分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2022-10-26 合作期刊: 《桂林电子科技大学学报》
摘要：气凝胶具有高孔隙率和低热导率,能够吸收太阳光并转换为热能加热液态水,因此被广泛应用于太阳能驱动水蒸
发领域,可以实现高效的海水淡化和污水处理。为了提高气凝胶的水蒸发速率,选择吸水性好的聚丙烯酰胺(PAM)为基
底,聚多巴胺(PDA)为亲水改性材料,聚乙二醇(PEG)为分散剂,通过冷冻干燥法制备PAM-PDA-PEG(PG-PAM)改性气
凝胶。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外/可见/近红外分光光度计(UV-vis-NIR)、水接触角和拉曼
光谱(Raman)对改性气凝胶的微观形貌、化学组成、光学性质、亲水性及水状态进行了表征。还利用模拟蒸发系统测试了
PAM-PDA-PEG的光热转换性能。结果表明,纯PAM的光热转换性能较弱,但经过改性后的PAM-PDA-PEG气凝胶不仅
具有良好的吸光性和亲水性,还蕴含大量的中间水,可以有效地降低蒸发所需要的能量。经过测试,PAM-PDA-PEG在
1 kW·m-2的光强下蒸发速率达到2.40 kg·m-2·h-1,是纯PAM 的5倍。此外,脱盐和染料去除实验证明了PAM-PDAPEG
实际应用能力。
分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2022-05-30
Solar stills are considered an effective method to solve the scarcity of drinkable water. However, it is still missing a way to forecast its production. Herein, it is proposed that a convenient forecasting model which just needs to input the conventional weather forecasting data. The model is established by using machine learning methods of random forest and optimized by Bayesian algorithm. The required data to train the model is obtained from daily measurements lasting 9 months. To validate the accuracy model, the determination coefficients of two types of solar stills are calculated as 0.935 and 0.929, respectively, which are much higher than the value of both multiple linear regression (0.767) and the traditional models (0.829 and 0.847). Moreover, by appling the model, it is predicted that the freshwater production of four cities in China. The predicted production is approved to be reliable by a high value of correlation (0.868) between the predicted production and the solar insolation. With the help of the forecasting model, it would greatly promote the global application of solar stills.
分类： 计算机科学 >> 计算机科学技术其他学科 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2021-08-11
摘要：负荷预测是电网系统中很多应用的关键部分，具有重要作用。然而，由于电网负荷的非线性、时变性和不确定性，使得准确预测负荷具有一定的挑战。充分挖掘负荷序列的潜在特征是提升预测准确率的关键。本文认为在特征提取时应该充分利用负荷序列的位置信息、趋势性、周期性和时间信息，同时还应构建更深层次的神经网络框架进行特征挖掘。因此，本文提出了基于特征嵌入和Transformer框架的负荷预测模型，该模型由特征嵌入层，Transformer层和预测层组成。在特征嵌入层，模型首先对历史负荷的位置信息、趋势性、周期性和时间信息进行特征嵌入，然后再与天气信息进行融合，得到特征向量。Transformer层则接受历史序列的特征向量并挖掘序列的非线性时序依赖关系。预测层通过全连接网络实现负荷预测。从实验结果来看，本文模型的预测性能优于对比模型，体现了该模型的可行性和有效性。
分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2020-07-31
摘要： 地热作为清洁稳定的绿色能源，在我国实现北方清洁供暖、全国能源结构转型中起到重要作用。可持续开发地热资源是地热开发利用的前提，而通过数值模拟的方法求解数学模型是实现地热资源评价与提供优化开采方案以支撑地热可持续开发利用的关键工具，得到了地热从业人员和科研工作者越来越多的重视与关注。然而当前并没有专门针对地热开发利用所设计的专业软件，目前在地热行业使用较广泛的模型软件通常是相关行业（石油、水文、热工等）软件，难以满足地热资源开发利用的实际需求。更为重要的是，数值模拟软件往往操作复杂，使用极其不便。因此，我们开发了一款专门针对地热开发利用的中文软件---“地热计算器”，该软件在耦合开源数值模拟内核的基础上，采用最新研发的地热储工程优化算法，针对性地开发了地热行业所需的实际功能：如井距优化、资源量评价及地热能开采方案优化设计等，同时提供友好的用户交互界面，实现软件的“简易化”或者“一键操作”功能，让具备不同专业背景的地热从业人员均能够在短时间内掌握其操作，一方面促进地热行业数值模拟技术的应用，另一方面也为地热资源的可持续开发利用提供服务。
分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2020-07-05
摘要： 本文提出了基于风、光、水电、抽水储能多能互补的单元式清洁能源构建模式，结合黄河水沙调控体系规划的黑山峡、碛口、古贤三座水利枢纽工程，依托黄河“几”字弯区域丰富的水、风、光、国土、地形资源，以电源端调控实现稳定输出，提出建设风-光-水-抽水储能多能互补的三座清洁能源基地的构想，替代化石能源，实现节水、减排，助力黄河流域生态保护和高质量发展。
分类： 能源科学 >> 能源系统工程 分类： 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间： 2019-07-09
摘要： 多区域电力系统的优化调度存在与调度模式相适应和建模求解等方面的困难。本文基于我国网省两级调管模式和省间中长期电量协议的背景，提出以简化省级系统和优化净发电序列方差为基础的多区域日前发输电计划模型，模型能够非迭代地求取优化的交、直流联络线功率计划和直调电厂机组出力计划，并针对性地考虑了直流输电曲线阶梯化和网省间局部交流断面潮流限值等实用化约束。采用中国南方电网多省区交、直流互联系统的实际数据，验证了模型的有效性和可行性，证明模型能够利用较少的信息，在上级调度机构层面形成改进的且对省区安全可行的送受电计划，降低省区发电的峰谷差和标准差，缓解调峰压力，提高整体运行效益。所提方法适用于我国当前的调度体制及不同场景，已经在电网调度计划编制上取得应用。
分类： 能源科学 >> 储能技术 提交时间： 2018-11-14
摘要： A compact Janus membrane, which consists of sulfonated polystyrene and quaternized polystyrene, is used as the separator to assemble a novel carbon-based supercapacitor. The aqueous acidic and alkaline electrolyte solutions can be simultaneously used in one supercapacitor device. The carbon-based aqueous supercapacitor can not only run at a high cell voltage of 2.2 V, but also deliver a specific energy of 20.06 Wh kg-1. Moreover, such a supercapacitor with specific energy of 40-50 Wh kg-1 can be predicted after further optimization.
分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-05-15
摘要：河盆地有无天然气一直是地学界研究的热点问题之一，而该问题的关键是有无气源岩的存在。为进一步评价因缺乏有效烃源岩而停顿多年的渭河盆地的油气地质前景，结合区域地质背景，通过二维地震反射特征、地热井伴生气及油气化探的CH4、CO2碳同位素数据和钻探成果综合分析，认为渭河盆地深部残留有晚古生代含煤地层：①二维地震反射剖面揭示，渭河盆地深部发育类似鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤系地层特有的强反射特征（T9），对应于太原组9#、8#和山西组4#、3#主力煤层反射；②地热井伴生气及油气化探样品中δ13CH4在-24.5‰ ~ -40.2‰之间，属于煤型热解—裂解气，大多数样品δ13 Cco2＜-10‰，属有机成因气；③渭参3井揭示盆内存在上古生界二叠系石盒子组，推测下部存在山西组和太原组地层；④渭河盆地在晚古生代为大华北克拉通的一部分，沉积有煤系地层，三叠纪末期开始遭受一定的隆升剥蚀，至新生代渭河断陷盆地开始形成，盆地周缘发生大规模隆升剥蚀，而渭河盆地内这一时期接受了巨厚沉积，前新生代地层（上古生代煤系地层等）得以保存和深埋，即构造演化的差异造成了不同构造单元地层剥蚀和残留程度的差异。综合认为晚古生代煤系地层甚至更晚层位存在于渭河盆地的西安凹陷、固市凹陷和咸渭凸起的部分区域。渭河盆地晚古生代含煤地层可作为油气及氦气载体气的气源岩，为渭河盆地油气及富氦天然气勘探提供了物质基础，同时可为鄂尔多斯周缘断陷盆地群油气资源调查提供借鉴。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要：对不同闪光留量条件下510CL车轮钢闪光对焊接头组织和性能进行研究。结果表明：焊接热影响区含界面区、粗晶区、重结晶区、部分重结晶区四个部分,其中界面区维氏硬度最高,峰值硬度范围为201~219HV。闪光留量较小时,界面区主要为块状铁素体与粒状贝氏体;闪光留量适中时,界面区出现力学性能优异的针状铁素体组织;闪光留量过大会使接头处产生的热量过大,此时界面区主要为力学性能较差的魏氏体与粒状贝氏体组织,并出现错边现象。闪光对焊错边与魏氏体组织过多是焊接接头断裂的主要原因,为了获得性能良好的闪光对焊接头,闪光留量的合理设计范围为3.5~5.5 mm。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：本文基于热质耦合的Lattice Bhatnagar-Gross-Krook(CLBGK)模型，通过引入浓度分布函数，利用格子Boltzmann方法对顶盖驱动的复合方腔内的双扩散混合对流现象进行了研究，复合方腔由多孔介质区域和自由空间组成。分析了路易斯数Le=2.0，浮升力比N=1.0，格拉晓夫数Gr=104和普朗特数Pr=0.7时，孔隙率(ε = 0.6/0.7/0.8)、方腔中多孔介质层位置及理查德森数Ri(10-3≤Ri≤103)对内部混合对流及热质扩散的影响。给出了方腔内温度、浓度和流线分布，以及高温高浓度壁面的平均努赛尔数Nuav和平均舍伍德数Shav。研究结果表明：多孔介质层对顶盖驱动方腔内热质双扩散影响显著，且方腔左壁壁面平均努赛尔数Nuav与平均舍伍德数Shav，在位置D1-D3之间随多孔介质层的右移而增大，在位置D3上随Ri(10-3≤Ri≤103)的增大而减小。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：实现聚合物热导率调控，对扩大其在柔性集成电路热管理中的应用非常重要。过去的十年中，学者们从纳米结构材料的制造方面做了大量工作，但是各种各样的官能团与聚合物导热性质的关系仍没有明确。本文使用分子动力学方法，通过原子质量修饰简化模型，探究了碳链聚合物单链的热导率与多种等效取代基的关系。研究发现，氢原子质量修饰能显著调控碳链聚合物单链的热导率，随着原子修饰质量的增加，热导率单调递减。分析表明，氢原子质量修饰会影响与其成键的碳原子的振动模式，越大的原子修饰质量会越多地散射碳链中的低频声子，因而使碳链聚合物单链的热导率显著降低。本研究对理解聚合物热导率调控与多种取代基之间的关系具有指导意义。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：工质在换热过程中发生相变时，其物性参数将发生剧烈变化，增大了换热系统性能分析和优化的复杂度。本文以顺流、逆流和叉流三种典型换热器为研究对象，在考虑工质发生相变的前提下，构建了与其对应的等效热阻网络图(能量流模型)，获得了换热器的换热量与结构/运行参数以及工质物性间的直接物理联系。以此为基础，对于含相变工质的换热系统，通过构建其整体能量流模型，结合基尔霍夫电压、电流定律明确了系统中各独立设计参数间的整体约束关系，并应用拉格朗日乘子法实现了相变换热系统的性能优化。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：实验利用可视化方法研究了憎水表面上聚焦激光局部加热作用下液滴的蒸发特性及主液滴周围冷凝液滴的生成及演化特性。波长为1550 nm 的红外激光作为局部热源控制液滴的相变。结果表明：冷凝液滴随着热蒸汽在过冷基底上的冷凝而不断生长，冷凝液滴之间的聚并现象使其尺寸快速增大。冷凝液滴的演化过程受到液滴蒸发强度和冷凝持续时间的综合影响。当激光加热偏离液滴中心位置时，冷凝液滴仍然较为均匀地分布在主液滴周围。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源计算与测量 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：液体射流雾化常见于印刷、农业、燃烧设备中，然而雾化现象涉及到气液界面复杂的拓扑变化，使得雾化过程极其复杂。目前针对一次雾化的机理研究及模型尚不够准确，由于数值计算方法的快速发展，越来越多的研究者采用数值方法来研究一次雾化。本文采用大规模的直接数值模拟手段和Level Set追踪气液界面的方法模拟旋转射流的一次雾化过程，以揭示旋流雾化的机理和界面不稳定波的贡献。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源系统工程 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：为了深入研究切变入流条件下大型风电机组尾流效应的非定常特性，以NREL 5MW大型海上风电机组为研究对象，建立了机组三维整机流场的全尺度结构化网格模型，基于滑移网格方法开展了风电机组额定工况下尾流效应的非定常数值模拟研究，并通过与NREL报告数据对比验证了模拟方法的可靠性。分析了风切变、机舱塔筒、叶片旋转等多种因素综合影响下风电机组性能参数的周期性变化规律，探讨了切变入流对尾流区风速分布的影响， 以及尾流涡系的结构与发展情况。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源计算与测量 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 致动面模型利用无厚度的平面代替风力机叶片，在平面上施加不连续压力来模拟叶片对气流的作用，结合N-S方程,在FLUENT中进行数值模拟计算，是对致动线方法的延伸与改进。运用该方法能够简化风力机的模型，从而减少网格数量和计算时间。采用线性分布下的致动面模型，提出一种致动面网格的辨识方法，对单台Nibe A型风力机的远近尾流区域进行模拟计算，包括尾流风速变化，湍流强度，涡结构,并将数值模拟的结果与致动线模型计算结果以及实验数据进行对比分析，主要是风轮后特定距离截面的风速变化，验证了致动面方法的优越性以及用于风力机尾流场计算的可行性。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：为了深入分析淹没水射流流动特征，综合采用数值模拟和流场测量进行研究。数值模拟应用基于S-A模型的DES方法，并通过圆柱绕流验证数值方法的有效性；流场测量采用粒子图像测速技术。研究表明：采用的数值模拟方案可以准确预测圆柱的升力系数、阻力系数和尾流中旋涡脱落的斯特劳哈数；模拟和实验获得的射流速度沿轴向和径向的衰减规律吻合；模拟获得的射流半值宽度线的斜率小于实验结果，主要是由于对剪切层厚度的预测不足所致；在垂直于射流束横截面上，涡量呈现双峰分布；射流的涡量随着射流发展呈总体衰减趋势。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源计算与测量 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：本文以压比为6.1的跨音速离心叶轮为研究对象，采用定常和非定常数值模拟分析了叶尖区域激波与泄漏涡的相互作用和泄漏涡的非定常特征。随着流量减小，激波与泄漏涡的相互作用增强，最终导致泄漏涡破裂。小流量下泄漏涡的破裂引起叶片载荷的变化，叶片载荷的变化反过来影响泄漏涡的强弱，如此形成一个非定常循环过程。单通道模拟得出非定常流动的频率为0.668 BPF, 双通道和三通道模拟得到的频率则为0.88 BPF。但三种模型得出的非定常机理相同。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：压气机叶片加工误差的存在使得叶片实际尺寸偏离设计初衷，对压气机性能造成一定的影响。为了分析加工误差对叶片性能的影响，首先通过三坐标测量仪对大量叶片进行误差检测与分析获取了轮廓误差的真实分布规律，其次运用五点四阶非嵌入式混沌多项式对加工误差影响进行了不确定性量化，最后分析了加工误差对气动性能的真实影响规律。研究结果表明，加工误差的存在使得叶型性能有所恶化，但其影响主要体现在叶型性能稳定性；建议在进行误差影响分析时应充分考虑误差的随机特性并使用标准差等具有统计意义的变量进行分析，相对于传统的影响评价方法能更加客观对误差影响进行评判与描述。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 分类： 能源科学 >> 能源化学 提交时间： 2017-03-22 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要：棕榈酸是有机固液相变材料，本文通过添加膨胀石墨对其性能进行改善并采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、充/放热性能测试对制备出的膨胀石墨质量分数分别为1%，3%，5%，8%的棕榈酸/膨胀石墨复合相变储能材料的结构及热性能进行表征。结果表明，棕榈酸/膨胀石墨复合相变材料保持了膨胀石墨原来疏松多孔的蠕虫状结构，其相变温度与棕榈酸相似，相变潜热与对应质量含量下的棕榈酸相当；随着膨胀石墨添加量的增多，受到黏度和自然对流双重作用的影响，复合相变材料的蓄放热速率先减小后增大，因此适量的膨胀石墨可改善棕榈酸的传热性能。
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