摘要：为解决光电催化分解水反应器中气泡长时间附着于光电极表面,从而导致有效活化面积减少和产气效率下降的问题,构建耦合振动系统的光电分解水制氢气泡动力学可视化实验平台,提出通过给电极施加不同振幅和频率振动以加速气泡脱离光电极表面的方法。首先,记录静止电极表面单个气泡演化过程中的电信号和几何参数;然后,对比不同频率及振幅下气泡生长过程中电流和电势的变化情况;最后,分析振动对气泡几何特性的影响。研究结果表明:振动频率和振幅的增加能够提高反应过程中的光电流,降低电势,使得反应阻力下降;增加振动频率和振幅均能显著减小气泡脱离尺寸,从而加速气泡的脱离;当振动频率为70 Hz时,施加振动后气泡的脱离直径比无振动时最大减小了321μm,减小幅度约为48%;施加振动后,气泡直径为生长时间的幂函数,且气泡生长依次受惯性和化学反应控制。该研究可为光电催化分解水反应器的优化设计提供新思路。

摘要：为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性,研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为11.88、12.70、17.53μm,通过将高温电阻率法和像素法相结合获得了3D打印通道的实际内径和壁厚,修正了火箭煤油流动换热的内壁温和热流密度,建立了3D打印粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验研究方法。试验参数如下:压力处于15~20 MPa范围、质量流速在12450~24900 kg·m^(-2)·s^(-1)之间、热流密度为5~15 MW·m^(-2)、流体温度为-150℃。研究结果表明:火箭煤油流动换热特性受到热流密度、流体温度和质量流速的影响;流体温度处于50~135℃范围内,换热系数增加约25%~33%;热流密度处于5.0~15.0 MW·m^(-2)范围内,换热系数增加了8.3%;质量流速为12450~24900 kg·m^(-2)·s^(-1)范围内,换热系数增加了60.2%。粗糙度增加对火箭煤油流动换热起到强化作用,粗糙度从11.88μm增加到17.53μm时,换热强化幅度超过20%以上。该研究可为3D打印通道在火箭发动机推力室中的替代应用提供参考。

摘要：为揭示液-液针栓式喷注器膜束流动状态对雾化锥角的影响规律,本文通过精细设计喷注器结构与控制液束与液膜流动状态,采用可视化实验对针栓式喷注器喷注单元雾化锥角进行了测试分析。实验研究发现,除动量比之外,液束、液膜的流动状态(韦伯数)也对雾化锥角有较大影响。通过对实验结果分析,本文提出了表征液-液针栓喷注器液束/液膜撞击变形程度的函数模型,并将其作为修正因子对已有液-液针栓喷注单元雾化锥角预测模型进行了修正。在局部动量比0.55~5.13内,本文提出的雾化锥角修正模型的预测误差小于±5%(置信度91.46%),该模型实现了对液-液针栓喷注器喷注单元雾化锥角的准确预测。

摘要：为实现数据中心的低碳转型和能效提升,提出了一种集成多种可再生能源和储能设备的多能互补分布式能源系统作为其供能系统。建立了包含生命周期成本、碳排放、能耗、电网购电率和热量浪费率等指标的优化目标体系。制定了两种考虑负荷特征的运行策略,采用改进的多目标蝗虫优化算法对系统容量配置进行求解。为了分析优化目标和运行策略对系统优化的影响,通过组合不同优化目标和运行策略形成了多种优化设计方案,采用层次分析法和熵权法确定评价指标的权重,并利用多准则妥协解排序法进行评价排序。针对青海省某数据中心的案例,获得其能源系统的优化设计与运行方案。研究表明:运行策略主要影响吸收式制冷机和地源热泵的容量,而优化目标主要影响储能设备的容量;在相同的运行策略下,增加优化目标可提升系统的综合性能;对于不同的方案,生命周期成本、碳排放、能耗等基础优化目标值变化较小,而电网购电率和热量浪费率变化较大;通过实施五目标优化,即在基础优化目标的基础上增加热量浪费率、电网购电率,系统的综合性能得到了显著提升,其中热量浪费率和电网购电率分别降低了62.30%和25.92%,可再生能源发电占比增加了2%。

摘要：搅混格架-组件之间的横向交混研究对于燃料组件创新设计有着重要的意义。本文采用粒子图像测速(PIV)技术测量了两个5×5格架-组件之间的横流。组件上各布置了1种搅混格架,两种格架的条带高度之比为1.744,搅混翼面积之比为1.486,均为倾角29°的分裂式搅混翼。格架轴向排布有两种:条带轴向中心对齐,格架Ⅱ条带顶端和格架Ⅰ条带中心对齐。实验测量了常温、常压下格架下游1.8D_(h)~25D_(h)组件交界处的横流,雷诺数为13200。实验结果表明,组件交界子通道内横流强度以及组件交界子通道和两侧子通道之间的流场都受到格架排布、搅混翼排布的影响。格架轴向高度差越大,组件交界和两侧子通道之间的交混越不均匀。总地来说,排布B中组件交界子通道内的局部横向交混和组件之间的横流交混比排布A更强。

摘要：首先对目前已有的润滑油过滤技术(机械式过滤装置、新型过滤设备和活性炭过滤器)原理及研究进展进行分析,对其优缺点、操作影响因素进行剖析,重点关注各分离技术在天然气工业中的适用性。结合天然气工业的特点,提出三级组合式过滤装置,为天然气工业中润滑油的去除提供指导。

摘要：对新型通用模糊控制器在研究用小型反应堆功率控制系统上的实现方法进行了介绍。该算法用于小型反应堆功率控制系统,涵盖了过去模糊控制器的所有调节手段。与普通比例积分微分(PID)控制器进行仿真对比分析,结果表明,采用该算法设计的控制器明显提高了反应堆功率控制系统的性能,同时在抗扰动能力方面也优于普通PID控制器。

摘要：为提高铅冷快堆主换热器的综合换热性能,本研究建立了以液态铅和超临界二氧化碳(S-CO_(2))为工质的螺旋盘管式主换热器的热工水力模型,采用MATALB语言编写了设计程序,并利用非支配排序遗传算法(NSGA-II)开展了对主换热器的换热面积和综合性能评价因子的多目标优化设计。结果表明,本文建立的优化设计方法可以在提高主换热器综合性能的同时,有效降低其换热面积。在主换热器的设计中,应优先考虑管外径、螺旋管层数以及第一层螺旋管数,以达到减小换热面积、提高综合换热性能的目的。

摘要：为了研究铅铋合金泵合适的优化设计方案,基于叶片速度三角形和圆柱层无关性假设理论,设计了不同转速的轴流铅铋泵模型。利用Ansys CFX软件,构建了不同转速包含导叶的铅铋泵水力模型和无导叶的铅铋泵水力模型,通过SSTk-ω湍流模型模拟对比不同的转速以及有无导叶轮设计对轴流铅铋泵水力性能的影响。模拟结果表明:导叶轮是铅铋泵低流速设计的一个重要构件,可将转速为420r/min铅铋泵的叶轮出口冷却剂流速由4m/s降低到1.8m/s;泵内冷却剂和壁面间相对速度最高区域分布在叶片前缘泵壳侧,该流速会随泵轴转速的减小而降低;在低负荷条件下高转速铅铋泵比低转速铅铋泵拥有更好的流量扬程和效率性能,但是在0.8~1.2倍额定流量的高负荷工况条件下低转速铅铋泵比高转速铅铋泵拥有更高的效率和扬程性能。此项研究可为铅冷快堆的主泵设计优化提供一定的参考。

摘要：设计搭建了静态闪蒸实验台,利用高速摄影对不同过热度、节流孔板直径和闪蒸速率下纯水静态闪蒸过程中液膜高度的演变规律进行了实验研究。实验中过热度为7.0~32.5K,节流孔板直径为5、10、20mm,闪蒸速率为0.004~0.073s-1。通过液膜膨胀率来衡量和比较液膜高度的变化,液膜膨胀率是指闪蒸过程中液膜实时液位与初始液位的比值。结果表明:最大膨胀率随过热度或节流孔板直径的增大而增大;节流孔板直径一定时,闪蒸速率可通过改变过热度来调节,此时最大膨胀率随闪蒸速率的增大而减小;当过热度一定时,闪蒸速率可通过改变节流孔板直径来调节,此时最大膨胀率随闪蒸速率的增大而增大。最后,根据实验结果拟合得到过热度、闪蒸速率与最大膨胀率的实验关联式,其计算值与实验值吻合良好。本文研究结果对工业闪蒸设备小型化、紧凑化和精细控制提供了重要的实验依据。