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新型高效装置的设计及性能实验研究

新型高效装置的设计及性能实验研究

作者：吴昊天哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

除湿是一门涉及多个学科的综合性技术,目前已被广泛应用于仪器仪表、生物工程、节能环保等多种领域,并在工农业、国防、医疗、商业和日常生活中发挥巨大的作用。而目前中国除湿机普及率仅仅2.4%,同时年降雨130天以上的城市达到了 256个... 详细信息

除湿是一门涉及多个学科的综合性技术,目前已被广泛应用于仪器仪表、生物工程、节能环保等多种领域,并在工农业、国防、医疗、商业和日常生活中发挥巨大的作用。而目前中国除湿机普及率仅仅2.4%,同时年降雨130天以上的城市达到了 256个,所以除湿机需求大,除湿技术在我国具有广大发展前景。然而除湿所消耗的能量占比逐年增加。以空调为例,冷凝除湿占用了空调总能耗的30%,除湿机因能耗较高限制其发展,因此本文研制新型高效除湿机有着重要的现实意义。首先,进行除湿装置的设计。包括除湿装置蒸发器、冷凝器的结构参数的确定及压缩机、毛细管的选型,使除湿装置可以满足不同工况下的除湿要求。根据设计得到除湿装置各部件参数,为下文模拟及性能实验奠定基础。其次,利用Evap-cond软件模拟除湿装置蒸发器的换热量。根据蒸发器不同尺寸及入口空气参数进行166组换热量的模拟研究,利用潜热换热量反映除湿量的变化。得出肋管管径、翅片间距、肋管排数、流路布置、制冷剂流量、进口空气温湿度对总换热量及潜热换热量的影响规律,绘制换热量随以上参数变化曲线。再次,利用Fluent进行30组翅片中心空气及翅片表面空气模拟实验。得到翅片间空气温度场、速度场、各项体积分数场、相对湿度场,随入口空气参数的变化规律。发现出口温度及水蒸气体积分数随入口风速增加而减小,出口相对湿度随风速增大先增加后减小的规律。然后,搭建试验台并进行除湿装置的性能实验。通过控制入口空气状态参数,包括入口空气干球温度(24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃)、相对湿度(55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%)与空气入口风速(0.5m/s、1m/s、1.5m/s、2m/s、2.5m/s、3m/s)这三个关键因素,共进行96组实验研究,绘制除湿量与单位功率除湿量随入口空气温度、湿度、速度变化曲线,系统地分析了以上各参数对于除湿装置除湿性能的影响。同时将实验、设计、模拟进行对比,进一步探究设计与模拟的可靠性。确定除湿装置标准工况下的最佳入口空气参数。最后,对除湿装置进行改进优化。设计并定制一组U型热管换热器,利用U型热管换热器对空气进行预冷及再热,以降低空气进入蒸发器前干球温度进而提高除湿机出口出风温度,减少系统制冷量和再热量,提高机组运行效率。针对优化机组进行性能实验,通过对比未加装U型热管换热器的除湿装置,发现加装U型热管换热器机组在空气温度高于26℃条件下,除湿量及单位功率除湿量均较原始机组有显著提升。本文研究结果为除湿装置的工程应用及改进设计提供了新的设计方案。

关键词：除湿装置设计计算仿真模拟 U型热管性能实验

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舱外航天服除湿装置除湿及再生特性

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 165-170页

作者：张震杨润泽卞强臧华兵梁志伟李广利尚文锦中国航天员科研训练中心北京100094 人因工程全国重点实验室(中国航天员科研训练中心) 北京100094

在舱外航天服环境控制与生命保障系统中,除湿装置能够对介质气体中湿气进行去除,可有效提高CO_(2)分压传感器的测量灵敏度。为适应舱外航天服的使用模式、出舱时间,同时延长除湿装置在舱外航天服中的使用次数,提出了使用舱外航天服氧瓶... 详细信息

在舱外航天服环境控制与生命保障系统中,除湿装置能够对介质气体中湿气进行去除,可有效提高CO_(2)分压传感器的测量灵敏度。为适应舱外航天服的使用模式、出舱时间,同时延长除湿装置在舱外航天服中的使用次数,提出了使用舱外航天服氧瓶剩余氧气进行硅胶吹扫再生的方法,为分析除湿装置的除湿特性、再生特性以及使用模式对其性能影响,首先对比了氯化钙、变色硅胶和细孔硅胶等干燥剂的物理特性和除湿性能;其次,采用纯氧吹扫的方式对变色硅胶进行了除湿再生试验研究;最后,对比分析了除湿装置使用模式对其除湿性能的影响特性。试验结果表明:CaCl_(2)颗粒的除湿效果优于变色硅胶,但吸湿后CaCl_(2)干燥剂会出现坍塌短路的现象;在相同试验条件下,变色硅胶的连续除湿时间为32 h,而细孔硅胶的连续除湿时间为23 h;除湿过程经过暂停后,除湿特性发生变化,间断模式的出口绝对湿度随着除湿时间的增加而有所增大,并且高于正常模式下的出口绝对湿度。变色硅胶的物理特性稳定且在满足除湿要求下的除湿时间较长,更适用于该系统中的除湿装置;且变色硅胶经过纯氧吹扫后可循环使用,具备多次除湿功能;间断模式会造成硅胶内部含水量的重新分配,降低除湿装置内硅胶的整体吸湿能力。本研究为舱外航天服环境控制与生命保障系统中除湿装置干燥剂的选择以及再生特性的优化提供了基础数据和理论指导。

关键词：舱外航天服除湿装置硅胶除湿再生

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一起高压柜烧毁事件的分析及处理方法

化工管理 2022年第6期 81-83页

作者：王媚芳江苏华昌化工股份有限公司江苏张家港215634

高压开关柜对电气设备的正常运行起到关键性作用,一旦发生故障将影响到整个电力系统,而凝露是造成高压开关柜故障的主要因素。在空气湿度较大时,室内墙上会有凝露现象,会导致空分装置10 kV高压柜出现烧毁事件。根据凝露产生的机理,提出... 详细信息

高压开关柜对电气设备的正常运行起到关键性作用,一旦发生故障将影响到整个电力系统,而凝露是造成高压开关柜故障的主要因素。在空气湿度较大时,室内墙上会有凝露现象,会导致空分装置10 kV高压柜出现烧毁事件。根据凝露产生的机理,提出采用基于半导体制冷技术防凝露处理措施,将被动除湿变为主动除湿,对保证空分装置正常运行具有重要的意义。

关键词：高压开关柜故障凝露除湿装置

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大气采样干燥技术除湿效果的测试与对比

山东大学学报（工学版） 2018年第4期48卷 128-136页

作者：赵亚楠王新锋李锐陈天舒薛丽坤王文兴山东大学环境研究院山东济南250100

高湿、云雾影响大气污染物的测量结果,甚至损坏测量设备,因此在大气采样中需采用干燥技术进行除湿。测试对比了旋风切割器、加热带、Nafion干燥管、硅胶干燥管4种干燥装置的除湿效果和影响因素。结果表明,旋风切割器能有效去除液态水,... 详细信息

高湿、云雾影响大气污染物的测量结果,甚至损坏测量设备,因此在大气采样中需采用干燥技术进行除湿。测试对比了旋风切割器、加热带、Nafion干燥管、硅胶干燥管4种干燥装置的除湿效果和影响因素。结果表明,旋风切割器能有效去除液态水,主要用于痕量气体和细颗粒物;加热带快速降低样品空气的相对湿度,但波动较大,平均除湿效率约为20%~40%,用于热稳定污染物;Nafion干燥管除湿效率通常小于20%,适用于各种痕量气体和颗粒物;硅胶干燥管除湿效率稳定,在50%左右,用于颗粒物。几种干燥装置的使用均会引起痕量气体的损失,其中加热带较大,约为10%,旋风切割器和Nafion干燥管不超过10%,甚至低于5%。不同干燥技术各有其适用性和优缺点,使用时应综合考虑。

关键词：干燥技术除湿装置除湿效率损失大气采样

10kV环网箱集成动力自适应除湿装置研究与应用

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电子测试 2022年第14期36卷 82-84页

作者：李一雯张晓张叶虞越董意国网浙江省电力有限公司台州市椒江区供电公司浙江台州318000

本文详细介绍了10kV环网箱的凝露原因及10kV环网箱集成动力自适应除湿装置的结构与原理。通过现场试验,分析验证了自适应除湿装置的除湿效果、经济效益和社会效益。该自适应除湿装置对提高10kV环网箱安全稳定运行具有实际意义,对今后配... 详细信息

本文详细介绍了10kV环网箱的凝露原因及10kV环网箱集成动力自适应除湿装置的结构与原理。通过现场试验,分析验证了自适应除湿装置的除湿效果、经济效益和社会效益。该自适应除湿装置对提高10kV环网箱安全稳定运行具有实际意义,对今后配网领域相关设备除湿研究具有重要的参考价值。

关键词：环网箱凝露除湿装置自适应集成动力

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电力箱体智能除湿系统的研究与应用

电力箱体智能除湿系统的研究与应用

作者：王维杰山东大学

学位级别：硕士

变电站汇控箱、端子箱等电力箱体是变电站中连接一二次设备的重要部件,其良好的设备状态直接关系到变电站的安全运行。目前,由于安装工艺和产品质量等原因,变电站内很多开关柜及端子箱内的驱潮加热装置除潮效果较差,导致汇控箱及端子箱... 详细信息

变电站汇控箱、端子箱等电力箱体是变电站中连接一二次设备的重要部件,其良好的设备状态直接关系到变电站的安全运行。目前,由于安装工艺和产品质量等原因,变电站内很多开关柜及端子箱内的驱潮加热装置除潮效果较差,导致汇控箱及端子箱内湿度过大,易产生凝露形成水珠,引起端子排锈蚀严重、绝缘降低、直流系统频繁告警等异常情况,从而引发直流系统接地、设备短路、故障跳闸等事故。因此,彻底解决变电站开关柜和端子箱内湿度过大问题对促进变电站安全稳定运行有着极其重要的作用。本文通过对目前国内外电力箱体除湿设备原理的对比分析,研发了一款基于冷凝除湿原理的智能除湿装置,并采用半导体制冷的方式进行除湿装置的制作。半导体制冷是一种利用直流电流引起半导体材料中的热量输送而制成的一种简单方便的新型制冷器。这种新型制冷器无噪音、寿命长、安装容易、没有污染源、不需要任何制冷剂,可连续工作,除湿效果令人满意。智能除湿装置中微处理器的数据采样和处理能力决定了系统的稳定性和可靠性。通过比较,最终选取了全周期傅里叶级数算法,此种算法运算简单且有很强的抑制直流分量和谐波分量的能力,符合对单片机功能的需求。考虑到现场的具体应用情况,硬件的选择与电路的设计除了符合国家的设计标准和设计规范外,还需要拥有防潮、防雷等能力以应付复杂的使用环境。为此进行了大量的抗干扰实验来验证智能除湿装置的抗干扰性能,以保证智能除湿装置能够在现场可靠运行。装置研发完成并经性能和抗干扰测试后,在国网德州供电公司进行了为期一年的推广应用。应用结果表明,该装置除湿速度快,除湿效果好,工作稳定可靠,很好地达到了预期设计要求,获得变电运维人员的高度认可。

关键词：变电站端子箱除湿装置半导体制冷智能

水电站提高并保持封闭母线绝缘水平方法实证分析

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粘接 2020年第12期44卷 145-148页

作者：宋明钰王振羽薄岩赵卓陈宏国网新源丰满大坝重建工程建设局吉林132108 镇江华东电力设备制造厂有限公司江苏镇江212000

水电站的离相母线在使用多年后,用以保持密封状态的元器件出现老化现象,从而导致离相母线的密封效果逐渐下降,泄露出较多的气体。配套微正压装置不具备建立标准压力的条件,设备故障不断,除湿效果很不理想。本文通过对多种提高和保持离... 详细信息

水电站的离相母线在使用多年后,用以保持密封状态的元器件出现老化现象,从而导致离相母线的密封效果逐渐下降,泄露出较多的气体。配套微正压装置不具备建立标准压力的条件,设备故障不断,除湿效果很不理想。本文通过对多种提高和保持离相封闭母线绝缘水平的方法优缺点的比较,得出目前市场上节能环保、维护简单和高效,能提高和保持离相封闭母线绝缘水平的最佳方案。

关键词：封闭母线绝缘水平循环干燥除湿装置

秦山320 MW核电机组汽轮发电机空冷系统结露原因分析及处理

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科技视界 2021年第15期 61-64页

作者：赵高玉中核核电运行管理有限公司浙江海盐314300

近年来,秦山320MW核电机组发电机空冷器频繁出现结露现象,空冷器结露温度的高低直接关系到发电机内空气湿度的大小,进而影响发电机内部绝缘,转子护环应力腐蚀等,给汽轮发电机安全运行带来极大的隐患。针对发电机空冷器结露,文章对其产... 详细信息

近年来,秦山320MW核电机组发电机空冷器频繁出现结露现象,空冷器结露温度的高低直接关系到发电机内空气湿度的大小,进而影响发电机内部绝缘,转子护环应力腐蚀等,给汽轮发电机安全运行带来极大的隐患。针对发电机空冷器结露,文章对其产生的原因和可能造成的危害进行了分析,并通过与机组实际运行情况结合,发现增强空冷系统密封性或降低冷却水流量等方法能有效防止空冷器结露现象。

关键词：结露发电机空冷器除湿装置

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果肉烘干技术策略及技术运用研究

甘肃科技 2021年第8期37卷 15-17页

作者：王辉刘超山罗庆李向阳刘泽国白震兰州工业学院甘肃兰州730050

果肉烘干机是加快制造干果速度,降低果肉霉变的重要设备。本设计采用卧式滚筒旋转设计使果肉受到不断搅拌受热均匀;采用太阳能、电能两种模式供能,在光照充足情况下,可降低能源消耗率;采用循环送风和除湿装置,加速果肉表面空气流动速度... 详细信息

果肉烘干机是加快制造干果速度,降低果肉霉变的重要设备。本设计采用卧式滚筒旋转设计使果肉受到不断搅拌受热均匀;采用太阳能、电能两种模式供能,在光照充足情况下,可降低能源消耗率;采用循环送风和除湿装置,加速果肉表面空气流动速度,降低系统能量耗散;同时采用滚筒旋转动力设计锥齿轮副和连杆机构,对空气循环除湿装置压缩除水。循环热风采用扩散送风装置,使热空气充分通过果肉表面,果肉除水效率最大化。该设计具有能量利用率高、加工速度快等特点。

关键词：果肉烘干机卧式滚筒太阳能循环送风除湿装置