不同高温循环次数后大理岩单轴压缩力学试验研究

采用岩石单轴压缩试验分别对经历100℃、300℃、450℃、600℃四种温度与1次、10次、20次不同温度循环次数后的的四川锦屏大理岩试样的力学性质进行了研究。试验结果表明:1100℃下高温循环次数对应力应变曲线形状的影响不大,当温度达到450℃以上时,高温循环次数对曲线曲率等参数的影响较大;2随着温度的升高和循环次数的增加,试样破坏形式逐渐由典型的脆性破坏向脆塑性破坏转变;3当温度达到600℃时,随循环次数增加,峰值应力、弹性模量表现出明显的降低趋势,峰值应变表现出明显的升高趋势。     

基于细观损伤力学试验的大理岩单轴压缩统计损伤模型

通过对取自四川锦屏大理岩试样进行基于扫描电镜的细观损伤力学全程数字化跟踪试验,并对试验结果进行统计分析,得到在单轴压缩过程中微裂纹间距服从变参数的广义极限分布这一结论。基于此,根据宏、细观损伤力学理论描述损伤的特征,在内变量不可逆热力学理论框架下,应用能量耗散原理建立包含宏细观两个尺度损伤信息的统计损伤模型。最后,应用此模型模拟得到大理岩单轴压缩的应力-应变关系及三个损伤变量的发展过程。研究结果表明,模型应力应变曲线处于试验应力应变曲线包络线内,并且包含细观损伤信息的损伤变量D比由宏观物理力学参数角度定义的损伤变量KD、GD对损伤更为敏感,且三个损伤变量的发展具有明显的阶段性。     

硫酸盐干湿循环下带冷缝混凝土能量演化研究北大核心CSCD

为探究硫酸盐干湿循环作用下带冷缝混凝土受荷作用时的能量演化规律,制作了整浇和浇筑间隔0.25 d、0.5 d、1 d、7 d和28 d的带冷缝混凝土,基于单轴压缩实验及能量计算原理,研究了硫酸盐干湿循环对带冷缝混凝土强度和能量演化规律的影响。结果表明:带冷缝混凝土强度及损伤应力和峰值应力处弹性应变能与耗散能均随干湿循环呈先增大后减小的趋势,随着新混凝土与母体浇筑间隔的增加呈现减小的趋势;随着干湿循环次数的增加,损伤应力处储能水平Kad先减小后增加,说明损伤应力处储能水平越高,带冷缝混凝土越容易产生损伤,Kad可以作为混凝土破坏的预警指标。     

基于多级压缩回热过程的半闭式S-CO_(2)循环回热优化研究EI北大核心CSCD

在单回热半闭式超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环中,CO_(2)在不同温度和压力下的比热容差异较大,导致回热器两侧工质的温度匹配性较差,不可逆损失较大。构建多级压缩回热过程是改善单回热循环回热性能的有效方法。该文在单回热循环的基础上,通过添加分流再压缩过程,提出再压缩半闭式S-CO_(2)循环,并获得6.63%的效率提升,同时从数学公式中证明效率提高的原因是叠加了净功。进一步构建三压缩循环时,发现回热器两侧工质流量的不匹配使得回热器内部出现温度交叉,体现出半闭式S-CO_(2)循环存在多种质量流耦合匹配问题,可通过对燃料、氧气和回流CO_(2)在回热器中进行流量匹配来解决。结果表明,三压缩循环相比再压缩循环的效率可进一步提高1.47%。通过构建多级压缩回热过程,充分挖掘了半闭式S-CO_(2)循环的效率潜力,可获得较好的性能。     

超临界二氧化碳闭式布雷顿循环离心压缩机试验研究EI北大核心CSCD

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统是一种具有广阔应用前景的新型能源动力系统。S-CO_(2)压缩机是S-CO_(2)布雷顿循环系统的核心部件,对系统运行具有重要影响。该文设计S-CO_(2)离心式压缩机,建设百kW级S-CO_(2)压缩机性能试验系统,开展压缩机进口CO_(2)超临界态建立试验、不同转速下的压缩机性能试验和压缩机进口状态控制试验。试验结果表明:压缩机可实现最高转速(40000r/min)、宽工况、超临界态运行,试验最高压比达到1.34;较好地实现压缩机进口状态的稳定性控制,当转速为9000和20000r/min时,进口压力波动小于0.12MPa,进口温度波动小于1℃。试验结果对S-CO_(2)压缩机设计及S-CO_(2)布雷顿循环系统级控制策略研究具有重要意义。     

超临界二氧化碳再压缩循环发电系统安全控制试验研究EI北大核心CSCD

为了获得超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide power,S-CO_(2))再压缩发电系统运行特性和安全保护规律,该文对一个基于膨胀–发电–压缩一体化高速发电机组的300kW超临界二氧化碳再压缩循环发电系统开展了安全保护控制的试验研究。结果表明,通过对高低压侧联通阀开度的控制、0~10%的小流量范围内水流量的精确调节可实现两台并联压缩机的安全稳定运行。启动过程中机组推力随着系统压力的提高快速升高,引起机组安全运行风险;通过调节叶片背腔压力,降低转速、旁通阀开度和压缩机入口温度可以实现推力水平的有效控制。紧急停车过程中,控制主压缩机入口压力的升高幅度是控制机组推力升高幅度的关键。试验结果表明,所提出的安全保护策略的有效性,对于再压缩循环系统的安全保护策略设计具有参考意义。     

9F单轴燃气-蒸汽联合循环汽轮机的控制和保护

介绍了国内目前最先进的9FA单轴燃气蒸汽联合循环机组中汽轮机的系统特点,重点给出了汽轮机有关阀门的控制原理和方法,针对机组的实际运行特点,提出了运行中应注意的几个问题.     

9FA单轴联合循环机组工程进度控制

9FA燃气-蒸汽联合循环机组由燃气轮机、汽轮机、发电机和余热锅炉组成。机组采用燃气轮机-汽轮机-发电机单轴布置,燃气轮机排气直接进入余热锅炉,不设旁路烟囱。安装该机组的工期控制点为土建工程、汽轮机安装、系统的清洁度和系统的气密性达标、余热锅炉的水压和酸洗、冲管、启动和调试。安装该机组的工程实例表明:土建阶段时间最长,安装阶段次之,调试阶段较短。     

S109FA单轴联合循环机组供热改造的可行性分析

分析了S109FA单轴布置的联合循环机组改造为热电联产机组的安全性;比较了两种改造方案,提出初步可行性方案;初步探讨了联合循环机组供热的运行方式和气价问题。     

非共沸工质分离压缩再混合有机朗肯循环综合性能分析EI北大核心CSCD

为利用非共沸工质在蒸发器内“温度滑移”的优势,避免在冷凝器内“组分迁移”的不利影响。构建了非共沸工质分离压缩再混合有机朗肯循环系统(ORC with separation,compression,and remixing,SCRM-ORC)。采用分凝器将非共沸混合工质分离成2种纯工质,分别进入气液热交换器两空间进行气液换热,再对纯工质压缩、混合再利用。以120℃地热水为热源,R134a/R245fa为工质,建立热力、经济与环境性能模型,分析R134a质量分数对系统综合性能的影响,并与采用R134a的乏气压缩再循环ORC系统(compression recycling,CR-ORC)性能进行对比。采用遗传算法进行多目标优化,揭示系统最优性能与工况参数。结果表明:与CR-ORC系统相比,非共沸工质SCRM-ORC系统可有效降低冷凝热的释放量,在R134a质量分数较低时提高冷凝热回收利用量,同时具有较好的综合性能。将分凝器与气液热交换器看作整体与CR-ORC系统中新型冷凝器相比,二者[火用]损失之和与投资成本之和小于CR-ORC系统中冷凝器的。在R134a质量分数为0.2181时,系统综合性能最优,此时净输出功为3412.1kW,投资回收期为2.237年,年当量CO_(2)减排量为4520.6×10^(3)kg。     

M701F单轴燃气-蒸汽联合循环机组的运行

介绍了燃用液态天然气的M701F单轴燃气-蒸汽联合循环机组的配置;阐述了该机组启动、带负荷运行及停机等过程的运行、控制要求及步骤。总结了机组特点是启动快速,适宜于两班制运行;控制灵活,能在电网中作调频机组使用。     

绝缘纸高温裂解的分子动力学模拟研究EI北大核心CSCD

借助分子反应动力学模型,基于Reax FF力场,从原子层面模拟研究了高温作用下纤维素单体纤维二糖的裂解机理。模拟结果表明,纤维二糖、1-吡喃环和4-吡喃环初始键断裂的位置分别集中在O′4-O,C5-O5和C1-O5,C′5-O′5处。纤维二糖继续分解生成了乙醇醛(CH2O H C H O)、甲酸(C H2O2)、C O2、自由基(C H O2)、1,2-二羟基乙烯(CHOH=CHOH)、H2O以及其他小分子碎片。其中乙醇醛主要是由两个吡喃环上第5个位置上的C和O原子从环上脱落形成的。甲酸和CO2多是由O′1-O′5从4-吡喃环上断裂形成。自由基CHO2由甲酸脱氢生成,也会由C1-O5从1-吡喃环上脱落生成。1,2-二羟基乙烯主要是由4-吡喃环上的两个C原子同时脱落生成。H2O主要由不同分子上的-OH和-H脱落后结合形成。裂解小分子产物可作为新的微观特征量,在变压器过热故障诊断中具有潜在应用价值。     

冷热循环单周期内电缆附件XLPE-SiR界面局部放电演变特性研究EI北大核心CSCD

电力系统的日负荷特性导致配电电缆处于持续的冷热负荷循环状态。现场经验表明,在电力系统负荷突变或环境温度变化剧烈过程中,电缆附件绝缘故障频繁发生,而对于这种运行条件下的电缆附件界面绝缘特性的研究却鲜有报道。为此,该文对电缆附件界面预制传感器,探究冷热循环单周期内的界面压力变化情况。首先,对预置半导电突起缺陷的电缆附件进行50个周期的冷热循环预老化实验。随后,将一个冷热循环周期内附件面压及温度变化情况与一个周期内的局部放电情况进行对比分析。实验结果表明,在一个冷热循环周期内电缆附件的局部放电将经历4个阶段,在温度上升与下降阶段都将出现短暂的局部放电活跃现象,而在温度恒定、界面状态稳定时,局部放电反而相对受到抑制。经分析,认为该现象是由于冷热负荷循环过程中界面温度与界面压力两方面因素相互作用而导致的。最后,从硅橡胶主绝缘的材料特性与界面空腔放电的角度出发,解释了一个冷热循环周期内附件界面局部放电行为特性。     

土石坝掺砾心墙料的压缩特性研究北大核心CSCD

土石坝施工完成后的坝体沉降变形是工程上重要的关注点。本文选用一种风积土料和一种花岗岩砾石料,对掺砾土料的压缩特性开展试验研究,探讨掺砾比例、应力等级以及压实度对掺砾土料压缩特性的影响规律。试验结果表明:心墙土料掺砾后压缩性有着明显的改善,土料压缩模量随竖向应力的增大而提高,但随着竖向应力的持续增大,压缩模量的增加速度逐渐减小;掺砾比例和压实度均对土料压缩模量有较为明显的影响,随着掺砾比例和压实度的增加,压缩模量基本呈现随之提高的变化规律,但也发现过高的掺砾比例将会因砾石受到竖向应力产生颗粒破碎而使压缩模量降低;掺砾土料的孔隙比随竖向应力的增大而减小,低应力条件下孔隙比减小的速率较快,高应力条件下孔隙比减小速率下降并趋于稳定;结合掺砾后压缩模量的变化规律,对坝体不同高度处心墙掺砾比例的优化调整进行了探讨。     

广东省联合循环机组调频扰动试验研究

在分析广东省内E级双轴和F级单轴联合循环机组的控制特点和一次调频逻辑的基础上,利用扰动试验测试机组的一次调频响应来分析、比较各类型联合循环机组的一次调频特性及其对电网的影响,试验数据说明,在电网中配备一定数量的联合循环机组有利于提高电网的稳定性。最后,针对性地给出提高联合循环机组一次调频性能的改进建议。     

神府煤低温灰与高温灰的高温熔融特征EI北大核心CSCD

煤灰中无机组分在加热过程中的熔融特性,是评价煤炭对各种气化、燃烧工艺的适应性以及选择最佳操作条件的重要依据。以典型煤种神府煤为研究对象,采用热台显微镜、扫描电镜观察低温灰与高温灰在熔融过程的行为特征,并结合X射线衍射仪分析该过程煤中矿物质的转化。结果表明：低温灰与高温灰均以难熔物质Si O2为骨架向内收缩,熔融物增多后包裹难熔物质并逐渐将其熔解,分别形成辉石类和长石类共熔物。在800~1 000℃和1 100~1 200℃阶段,神府煤低温灰和高温灰的体积均有明显收缩。800~1 000℃阶段,低温灰中有斜辉石形成,高温灰中有钠长石形成;1 100~1 200℃阶段,两样品均熔融形成共熔物。     

基于动态采样压缩感知的超谐波监测方法EI北大核心CSCD

随着电力电子器件向着智能高频化发展以及分布式新能源的大规模并网,超谐波引发的电能质量问题日益凸显,然而,由于超谐波信号非平稳、宽频域等特性导致其监测难度相对较大。因此,该文提出一种基于动态采样压缩感知的超谐波监测方法。在采样端,设计动态压缩采样法,对超谐波信号施加柔性时窗,通过引入尺度伸缩因子实现对窗口宽度的反馈型柔性调制。同时,理论证明时窗内超谐波信号的稀疏性,从而突破Nyquist高频采样局限,实现超谐波信号低速动态压缩采样。在重构端,设计变步长稀疏度自估计子空间追踪–动态基追踪(variable step sparsity estimation subspace pursuit-dynamic basis pursuit,VSSESP-DBP)动态重构算法。以变步长稀疏度自估计子空间追踪(variable step sparsity estimation subspace pursuit-dynamic basis pursuit,VSSESP)算法求得初始解,在初始解的基础上,提出动态基追踪(dynamic basis pursuit,DBP)算法,利用信号支撑集的时间相关性,将上一时刻解作为先验信息提升重构信号求解速度,克服了传统算法连续重构时计算复杂度高、实时性差的弊端。最后,采用风电并网模型对超谐波信号实验,测试结果表明,所提方法可实现超谐波的动态监测和精确重构,并且具有信号低采样数据量,重构准确度高和快速性优势。     

交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响EI北大核心CSCD

该文使用国际大电网会议CIGRE WG D1.14推荐的多针电极系统研究了交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响。通过分析试验中的放电功率、电晕前后硅橡胶的憎水性状态、表面电阻率、拉伸强度、拉断伸长率等性能,讨论了交直流电晕、直流正负极性电晕对硅橡胶性能影响的异同。结果表明:经过电晕处理,硅橡胶的上述性能均有所下降。就硅橡胶的憎水性状态和表面电阻率而言,交流电晕对硅橡胶的影响程度大于直流电晕的影响程度,直流负极性电晕的影响程度略大于直流正极性电晕的影响程度。硅橡胶的机械强度在电晕处理后有所下降,但交直流电晕处理后的硅橡胶的机械性能差异不明显。电晕场的空间电荷效应以及硅橡胶表面的电荷积累效应是导致不同电压类型的电晕对硅橡胶性能影响不同的原因;使用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析方法研究了硅橡胶表面化学结构在电晕前后的变化,认为硅橡胶在电晕处理前后化学结构的变化,是造成硅橡胶性能的变化的直接原因。     

包埋镍酸锂高温循环性能研究

用LiCoO2 包埋镍酸锂作为锂离子电池正极材料 ,组装成AA型电池 ,在 4 2 0～ 2 75V和充放电电流为 1C的条件下 ,对其 5 5℃、 2 5℃循环性能与钴酸锂AA型电池 5 5℃循环性能进行了对比研究。在 5 5℃下循环 5 0次后 ,包埋镍酸锂的放电比容量仍在 161mAh/g左右 ,容量保持率高达 91%以上 ,XRD测试表明 :材料仍保持原始结构