摘要：针对波浪能装置在波浪中的运动响应提出一种基于隐式非稳态流体域k-ε湍流模型的新模拟计算方法,利用Simcenter STAR-CCM+软件流体仿真分析单自由度(single-DOF)垂荡波浪能转换技术中单浮子在波浪作用下的运动特性。波浪能通过垂荡的浮子转化为机械能,输送到动力输出(PTO)机构进行发电。使用流体仿真软件对各种PTO系统参数下浮子的运动和受力特性进行模拟。研究结果表明,计算精度较高,与试验结果基本吻合;随着阻尼系数的增大,浮子的波浪运动幅度和速度减小,转化为浮子的机械能也减小,故在设计波浪能装置时,应尽可能减小阻尼;此外,浮子的垂荡运动平衡位置受到弹簧常数的影响。基于隐式非稳态流体域k-ε湍流模型的新模拟计算方法可用于分析不同波浪能转换装置的流体动力学,可为优化真实海况下装置结构和性能提供理论框架。

摘要：为了提高甘蔗渣的酶解率和总糖收率,设计高温液态水耦合氨法预处理方法。与单一高温液态水预处理相比,耦合预处理木质素脱除率从23.12%提高至75.36%,残渣酶解率从77.96%提高至97.99%,总糖收率从81.30%提高至87.85%。耦合处理后甘蔗渣原料紧密有序的纤维结构被破坏得更厉害,细胞壁各层界线难以区分,其中耦合处理第一步反应对残渣表面形态和细胞超微结构影响较大,随后第二步脱木质素或者脱半纤维素效果减弱。梯度酶解试验表明,原料中木质素的脱除对于减少加酶量和提高酶解率至关重要。

摘要：设计合成了单氰基功能化的2,5-二叔丁基-1-(β-氰基乙氧基)-4-甲氧基苯(RS-MCN)和双氰基功能化的2,5-二叔丁基-1,4-(β-氰基乙氧基)苯(RS-DCN),并用作氧化还原过充添加剂开展了其在锂离子电子中的应用研究。通过丙烯氰和2,5-二叔丁基对苯二酚的迈克尔加成反应可高效合成RS-MCN和RS-DCN,氰乙基取代后的过充保护添加剂分子的可逆氧化还原电位分别为4.02、4.08 V(vs Li/Li+);并且单氰基取代的RS-MCN在商业碳酸酯电解液1 mol?L^(-1)LiPF_6/EC+DEC+EMC(1:1:1,体积比)中的溶解度可高达0.3 mol?L^(-1)。RSMCN和RS-DCN对LiFePO_4/Li电池的过充保护性能和电极相容性也进行了深入的研究,实验结果表明:RSMCN具有更好的过充保护性能和电极相容性,其5 V截止电压过充保护时间可超过1200 h,100%过充保护大于90周循环;0.3 mol?L^(-1)RS-MCN的添加能使100%过充的LiFePO_4/Li电池在2.5C倍率条件下正常循环,其放电比容量达153.5 m Ah?g^(-1)。此外,RS-MCN的添加对LiFePO_4/Li电池在2.5-3.8 V条件下的循环性能有明显改善,添加有RS-MCN的电池在60周的循环后容量保持率高达94.4%,而商业电解液的电池在60周循环后的容量保持率降至84.3%。因此,氰基功能化RS-MCN是一类具有潜在应用前景的过充保护添加剂。

摘要：以椰子油皂脚油为原料的生物柴油酯化效率与催化剂和结合反应装置的操作方法有关。以硫酸氢钠为催化剂结合设计的反应装置,对高酸值椰子油皂脚油进行预酯化反应研究。通过单因子试验探讨适用于反应装置的反应条件,并讨论不同的操作方式对反应速率和反应进程的影响。结果表明:最佳条件为:反应温度105℃,甲醇通入流速为0.825 mL/min,催化剂用量为5.0%,反应2 h下转化率>95%。催化剂重复使用9次后转化率78.15%;改变操作方法,0.1 MPa条件下反应,采用通入甲醇1.32 mL/min反应30 min,后常压条件下通入甲醇量0.825 mL/min,反应30 min,椰子油皂脚油酸值由106变为1.2 mg/g,转化率98.9%,并可缩短酯化时间1 h,油脂成品满足酯交换工序要求。精制的生物柴油成品所测试的技术指标符合德国现行生物柴油标准(DIN V 51606)。

摘要：根据牛顿第二定律,对鹰式波浪能装置多个浮体进行了力学分析,基于微波理论,通过每个浮体之间三种模态的运动耦合,建立了流体力、阻尼力、铰接力、静水回复力等内外力之间的力学方程组。通过以运动浮体为边界条件求解多个浮体的水动力学参数,代入方程组中计算求得最优外加阻尼和最优俘获宽度比,从而优化设计方案,得到此时各浮体在纵荡、垂荡和纵摇三种运动模态下的位移幅值,以及阻尼力、铰接力、液压缸运动速度等相关参数。研究成果为鹰式波浪能装置的设计及制造提供了理论参考和依据。

摘要：鹰式波浪能发电装置的外形对提高俘获效率有重要影响。该装置由鹰式吸波浮体、半潜驳载体和液压式能量转换系统这3部分组成。论文对半潜驳载体设计了4种外形方案,通过力学分析,建立运动方程,并开展了不同海况下的数值计算,获得各个方案下装置的最优俘获宽度比和能量转换系统阻尼。研究结果表明,根据鹰式波浪能发电装置投放地点珠海万山海域的海洋环境波浪能特性,采用带有挡浪墙、导浪凸台部件的组合方式,具有俘获效率高的优点和极端海况下的自我保护功能。

摘要：提出基于Wells透平平面叶栅CFD数据的设计方法,使用CFD方法得到不同NACA翼型在不同叶栅稠度下的压力系数曲线、效率曲线,并使用这些CFD数据设计一个新的叶轮。实验结果表明:在稳定流动下,当前用于微型导航,用波浪能发电装置叶轮的最高转换效率约为46.61%,而该文设计叶轮的最高转换效率为50.50%;在规则波流动下,当前使用的叶轮的最高转换效率约为41.14%,而该文设计叶轮的最高转换效率为44.66%;当流量系数大于0.067时,该文设计叶轮的转换效率基本上高出当前使用叶轮转换效率10%;此外,该文设计叶轮的高效区的流量系数范围更大,使得新型Wells透平在随机波下有望实现更高的转换效率。

摘要：在跨临界CO_2热泵热水器系统中引入优化设计的喷射器,对系统进行实验研究,分析了制热系数、引射比、升压比、喷射器效率等参数随热水体积流量和出口温度及高压侧压力的变化趋势以及优化设计的喷射器对系统的影响。实验结果表明:随着热水体积流量减小或其出口温度增加,引射比将逐渐减小,而喷射器效率逐渐升高;在测试工况范围内升压比基本保持不变,系统COPh最高将近3.5;系统高压侧的压力因优化喷射器的引入而明显降低,有利于系统的安全运行;跨临界二氧化碳热泵喷射循环系统存在一个最优运行压力,值得注意的是在最优运行压力下,热水出水温度虽未达到最高,但依旧超过55℃。系统稳定运行在最优高压侧压力下,不仅系统性能大幅度提高,而且保证了热水的出水温度。

摘要：超浅水环境下浮式波浪能发电装置系泊系统性能的优劣直接影响装置在极限海况下的生存性和工作海况下的波浪能俘获性。针对波能装置运动特点和岛屿周边海域经济性开发的需要,设计一套适合超浅水环境的自动对浪型多点弹性系泊系统,并在系泊线中加入非线弹性拉伸材料——高弹性索。首先以鹰式波浪能装置为系泊对象,给出混合高弹性索和聚酯纤维系泊系统2种设计方案,通过对比分析,发现高弹性索可有效降低锚泊线的最大张力和普通锚链的用量,减轻系泊系统重量。混合高弹性索系泊系统用于超浅水环境下的浮式波浪能装置更具优越性。在此基础上,对极限工况下混合高弹性索系泊鹰式和细长体波浪能装置水动力性能进行时域耦合和水池模型试验研究。研究表明混合高弹性索多点弹性系泊系统能满足一般浮式波浪能装置在浅水大漂移载荷等恶劣海况下对锚泊系统的要求。

摘要：为了提高中心管振荡水柱波浪能发电浮标的能量转换性能,将发电浮标中心管尾部由直管整体替换为锥度101°的锥形管,在造波水槽中进行模型试验。实验研究发现:在规则波条件下,俘获宽度比最高可达到65.09%,并且存在一个较宽的通频带;在随机波条件下,俘获宽度比最高可达50.16%。在所有获得宽通频带结果的试验中,所测得的波浪能量转换特性优于历史文献结果。根据试验结论设计多款小型海洋仪器发电浮标样机,设计的样机具有较高的性价比。