摘要：几十至几百瓦级便携式发电设备在离网应用和应急救灾等场景发挥着重要作用。自由活塞斯特林热机因其外燃属性带来的燃料适应性好、高效、可靠和静音等突出优点而有望成为便携式电源系统的重要发电技术。本文首次提出柴油气化燃烧驱动超高频自由活塞斯特林发电机的便携式发电系统。基于热声学的阻抗匹配和燃烧–交变流动热耦合,设计并研制了一套实验系统,实验中系统考察了不同燃烧功率下的输出特性,并开展了损失分析。初步实验结果表明,该发电系统在加热温度约为600℃时的最大输出电功为320 W,以柴油热值计算的最高热电效率为11.28%。受益于130 Hz的超高工作频率,发电机本体的比功率为90 W/kg,展现出良好的应用潜力。

摘要：综述了环氧氯丙烷传统生产工艺的改进及新工艺开发方面的研究现状,分析了不同工艺路线的优缺点,重点介绍了甘油法和氯丙烯直接环氧化法制环氧氯丙烷的催化剂体系和生产工艺情况。甘油法由于可有效利用生物质资源、生产工艺流程简单,是继丙烯高温氯化法之后较为成熟的生产工艺;氯丙烯直接环氧化法作为绿色的环氧氯丙烷合成工艺,其研究重点要放在低成本催化剂的设计和工艺的集成降耗上。

摘要：从状态方程的角度出发,针对不同状态方程在低温高压范围内对于氢热力学性质的预测展开研究,利用目前使用较多的立方型以及多参数状态方程对于氢的PVT数据、等容热容、等压热容、焓、熵等热力学性质进行计算。将计算结果与NIST数据库给出的标准值进行比较,并对方程参数进行修正,进一步探讨了各个压力段不同状态方程的优劣以及误差产生的原因,为之后状态方程的使用、改进以及液氢相关设备的设计提出了建议。

摘要：[目的]随着新能源的大规模应用,新能源发电并网面临的挑战不断突显,储能系统的重要性日益上升。二氧化碳储能(Carbon Dioxide Energy Storage,CES)技术是近年来兴起的一种压缩气体储能技术,具有储能密度大、寿命长、系统设计灵活等优势。其中液态二氧化碳储能(Liquid Carbon Dioxide Energy Storage,LCES)技术在系统高压侧和低压侧均采用液相存储二氧化碳,储能密度高、运行稳定性强。[方法]文章首先介绍了LCES系统的运行原理和关键技术指标,指出二氧化碳液化的重要性和常见工艺。然后介绍了针对LCES系统低压侧CO_(2)液化的研究现状,包括采用混合储能工质、自冷凝、利用LNG冷能、采用蓄冷器,详细分析了各种方式的特点。[结果]研究表明,采用蓄冷器是最具优势的方式。进一步分析蓄冷液化面临的技术挑战及发展前景具有必要性。[结论]研究为LCES系统CO_(2)液化技术的进一步发展提供了指导。

摘要：由于液氢具有储氢密度高等显著优势,因此氢液化技术是实现氢大规模化应用的关键技术之一。构建了双压Claude循环的氢膨胀制冷氢液化循环流程,调用Refprop软件物性库确保物性数据的准确性,利用遗传算法以总比功耗为优化目标,开展了氢液化流程热力参数设计与优化。优化后流程氢液化率达到6.5 t/d,液氢产品仲氢含量95%,总比功耗为10.53 kW·h/kg,流程(火用)效率为35.72%。给出了低温各部件(除却压缩机和水冷器部分)的(火用)损失分布和各部件(火用)损失占比;可为大型工业级氢液化装置研制提供参考。

摘要：随着近年来凝聚态物理、空间观测与量子技术的不断发展,极低温制冷需求也日益增多.绝热去磁制冷具有不依赖重力、结构紧凑、成本较低等特点,可同时满足空间和地面应用.本文设计并研制了一台50 mK多级绝热去磁制冷机.该机为三级串联架构,由一台GM型脉管制冷机提供4 K预冷;采用钆镓石榴石和十二水合硫酸铬钾作为制冷工质;研制的主动式/被动式气隙热开关,用以控制级间传热;针对磁屏蔽、恒温控制等构建了多个数值模型进行辅助设计.目前该机获得的最低制冷温度为38 mK,100 mK时制冷量约71 mJ,温度波动10.6μK.本研究为后续开展50 mK连续绝热去磁制冷奠定了重要基础.

摘要：极低温(<1 K)环境对于凝聚态物理、天文观测和量子计算等前沿领域具有重要意义,其中稀释制冷是应用最广泛的极低温制冷技术.针对小冷量应用的冷凝泵型稀释制冷机利用冷凝泵实现3He的低温循环,无需复杂的机械泵组和连接气路,具有结构紧凑、操作便利、成本低等优势,从而成为新的研究热点.本文围绕冷凝泵型稀释制冷机,介绍了其制冷原理和系统架构,设计并搭建了预冷系统、稀释低温系统和测量系统,并对整机进行了实验研究.辅助多测温点测量系统,通过多次实验总结了稀释低温循环过程,由吸附制冷机预冷、稀释循环启动和稀释制冷三个阶段组成,并且分析了系统启动和运行特性.经过测试,实验最低温度可达108 mK.该制冷机可以很方便地拓展低温平台的制冷温区,为凝聚态物理、材料、医学研究等前沿领域提供重要支撑.

摘要：针对10 t/d级氢液化装置研制要求,构建了液氮预冷的连续转化型双压Claude氢液化流程,并开展了氢物性计算方法筛选、连续转化热模型构建以及流程热力设计与参数优化,分析了膨胀机等熵效率、换热器窄点温差以及原料氢沿程阻力等因素对流程参数的影响,给出了不同工况下的流程性能及各关键部件的热力设计参数范围,可为膨胀机、换热器的研制提供设计热力输入参数。该氢液化流程在基础工况下(考虑较恶劣膨胀机运行条件)的最大理论液氢产量12.96 t/d,液氢产品仲氢含量97%;理论总氢液化比功耗为10.50 kWh/kg LH_(2)(不含原料氢增压),对应的流程[火用]效率为35.06%;可为连续转化式大型氢膨胀液化装置的研制提供参考。

摘要：本文提出了一种采用混合工质制冷的液化空气储能循环,构建了完整的液化空气储能热力系统循环流程以及热力计算分析模型。原料气由单级压缩机驱动的混合制冷机液化,采用丙烷进行预冷,利用遗传算法进行组分优化,开展了设计工况下系统热力学研究。典型工况下,系统的电-电转化效率ηC为43.89%,液化比功耗SPC为0.2306 k Wh·L^(-1),系统品质因数FOM为74.64%。研究发现随原料进气压力的增大,ηC和FOM均增大,SPC逐渐减小。与基于Claude液化流程的储能系统进行对比,结果表明本文提出的系统循环性能较优,可为实际工程应用提供参考和依据。

摘要：为阐明热声发动机交变流动换热器内基本换热与阻力特性,以10 kW直线热管耦合自由活塞斯特林发电机的发动机核心为例,对三维模型进行等效,分别利用Sage一维和CFD二维模型两种方法,对交变流动换热单元在额定工况下的沿程基本状态参数、时均能量的分布特征进行计算并比较。结果表明:Sage一维模型中的换热分布特征及换热总量均与CFD二维模型计算结果相近,即Sage一维模型可以较好地捕捉换热器内的瞬态与时均特征;同时,Sage一维模型对换热器界面的突变截面损失则与CFD二维模型计算差异较大,可利用CFD二维模型的阻力计算结果,提出采用有效压降与有效速度获得突变截面处的局部阻力系数修正,并添加修正因子后代入Sage一维模型,可使Sage一维模型的阻力特性与CFD二维模型的阻力特性基本吻合。所得热声热机中换热器特性规律及分析方法同样可用于指导其他热声热机的相关研究与工程设计,具有一定的普适性。