蒸发温度对中温余热ORC系统热力性能的影响

以LR6A3L型号柴油机出口流量为540 kg/h、温度为333 ℃的烟气为研究对象，基于有机朗肯循环系统，采用R123、R245fa和R600作为循环有机工质，研究工质蒸发温度对系统热力性能的影响。研究结果表明:随着工质蒸发温度的增加，系统净输出功率、循环热效率和效率均逐渐增加，而系统总的不可逆损失则逐渐减小。当系统操作工况一定时，工质R123的净输出功、循环热效率和效率最大，且总的不可逆损失最小。      

以R245fa为工质的余热回收系统试验研究

为了提高车用发动机燃油经济性,设计了一套有机朗肯循环余热回收试验系统,用于回收重型车用柴油机的排气余热能量。通过筛选多种有机工质,选定R245fa作为系统循环工质。构建了由有机朗肯循环回路、能量转换及消耗装置、参数测量及数据采集装置和热源供给部件构成的余热回收试验平台。通过系统试验验证了利用R245fa作为循环工质的有机朗肯循环余热回收系统回收重型车用柴油机余热的可行性,目前系统最大输出功率为490 W。试验结果显示:有机朗肯循环系统与发电机及膨胀器的匹配是制约系统功率输出的关键因素,系统循环效率随着蒸发压力的增大而增大。     

柴油机全工况下抽气回热式有机朗肯循环系统分析

针对一台车用柴油机的排气能量变化规律,建立了抽气回热式有机朗肯循环(RORC)系统,分别采用纯工质R245fa和非共沸混合工质Mix(异戊烷与R245fa按照摩尔比例7∶3组成的混合工质),研究了抽气压力这一参数对RORC系统净输出功率、系统热效率、工质质量流量等性能的影响;进而确定Mix抽气压力1.15 MPa,R245fa抽气压力1.2 MPa,在柴油机全工况范围内,对比分析了采用2种工质的RORC系统的净输出功率、效率、工质质量流量等性能随柴油机转速和转矩的变化情况,结果显示,在柴油机全工况范围内,与采用R245fa的RORC系统相比,采用Mix作为工质的RORC系统的余热回收效果更佳。     

小功率沼气内燃机与有机朗肯联合循环系统性能研究

为了有效利用小功率沼气内燃机的排气余热,笔者设计了一套回收烟气余热的有机朗肯循环系统(ORC),采用纯工质R245fa作为工作介质。试验通过数值模拟的方法对内燃机排气进行余热回收,在不同软件环境下建立内燃机子模型和有机朗肯循环子模型。结果表明,数值模拟值与试验值能较好吻合,验证了模型的正确性;同时在不同甲烷体积分数情况下,观察了有机工质流量对ORC净功率的影响,并且随着燃气中甲烷体积分数的增大,ORC子系统输出功率也相应增大,最高达到3.4 k W,烟气余热利用率为64.8%,联合循环系统的热效率达到36.7%,较原有的内燃机热效率提高了7.6%。     

变工况柴油机余热回收系统中混合工质模拟研究

针对柴油机变工况下的排气特点,设计了一套有机朗肯循环余热回收系统.通过实验和理论计算,研究共沸混合工质和非共沸混合工质在不同蒸发压力下对车用柴油机不同运行工况的有机朗肯循环余热回收系统性能的影响.研究结果表明,柴油机变工况下,非共沸混合工质R415B的ORC系统(火用)损率平均值比共沸混合工质R508A低38％.通过对比分析,非共沸混合工质R415B最适用于变工况车用柴油机有机朗肯循环余热回收系统,最大净输出功率约为27.60 kW.     

基于单螺杆膨胀机的发动机排气余热回收系统

针对发动机排气余热的特点,设计了有机朗肯循环(ORC)排气余热回收系统,采用单螺杆膨胀机作为动力输出装置,采用R245fa作为工质,提出了发动机排气余热利用率的概念和计算方法。结合发动机的试验数据,分析了ORC工质蒸发压力和发动机转速对ORC系统性能的影响,确定了适用于ORC系统的工质蒸发压力的最佳值。研究结果表明,当工质蒸发压力为3.0 MPa时,ORC系统能够在发动机全转速范围内正常工作,并且ORC系统的净输出功率最高可达12.1 kW,热力学第一定律效率最高可达11.27%,热力学第二定律效率最高可达25.8%,发动机排气余热利用率最高可达8.9%,发动机排气余热回收效果明显。     

带有前置泵的有机朗肯循环实验

针对基本有机朗肯循环(B-ORC)在运行时工质泵易发生气蚀,提出了带有前置泵的有机朗肯循环(BPORC),并建立了实验装置。采用不锈钢磁力泵作为前置泵,安装于工质泵与储液罐之间,用于提升工质泵入口压力,从而确保工质泵入口有足够的气蚀余量。采用三氟二氯乙烷(R123)作为循环工质,在140℃热源条件下进行实验,对比了B-ORC和BP-ORC系统运行的稳定性和高效性。实验结果表明,前置泵可有效解决工质泵气蚀问题,使得有机工质流量不发生显著偏离和剧烈波动,工质流量波动幅值从±22 kg/h下降至±2.1 kg/h。相同条件下BP-ORC膨胀机输出轴功增大,当工质泵频率f为7 Hz时,膨胀机最大轴功从2.11 k W提升至2.35 k W,增幅为11.4%。本实验中前置泵功耗为0.3 k W,当不考虑前置泵自身功耗时,系统输出净功和热效率都明显提升,最大热效率从5.78%升至6.16%;计入前置泵功耗时,系统最大热效率则降至5.27%。     

抽气回热式有机朗肯循环系统热力学分析

为了实现发动机排气余热能的高效回收与利用,设计了抽气回热式有机朗肯循环(ORC)系统.在Matlab环境下,分析了抽气压力、蒸发压力、膨胀机入口温度等因素对系统性能的影响,并利用热力学第一定律及第二定律将抽气回热式ORC和基本ORC进行对比.研究结果表明,在固定蒸发压力下,抽气回热式ORC系统的热效率、炯效率随抽气压力的增大而先增大后减小,工质质量流量随抽气压力的增大而逐渐增大,蒸发器换热量随抽气压力的增大先减小后增大;与基本ORC系统相比,抽气回热式ORC系统的热效率、(火用)效率均有提高,炯损率降低,因此抽气回热式ORC系统余热回收效果更明显.     

柴油机两相工质动力循环研究

提出了一种柴油机两相工质动力循环,该循环由混合加热循环和郎肯循环耦合而成。对两相工质动力循环进行了热力学分析,推导出其性能指标的计算公式,探讨采用两相工质动力循环提高柴油机功率密度的可行性。并以水为例,研究了相变工质的喷入参数和工质物性对循环性能的影响规律。研究表明缸内喷入液态工质可降低热负荷,与传统柴油机循环相比,在相同最高压力和最高温度条件下,两相工质动力循环的循环热效率降低,循环输出功增加。在每循环中喷入与燃油同质量的水后,循环的热效率下降了5.79%,输出功提高了6.36%。     

不同工况柴油机排气余热回收系统试验与仿真

基于有机朗肯循环(Organic rankine cycle,ORC)设计了柴油机排气余热回收系统。建立了ORC热力学仿真模型预测系统回收性能,并对某款柴油发动机在有、无ORC作用下分别进行试验,对比了试验数据与仿真结果,验证了模型的有效性。将模型应用于不同工况下,观察不同工质流量对ORC净功率及热效率的影响,结果表明ORC净功率随着转速的增加而增加,不同工况下最大热效率均为12.1%,且对应的工质流量选择区间随着转速的提高而扩大,此区间的确定可为ORC试验时工质流量范围的选择提供参考依据。     

保护性耕作模式对黑土有机碳含量和密度的影响

以公主岭市长期（10 a）保护性耕作定位试验为研究对象,分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式,即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲（又叫松带、苗带交替休闲）（后3种视为保护性耕作）。结果表明,经过10 a的耕作试验,不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0～20 cm秋翻秋耙匀垄和秋灭茬匀垄模式的土壤有机碳含量最低,深层30～50 cm全面旋耕深松模式的土壤有机碳质量分数显著低于其他耕作模式13.49%～25.14%;0～50 cm耕层     

养殖废水灌溉对玉米地土壤水溶性碳及其剖面分布的影响

为了研究养殖废水灌溉对土壤水溶性碳量及其占总有机碳量比例的剖面分布的影响,设置水质和灌溉量处理,测定了玉米地土壤总有机碳和水溶性碳量,分析了水溶性碳占总有机碳比例及其剖面分布特征。结果表明,总有机碳及水溶性碳量在土壤表层较高,且随着土层加深均有所减少。养殖废水灌溉条件下的土壤总有机碳和水溶性碳量总体上比清水灌溉处理的高,这说明在一定范围内养殖废水灌溉更有利于土壤中有机碳量的增加。清水灌溉条件下,灌水量为640 m~3/hm~2时土壤总有机碳量最高;灌水量为760 m~3/hm~2时水溶性碳量最高。养殖废水灌溉条件下,灌水量为880 m~3/hm~2时土壤总有机碳和水溶性碳量均为最高。由于土壤中的总有机碳在土壤深层分布较少,且随土层加深土壤总有机碳量下降幅度减小,水溶性碳占总有机碳的比例随土层深度加深而逐步增加。养殖废水灌溉有利于土壤总有机碳、水溶性碳量的增加,并可促进二者在土壤表层的积累。     

稻田垄作免耕对土壤团聚体和有机质的影响

该文以1990年建立的耕作制定位试验田紫色水稻土为研究对象,分析了冬水田（FPF）、水旱轮作（CR）和垄作免耕（RNT）3种耕作方式对土壤团聚体组成和有机质的影响。结果表明,垄作免耕减少了对土壤大团聚体的破坏,在0～10 cm土层,垄作免耕大团聚体含量分别是冬水田和水旱轮作的1.48和1.32倍,微团聚体含量则显著降低;在 ＞10～20 cm土层有相同的趋势。3种耕作条件下,有机碳和氮在团聚体中的分布模式类似,均有向大团聚体富集的趋势,但垄作免耕条件下土壤有机碳和氮质量分数显著高于冬水田和水旱轮作。对土壤颗粒有机质（POM）的分析结果表明,垄作免耕0～10 cm土层轻质组分（LF）的质量分数（1.92 g/kg）与水旱轮作（1.70 g/kg）差异不显著,但显著高于冬水田（1.42 g/kg）。冬水田、水旱轮作和垄作免耕的0～10 cm土层,团聚体内总颗粒有机质（total iPOM）质量分数分别为0.96,1.12,2.14 g/kg;垄作免耕土壤团聚体内细颗粒有机质（fine iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的3.02和2.46倍,占总POM差异的57%和66%。垄作免耕土壤团聚体内粗颗粒有机质（coarse iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的1.56和1.40倍,占总POM差异的18%和19%。在＞10～20 cm土层有相似的趋势,但在＞10～20 cm层土壤粗iPOM的差异对总POM差异的贡献较0～10 cm层大。垄作免耕减少了对大团聚体的破坏并促进微团聚体向大团聚体团聚;降低了团聚体的周转速率,促进了细iPOM的固定,利于紫色水稻土对碳的固定和积累。     

固体有机垃圾厌氧消化研究应用进展

本文从工程应用和工艺的角度介绍了有机垃圾消化领域的进展。有机垃圾厌氧消化处理量在欧洲已占总有机垃圾量的25％。在消化工艺方面，主要介绍了两相消化和联合消化等方面的研究进展。     

有机硅合成剂在水利工程中的应用

有机硅掺入混凝土具有提高其抗压、防渗、抗冻、抗钢筋锈蚀、防龟裂和减水、缓凝、自养混凝土及降低混凝土碳化速度等性能；对木结构具有极强的防水、防潮、防火、防腐等作用。通过分析揭示了有机硅的特性和在水利工程中的实用意义，为渠道防渗提供了依据。     

长期免耕对不同土层土壤结构与有机碳分布的影响

为探明长期翻耕与免耕条件下不同土层深度土壤结构稳定性及其有机碳分布特征,在长期定位试验中分层(0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm)采集免耕和常规耕作处理下混合土样和原状土样进行土壤结构与有机碳的测定,结果表明:(1)随着土层的加深,0.5~2.0 mm和大于2.0 mm粒级团聚体含量表现为逐渐降低的趋势,而其他粒级团聚体含量呈增加趋势。免耕更利于提高大粒级团聚体(0.5 mm)的含量,且土壤结构的稳定性显著提高,其作用深度在50 cm以上。(2)随着土层的加深,土壤总有机碳和活性有机碳均表现为先增加后降低再趋于稳定的趋势。免耕处理在0~80 cm土层的土壤总有机碳和活性有机碳均高于常规耕作处理。(3)随着土层的加深,不同粒级团聚体总有机碳含量呈降低趋势,大粒级团聚体中含有较高的有机碳。免耕更利于0~40 cm土层不同粒级团聚体总有机碳含量的提高。随着土壤团聚体粒级的降低,土壤活性有机碳含量呈降低趋势。与常规耕作相比,除0.053~0.250 mm粒级团聚体外,免耕提高了0~20 cm土层各粒级团聚体中活性有机碳含量。(4)随着土层的加深,各粒级团聚体中有机碳对土壤总有机碳的贡献率表现为先降低后增加再降低的趋势。不同粒级团聚体中,大于2.0 mm和小于0.053 mm粒级团聚体有机碳贡献率在0~100 cm土层均低于其他粒级团聚体。在0~20 cm、30~40 cm和90~100 cm土层,免耕处理各粒级团聚体有机碳累积贡献率均高于常规耕作。     

有机栽培水肥一体化系统设计与试验

A water and fertilizer integrated system for organic cultivation was designed. The system integrated functions of preparing and compounding organic liquid as well as automatical irrigation. Through different subroutines of the system, the aerobic fermentation of organic materials, liquid filtration, compounding and dilution of stock solution, and decision and execution of irrigation strategy can be conducted. Thus, the integration of preparation and management of nutrient solution in organic cultivation, as well as high efficiency and fine management in water and fertilizer could be achieved. In order to verify the reliability and applicability of the system, coconut chaff was selected as organic matrix and non soil and organic cultivation experiment of cucumber was carried out in the solar greenhouse. The results showed that the system was operated stably in preparation of organic liquid and management of water and fertilizer was good in cucumber cultivation. The mechanization and automation of organic fertilizer and water management was implemented. The yield of cucumber was up to 48165kg/hm2, the content of total soluble sugar, vitamin C and titratable acidity were 2.7%, 99.2mg/kg and 008%, respectively. The development and application of this system would break through the bottleneck that existed in water and fertilizer management in organic cultivation, and it had important realistic significances.     

秸秆源栽培基质技术及设备的研究

为使秸秆和畜禽粪等农业废弃物得到有效利用,制定了合理的发酵工艺流程,研制了新型的发酵搅拌设备,进行了发酵试验。本文重点论述了发酵工艺流程,分析了发酵设备的性能测试和发酵物料理化性质的检测结果。结果表明:发酵设备的性能指标达到设计要求;发酵物料的理化性质、卫生标准均符合有机肥的特性。认为该套技术和设备可以应用于农业废弃物的综合利用工程。     

果农有机苹果的生产意愿分析

苹果是我国主要的优势农产品,但要在国际竞争中生存和发展,必须建立符合世界农业生产标准和市场认可的农业生产管理体系,即发展我国的有机苹果。政府从宏观方面把握市场变化,逐步做出种种制度安排以引导农业产业的发展方向,但农户是该有机农业体系的最终执行者,对有机种植方式的选择以及经营行为的优化与否直接决定该有机农业体系能否建立。基于这种认识和判断,文章以陕西省洛川县有机苹果的生产为例,运用实地入户调研的方法获取一手资料,重点分析尚未采用有机种植方式的果农面临的内外部环境,通过二项逻辑回归模型分析可能显著影响其采用有机生产方式意愿的主要因素,并提出几点建议,以促进有机苹果在我国的快速发展。     

1KF-40型葡萄有机肥深施机的研制

针对新疆兵团葡萄产业发展所面临的问题,通过分析对比国内外葡萄有机肥深施技术与装备的特点,综合考虑新疆葡萄种植模式及葡萄有机肥深施农艺要求,完成了1KF-40型有机肥深施机的研制,解决了人工深施有机肥存在的劳动强度大、效率低等问题,实现了葡萄有机肥深施的机械化作业。田间作业结果表明:装备工作平稳、性能可靠、生产率高、施肥均匀,开沟深度达4 1 0mm,开沟宽度2 8 0mm,覆土厚度2 4 0mm,施肥量1 241kg/hm2,生产率3.7hm2/h,符合葡萄有机肥深施机械化作业要求。