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USST_Arts_114070001 水源热泵热水器的实验研究

摘要面对日益严峻的能源短缺和环境恶化形势，开发利用新能源，提高能源利用率成为解决能源环境问题的重要手段。水源热泵技术因其节能环保、高效可靠的特点，而具有较为广阔的发展前景。将热泵技术与低温余热回收相结合，可有效提高能源利用效率，具有巨大的环境效益和经济效益。虽然该技术在国内已有一些应用，但对系统仍缺乏全面透彻的了解，其推广应用中仍存在较多的亟待解决的问题。为此，本文通过搭建水源热泵实验台，对系统的运行特性进行了实验研究，本文的主要工作如下：首先研究不同低温热源流量和温度对水源热泵系统运行特性的影响，实验结果表明：a）在低温热源温度保持一定的情况下，随着低温热源流量的增大，压缩机功率不断增加，且...

2024-11-11 1.43MB 50 页 4 4 15积分
USST_Arts_117060162 膜加湿器实验台的设计与运行分析

摘要本文完成了质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）板式膜加湿器测试系统的研制与调试，通过稳定性运行检验后进行了实际操作运行。实验台可控制空气流经Nafion膜前的温度、相对湿度、压力及空气质量流量，测试空气在流经Nafion膜两侧前后的压降、温度变化及相对湿度变化。通过对板式膜加湿器内水分传热传质的研究，为板式膜加湿器的设计、优化、应用提供数据依据。本文介绍了在石油资源缺乏和汽车尾气污染严重的宏观背景下，突出了新能源汽车在未来生活中的重要性，尤其是以PEMFC作为动力电源的新能源汽车。然后介绍了PEMFC水管理的研究现状，并详细阐明了P...

2024-11-11 4.01MB 75 页 4 4 15积分
USST_Arts_117060169振动应力场中石墨结构的演化及电化学、堆垛无序度的研究

摘要石墨是具有规则层状结构的六方晶体，层内是碳碳间由sp2杂化轨道形成的牢固的共价键，而层间是离域的键。由于石墨纳米颗粒和纳米片其具有的良好的导电导热性、低的热膨胀系数的特性近来引起了人们越来越多的关注，并在燃料电池的电极、催化剂的载体、能量贮存、气体传感器、自组装膜和复合材料的制备等领域有着广泛的应用。石墨纳米材料的制备方法主要有：机械研磨法、爆轰裂解法、超声波粉碎法、电化学插层法。其中机械研磨法由于产量大、工艺简单易行等优点，一直是超微颗粒制备的主要方法，但其能源消耗大、花费时间长、效率低下等缺点也迫使人们寻找一种新的设备或是工艺方法。本文首次利用国家发明专利滚压振动磨，在干法室温条件下...

2024-11-11 4.67MB 58 页 4 4 15积分
USST_Arts_117060174超声辅助滚压振动研磨制备ZnO纳米颗粒薄膜及其机理研究

摘要近年来，科研人员对纳米颗粒薄膜的制备、结构、性能和应用进行了各种研究。氧化锌是一种具有压电特性和光电特性的材料，具有非常高的激子束缚能，因此具有良好的应用潜能。制备出特殊形貌的ZnO纳米结构是众多研究者的目标，他们采用各种各样的方法制备出纳米棒与纳米管等不同维数形貌的ZnO纳米结构。纳米ZnO薄膜在发光、压电、压敏和气敏等方面具有很多特殊性能，采用新方法制备氧化锌颗粒薄膜及其制备机理是国内外纳米材料科学工作者的研究热点。目前，已有很多较为成熟的方法用于制备ZnO纳米颗粒薄膜，不同的方法制备的ZnO纳米颗粒薄膜的结构及其表现出来的性能也会存在差异。本文用干粉滚压振动研磨在室温条件下制备出晶粒...

2024-11-11 8.2MB 49 页 4 4 15积分
USST_Arts_117060177 板式换热器混装的热工与阻力性能研究

摘要板式换热器作为一种高效的换热器，在节能方面有着突出的贡献。从过去的实践过程中发现，只由同一种波纹板片组成的板式换热器已经不能满足各种换热场合的不同需求。为此，瑞典的Alfa-Laval公司提出了“热混合”组装的新概念，简称混装。并且，这种新概念已经开始在市场中推广，采用混装的板式换热器可以大幅度地节省换热面积，最多可节省25%，使得成本大大降低。但是在板式换热器混装中，传热系数和流动阻力难以确定，这是一个一直困扰大家的问题。若在工程计算中无法确定传热系数和流动阻力，将对整个工程中的动力系统及其他设备选型带来极大的难度。本文首先介绍了板式换热器内流动与传热的机理，其中对流动阻力和传热系数进行...

2024-11-11 4.49MB 70 页 4 4 15积分
制冷系统混合仿真平台设计

摘要制冷设备普遍应用于我们生活的各个方面，而空调制冷系统作为一种能够改善人们生活和工作环境的设备逐渐成为与我们的日常生活密不可分的必需品之一。随之而来的空调能耗总量逐年增大，使得空调的节能优化设计已成为当今社会的重点研究问题之一。计算机仿真技术不仅可以作为实现制冷空调产品设计的现代化手段，也是实现空调优化节能设计的重要方法之一。本文针对制冷系统仿真过程的需要，基于Fortran程序语言分别建立了典型单级制冷系统部件的稳态数学模型和动态数学模型，在此基础上又提出了一种新型混合仿真方案，并借助Matlab软件仿真方法实现了两种软件的混合仿真，探讨了不同工况下空调系统的性能变化，为实际机组的运行提供...

2024-11-11 1.5MB 71 页 4 4 15积分
直膨式太阳能热泵热水系统的实验研究

2024-11-11 4.95MB 67 页 4 4 15积分
杂换热网络MINLP问题非线性分析及全局最优化

摘要换热网络在工业生产中作为过程系统的重要部分，对其进行优化以提高其性能对降低生产能耗和生产成本有着重要的作用。到目前为止，对换热网络的优化已进行过许多研究，但是由于该问题严重非凸非线性，寻找系统的全局最优结构仍面临许多困难。换热网络优化问题是一个MINLP问题，求解域中有大量的局部最优解，实现全局最优化的关键的问题就在于如何有效地跳出某个局部最优解，找到质量更好的解。本文主要从确定性优化方法和随机性优化方法两个方面分别对换热网络的全局优化问题进行探讨。随机性方法受目标函数限制较少，在求解大型换热网络时具有较好的可操作性和效率，而确定性方法在对换热网络进行优化时，虽然算法较复杂，稳定性较低，但...

2024-11-11 1.3MB 65 页 4 4 15积分
圆形静压空气止推轴承静特性研究

摘要气体静压轴承由于具有超高速、高精度、低摩擦和无污染等的优点而广泛运用在航天航空、高精度加工平台和高精密测量仪器等领域中。其中气体静压止推轴承更是因为其结构简单，特点突出而应用广泛。气体从外部压力源经供气孔流入气腔，之后经过轴承气膜间隙流出轴承到达外部环境。因此，气腔中的气体压力取决于节流器的流体阻抗和气膜间隙的流体阻抗，进而影响着轴承的静特性。因此要提高气体轴承的静、动特性，必须从节流器的节流原理和作用效果出发，因此这也成为了流体润滑理论和气体轴承开发设计研究的重点内容之一。本文首先从两种不同类型节流器——环面节流和小孔节流出发，采用CFD流体软件对这两种不同节流器类型的单供气孔气体静压止...

2024-11-11 3.26MB 89 页 4 4 15积分
叶片数及叶轮流道形状对离心泵流动激励力与诱导噪声的影响

摘要离心泵在运行的过程当中，由于水泵的机械结构以及内部的流体运动均能使激励力改变，从而产生振动和噪声，对周围环境造成影响。按照噪声产生机理可以分为机械结构振动噪声和流体激励产生的噪声。其中机械噪声主要由水泵叶轮及轴的不对称和不对中引起的；而流体激励产生的噪声则与离心泵内非定常流动引起的叶片表面、蜗室内表面的压强脉动及泵内涡流密切相关。叶轮作为离心泵的核心工作部件，其叶片数及叶轮子午流道形状对离心泵的性能及非定常流场脉动有着重要影响，从而影响离心泵的流动激励及其诱导的噪声。本文基于混合数值模拟方法研究上述因素对离心泵内流动激励力与噪声的影响。混合数值模拟方法是目前进行声场预测的常用方法，该方法忽...

2024-11-11 5.48MB 77 页 4 4 15积分
叶片出口角对离心泵流动诱导噪声影响的研究

摘要流动诱导噪声是离心泵产生的主要噪声之一，其发生特性及强度大小与泵内流体的压力脉动直接相关。离心泵运行时，叶轮在蜗壳内高速旋转，叶片与流体发生强烈的相互作用是压力脉动产生的主要原因。不同几何特征的叶片引起的压力脉动不同，对噪声也产生不同的影响。叶片出口角是离心泵叶轮的重要几何参数，对其与离心泵压力脉动及流动诱导噪声的关系的研究将对今后水泵的降噪优化设计提供有意义的参考。本文首先采用试验与数值计算两种手段对离心泵内的压力脉动产生机理与分布特性进行研究，然后采用数值方法对离心泵在不同出口角下的流场及外声场特性进行研究，主要工作如下：1搭建了离心泵性能及内部压力脉动测试试验台。按照国标要求并根据本...

2024-11-11 4.06MB 70 页 4 4 15积分
叶尖小翼对水平轴风力机气动性能与结构特性的影响

叶尖小翼对水平轴风力机气动性能与结构特性的影响摘要本文以5MW水平轴风力机为研究对象，对风力机进行了气动特性和结构动力特性的数值研究分析。论文主要工作为：1.基于叶素动量理论，采用威尔森方法对叶片进行设计，得到叶片沿展向扭角和翼型弦长数据，设计了5MW水平轴风力机叶片。这种方法具有一定的通用性。2.完成了对叶尖无小翼、L型小翼和T型小翼的5MW水平轴风力机叶片实体建模。对无小翼、L型小翼和T型小翼叶片进行模态分析，得到了三种叶片的固有频率和振型等结构特性，对各阶模态结果进行对比分析，得到了L型小翼对叶片模态特性的影响。结果证明：叶尖加小翼后虽然使叶片结构特性发生改变，但叶片固有频率仍不会与风湍...

2024-11-11 17.63MB 69 页 4 4 15积分
岩心图像识别算法及软件开发

摘要随着科学技术的不断发展，图像处理和识别技术在诸多行业中得到了广泛的应用。在石油勘查和开发过程中，准确的岩心识别和粒度统计结果可以为石油勘探和开发提供可靠有效的依据。传统的人工岩心识别和粒度统计方法或实验室分析方法具有主观性强、效率低、自动化程度低等问题。岩心图像主要有以下几种：用扫描仪对岩心扫描获取的岩心图像，该图像可以保存完整的岩石样貌；制取岩心铸体薄片；利用偏光显微镜获取岩心图像。针对各种不同类型的岩心图像，利用图像法实现对岩心颗粒的准确自动分割和判别，提高岩心粒度统计的准确性，从而实现对岩心粒度的有效分类统计。图像法可以提高工程勘查工作的效率与准确性，提高智能化作业水平，具有重要的意...

2024-11-11 5.89MB 72 页 4 4 15积分
寻源导热反问题的多宗量反演和蚁群混合算法研究

寻源导热反问题的多宗量反演和蚁群混合算法研究摘要导热反问题是指通过研究对象内部或者边界上的温度测量信息，反演边界条件、初始条件、导热系数、内热源强度等宗量的问题，是一个涉及物理、化学、计算机、传热学等学科的交叉领域。在工程领域中有着广泛的应用，如工业设备的局部热故障、高温设备炉壁破损现象和人体生理局部紊乱病变等，均无法用直接方法获得其所需的内部信息，这些问题都可以通过反演的方法获得这些信息。由于反问题具有不适定性、非线性、计算量大等特点，使得其求解远比正问题复杂和困难，尽管目前对导热反问题进行了大量的研究工作，并取得了很多成果，但在理论、计算和应用上都需要进一步深入的研究。本文采用蚁群算、粒子...

2024-11-11 1.57MB 58 页 4 4 15积分
向心叶轮气动设计及优化

摘要向心叶轮在小流量、高转速条件下可以实现大功率及高效率，而且结构紧凑、质量轻、制造成本低，在车辆、船舶、航空等领域中得到广泛应用。由于向心叶轮流道半径小，叶型转折大，气流的三维流动特性及粘性作用更加显著，流道内气体更容易产生局部分离及涡流现象，气动设计中需要进一步挖掘潜力，提高性能。现阶段进行相关气动优化设计研究是向心叶轮的研究重点。本文针对向心叶轮的气动优化设计开展了以下工作：（1）根据总体性能要求，进行一维气动热力设计，分析并选取设计参数，计算设计出了初步的涡轮子午流道形状及叶轮速度参数三角形，为向心叶轮的三维气动优化设计提供合理的初始设计。（2）应用CFD软件模拟初始向心叶轮内流动，计...

2024-11-11 2.97MB 67 页 4 4 15积分
相变微通道换热器实验台研制

相变微通道换热器实验台研制摘要微通道换热器是一种新型高效换热器，广泛应用于能源、航空航天、石油化工和制冷等各个领域。前人对其管内流动特性研究的较多，对于微通道换热器在工程上的应用仍缺乏实用的设计和测试方法，因此，设计研究微通道换热器实验台具有重要的意义。本文根据实验要求设计并搭建了相变微通道换热器实验台。完成了氟侧系统、水系统和控制采集系统的设计。试验台本体分氟系统、主侧水系统、辅侧水系统以及冷水系统，并可通过切换进行蒸发器和冷凝器的试验。试验台测控系统则包括系统的硬件部分和软件部分，硬件设备包括研华工控机、NI采集主机以及各类传感器；软件系统选用的是Labview编程软件。还绘制了实验台原理...

2024-11-11 3.96MB 72 页 4 4 15积分
微细通道过冷流动沸腾换热特性研究

摘要现代科学技术的迅速发展、工艺制造水平的提高和生产的实际需要，为微小尺度换热研究开辟了新的领域。微通道内的流体流动和传热现象成为国际电子学界和传热学界的热点问题。但阅读现有文献会发现，对于微细通道内流动和沸腾换热机理的研究还相当有限，而且没有达到共识。所以，对于微细通道内流动和沸腾换热特性的研究还有待进一步的深入和细化。本文对微细通道内流动和换热特性进行了理论研究和实验研究，主要内容包括：（1）微通道内沸腾起始点（ONB）的研究。实验测定通道内径分别为0.867mm，1.347mm和1.623mm的圆管内，去离子水分别在入口温度为30℃，50℃，70℃时不同质量流率工况下的过冷沸腾起始点，并...

2024-11-11 2.04MB 75 页 4 4 15积分
风叶型隔板换热器的流动和传热性能研究

摘要管壳式换热器是现今使用最广泛的一种换热器，主要适用于石油、化工等行业。壳侧流体的流动和换热性能的优化对于换热器整体性能的提高具有主导作用，因此对其壳侧的流场和温度场进行探讨，就显得尤为重要。本文在现有管壳式换热器的基础上，开发出一种新型的管壳式换热器——风叶型隔板换热器，主要针对其壳侧的隔板结构进行优化，以达到优化流动和换热性能的目的。建立几何模型之后，选用Realizablek-ε模型、标准壁面函数法和SIMPLE算法，进行Fluent数值模拟。为了研究几何结构对性能的影响，在不同雷诺数下，通过改变隔板间距、隔叶片数目、管束长度等结构参数，模拟对应结构的流场和温度场，对6种不同结构的风叶...

2024-11-11 2.82MB 68 页 4 4 15积分
低风量烧结节能新工艺的研究

低风量烧结节能新工艺的研究摘要烧结工序能耗大约占钢铁行业能耗的15%左右，仅次于炼铁工序，居于第二。烧结工序的节能降耗方法研究主要从两方面入手：一是回收烧结工序产生的各种余热，二是改善烧结工艺，降低直接消耗的燃料量等。但随着现代化生产流程的逐步优化和工序能耗的不断下降，节能效果提升空间也越来越小。针对我国而言，烧结生产大多数采用粗放式，有效抽风量过大，同时风量过大导致烧结风箱内压差过大加剧了烧结漏风，从而大大增加了风机电耗；另外，对烧结烟气的回收大多数停留在其显热上，其含有的稀薄可燃气体却鲜有关注，这些气体不但造成环境污染，而且含有的大量化学能也未得到利用。对于以上问题，本文根据相似原理搭建烧...

2024-11-11 7.14MB 55 页 4 4 15积分
大颗粒固定床化学链燃烧器内传热

摘要化学链燃烧技术(ChemicalLoopingCombustion,CLC)是一种新型的清洁燃烧技术，有关化学链燃烧器传热过程的研究是一个重要研究方向，本课题采用实验方法分析固定床化学链燃烧器内复杂的传热过程，研究的重点是化学链燃烧过程的非定常特性和大颗粒固定床传热所特有的径向不均匀性。目前有关固定床燃烧器的研究仍处在初期探索阶段，缺乏准确的实验数据，因此该课题具有很大的研究价值。本文的主要工作包括两个方面，现有实验装置的改进和固定床化学链燃烧器内非定常传热现象的实验分析。对现有实验装置进行改进是本课题化学链燃烧传热研究的基础。已有的实验装置存在三方面的不足，一是管段最高预热温度低；二是管...

2024-11-11 951.46KB 84 页 4 4 15积分

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