针型电容法测量谷物含水率的研究

采用针型电容传感器和测量电路,并采取减小介质损耗的有效措施,研制了测量谷物含水率的针型电容法。实验结果表明,在谷物含水率与输出电压间具有良好的线性关系。该方法具有较高灵敏度、稳定性和良好的动态特性,完全可以满足谷物含水率的测量要求,为谷物含水率的准确、快速和在线测量提供了一种有效的方法。     

恒热流法同时测定土壤热质扩散系数的研究

通过将半无限大土壤试样在恒热流作用下一维热质迁移过程的分析解与试样中温度和湿度的测量值相结合，得到了土壤热质扩散系数的数据。实验结果表明，该方法测试时间短，通过一次实验可以同时得到土壤的热质扩散系数。     

太阳能耦合燃料电池联供系统余热回收的运行参数模拟研究

该文将太阳能与燃料电池相结合,构建太阳能耦合质子交换膜燃料电池的联供系统(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)。试验与仿真研究太阳能耦合质子交换膜燃料电池联供系统余热回收的运行参数。试验结果表明:在低温太阳能集热器/空气源热泵热水系统中,储热水箱平均温度为45.55℃,热泵运行温度设定为40～45℃。仿真结果表明:增加PEMFC电堆单电池个数及氢气燃料分压力,可有效提高PEMFC电堆输出电压。提高PEMFC电堆的输出电压及电流的同时,电堆的运行温度随之降低,同时也相应的延长了PEMFC电堆的启动时间。PEMFC电堆循环冷却水进出口温度为45～55℃,当PEMFC电堆循环冷却水进出口温度为50～55℃时,太阳能冷却水进出口温度为40～45℃,PEMFC电堆的运行温度为80.47℃,氢气反应速率为0.015 4 mol/s,板式换热器热效率的合理区间为0.5～0.9。试验及仿真研究结果表明,40～45℃的低温太阳能集热器/空气源热泵热水系统,可连续不断地吸收PEMFC循环冷却水热量,确保联供系统正常运行。     

蒸发式过冷水制冰液滴蒸发结晶的模拟

蒸发式过冷水制冰系统中液滴传热传质特性研究具有重要意义。为了分析蒸发式过冷水制冰系统中液滴的热质传输特性,该文将单个液滴冷却结晶过程分为全液相区、固-液两相区和全固相区3个不同区域,建立液滴在大空间内蒸发降温结晶过程的数学模型,通过数值求解方法研究其在大空间蒸发室内降温结晶过程的温度变化特性,进一步分析液滴和空气的入口参数与液滴整个蒸发结晶特性的关系,为蒸发式过冷水制冰系统的结构优化设计和运行管理提供参考依据。     

非饱和含湿多孔介质在考虑毛细滞后影响时的传热传质理论

本文通过在液体渗流中引入毛细滞后的影响，采用液相运动的最小梯度假设，导出了非饱和含湿多孔介质的含湿饱和度方程，能量方程和气相总压力方程，从而建立了非饱和含湿多孔介质在受毛细滞后影响时传热质的较普遍理论。     

全玻璃真空管太阳能集热器对流换热试验与模拟

以可再生能源总能系统为研究背景,通过搭建太阳能辅助燃料电池试验平台,逐步完成不同涂层材料、内置导流板太阳能集热器自然对流试验研究;在试验验证基础上,分别建立太阳能集热器自然对流和强迫对流三维数学模型,应用场协同和火积理论分析流动和传热数据。自然对流研究表明,吸收率在0.95~1.0、发射率在0.06~0.16时,随吸收率升高,发射率降低,热效率升高1.71%,火积增量逐渐增大;加装导流板后,真空管内部混流消失,底部流动得到强化,实验热效率提高2.17%;确定全玻璃真空管热水器导流板合理板厚为2 mm,合理板长为距离真空管底部60~100 mm,合理位置为中心线以上16~20 mm;强迫对流研究表明,横双排集热器雷诺和努赛尔数、火积增量均高于竖单排集热器,火积耗散低于竖单排集热器。确定太阳能辅助燃料电池集热场在中低温条件下,自然对流采用内置导流板集热器,强迫对流采用横双排集热器。     

质子交换膜燃料电池/直接接触式膜蒸馏分布式联产系统性能

提出了一种基于质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）/直接接触式膜蒸馏（Direct Contact Membrane Distillation, DCMD）的分布式联供系统，利用DCMD回收PEMFC发电时产生的余热，可对外界提供可饮用淡水。建立了联供系统的数学模型，研究了其在设计和非设计工况下的热力性能，采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法对系统进行了多目标最优化研究。研究结果表明，在设计工况下，PEMFC输出功率、DCMD膜通量、联供系统的能源效率和?效率分别为19.26 kW、15.340 5 kg/(m2·h)、57.77%和52.68%，在研究的参数范围内，电流密度、氢气与氧气过量系数、换热器3夹点温度以及渗透液质量流量对联供系统性能影响显著，并通过TOPSIS法确定了该系统在不同权重下各目标的最佳运行工况。