华北电力大学学报(自然科学版)


  • 微型压缩空气蓄能系统静态效益分析与计算

    刘文毅;杨勇平;

    介绍了与分布式能量系统相结合的微型压缩空气蓄能系统(MCAES)的特点,建立了MCAES的静态效益计算模型,并验证了结算结果。通过一个1 MW工程实例表明,在考虑峰谷电价变化情况下,总静态效益达到了679.52万元/年。

    2007年02期 No.125 1-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 30K]
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  • 燃料可燃组分变化对BC/IGCC燃气轮机燃烧室效率的影响分析

    陈吟颖;阎维平;

    通过对生物质气、煤气及不同比例生物质气和煤气混合气体组成可燃成分对B/IGCC(或BC/IGCC)燃气轮机燃烧室效率影响的计算,定性地分析了燃料可燃组分对燃烧室效率的影响规律。结果表明:生物质燃料气比高、中、低热值煤气在燃烧室中的效率都高;燃料组分的相对含量对效率的影响程度较大,当H2体积百分含量在某一范围内时,燃料组分中CO的相对含量对燃烧室效率的影响程度比H2的影响大,在相同体积百分含S量条件下,CO在燃烧室中的效率比CH4高,在燃气轮机初温的提高受限的条件下,将含C量相同的燃料转化为CO气体比转化为CH4更有利于提高燃烧室效率。

    2007年02期 No.125 4-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 57K]
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  • 能量传递系统强化的热力学判据

    王松平;陈清林;华贲;

    审视了传热和传质强化以及能量传递过程系统优化设计方法,指出了强化能量传递过程推动力与降低能量耗散的矛盾。基于场协同原理和火用传递过程动力学理论,导出了火用传递速率与能量损耗(火用损)及其与能量传递过程推动力的热力学关系,表明了强化能量传递过程推动力与降低能量耗散矛盾的统一性。进一步给出优化设计能量传递系统的热力学判据。依此分析了热传导和对流传热单元过程的优化设计方法。结果表明,可以通过协调不同驱动力之间的关系及其驱动力的大小,实现强化能量传递和降低能耗之间的权衡。该热力学判据具有普适性,场协同原理和最小熵产原理为该判据特例。

    2007年02期 No.125 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 74K]
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  • 外场影响汽液相变的机理分析

    郭平生;韩光泽;顾国锋;华贲;

    以能量公设为基础,从非平衡热力学的层面推广了化学势的定义,由此得到了有外场作用下汽液相变的动力学模型。在此基础上,分析了外场影响汽液相变的机理。结果表明,外场既可以加快物质的相变速率,也可以减慢物质的相变速率,还可以改变原来相变的变化方向。以水蒸气凝结成水滴的相变过程为例,当以电离子为水滴凝结核时,电离子激发的电场可加快水滴的生长,这与雷雨天空中或威耳孙云室中的水蒸气容易凝结的现象一致。

    2007年02期 No.125 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 60K]
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  • 可逆反应过程耦合强化策略研究

    陈清林;陈晓晖;高学农;华贲;

    介绍了化工过程强化中的反应过程耦合强化技术,从反应、传热、传质等方面研究探讨了可逆反应过程耦合共性特征,着重从理论上分析单产品可逆反应过程与多产品可逆反应过程的耦合强化途径及其强化机理,提出解决可逆反应过程受动力学、热力学平衡限制的有效途径,同时结合实例进行论证。所提出的过程强化策略对发展现有系统节能方法和策略以及实现传统过程工业的节能降耗、增进效益有着一定的理论和实际意义。

    2007年02期 No.125 20-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 38K]
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  • 基于超结构方法的氢网络系统优化

    刘永忠;张超;赵振辉;冯霄;

    针对炼化企业的氢气分配网络系统,建立了以最小公用工程氢气用量为目标,综合考虑氢气流量、氢气纯度和有害杂质限制等因素的超结构和数学优化模型。介绍了采用该模型对进行氢气网络系统优化的计算方法,并通过实例进行了优化分析计算。研究表明:采用超结构数学优化模型可以综合考虑系统的各种限制条件对氢气网络进行优化。

    2007年02期 No.125 24-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 37K]
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  • 含水层储能系统参数的综合分析和优化

    邓真全;马捷;戴斌;张建栋;

    阐述了含水层储能系统综合参数的分析和优化,考虑了含水层储能系统各项参数对其性能的影响,用数学公式优化出最佳的储能系统模型,调整各项参数,达到控制含水层储能系统性能的目的。

    2007年02期 No.125 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 49K]
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  • 再生水二级出水水温特点与热利用

    昝成;史琳;程邺;尤晶;李文伟;

    通过对北京某污水处理厂排出的二级出水的长期水温测量,总结了二级出水的水温变化规律和特点,为再生水源热泵的设计提供了基础数据。通过与现有其他水源热泵热源的比较,说明二级出水是适宜的水源热泵热源,应用前景良好。

    2007年02期 No.125 31-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 中高温水源热泵的稳态模拟研究

    刘原卿;史琳;

    针对中高温水源热泵的特点,建立较精确的稳态数学模型,采用Matlab语言编制了部件模型和系统模型的计算程序,通过与本研究组现有的大量针对中高温工质的R134a,HTR01和HTR02的实验数据,将性能模拟结果同实验结果进行了对比,模拟精度与同类结果相当。

    2007年02期 No.125 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 81K]
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  • 水系统优化的粒子群算法分析

    段海涛;刘永忠;冯霄;

    针对水系统集成优化问题,采用4种粒子群算法进行求解,并对算法进行了改进。通过算例分析了粒子群算法用于水系统优化时的计算特性。研究表明:在水系统集成优化时,基于混沌局部搜索的粒子群算法较适于该问题的计算。

    2007年02期 No.125 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 48K]
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  • 光催化分解水制氢的临界光能转换效率

    毛文轶;冯霄;

    为了确定在能量转换上有价值的光催化分解水制氢过程,提出了临界光能转换效率的概念。临界光能转换效率就是系统产出的氢能与外界输入系统的能量相等时的光能转换效率。只有当光能转换效率超过其临界光能转换效率的时候才有可能实现系统的能量收益。对使用Na2S/Na2SO3作为牺牲剂的体系进行了分析计算,结果显示在年产2万t氢气规模下,该系统的临界光能转换效率为13%。

    2007年02期 No.125 45-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 33K]
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  • 利用氢夹点图解法分析某炼厂的氢网络

    唐明元;刘桂莲;冯霄;

    应用El-Halwagi等人提出的氢夹点图解法对某炼厂的氢网络进行了夹点分析,找出了现行氢网络的不合理之处,并提出了相应的优化改造方案。在改造匹配中,同时考虑了氢阱对H2S的浓度要求;改造后,可使氢网络对新氢消耗量达到最小,比现行氢网络少消耗21.21%的新氢。

    2007年02期 No.125 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 55K]
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  • 地源热泵系统长期运行特性的实验研究

    王华军;赵军;沈亮;

    针对一个3715 m2地源热泵系统,进行了系统运行特性的长期测试实验。结果表明,长期运行条件下,热泵机组平均COP分别为3.55(冬季)和2.80(夏季),冬季工况和夏季工况的系统COP分别呈递增和递减趋势,且变化规律可表述为指数形式。与冬季工况相比,夏季工况的系统COP波动较大,而且在初始阶段存在一个峰值。

    2007年02期 No.125 52-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 140K]
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  • 一种抑制热对流不稳定方法

    林松;敬成君;

    本研究中建立了以晶体生长系统为基础的数学物理模型,该模型为一个长高比为2∶1的方腔内的热对流,该热对流由两种驱动力引起,即浮力(由Grashof数来描述)与表面张力(由Marangoni数来描述)。大量的数值模拟显示,不同的Grashof数与Marangoni数组合产生不同的流动情况,且一个合适的表面张力能够抑制由浮力引起的热对流不稳定性。

    2007年02期 No.125 55-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 40K]
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  • 地面辐射采暖的热经济学分析

    郭晓坤;傅秦生;雷军拓;尹建国;冯霄;

    利用年度化费用的方法对地面辐射采暖进行了热经济分析,研究发现,存在最佳的采暖管间距,使得采暖的年度化费用达到极小值,最佳管间距根据管材费用,供水平均温度和燃料的火用单价确定。与散热器采暖比较,地面辐射采暖节约能耗费用大约50%。地面辐射采暖的最小年度化费用比散热器采暖的年度化费用减少10%左右,是一种值得推广的经济节能型供暖方式。

    2007年02期 No.125 58-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 63K]
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  • 火用传递的普遍性和一般描述

    成庆林;刘扬;项新耀;

    在阐述火用传递现象的普遍性与同一性,及其物理本质的基础上,探讨火用传递问题的研究思路,即以势场为载体寻求对火用传递过程共性的统一描述。对火用传递的无量纲准则、通用火用传递方程及普遍化火用传递方程等3种已有的火用传递过程的一般描述加以分析比较,并讨论了目前引人关注的场协同强化传递过程的火用传递实质,从而指出多势场协同作用下的火用传递问题的普遍存在及研究该类问题的必要性。

    2007年02期 No.125 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 40K]
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  • 醋酸酯生产过程用能瓶颈分析与改进

    陈晓晖;陈清林;高学农;华贲;

    通过传统液相酯化法醋酸酯生产工艺过程的能量分析和火用分析,指出醋酸酯生产工艺高能耗、高物耗的瓶颈,挖掘过程节能降耗的潜力。基于醋酸酯溶剂生产过程用能瓶颈分析,提出醋酸酯工艺用能改进重点在于寻找反应系统带水和带酯的有效途径,对于实施酯化工艺改进,从源头解决过程用能瓶颈提供理论指导。

    2007年02期 No.125 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 46K]
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  • 带有中间介质的裂解热回收系统的分析

    王进;朱懋斌;刘桂莲;冯霄;

    提出了在温焓图上分析带有中间传热介质的热回收系统的方法。针对某公司乙烯装置的裂解热回收系统,采用该方法从能量的“数量”和“质量”上进行分析。分析结果显示,现行热回收系统传热温差大,能量匹配不合理。据此,提出了增设第二急冷锅炉和过热器的改进方案。改造后可多生产123.4 t/h的超高压蒸汽,节约操作费用2 142万元/年。

    2007年02期 No.125 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 45K]
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  • 基于跨季节地下蓄热系统的模拟对热储利用模式的优化

    赵军;陈雁;李新国;

    为减少太阳能利用中所受的季节性限制,建立计算模型对跨季节蓄热的可行性进行研究。实现跨季节蓄热的方法有很多,如大型蓄水池蓄热、地下含水层蓄热、埋地换热器蓄热等,重点研究用埋地换热器实现太阳能跨季节蓄热。针对在建实际工程项目,在已有实验的基础上,采用专业计算软件,通过计算机模拟分析地下埋管跨季节蓄热的效果,并对合理的运行方式进行预测。模拟结果表明:对地下热储的利用方式不同,地下蓄热场的温度分布及取热效果也不同;冬季取热时,采用交叉运行模式能使蓄存热量得到更为合理和有效的利用,并且更有利于地下蓄热场的温度恢复。结果是基于天津地区的气象参数和土壤特性数据得出的,表明该地跨季节蓄热具有实际可行性。

    2007年02期 No.125 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 压缩机驱动金属氢化物制冷系统的热力学分析

    雷军拓;傅秦生;张计鹏;尹建国;张早校;

    为了提高压缩机驱动金属氢化物制冷系统的性能,建立了该制冷系统的动态性能分析模型。通过模拟计算,分析了热源温度、反应器的比热、氢化物与反应器的质量比和传热系数等对系统动态性能的影响。模拟计算分析获得了一些有意义和有价值的结论,并根据计算结果提出了改善系统动态性能的措施。

    2007年02期 No.125 78-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 56K]
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  • 甲苯吸收分离乙烯工艺的火用分析

    黄萍;郑丹星;田涛;武向红;

    针对甲烷氧化偶联法制烯烃产物气体的分离,提出一种以甲苯为吸收剂吸收乙烯的吸收分离工艺。采用As-pen Plus流程模拟软件分别对甲苯吸收乙烯分离工艺和AgNO3络合吸收乙烯分离工艺进行了模拟,提出了两个工艺的能量利用情况数据。研究结果表明,甲苯吸收分离工艺的电耗比AgNO3络合吸收分离工艺节省电耗95.23%,同时系统可自产蒸汽和冷量满足内部需求。采用能流结构图直观地分析了甲苯吸收乙烯分离工艺,揭示了系统火用损失发生的主要部位和原因,说明了系统的节能效果。

    2007年02期 No.125 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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  • 攀钢热轧加热炉自动燃烧控制系统的周期计算

    彭岚;毛玉军;李友荣;

    介绍了在攀钢1450热轧板厂两座265 t/h的步进梁式加热炉上开发应用的L1,L2两级燃烧控制系统,其中,L1级燃烧自动控制系统主要实现如何以最快的响应速度完成以温度为目标的燃烧控制;L2级燃烧自动控制技术,主要实现在线情况下,考虑不同钢坯材质、规格、不同轧制规格、不同的组织计划、不同的钢坯装入温度、不同的生产节奏下(与轧线一体控制的)的燃烧温度的设定模型技术,以数学手段计算出在各种因素影响下,加热炉各个控制段的最佳加热温度。重点阐述了加热炉自动燃烧控制模型的核心———ACC模型周期计算处理的方法。

    2007年02期 No.125 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 41K]
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  • 具有非均相化学反应的耦合传热传质熵产率方程

    赵新兴;黄新萍;李友荣;吴双应;彭岚;

    从质量、能量和熵平衡的基本原理出发,导出了具有非均相化学反应的耦合传热传质系统熵产率方程,得到了各种条件下熵产率方程的简化形式,为对具有非均相化学反应的耦合传热传质系统进行性能分析与改进提供了一种有力的工具。

    2007年02期 No.125 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 53K]
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  • 管壳式换热器壳程强化传热评价方法分析

    高晓东;冯霄;

    分析比较了现有的强化传热评价方法与评价指标。通过分析管壳式换热器壳程传热与阻力性能特点,指出管壳式换热器壳程的强化传热研究,在采用能量系数K/N来评价强化传热时,应更着眼于提高其传热性能。通过推导分析,说明采用α/ΔP1/3作为评价指标,能够准确评价壳程强化传热的性能。

    2007年02期 No.125 95-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 26K]
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  • 甲醇合成中双效精馏节能研究

    石海涛;张丽;王黎;

    针对目前国内精馏能耗偏大的情况,以稳态数学模型为基础,对生产能力为8万t/年的甲醇生产过程中的双效精馏的3种流程(并流型、逆流型、平流型)进行了计算。分别得到3种流程所需最小蒸汽量与蒸汽品质和冷水量。通过对不同流程所需的加热蒸汽的费用比较,提出了精馏设计的最佳节能优化方案。结果表明:在相同生产能力下,逆流型流程实现了较好的节能效果,比单塔流程节约蒸汽加热费用约30.3%,比目前国内最常用的双效并流流程节约蒸汽加热费用约16.6%。

    2007年02期 No.125 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 71K]
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  • 热电厂给水及供热系统的节能

    李心刚;谢冬梅;陈军;赫春富;

    用小型工业汽轮机驱动给水泵以及供热系统循环泵可以减少节流阀的压力损失,汽轮机排汽用于除氧器加热,提高热电厂的经济性。采用变频调速器,系统调节的操作效率更高、响应时间更短。改造方案有利于热电厂的能量转换和提高电厂的经济性。

    2007年02期 No.125 102-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 28K]
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  • 微型燃气透平热电冷联产技术应用的可行性

    蔡栋;王远宏;关盛军;邢杰;庄学武;

    根据目前大庆油田的实际情况,对两种不同面积的建筑应用微型燃气透平热电冷联产技术进行方案设计,选择合适的微型燃气透平和空调机组,可使能源的综合利用率达到80%以上,达到了高效、节能的目的。

    2007年02期 No.125 105-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 98K]
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  • 水的相变传热和大气垂直传热对地球系统负熵流的贡献

    李绍新;韩光泽;华贲;卢义刚;

    地球系统中的水在太阳辐射的作用下,在地表高温状态下吸热发生由液态到气态的相变,水汽上升到空中后在低温状态下凝结为雨或雪而放热,雨雪在重力的作用下返回地面,这种水的相变传热会导致地球系统中负熵的出现。对该负熵的数量级作了估算。同时讨论了大气的垂直传热与重力场效应引起的负熵。

    2007年02期 No.125 108-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 30K]
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  • 考虑压力火用时换热器的传火用有效度

    吴双应;袁晓凤;李友荣;

    在考虑压力火用损失的情况下,给出了换热器传火用有效度的计算式。系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量比以及流型对以理想气体和不可压缩流体为目标介质的换热器传火用有效度的影响,并与不考虑压力火用损失的情况进行了比较,最后把换热器的传火用有效度与传热有效度进行了比较。

    2007年02期 No.125 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 66K]
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  • 原稳不凝气轻烃资源回收探讨

    李玉东;丁建成;代勇;王延娟;张淑娟;

    原稳装置生产的不凝气组分较富,C3以上组分含量在60%左右(油田伴生气中C3以上组分含量只有15%左右),是天然气分公司轻烃潜含量最高的气源,通常与油田伴生气一同作为浅冷装置的原料进行处理或直接作为加热炉的燃料,造成轻烃资源的浪费,有进行轻烃回收的必要。该研究通过原稳装置不凝气适宜冷凝参数的探讨和多种制冷方法的对比研究,针对不同组分的原稳装置不凝气,设计了两种不同的轻烃回收方案:1×104Nm3/d凝液回收气波制冷工艺、3×104Nm3/d冷剂循环制冷与气波制冷相结合的油田气分离工艺。以上两种回收方案C3收率均可达到80%以上,且对于处理量较大的同类装置,还可对生产的轻烃进一步切割,生产丙、丁烷产品,增加装置的经济效益。

    2007年02期 No.125 116-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 25K]
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  • 橡胶原料干燥质扩散系数的确定

    姜宝成;王德瑶;李炳熙;

    橡胶原料干燥过程中涉及到多孔介质的热质传递,通过多孔物体的水分传质微分方程给出了如何求干燥常数的理论方程,结合Luikov公式和阿累尼乌斯方程给出了求解质量扩散系数的方程,并通过实验确定了湿分在丁苯橡胶中的质扩散系数的关系式。

    2007年02期 No.125 118-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 47K]
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  • 海洋温差能驱动系统的原理和结构

    王俊雄;马捷;倪园芳;杜乐乐;孔巧玲;

    海洋温差能是一种可持续的绿色能源,储藏量大、资源稳定,受季节和昼夜的影响小,具有开发利用的潜力。利用海洋温差能驱动的水下运载器在航行时无需能源补充,海洋温跃层上下的温差就是潜水器动力的来源。它能够长期不间断地在水下工作,在军事探测和科学研究方面有着广泛用途。文中提出了水下运载器的动力系统的初步设计方案,重点讨论了发动机的主要组成部分的设计构想。

    2007年02期 No.125 122-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
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  • 基于金属氢化物的单级氢压缩机的性能模拟

    郭权发;杨福胜;王玉琪;张早校;

    基于金属氢化物的氢压缩机是金属氢化物最有前途的应用之一。它具有从低温位热源中回收动力、对环境友好、安全可靠等优点。以LaNi5合金为氢压缩机的工质,建立了考虑壁面对流换热系数、合金导热系数、热源温度等因素的能量分析模型,应用有限容积法对描述反应床与储氢罐间的动态平衡过程进行了离散求解,综合分析了其操作工况的改变,对单级氢压缩机性能的影响,并提出了系统的优化措施。给定氢压缩机的压力比,氢压缩机存在最低热源温度;效率随热源温度的增加先增后减,冷源温度大约控制在285 K;给定冷、热源温度,合金导热系数与对流换热系数值亦存在最合适值;在给定工况及反应床尺寸下,储氢罐容积对压缩机性能有较大的影响。

    2007年02期 No.125 126-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 67K]
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  • 水蓄冷空调系统设计及经济性分析

    王峥;王建;

    以一幢建筑面积约4.5×104m2的商务楼的空调系统为研究对象,在分析设计日逐时冷负荷图的基础上,提出水蓄冷空调系统设计方案和运行策略,并与常规空调系统进行了经济性分析和比较。研究表明水蓄冷空调具有显著的经济效益和社会效益。

    2007年02期 No.125 130-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 三分仓空气预热器链式结构的集总参数模型

    赵建英;刘长良;曲晓平;林宗义;

    在以往单段集总参数、多段集总参数模型的基础上,对三分仓回转式空气预热器的数学模型加以改进,提出了三分仓回转式空气预热器的链式结构的集总参数数学模型,并对其进行仿真研究。分析表明,链式结构的集总参数模型能够很好满足工程要求。

    2007年02期 No.125 134-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 52K]
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  • 微型燃气轮机冷热电联供系统的优化运行研究

    魏兵;王志伟;蒋露;李莉;

    根据微燃机冷热电联供的优化配置步骤及考虑因素,对微燃机冷热电联供系统的几种方案进行了研究。确立了以年运行费用最小为目标的函数及约束条件,在选定建筑物,满足其冷热电负荷的情况下,对几种运行方案分别进行了优化,得出了适合该建筑的最优方案,并对其运行策略进行了分析。讨论了天然气价格、微燃机价格对联供系统投资回收期的影响。

    2007年02期 No.125 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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