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可燃制冷剂惰化机理及实验研究

工程热物理学报 2011年第8期32卷 1273-1276页

作者：刘焕卫杨昭张奎天津大学热能研究所天津300072

制冷剂的可燃性在一定程度上限制了其使用范围。通过基团贡献法分析了阻燃剂对可燃工质的抑制系数,结合燃烧学理论,对火焰传播速度和卤素工质的浓度变化关系进行了分析,得到了混合工质中阻燃剂的最小惰化浓度理论估算公式。对二元混合... 详细信息

制冷剂的可燃性在一定程度上限制了其使用范围。通过基团贡献法分析了阻燃剂对可燃工质的抑制系数,结合燃烧学理论,对火焰传播速度和卤素工质的浓度变化关系进行了分析,得到了混合工质中阻燃剂的最小惰化浓度理论估算公式。对二元混合工质爆炸极限进行了实验研究,结果表明,可燃制冷剂在化学计量浓度下,当火焰传播速度准确时,理论估算值和实际实验数据基本吻合,理论估算结果对可燃制冷剂的安全使用有重要意义。

关键词：爆炸极限基团贡献法抑制系数惰化浓度

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基于严格等式约束的推力分配算法研究

船舶力学 2021年第4期25卷 443-452页

作者：赵伟刘焕卫烟台大学海洋学院山东烟台264005

为提高动力定位系统的定位精度,本文提出了一种满足严格等式约束的改进遗传算法对推力分配进行优化。该方法通过分析目标函数中不同项之间的影响,确定了推力角的权值系数,并从二个方面对遗传算法进行改进,提高了优化速度及精度:一是继... 详细信息

为提高动力定位系统的定位精度,本文提出了一种满足严格等式约束的改进遗传算法对推力分配进行优化。该方法通过分析目标函数中不同项之间的影响,确定了推力角的权值系数,并从二个方面对遗传算法进行改进,提高了优化速度及精度:一是继承上一时刻的精英个体来生成等距初始种群;二是结合自适应算法加强局部搜索能力。针对推进器之间的水动力干涉问题,基于推力损失模型对推进器进行分组,并通过错位安置以及采用在推力禁区内设置推力减额系数的方法来降低推力损失,最后利用改进的遗传算法对半潜式平台动力定位系统的推力分配进行了仿真模拟。仿真结果表明,提出的方法在满足等式严格约束的基础上,降低了推进器推力的水动力损失,进而提高了系统的定位精度以及运行的经济性。

关键词：动力定位推力分配遗传算法推力损失

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燃气机热泵供热性能规律的理论和实验研究

化工学报 2015年第10期66卷 3834-3840页

作者：王明涛刘焕卫张百浩鲁东大学能源与动力工程系山东烟台264025 天津大学机械工程学院天津300072

燃气机热泵（gas engine-driven heat pump）是一种节能环保的供热系统。为了研究燃气机热泵的能源利用效率,利用构建的燃气机热泵实验台,通过理论分析和实验测试研究了燃气机转速、冷凝器进水流量、冷凝器进水温度对系统性能[供热总量... 详细信息

燃气机热泵（gas engine-driven heat pump）是一种节能环保的供热系统。为了研究燃气机热泵的能源利用效率,利用构建的燃气机热泵实验台,通过理论分析和实验测试研究了燃气机转速、冷凝器进水流量、冷凝器进水温度对系统性能[供热总量、制热性能系数（COP）以及一次能源利用率（PER）]的影响规律。结果表明：燃气机热泵系统供热量随着冷凝器进水流量、燃气机转速的增加而增加,随着冷凝器进水温度的提高而减少。COP和PER随着燃气机转速和进水温度的升高而减少,进水流量对系统性能系数的影响较小。回收的余热占燃气机热泵系统总供热量的40%左右,在考虑余热回收的情况下,燃气机热泵的一次能源利用率在1.15~1.47之间。

关键词：天然气热力学燃气机热泵压缩机余热回收一次能源利用率冷凝器进水温度

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变温工况下可燃制冷剂的爆炸极限

天津大学学报 2012年第10期45卷 851-854页

作者：杨昭王晓明吴曦张馨刘焕卫天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室天津300072

鉴于当前紧迫的HCFCs淘汰形势,很多学者针对替代潜力较大的HFC161和HC1150的热力性质、循环性能以及常温下可燃性等进行了研究,然而针对变温工况下上述可燃制冷剂爆炸极限影响规律的研究却极为少见.为此,本课题组建立了一套由上位机自... 详细信息

鉴于当前紧迫的HCFCs淘汰形势,很多学者针对替代潜力较大的HFC161和HC1150的热力性质、循环性能以及常温下可燃性等进行了研究,然而针对变温工况下上述可燃制冷剂爆炸极限影响规律的研究却极为少见.为此,本课题组建立了一套由上位机自动控制的可燃气体爆炸极限测试系统,并对HFC161和HC1150在-3～55,℃范围内的爆炸极限进行了试验研究.结果表明:在一定的温度范围内,温度升高会使不可燃的混合气体出现热激化现象,而成为可燃可爆状态.当环境温度由-3,℃升高到55,℃时,HFC161和HC1150的爆炸极限范围分别增加了1.42%、4.59%.低温对制冷剂爆炸极限有较明显的抑制作用;2种工质的燃爆特性的温度敏感区大约位于10～40,℃区间,当温度高于40,℃或低于10,℃时,温度对制冷剂可燃上、下限的影响均减弱.试验结果和变化规律为可燃制冷剂在变温工况下的安全应用奠定了基础.

关键词：制冷剂替代爆炸极限变温工况 HFC161 HC1150

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新一代替代制冷剂燃爆惰化机理及实验

天津大学学报 2011年第10期44卷 896-900页

作者：杨昭刘焕卫张奎天津大学热能研究所天津300072

二甲醚(DME)以其较好的热力学、传热学和环境特性决定了其有可能成为环境友好型制冷剂或混合工质的组元.不足的是DME具有可燃性,需要对其可燃性及可惰化性进行评估.通过基团贡献法和燃烧学相关理论对含有DME的二元混合工质阻燃剂的抑制... 详细信息

二甲醚(DME)以其较好的热力学、传热学和环境特性决定了其有可能成为环境友好型制冷剂或混合工质的组元.不足的是DME具有可燃性,需要对其可燃性及可惰化性进行评估.通过基团贡献法和燃烧学相关理论对含有DME的二元混合工质阻燃剂的抑制系数进行了分析,提出了阻燃制冷剂最小惰化浓度的理论估算公式.对以一定体积配比的A/DME和B/DME混合制冷剂的可燃性进行了实验研究,得到了混合制冷剂的临界爆炸曲线图.结果表明:A和B对DME的惰化体积分数分别为7.04%和9.97%,理论估算值和实验值基本吻合;并得到了三元混合工质A/C/DME和B/D/DME的爆炸浓度分数图.实验结果对新一代替代制冷剂燃爆惰化及安全使用具有现实指导意义.

关键词：爆炸极限基团贡献法抑制系数 A/DME B/DME 惰化浓度

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燃气机热泵系统的制冷性能

天津大学学报 2011年第7期44卷 645-649页

作者：刘焕卫杨昭王明涛天津大学机械工程学院天津300072

对燃气发动机驱动的空气-水热泵系统进行了制冷性能的实验研究.在充分回收发动机余热的情况下,在大范围工况下对影响系统性能的几个重要因素即蒸发器进水温度、蒸发器进水流量、燃气发动机转速以及环境温度等进行了实验研究.结果表明:... 详细信息

对燃气发动机驱动的空气-水热泵系统进行了制冷性能的实验研究.在充分回收发动机余热的情况下,在大范围工况下对影响系统性能的几个重要因素即蒸发器进水温度、蒸发器进水流量、燃气发动机转速以及环境温度等进行了实验研究.结果表明:环境温度31.2,℃,蒸发器进水温度由12,℃升高到23,℃时,室内侧制冷量增加20.4%,系统一次能源利用率提高13.2%;另一方面,当发动机转速由1,300,r/min升高到1,900,r/min时,系统一次能源利用率先增加15.2%,而后降低7.5%,在1,600,r/min出现峰值.最后获得燃气机热泵系统制冷的最优工况.

关键词：燃气机热泵制冷模式回收余热一次能源利用率最优工况

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燃气机热泵部分负荷特性的实验研究

热能动力工程 2011年第5期26卷 523-527,628-629页

作者：刘焕卫杨昭王明涛天津大学热能研究所天津300072

对燃气机热泵机组进行了部分负荷特性实验研究,重点分析了末端水流量和转速对其制热性能的影响规律。结果表明:冷凝器负荷、总余热、性能系数和一次能源利用率均随末端水流量的增大而增大,当末端水流量由1.8 m3/h增大到3.6 m3/h时,性能... 详细信息

对燃气机热泵机组进行了部分负荷特性实验研究,重点分析了末端水流量和转速对其制热性能的影响规律。结果表明:冷凝器负荷、总余热、性能系数和一次能源利用率均随末端水流量的增大而增大,当末端水流量由1.8 m3/h增大到3.6 m3/h时,性能系数和一次能源利用率分别增大11.6%和19.5%;冷凝器负荷和总余热随发动机转速的升高而增大,但是性能系数和一次能源利用率随转速由1 300升高到2 000 r/min时,分别减小40%和9.8%。燃气机热泵机组在不同末端水流量和燃气发动机转速工况下均具有良好的部分负荷特性。

关键词：燃气机热泵制热工况变末端水流量变转速部分负荷

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燃气机热泵容量调节制冷性能试验

农业工程学报 2015年第18期31卷 107-113页

作者：王明涛刘焕卫张百浩鲁东大学能源与动力工程系烟台264025 天津大学机械工程学院天津300072

为了实现燃气机热泵的容量调节和稳定运行，提高燃气机热泵的能源利用效率，该文根据燃气机转速知识库和控制规则，设计了专家比例-积分-微分（proportion-integration-differentiation，PID）转速控制器，对燃气机变容量调节进行试验... 详细信息

为了实现燃气机热泵的容量调节和稳定运行，提高燃气机热泵的能源利用效率，该文根据燃气机转速知识库和控制规则，设计了专家比例-积分-微分（proportion-integration-differentiation，PID）转速控制器，对燃气机变容量调节进行试验研究；利用转速控制器对燃气机转速进行有效控制，分析测试了燃气机热泵变容量调节的制冷性能规律。试验结果表明：变容量调节过程中转速没有出现超调，表现出了良好的动态响应特性；对于干扰引起的燃气机转速波动，专家PID控制器表现出良好的抗干扰性能，转速波动小于±50 r/min；燃气机热泵系统制冷量随着燃气机转速的提高而增加，制冷性能系数和一次能源利用率随着燃气机转速的增加而减少；利用燃气机余热提供生活热水，燃气机热泵的一次能源利用率在1.23～1.66之间。该研究可为优化设计燃气机热泵提供参考。

关键词：泵发动机控制天然气燃气机热泵转速控制制冷性能

燃气机热泵燃气机转速与蒸发器过热度联合控制试验

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化工学报 2016年第10期67卷 4309-4316页

作者：王明涛刘焕卫张百浩鲁东大学能源与动力工程系山东烟台264025 天津大学机械工程学院天津300072

燃气机热泵是由燃气机、热泵系统和数据采集控制系统组成的复杂系统。系统运行过程中,燃气机转速与蒸发器过热度的有效控制是系统安全高效运行的前提。根据燃气机及热泵系统的特性,设计了燃气机转速与蒸发器过热度联合控制策略,其中燃... 详细信息

燃气机热泵是由燃气机、热泵系统和数据采集控制系统组成的复杂系统。系统运行过程中,燃气机转速与蒸发器过热度的有效控制是系统安全高效运行的前提。根据燃气机及热泵系统的特性,设计了燃气机转速与蒸发器过热度联合控制策略,其中燃气机转速采用PI控制,蒸发器过热度采用增益调度控制,并将该控制策略应用于燃气机热泵的控制,对燃气机转速与蒸发器过热度的联合控制进行了试验。当蒸发器过热度设定值改变时,过热度的超调量小于1℃,转速控制表现出较强的抗干扰性能;当燃气机转速设定值改变时,燃气机转速基本没有出现超调,过热度的波动范围小于0.5℃。试验结果表明,当燃气机转速设定值和蒸发器过热度设定值连续改变时,联合控制策略同样表现出良好的动态响应特性和抗干扰性能。本文结果可以为燃气热泵的自动控制系统设计提供技术支持。

关键词：天然气热力学压缩机燃气机热泵燃气机转速控制过热度控制联合控制