微热光电系统中柱型燃烧室的试验

微燃烧室是微热光电（MTPV）系统的一个重要组成部分。对一种薄壁柱型微燃烧室进行了试验,得到了氢氧混合比ε和喷嘴孔径Ф对微燃烧室外壁面和出口端面温度分布影响的规律。在不同流量、不同喷嘴孔径下,当ε为1．8时,获得的壁面温度平均值最高。当Ф为0．7mm、ε为1．8时,在微燃烧室获得高且分布均匀的壁面温度,适合于MTPV系统应用。     

微热光电系统燃烧室内截面突变对燃烧的影响

微燃烧室是微热光电（MTPV）系统的重要组成部分。微燃烧室的外表面必须产生一个高而均匀的温度分布，以尽可能高地输出辐射能。通过对截面突变的微燃烧室的试验研究，得到了不同氢氧混合气流量、氢氧体积混合比下燃烧室内的燃烧状况，壁面和出口端面的温度分布。试验结果表明：采用截面突变的燃烧室能很好地控制火焰中心位置，获得稳定的外壁面温度分布规律，可以在截面突变处产生涡流，增强氢气和氧气的混合。     

多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟

利用多孔介质模拟微通道壁面粗糙元,建立了一种新的微尺度化流场的数值模拟方法.多孔介质模型厚度由微通道壁面相对粗糙度折算,多孔介质的阻力系数由该区域内的流态及阻力计算;配合采用k-ε和k-ω多种形式的湍流模型,对边长为600μm的方形断面微通道流场在雷诺数分别为100和300的情况下进行了数值模拟计算.通过模拟结果与Micro-PIV测量数据的对比分析发现,采用realizablek-ε湍流模型,搭配多孔介质微尺度化模型进行数值计算,能够有效地模拟微尺度流场的流动状况,而标准k-ε湍流模型和RNGk-ε湍流模型的微尺度模拟计算结果虽接近试验测量值,但仍有偏差;标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型的微尺度模拟效果较差.     

内燃机离心式冷却水泵性能试验系统

根据JB T812 6 2— 1999《内燃机冷却水泵性能试验方法》对试验条件和试验内容的要求 ,开发了无自吸要求的离心式冷却水泵自动试验系统。本文介绍了试验系统的组成原理、特点和应用实例。     

微型热光电系统中一维光子晶体过滤器改进设计

为进一步提高微型热光电系统的能量转化效率,在系统中设置了一维Si/SiO2光子晶体过滤器,以实现对长波辐射能的回收利用。根据光学薄膜设计理论以及传输矩阵的方法,获取了过滤器的基本结构及光学特性,并针对其第一反射带宽度过窄的缺点,采用多层膜叠加的方法,获得了一个改进结构的过滤器[1.10(L/2HL/2)](L/2HL/2)3[1.10(L/2HL/2)] [0.95(L/2HL/2)](L/2HL/2)3[0.95(L/2HL/2)],其第一反射带宽度被拓展至2~4μm,同时在通带内也具有0.95的透射率。利用完善后的系统能量转换计算模型进行了相关对比分析,其结果表明,过滤器可在有效缓解电池冷却负荷的同时,通过提高辐射壁面的温度达到提升系统输出性能的效果,在1500mL/min的总流量下,采用改进结构过滤器的系统输出功率达到了5.46W,效率为2.6%,比采用基本结构过滤器提高了5.7%。     

玉米精量播种机排种性能检测系统研究——基于光电法

为了确保玉米精播机的播种质量,在结合了过去排种监测方法优缺点的基础上,设计了一种以3对红外发光二极管和光敏三极管交叉摆放为监测传感器的排种性能监测系统。该系统能够实现种粒信号拾取、种箱状态监测、漏播和重播警报等功能。工作时,光电传感器检测到的光电信号通过调理电路把数据传给单片机,如果检测到的数据满足种箱排空、种管阻塞或多粒重播,单片机就会给报警电路传输指令使其发生警报。试验结果表明:系统性能可靠且监测无盲区,检测误差率可控制在97.5%以内,能对玉米精密排种器排种性能进行精确监测,有助于提升播种机作业性能。     

槽式太阳能集热系统集热性能试验研究

槽式太阳能集热系统在太阳能热发电领域的应用比较成熟,由于其光-热转化效率高的特点,近些年在牧草干燥领域的应用也越来越多。为了进一步提高牧草干燥效率,以槽式太阳能集热系统作为稳定的干燥热风能源输出,研究其真空集热管集热性能和热损失是槽式太阳能热利用的关键。利用槽式太阳能集热系统加热导热油储能,通过追踪真空集热管进、出口温度和真空集热管内温度,阐述了进入真空集热管内的导热油瞬时温度与集热器瞬时光热转换效率和真空管热损失的关系。结果表明,集热器瞬时光热转换效率与导热油进入真空集热管的温度有关,进入真空集热管导热油温度越低,换热越充分,真空集热管热损失越少,真空集热管瞬时光热转换效率越高。加大真空集热管出口和入口的导热油温差是提高槽式太阳能集热蓄热能力的关键。     

小型联合收获机旋风分离系统清选性能试验

为了解决小型联合收获机清选装置谷糠分离不彻底和损失率较高的问题,利用高速摄影装置研究了吸杂风机转速、扬谷器风机转速和通气孔直径对清选性能的影响机理,以小麦籽粒、颖糠、茎秆混合物料为对象,利用研制的旋风分离系统试验台,选取气孔排布方式、通气孔直径、吸杂风机转速和扬谷器风机转速为试验因素,清洁率和损失率为试验指标,进行了单因素和多因素清选性能试验。单因素试验结果表明,气孔排布方式为螺旋形时,清选效果较好,随着吸杂风机转速、扬谷器风机转速和通气孔直径的增加,清洁率先上升后降低,损失率则逐渐增加,最大损失率不超过2%;正交试验表明:吸杂风机转速为1 900 r/min、扬谷器风机转速为1 100 r/min、通气孔直径为8 mm时,清洁率平均值大于93%,损失率平均值低于1.5%,损失率比优化前降低了25%。     

柴油机内锥碰撞式伞状喷雾燃烧系统性能试验

为提高直喷式柴油机缸内油气的混合速率及其分布均匀度,利用从多孔油嘴喷出的油束撞击设置在喷孔出口外围的内锥导向面上,扩展成近似的伞状喷雾,喷雾的碰撞量可以通过改变喷孔和碰撞面的相对位置来调整.应用FIRE 8.4对全碰和半碰喷雾及多孔自由喷雾的空间分布特性进行了模拟分析.结果表明:与自由喷雾相比,内锥碰撞式伞状喷雾具有扩散度高、周向分布均匀的特点.在单缸135型柴油机上进行的燃烧性能对比试验表明:半碰方式好于全碰方式,半碰方式时采用4孔油嘴优于6孔油嘴,适当的供油提前角有利于实现柴油机的热预混合燃烧.     

连栋温室中不同结构通风系统性能的试验研究

运用气体浓度衰减示踪法,对不同设施结构中的卷膜通风系统和天窗开启式的通风系统进行了试验研究,并深入研究了通风面积对通风率的影响,指出塑料温室的卷膜通风系统性能优于天窗开启式通风系统。     

分形多孔介质孔道网络模型的构

采用压汞试验获得实际多孔介质的微观结构参数.以冻干马铃薯为例计算了孔隙分形维数,结果表明冻干马铃薯结构具有显著的分形特性.运用位似变换理论、分形理论、Voronoi图以及马铃薯的特征参数等,构建出与马铃薯结构参数相对应的二维分形孔道网络模型.构建的网络模型考虑了影响多孔介质干燥的孔道微细结构特征,模型参数能够很好地反映多孔物料的微观结构.且获得了合理的分形维数.     

不完全分形多孔介质热导率模型

将多孔介质的物理构成分为具有分形结构的团聚体集合和不具有分形特性的固相和孔隙相,建立了简化单元体模型解释其微观结构。结合多孔介质在干燥过程中热量守恒定律和傅里叶导热定律导出了材料总有效热导率模型。此模型无经验常数,每一个参数都有物理意义。研究结果表明,有效热导率与迂曲分形维数、面积分形维数、孔隙率和热风温度呈反比,与热风速率和时间呈正比。     

基于多孔介质理论的渠道基土温度场特性研究

视冻土为均匀各向同性的多孔介质,确定了不同冻结状况下的土壤热参数。根据热传导方程,建立了土壤冻结过程的二维变系数数学模型,通过全隐式差分方法,并采用交替方向差分格式,得到了随时间和空间变化的温度分布场的求解方法。利用土柱冻结解析解验证了数值模型。以整体式小型U形渠道为对象,研究了不同位置及深度的基土温度分布状况,并与野外观测结果进行了对比。结果表明,基于多孔介质理论确定土壤热参数可以简化非线性方程的求解,全隐式交替差分格式对于小型渠道基土求解温度场比较适用;由于渠道区域形状的不规则及其二维边界,导致地下水位、热流对渠道不同部位的温度分布具有不同的作用,阴坡温度普遍低于渠底,已冻区逐渐扩大,温度分布较均匀,正冻区渠道基土温度呈非均匀分布状态。     

多孔介质水分运动的随机数值分析

采用van Genuchten-Mualem模型描述非饱和水力传导度和水分特征曲线,将模型中的3个参数作为随机场处理,联合运用Karhunen-Loeve展开和摄动方法,得到饱和非饱和水流的一个随机数值模型。应用该模型分析了介质随机参数的空间变异性对水头分布的影响,结果表明,水头标准差对介质参数的敏感程度由大到小依次为非饱和参数n、β、饱和水力传导度Ks,饱和带水头分布的变异性较非饱和带小。     

多孔介质恒温缓慢干燥的孔道网络模型与模拟

在自然多子孔介质参数分析的基础上构建了多子孔介质子孔道网络模型,对其干燥过程中的湿分迁移机理进行了分析。采用Matlab软件模拟恒温缓慢干燥过程,并进行了多子孔介质干燥实验。结果表明,基于孔道网络模型的模拟方法能较好地模拟多孔介质干燥过程,孔道尺寸分布对介质内的相分布影响显著。     

多孔介质两相流的统一毛细压力--饱和度关系曲线

有机污染物(NAPLs)在地下水非饱和区和饱和区中的运动属于多孔介质中的多相流问题,其中毛细压力与饱和度的关系是求解多相流运动方程的基础. 前人的研究表明,对于一定的多孔介质,建立其中任意两相流的统一毛细压力饱和度关系曲线是可能的.利用多孔介质毛细管模型,得到了利用气水两相的毛细压力饱和度关系式推求气-NAPL、水-NAPL两相的毛细压力饱和度关系的毛细压力折算系数.从而得出对于同一介质中的任意两相流动,只要某两相的毛细压力饱和度关系(一般选择气水两相)已知,其它任意两相的关系都可以通过所得出的毛细压力折算系数而得到.     

多孔毛管温室冠层空间热风增温实验

为研究微孔散热条件下,多孔毛管沿程温度分布规律、温室冠层以下空间的垂直温度梯度及其与主要影响因素之间的关系,构建了多孔毛管温室空间热风增温实验系统。对多孔毛管进行保温围护,以毛管进口温度、进风压力、出风孔径等为实验参数,采集毛管前端孔口、中间孔口与末端孔口围护空间内温度数据,分析其在毛管沿程方向上和垂直空间内的分布规律。实验结果表明,毛管沿程出风孔口围护空间温升略有降低;垂直空间内温升呈先上升后下降的驼峰状变化趋势。不同进口温度、进风压力条件下,构建的热风增温系统可以使围护空间内距地面800～1 200 mm高度空间内的温度升高2.5～6.2℃。     

脉动燃烧器燃气供给系统理论设计

首先给出脉动燃烧器的工艺流程图并分析了其工艺流程,然后对燃烧器的重点部分——燃气供给系统进行了理论上的设计,包括相关部件的造型与结构设计。     

80kW脉动燃烧器及其测试系统的设计

脉动燃烧干燥系统的核心装置是脉动燃烧器,合理的脉动燃烧器设计是保证干燥过程节能、减排以及高效运行的必要条件。以额定功率80kW的脉动燃烧器设计为例,详细阐述了Helmholtz型脉动燃烧器的尾管、燃烧室、燃气供气系统及空气阀的设计过程以及设计时应注意的原则和合理的设计方法,给出了80kW脉动燃烧器各个部件的尺寸。同时,还介绍了脉动燃烧测试系统所需的硬件条件、选型以及测试软件的编写;最后给出了自行设计的脉动燃烧性能测试实验装置的实测结果。