国家自然科学基金(51166008)
- 作品数：14 被引量：123H指数：8
- 相关作者：张东王林军南军虎刘伟门静更多>>
- 相关机构：兰州理工大学黄河上游水电开发有限责任公司西安理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省普通高等学校重点学科专项资金建设项目甘肃省中青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理水利工程建筑科学电气工程更多>>
- 平板型双流道太阳能空气集热器扰流板结构优化被引量：6
- 2019年
- 构建了平板型双流道太阳能空气集热器,提出了安装开孔型扰流板的结构优化方案,将该方案与安装平面无孔式扰流板及无扰流板集热器进行了对比分析.结果表明,安装平面无孔式扰流板后,集热器背部区域会形成局部空气流动死区,而安装开孔型扰流板可以破坏和抑制流动死区的形成,从而提高集热器的集热效率和热性能.相比未安装扰流板的原始模型,安装扰流板后集热效率由53.4%增加到67.9%.
- 张东张建军张跃智李金平李金平
- 关键词：太阳能空气集热器集热效率
- 旋流消能工内空腔旋流的数值模拟被引量：16
- 2015年
- 为了克服试验研究的局限,揭示旋流消能工内部的流动特性,以公伯峡水平旋流泄洪洞为例,在原、模型试验研究的基础上,采用Realizable k-ε湍流模型对空腔旋流进行数值模拟。模拟结果表明,压强等值线沿径向大致以旋流空腔为中心的同心圆轴对称分布;旋流区和空腔内流速具有明显的分区特性,旋流区动能沿程由切向动能向轴向动能转变,并得到旋流角的印证;旋流空腔沿旋流洞轴向和径向均有变化;湍动能与湍动能耗散率的径向分布体现出水气交界面处水气混掺紊动、离心力引起壁面摩擦力的增加是空腔旋流具有较大消能率的原因。通过数值模拟与原、模型水力特性的对比分析可知,数值模拟能够客观地反映出空腔旋流内部的流场特性,成果可为旋流消能工内空腔旋流的研究应用提供参考。
- 南军虎牛争鸣张东洪镝
- 关键词：数值模拟水力特性
- 直膨式太阳能热泵热水器制冷剂分布特性被引量：2
- 2013年
- 为了优化系统性能、减少制冷剂充注量,在详细分析直膨式太阳能热泵热水器制冷剂状态分布的基础上,利用已有系统数学模型对系统中制冷剂分布和迁移特性进行了模拟分析。分别计算了水箱水温、制冷剂充注量、压缩机转速、太阳辐射强度及环境温度对系统制冷剂分布的影响。结果表明,系统制冷剂主要分布在冷凝器和集热器中,两者总和占总充注量的70%~80%;当系统各参数变化时,制冷剂主要在冷凝器和集热器之间发生迁移并重新分布,压缩机和管道中制冷剂量无较大变化。缩小两器体积可有效减少制冷剂充注量,提高系统性能。
- 张东南军虎王林军
- 关键词：制冷剂充注量
- 由风速和压强过程线解读水平旋流泄洪洞流态
- 2012年
- 以公伯峡水电站为例,结合原型风速和压强随闸门开度的变化过程线,研究了水平旋流泄洪洞的水流流态。试验系统描述了堰闸段、竖井段、起旋室、旋流洞、水垫塘及退水洞内水流流态的变化过程,对比分析了原型和模型流态的差异。结果表明受收缩环的影响,在闸门开启过程中堰闸段水流由堰流向淹没流过渡,竖井段水流由自由跌落向淹没射流过渡;旋流洞内流态的变化大致可分为五个阶段,经历由自由流向吸吮流转变的过程;水垫塘调整流态的作用显著,退水洞内水流呈稳定的明流流态。
- 南军虎牛争鸣洪镝朱静
- 关键词：水平旋流流态开度过程线
- 碟式太阳能自动跟踪系统传动机构的误差分析被引量：12
- 2014年
- 虽然碟式太阳能集热发电的效率高、开发潜力巨大,但是需要实时对太阳的位置进行精确跟踪。为了提高碟式太阳能自动跟踪系统的精度,该文设计了一种碟式太阳能自动跟踪系统的工作原理图和传动机构,并使用ADAMS软件对其进行了物理仿真,仿真主要基于传动机构运动学特性,包括跟踪角度及主驱动件的角速度、角加速度等方面。分析结果显示传动机构运动学误差约为0.02°,与目前整机系统最小误差±0.20o的标准相比,仅为其误差量的10%。同时,对碟式太阳能自动跟踪系统的误差进行了分析,该研究为提高碟式太阳能自动跟踪系统精度提供了一定的理论依据。
- 王林军许立晓邵磊门静张东刘伟高章维
- 关键词：太阳能运动学传动机构ADAMS
- 太阳自动跟踪系统中光电传感器的设计被引量：15
- 2015年
- 针对现有光电传感器存在形式单一、跟踪精度不高、运行稳定性较差等不足,该文通过对光电传感器进行结构设计,设计了一种金字塔式和箱体式嵌套的粗-精跟踪光电传感器,其中箱体式可拆卸、单独使用,其内部的凹面镜利用反射作用有效减小了箱体高度,保证了跟踪过程中的跟踪精度和运行稳定性.在对该传感器的电路进行设计时,选取四运放集成电路 LM324 为核心,利用其比较作用来控制电机驱动执行机构,从而使聚光系统对准太阳.利用MATLAB/Simulink对模糊PID（proportional integration differentiation,比例-积分-微分）控制器建模和仿真,与PID控制相比,模糊PID控制曲线的响应时间较短,在0.1 s时给系统一个宽度为0.1的矩形脉冲干扰,在0.1~0.2 s之间系统的响应曲线、控制误差的响应曲线以及控制器的输出变化曲线呈现不同的变化;在0.2 s时,均达到稳定状态.通过分析可知,无论是否存在干扰,该控制方法均能使控制器迅速达到稳定状态,减少系统响应时间,从而减少系统的运行成本.该研究为太阳自动跟踪系统的稳定运行和跟踪精度的提高提供了参考.
- 王林军门静张东许立晓邓煜吕耀平陈艳娟
- 关键词：太阳能模糊系统模糊推理规则光电传感器
- 水平旋流泄洪洞通风量相似性研究被引量：6
- 2013年
- 结合公伯峡水平旋流泄洪洞1∶40和1∶60模型及原型试验成果,分析了通气系统的通风机理,依据相似理论研究了通风量的相似性问题。研究表明,水流挟气使空腔内形成负压,通风由通气孔进出口的压差产生;空腔内真空度是原、模型通风量相似的主要影响因素;受通气孔摩阻特性和空腔内气体状态的影响,真空度比尺与几何比尺并不相等,导致通风量比尺与重力相似比尺不符;但对于1∶40模型,旋流洞环流速度最大值为6.2m/s,真空度比尺与几何比尺较为接近,起旋室通风井通风量可近似按重力相似引申。
- 牛争鸣南军虎洪镝燕军乐
- 关键词：水力学水平旋流通风量
- 喷气增焓空气源热泵热性能评价及预测被引量：20
- 2014年
- 喷气增焓空气源热泵系统可显著提高系统低温性能,应用在寒冷地区时冬季环境温度普遍在-5℃以下,而且全年温度波动范围非常大,仅以名义工况(干球温度为7℃)评价系统性能,难以准确有效反映系统真实节能效果。为此在兰州地区建立了喷气增焓空气源热泵实验系统,实测不同环境温湿度条件下系统性能,结果表明系统COP在喷气电磁阀关闭时基本呈线性变化关系,瞬时COP可达6.5,在喷气电磁阀开启时COP衰减更为缓慢,瞬时COP在2.0左右;据此分段拟合出热泵COP的经验关联式,确定其适用范围,并进行实验验证,与本实验系统相比其平均相对误差在3%以内。
- 张东李金平刘伟南军虎王林军
- 关键词：喷气增焓空气源热泵COP数学模拟
- 寒冷地区低温空气源热泵辐射供暖实验研究被引量：11
- 2016年
- 为了解决常规空气源热泵在寒冷地区应用系统性能低的普遍问题,在兰州地区建立了一套喷气增焓空气源热泵低温地板辐射供暖系统,开展冬季供暖实验研究,并且进行了供暖性能分析。结果表明：空气源热泵供暖系统在寒冷条件下能稳定输出热能,室内温度保持在14～20℃,系统能够满足冬季供暖的需求;在环境温度为-12.9℃时,综合考虑水泵及风机耗功,系统COP大于1.85,但供暖最低温度未达到Ⅱ级热舒适要求,设定较低供暖温度下限有利于系统节能;COP、地暖工作时间与环境温度密切相关;该空气源热泵低温地板辐射供暖系统在兰州等寒冷地区应用具有良好的节能效果,尤其是在未提供集中供暖的农村地区具有一定的可行性。
- 王林军刘伟张东高章维门静
- 关键词：寒冷地区空气源热泵供暖
- 平板型双流道太阳能空气集热器热性能研究被引量：13
- 2016年
- 基于已产业化应用的平板型太阳集热器,在长度方向上加工形成空气流道,进出口位置以对角线形式布置,提出一种平板型双流道太阳能空气集热器,搭建空气集热器实验平台,对改型后的集热器进行空气集热实验与分析。研究结果表明:在太阳辐射强度及环境温度平均值分别为535.2 W/m^2和22.2℃、空气质量流量为0.024 kg/s时,基于采光面积的集热效率平均值与最大值分别为51.29%和53.93%,空气最大温升与最大温差分别为60.4℃和40.6℃,热迁移因子为0.55;以对角线形式布置的空气进、出口和空气的双流道式流动,可增加空气流道长度,强化与吸热板的对流换热。这种空气集热器具有改型方便、成本低廉、易于产业化生产等优点,可广泛应用于采暖、干燥、通风等方面。
- 王林军高章维张东刘伟
- 关键词：太阳能空气集热器集热效率
