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丙烷脱氢装置丙烷丙烯分离系统空冷器改进研究

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中国石油和化工 2024年第5期 76-77页

作者：郭子敬天津渤海石化有限公司

丙烷丙烯分离系统是丙烷脱氢装置中十分重要的系统之一,它是通过丙烷丙烯沸点不同进行精馏分离,得到高纯度丙烯产品、丙烷及其他重组分。该系统配备有96台空冷风机组成的冷凝器,将分离出的气相丙烯冷凝为液相。随运行时间的延长,该空冷... 详细信息

丙烷丙烯分离系统是丙烷脱氢装置中十分重要的系统之一,它是通过丙烷丙烯沸点不同进行精馏分离,得到高纯度丙烯产品、丙烷及其他重组分。该系统配备有96台空冷风机组成的冷凝器,将分离出的气相丙烯冷凝为液相。随运行时间的延长,该空冷器的冷凝效果逐渐减弱,如何对其进行优化改进,提升其冷凝效果是我们持续研究的目标。经过长期的研究摸索,在现有空冷器基础之上进行改进,改造部分空冷器变成湿式空冷器,冷凝效果有效提升。

关键词：丙烷脱氢分离系统空冷

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开放式空冷余热排出系统影响因素敏感性研究

哈尔滨工程大学学报 2023年第7期44卷 1175-1180页

作者：邹文重温济铭胡相杰于沛李丽娟中国核电工程有限公司北京100840 哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究开放式非能动空冷余热排出系统特性,本文基于CFD方法建立了系统的数值计算模型,从余排系统内外流道的温度场、速度场、传热百分比和换热系数等角度分析了热辐射发射率和隔热层热阻等因素对自然循环传热能力的影响。本文的研究... 详细信息

为了研究开放式非能动空冷余热排出系统特性,本文基于CFD方法建立了系统的数值计算模型,从余排系统内外流道的温度场、速度场、传热百分比和换热系数等角度分析了热辐射发射率和隔热层热阻等因素对自然循环传热能力的影响。本文的研究工况范围是:3×10^(3)≤Re≤9×104,6×10^(6)≤Ra≤3×109,8.89×10^(-7)≤Bo≤1.02×10^(-4)。计算结果表明:加热通道内存在对流换热的热入口效应和辐射换热的端部效应。热辐射不直接传热给空气,但是改变了壁面间对流换热百分比。系统内的自然循环由上升和下降通道间的密度差驱动,随着隔热层热阻的变化,当热阻小于1.46×10^(-3) K/W,自然循环驱动力快速下降,压力容器壁面传热恶化。

关键词：空冷余热排出系统数值模拟自然循环温度场速度场热辐射发射率

复合相变材料/空冷复合式锂离子电池模块散热性能

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化工学报 2023年第2期74卷 674-689页

作者：杜江龙杨雯棋黄凯练成刘洪来华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 华东理工大学化工学院上海200237 化学工程联合国家重点实验室上海200237

锂离子电池放电过程中产生的热量无法及时消散会导致电池性能下降,设计合理的电池组散热结构是提升电池性能的关键一环。提出一种复合相变材料(CPCM)与空冷结合的电池组散热结构。利用伪二维电化学模型与三维散热模型相结合,将电池产热... 详细信息

锂离子电池放电过程中产生的热量无法及时消散会导致电池性能下降,设计合理的电池组散热结构是提升电池性能的关键一环。提出一种复合相变材料(CPCM)与空冷结合的电池组散热结构。利用伪二维电化学模型与三维散热模型相结合,将电池产热过程、电池与外界传热过程进行解析,探究了相变材料(PCM)厚度、CPCM中膨胀石墨(EG)的含量、空冷孔道数量及空冷气体流通方向对电池组散热性能的影响。结果表明,CPCM/空冷复合式散热结构的散热性能明显优于只用CPCM的电池组,且当PCM厚度等于电池半径、EG质量分数为20%时,电池组散热性能最佳。此外,双向通风管道设计可以更有效地降低电池温度。所得结论可为锂离子电池组的散热设计提供理论指导。

关键词：锂离子电池复合相变材料热安全空冷电化学模型

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基于空冷的锰硅合金凝固过程传热特性研究

基于空冷的锰硅合金凝固过程传热特性研究

作者：董亚杰河南理工大学

学位级别：硕士

锰硅合金是一种需求量较大的铁合金,主要作为钢铁坯生产过程中的复合脱氧剂和合金剂,目前主要采用铸铁机浇注生产,其特点是全机械化生产且可实现环境除尘。轨道式铸铁机浇注是其中一种,冷却方式主要采用水冷,但在该冷却条件下锰硅合金... 详细信息

锰硅合金是一种需求量较大的铁合金,主要作为钢铁坯生产过程中的复合脱氧剂和合金剂,目前主要采用铸铁机浇注生产,其特点是全机械化生产且可实现环境除尘。轨道式铸铁机浇注是其中一种,冷却方式主要采用水冷,但在该冷却条件下锰硅合金生产过程中存在安全隐患、浇注厚度偏低、浪费水资源等问题。空冷是以空气为介质利用风机增强换热的一种冷却方式,可以很好的解决以上轨道式铸铁机浇注过程中存在的问题,与水冷相比,更清洁、安全及可控,并且在一定锰硅合金浇注厚度下可替代水冷,减少了水资源浪费。本文通过数值模拟技术研究了铁模几何结构和空冷对锰硅合金凝固过程的影响。为提高数值计算结果的可靠性,利用现场实测锰硅合金表面及铁模温度场对数值模型进行验证,分析了不同网格形状对锰硅合金温度场的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、转靶X射线衍射仪、数显显微硬度计等手段,研究了不同冷却方式下锰硅合金的铸态组织特征及力学性能,以试验与仿真相结合的方式,分析了自然冷却、空冷及水冷对锰硅合金铸态组织、缺陷及凝固过程的影响。主要研究内容和结论包括:(1)以实际运行中的轨道式铸铁机铁模及其上层浇注层为研究对象,建立数值模型,采用三角形网格和三角形棱柱网格,并进行了网格无关性验证;采用Flir T640红外热像仪测定锰硅合金浇注过程的温度场,从锰硅合金和铁模温度场两方面分别验证了数值模型的可靠性。(2)在空冷条件下,数值模拟研究了平面双面铁模的中间厚度和槽深对锰硅合金凝固过程的影响,并对该铁模形状加以改进,设计了粒化铁模和单面超厚铁模2种铁模。结果表明:平面双面铁模的中间厚度增加对锰硅合金的凝固过程影响较小,但增加了其有效传热厚度,可延长其使用寿命;在改变平面双面铁模槽深后,锰硅合金最高温度点在不同的浇注厚度下的冷却曲线趋于重合,且该铁模形状对此结果影响较小,经过拟合得出生产锰硅合金的最佳浇注厚度为200.863 mm,为防止其在轨道运行中飞溅,该铁模的最佳槽深设计为210 mm;从传热学角度分析出粒化铁模表面以孔径40 mm且交叉排列及单面超厚铁模以底面4槽为最佳改进方案。(3)用金相显微镜、扫描电子显微镜、转靶X射线衍射仪、显微硬度计等手段,研究了锰硅合金在自然冷却、空冷及水冷下的铸锭组织特征和力学性能。结果表明:锰硅合金的金相组织主要为Mn5Si3和Mn Si两相;在水冷条件下,锰硅合金组织粗大、缩孔数量多且大,维氏硬度平均值为924.9;在空冷条件下,其组织较为紧凑、缩孔数量少且小,维氏硬度平均值为952.9,且以空气为介质的冷却方式可促进合金组织细化,并析出Si C相,与水冷相比,产品质量较好。(4)数值模拟研究了在空冷条件下轨道运行速度及平面双面铁模的浇注厚度对锰硅合金凝固过程的影响。结果表明:锰硅合金在空冷下的整体温度场分布较为均匀;在轨道运行速度为6 m/min条件下,当锰硅合金浇注厚度不超过55 mm时,仅空冷即可满足凝固要求,当锰硅合金浇注厚度大于55 mm时,空冷可以与喷水或喷雾冷却相结合,空冷为主水冷为辅,满足对其凝固要求,减少水资源的消耗;轨道运行速度在5～7 m/min时,给出了锰硅合金最大浇注厚度与轨道速度的拟合表达式。本文图45幅,表10个,参考文献64篇。

关键词：锰硅合金轨道式铸铁机铸铁模空冷仿真分析

0.02%Nb空冷仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的相变及强韧性

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金属学报 2010年第4期46卷 473-478页

作者：冯春方鸿生白秉哲郑燕康清华大学材料科学与工程系先进材料教育部重点实验室北京100084

采用Gleeble-1500D热模拟机进行热模拟实验和轧制实验,研究了添加0.02%Nb对仿晶界型铁素体(F_(GBA))/粒状贝氏体(B_G)复相空冷钢相变及力学性能的影响.结果表明,0.02%Nb使该钢的连续冷却转变曲线右移,淬透性增加;0.02%Nb抑制了γ→α相... 详细信息

采用Gleeble-1500D热模拟机进行热模拟实验和轧制实验,研究了添加0.02%Nb对仿晶界型铁素体(F_(GBA))/粒状贝氏体(B_G)复相空冷钢相变及力学性能的影响.结果表明,0.02%Nb使该钢的连续冷却转变曲线右移,淬透性增加;0.02%Nb抑制了γ→α相变,细化了仿晶界铁素体,促进了粒状贝氏体转变,细化了粒状贝氏体及其内部的铁素体片条及马氏体-奥氏体(M-A)岛.与不含Nb的F_(GBA)/B_G复相钢相比,由于组织细化及强化相体积分数的提高,含0.02%Nb的复相钢经轧后空冷后抗拉强度上升了157 MPa,屈服强度增加了93 MPa,强化效果显著.分析了添加0.02%Nb使复相钢的组织细化及强化相体积分数增加的原因.

关键词：粒状贝氏体相变强韧性微量Nb 空冷

干-湿冷却系统对空冷机组热经济性影响的分析

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化工学报 2015年第1期66卷 433-440页

作者：郭民臣纪执琴安广然李安生华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

受环境温度影响,空冷机组夏季工况的运行背压高,严重限制了机组的带负荷能力,并影响机组的热经济性和安全性。分析了一种干-湿混合冷却系统,将汽轮机排汽分流出一部分通过循环水冷却,以降低机组夏季工况背压。建立了干-湿混合冷却系统... 详细信息

受环境温度影响,空冷机组夏季工况的运行背压高,严重限制了机组的带负荷能力,并影响机组的热经济性和安全性。分析了一种干-湿混合冷却系统,将汽轮机排汽分流出一部分通过循环水冷却,以降低机组夏季工况背压。建立了干-湿混合冷却系统对机组热经济性影响的数学模型,并以某330 MW直接空冷机组为例揭示了机组背压和净功率随主蒸汽流量、湿冷分流量以及环境温度的变化规律。结果表明:主蒸汽流量为1120 t·h-1、湿冷分流量为175 t·h-1时,机组出力从326.266 MW达到330 MW满负荷运行,提高了3.734 MW,背压由46.8 k Pa下降到31.9 k Pa,机组的热耗率降低了110.9 k J·(k W·h)-1,发电标准煤耗率降低了4 g·(k W·h)-1。

关键词：空冷背压干-湿混合冷却系统传热模型热力学热经济性

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大功率空冷自增湿PEMFC温度控制方法

西南交通大学学报 2015年第1期50卷 44-50页

作者：游志宇陈维荣彭赟李奇西南交通大学电气工程学院四川成都610031

为研究大功率空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)温度控制对电堆输出性能的影响,分别采用模糊控制、PID控制、模糊-PID切换控制、自适应模糊PID控制对电堆进行试验测试.实验结果表明,不同控制方法在负载变化时的动态响应特性存在较大... 详细信息

为研究大功率空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)温度控制对电堆输出性能的影响,分别采用模糊控制、PID控制、模糊-PID切换控制、自适应模糊PID控制对电堆进行试验测试.实验结果表明,不同控制方法在负载变化时的动态响应特性存在较大差异:模糊控制对电堆输出性能影响较大,在大电流输出时会造成明显的浓差极化;模糊控制、PID控制、模糊-PID切换控制在负载变化时动态响应存在较大的超调量,调节时间长;模糊自适应PID控制超调量小,调节时间短.与PID温度控制相比,自适应模糊PID温度控制超调量降低了75%,调节时间加快了20%.综合考虑调节时间、超调量、稳态误差、电堆输出性能等因素,自适应模糊PID温度控制有利于提高大功率空冷自增湿PEMFC输出特性.

关键词：空冷自增湿质子交换膜燃料电池模糊控制 PID控制模糊-PID切换控制自适应模糊PID控制

空气流向对空冷PEMFC影响的实验及仿真研究

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太阳能学报 2015年第8期36卷 1915-1920页

作者：阙海丹魏博渊刘志祥李奇陈维荣西南交通大学电气工程学院成都610031

针对不同空气流向对电堆性能的影响进行ANSYS/Fluent仿真分析,开展实验研究,在环境温度、风扇转速等外界条件不变的情况下,测量两种不同工作温度下外部风扇"吸风"与"吹风"两种空气流动方式对电堆总输出和各单电池输出特性的影响。结果表... 详细信息

针对不同空气流向对电堆性能的影响进行ANSYS/Fluent仿真分析,开展实验研究,在环境温度、风扇转速等外界条件不变的情况下,测量两种不同工作温度下外部风扇"吸风"与"吹风"两种空气流动方式对电堆总输出和各单电池输出特性的影响。结果表明:采用"吸风"方式供应空气(即正向流动)时,电堆的均匀性和稳定性等性能明显较好。考虑到电堆使用寿命,空冷质子交换膜电堆采用空气正向流动方式更为有利。

关键词： PEMFC 空冷空气流向 ANSYS/Fluent仿真分析

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火电机组直接空冷系统优化设计方法研究

中国电机工程学报 2011年第11期31卷 1-5页

作者：张晓鲁汪建平孙锐董建勋詹扬柴靖宇中国电力投资集团公司北京市西城区100033 中国电力工程顾问集团公司北京市西城区100120

与采用湿冷系统相比,火电机组采用空冷系统将增加工程投资和运行费用。对空冷系统进行优化设计十分重要,可提高空冷机组的整体经济性。该文提出了基于年费用最小的直接空冷系统优化设计方法,对设计气温、初始温差(initial temperature d... 详细信息

与采用湿冷系统相比,火电机组采用空冷系统将增加工程投资和运行费用。对空冷系统进行优化设计十分重要,可提高空冷机组的整体经济性。该文提出了基于年费用最小的直接空冷系统优化设计方法,对设计气温、初始温差(initial temperature difference,ITD)等参数的选择、空冷凝汽器管型、空冷风机等选型及系统热力计算、空气阻力计算等进行了分析和讨论。以直接空冷系统国产化示范工程600 MW火电机组空冷系统为例说明了该方法的应用。该方法已应用于36台300和600 MW火电机组国产化直接空冷系统的设计,并被采纳用于编制国家有关设计标准。

关键词：空冷优化设计参数火电机组