅尔集热器自东向西跟踪过程的末端损失,得到其变化规律及补偿方法,并进行了试验验证。结果表明,一天中末端损失随时间的变化趋势与太阳高度角的变化趋势相同,与太阳方位角变化趋势相反,正午时刻末端损失最大,早晨和傍晚时刻末端损失最小;不同季节相同时间段内的末端损失,冬季最大,夏季最小,春季和秋季几乎相等;镜场调节试验结果表明,增大反射镜北端与水平面的夹角可以补偿末端损失,在夏至前后正午,当镜场北端抬高20°时,末端损失减少至集热器长度的1/10左右,瞬时集热效率达到65.9%,与反射镜调节前相比,正午瞬时集热效率提高54.5%,下午时间段内瞬时集热效率提高20%左右。研究结果可为减小严寒地区小型线性菲涅尔聚光集热器末端损失提供理论参考。     

线聚焦型太阳能二氧化碳发生器性能研究

研究了一种线聚焦型太阳能二氧化碳发生器。分别在跟踪及非跟踪工况下,在呼和浩特地区测试并分析了系统的集热与产气性能。确定了系统的最佳运行方式,提出了气损率和产气能力2个系统性能评价指标。测试结果表明,跟踪较非跟踪工况,反应器内腔空晒最高温度、闷晒最高水温、最高集热效率分别提升16.30%、12.44%、94.50%;系统最佳运行工况确定为跟踪式。在产气原料分解温度范围内,系统集热效率为31.80%;测试阶段系统气损率为4.50%;当太阳直接辐照度在650～850W/m~2范围内变化时,系统产气能力随太阳直接辐照度呈正相关变化。基于系统产气能力的变化规律,可计算不同规模线聚焦型太阳能二氧化碳发生器的具体结构参数。     

考虑光伏组件发电性能的自动除尘系统运行时间优化

该文针对自动除尘系统运行过程中动态遮挡对光伏组件输出特性影响规律和系统运行后除尘效果进行了研究分析,进而指导光伏组件自动除尘系统运行开启时刻与持续时间的设置,以实现最优化的除尘效果。结果表明：系统在横向（清扫毛刷运行过程平行于水平面）和纵向（清扫毛刷运行过程倾角等于光伏组件安装倾角）各运行周期中,清扫毛刷每经过一排电池组均会使光伏组件输出参数按V型规律变化,自动除尘系统上行时清扫装置对光伏组件的动态遮挡面积相对下行过程增加1.6150%后光伏组件输出功率低谷值下降40%左右;自动除尘系统运行效果随积灰量呈正相关变化;各类光伏组件的除尘过程应避开光伏组件有功率输出的时间段进行,根据地区与季节的不同定在日出之前10 min开始运行,可实现最优的除尘效果。     

太阳能沼气池热性能实验研究

在模拟实验系统条件下,发现随着温度升高,预热时间变短,最短预热时间为29 min;循环价质温度越高有效换热效率越大,50℃,60℃,70℃的循环介质对应的热效率分别是75.7％,84.6％和99.3％;通过计算得到要维持沼气池恒温在35℃±2℃的范围内,每小时需向沼气池提供860 kJ·m-3的热量;夏季沼气池外侧湿度较低时,沼液在10小时内温度能保持在33℃以上;冬季及夏季湿度较高时应考虑添加其他辅助热源以及增设保温层.     

线聚焦型太阳能二氧化碳发生器性能研究

研究了一种线聚焦型太阳能二氧化碳发生器。分别在跟踪及非跟踪工况下,在呼和浩特地区测试并分析了系统的集热与产气性能。确定了系统的最佳运行方式,提出了气损率和产气能力2个系统性能评价指标。测试结果表明,跟踪较非跟踪工况,反应器内腔空晒最高温度、闷晒最高水温、最高集热效率分别提升16.30%、12.44%、94.50%;系统最佳运行工况确定为跟踪式。在产气原料分解温度范围内,系统集热效率为31.80%;测试阶段系统气损率为4.50%;当太阳直接辐照度在650~850 W/m~2范围内变化时,系统产气能力随太阳直接辐照度呈正相关变化。基于系统产气能力的变化规律,可计算不同规模线聚焦型太阳能二氧化碳发生器的具体结构参数。     

基于太阳能烟囱发电系统集热性能试验的集热棚倾角优选

选取太阳能烟囱发电系统集热特性为研究对象,针对太阳能烟囱发电系统在不同集热棚倾角的集热特性进行试验测试。对不同集热棚倾角下蓄热层温度场及集热棚内竖直平面温度场的分布特性参数进行计算分析。通过对呼和浩特地区太阳能烟囱集热棚倾角为0°~40°分别进行比较分析结果表明:在呼和浩特地区10°集热棚倾角在春夏秋季不同太阳辐照强度GHI(global horizontal irradiance)下,蓄热层温度场温度存在最大值且均匀性最佳;竖直平面温度场温度分布最佳;竖直平面内Gr数最大。得出在10°集热棚倾角下太阳能烟囱集热棚内各项集热性能具有最优值。此试验研究为在呼和浩特地区实现太阳能烟囱搭建提供技术支撑。     

光伏组件积灰特性及其透射衰减规律研究

该文以呼和浩特城区的倾斜玻璃板和光伏组件为积灰载体,测试并分析了积灰颗粒的粒径分布、形貌特征及元素组成,研究了太阳入射角与太阳总辐照度变化方向对透射衰减率的影响规律,计算了不同积灰量下由积灰引起的日平均总透射衰减率。研究表明:呼和浩特城区光伏组件积灰颗粒的体积平均径为23.10μm,粉砂质量分数约为72.77%;积灰量分别为2.75、4.59、5.86 g/m~2时,积灰引起的日平均总透射衰减率分别为1.29%、3.42%、4.71%;太阳总辐照度增时段,总衰减率随太阳入射角以类线性趋势正相关变化。太阳总辐照度减时段,总衰减率随太阳入射角以微小幅度先减小再增大,当太阳入射角增至60°时,总衰减率开始线性增大;总衰减率最小值所对应的太阳总辐照度比峰值小168 W/m~2,对应的太阳入射角比最小值小25.5°。该研究可指导呼和浩特城区光伏发电系统除尘方式的选取及除尘周期的预设。     

热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性分析

该文设计了一套最高可提供473 K高温热水的热管式真空管太阳能聚光集热系统,为研究该系统的传热特性并为系统设计提供理论依据,建立了热管式真空管太阳能聚光集热系统传热过程的一维数学模型,计算并分析了该系统的传热性能。计算结果表明,该文设计的热管式真空管太阳能聚光集热系统的瞬时热效率均高于70%,且随太阳直射辐照强度和环境温度的升高逐渐升高,随传热流体温度和风速的升高逐渐降低。热管式真空管接收器内工质的工作温度和压力也随太阳直射辐照强度、传热流体温度、环境温度及风速的变化而变化。在该文计算条件下,热管的工作温度在327.6~503.2 K,工作压力在0.016~2.8 MPa,符合以水作为热管工质的最佳工作范围(293~523 K)。环形区域压力和渗入气体种类对集热系统传热性能也有明显影响。当环形区域压力P10~(–3) Pa时,接收器热损失较小且随压力变化基本保持不变;当P10~(–3) Pa时,随着环形区域压力升高,接收器热损失逐渐增大。另外,环形区域渗入气体的导热系数越大,接收器热损失越大。该研究对了解热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性、优化集热系统结构、指导系统设计具有一定的实用价值。