新型高温潜热储能系统的性能研究

为了使采用直接蒸汽技术的太阳能热力发电达到商业化应用,须开发与之配套的高效、价低的高温潜热储能系统。提出了采用铝片强化高温潜热储能系统传热性能,并用fluent软件模拟了该系统在释能过程中的瞬态二维传热过程,得到了相界面位置、温度分布、液相率、热流随时间的变化关系,以及总凝固时间;对影响新型高温潜热储能系统性能参数如几何尺寸、边界条件、相变材料的导热系数等进行了研究,得到了这些参数与总凝固时间的关联式。计算结果表明,增加铝片能有效强化高温潜热储能系统传热性能;利用文中提出的关联式,可对新型高温潜热储能系统进行性能优化设计。     

铝泡沫和石墨泡沫强化石蜡相变传热的数值模拟

针对有机相变材料石蜡导热系数低的问题,通过添加多孔介质的方法以强化石蜡相变传热,并运用CFD软件对石蜡相变传热系统进行二维数值模拟.模拟结果表明:铝泡沫和石墨泡沫都能有效提高相变材料传热速率,铝泡沫的强化传热效果明显高于石墨泡沫的传热效果.随着孔隙率减小,多孔介质/石蜡复合材料的有效导热系数增大,传热速率加快,凝固需要的时间缩短.并且,孔隙率越小,经过相同凝固时间,装置内对应点温度越低.     

蒸汽扩容器切向接管应力分析研究

采用三维有限元方法对蒸汽扩容器与切向接管联接的关键部位进行了应力分析,获得了该部位的应力分布.计算结果表明,蒸汽扩容器筒体上开孔设置切向接管,使连接区的应力分布复杂化,并产生明显的应力集中,接管与筒体连接处应力值较大,最大应力发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位内侧,是筒体失效的危险区域;各类应力最大值均发生在蒸汽扩容器与切向接管的内侧连接处,并随着离该处距离的增加而减小.并按照JB4732-1995采用应力分析设计方法对该蒸汽扩容器切向接管结构进行强度评定,蒸汽扩容器切向接管强度足够,满足安全要求.     

复杂载荷下含缺陷管道的极限载荷及Lr参量

基于净截面垮塌准则(NSC)和Von-Mises屈服准则,推导了空间含缺陷管道在拉伸、弯曲、扭矩和内压多种载荷共同作用下的塑性极限载荷方程.另外还给出了在三维应力状态下的含缺陷结构Lr参量的新定义,针时多载荷作用下的周向裂纹管提出了求解Lr参量的联立方程法、幂指数法.补充和完善了现有规范,对含缺陷结构的失效评定工作具有重要的意义.     

新型相变储能设备的强化传热研究

为了开发高效的热能存储设备,本文提出了采用铝片以强化相变储能设备传热的新结构, 采用fluent 软件模拟了该设备在凝固过程中的瞬态二维传热问题.并对影响新型相变储能设备性能的参数进行研究, 得到了这些参数对其总凝固时间的影响规律.结果表明, 新型相变储能设备中增加铝片能有效地强化传热, 并可用文中提出的影响规律,对新型相变储能设备进行性能优化设计.     

CAD／CAE／CAM技术的发展与展望

随着计算机的迅速发展，产品设计和生产的方法都在发生着显著的变化。以前只能靠手工完成两许多作业，逐渐通过计算机实现了高效化和高精度化。计算机技术与数值计算技术、机械设计、制造技术相互结合与渗透，产生了计算机辅助设计、计算机辅助工程与计算机辅助制造这样一门综合性的应用技术，简称CAD／CAE／CAM技术，即CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计），CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）和CAM（Comlauter Aided Manufacturing，计算机辅助制造）。     

弯管塑性极限载荷研究进展

弯管形状和受载复杂，是管系中的薄弱环节，因此弯管塑性极限载荷的研究在学术和工程上都有重要意义。本文介绍了弯管塑性极限载荷的研究现状、存在的问题及发展趋势。     

杆式支撑换热器传热与流阻性能的实验研究

为研究杆式支撑换热器的传热和流阻性能,设计制造了壳程为空气、管程为水蒸气且可变结构参数的流体流动和传热性能热模实验装置。分别在单排、双排管间布杆,不同折流栅间距,以及层流状态(Re≤2300)、湍流状态(Re>2300)下测量了多组实验数据。应用多元线性回归分析将实验数据做回归处理,得出不同状态下传热准数和流动阻力准数关系式,为换热器的工程设计提供了理论依据。     

石墨泡沫/共晶盐复合相变材料制备

选择KNO3/NaNO3二元体系按照质量比4∶6制备共晶盐,对共晶盐进行了熔点及熔化潜热的测量;将石墨泡沫这一新型材料作为强化基体,共晶盐作为相变材料（PCM）,采用熔融浸渗法制备了适用于太阳能热发电系统储能装置的石墨泡沫/共晶盐复合相变材料。采用扫描电镜对复合相变材料表面的微观结构进行了表征,并对其熔点、潜热、等效导热系数等热物性参数进行了测试。结果表明：共晶盐与石墨泡沫复合效果比较理想;复合前后共晶盐的熔点和潜热几乎没有发生变化;复合相变材料的等效导热系数得到了显著提升,石墨泡沫对相变材料起到了导热强化作用,满足高温蓄热的要求。     

方腔内合金相变材料的熔化过程

本文利用CFD软件对方腔内合金相变材料在温差作用下的熔化过程进行了数值模拟研究。通过与试验结果的比较,验证了本文采用的模型和算法的正确性。同时,详细研究了熔化过程中合金相变材料的固−液界面、温度及环流速度的变化规律。结果表明,为了减小传热热阻,加快合金的熔化速度,从方腔的侧面和底面加热相变材料时熔化效果最好。