湖南省科技计划项目(2009GK2009)
- 作品数：14 被引量：64H指数：4
- 相关作者：周乃君王志奇王晓元夏小霞罗亮更多>>
- 相关机构：中南大学湘潭大学更多>>
- 发文基金：湖南省科技计划项目国家科技型中小企业技术创新基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理电气工程冶金工程一般工业技术更多>>
- 低温烟气余热发电实验系统设计及性能被引量：2
- 2014年
- 采用R123为工质,以热风炉产生的烟气模拟工业炉排放的烟气作为实验热源,通过设计和搭建基于有机朗肯循环的余热发电系统实验台,研究膨胀机输出功率、系统热效率以及效率随系统状态参数的变化规律。实验结果表明:膨胀机输出功率随蒸发压力和热源温度的升高而增大,实验条件下的最大输出功率为645 W。系统热效率随工质蒸发压力的升高而增大,最大热效率为8.5%。系统效率随蒸发压力和热源温度的升高而增大,实验条件下的最大效率为3.5%。工质过热度的提高不利于提升系统的综合性能。
- 周乃君王晓元王志奇
- 关键词：有机朗肯循环发电效率
- 导流式铝电解槽电热平衡计算建模与应用被引量：4
- 2011年
- 采用经验公式与数值计算相结合的方法建立导流槽电平衡及能量平衡计算模型,针对1台114.5 kA系列槽进行计算,得到槽体电热场的分布和槽膛内形的相关信息。研究结果表明:在设定的工艺条件下,导流槽的槽极距可降至2.75 cm,体系电压可降至3.312 V,铝电解能量利用率提高到53.63%,体现了导流槽的极大节能潜力。在计算工况下,导流槽也能获得形状规整的槽帮,稳态时槽帮厚度可达12 cm左右。该计算模型和计算结果可为导流槽的设计提供参考。
- 周乃君童道辉张家奇王瑞雪
- 关键词：仿真建模有限元分析
- 低温余热有机朗肯循环发电系统热经济性分析被引量：3
- 2013年
- 针对工业中排放的低温烟气,建立有机朗肯循环发电系统的热经济分析模型,分析蒸发压力、热源温度及蒸发器最小传热温差对系统经济性能的影响。分析结果表明:热源温度为140℃,循环采用R123的经济性最佳,相应的发电成本与动态投资回收期分别为0.142元(/kW.h)与3.68年。余热发电系统存在一个经济性最高的蒸发压力,不同工质对应的最佳蒸发压力也不同。蒸发器内最小传热温差为15℃时,系统的经济性较好。烟气温度在100～180℃时,系统采用R123的投资回收期最短,而烟气温度高于180℃时,R141b的经济性更高;不宜采用有机朗肯循环发电技术回收温度低于100℃的低温烟气。
- 王志奇夏小霞周乃君
- 关键词：有机朗肯循环低温余热热经济性分析余热发电
- 有机朗肯循环发电系统的多目标参数优化被引量：26
- 2013年
- 建立以热回收率及单位输出功率所需换热面积为目标的多目标优化模型,利用模拟退火算法对循环采用R123、R236ea、R245fa、R227ea、R600等五种工质时的参数进行优化计算。结果表明:采用多目标优化模型可以协调各评价指标间的关系,更好地满足工程实际的需求;热源温度为140℃、循环采用R123时,最佳蒸发压力为0.69MPa、冷凝压力为0.11MPa,最佳蒸发压力随着冷凝压力的升高而增大;当管内流速超过0.5m.s-1时,流速对系统性能的影响较小。蒸发器内的最小传热温差为15℃。随着热源温度升高,循环的最佳蒸发压力增大。在分析的几种工质中,热源温度在100～220℃时,循环采用R123时性能最佳。
- 王志奇周乃君夏小霞王晓元
- 关键词：有机朗肯循环参数优化发电系统
- 几种低沸点工质余热发电系统的热力性能比较被引量：14
- 2010年
- 基于低品位余热的有机朗肯循环(ORC)发电系统,以某工业装置排出的流量为3×105 m3/h、温度为120℃的低温烟气为研究对象,针对几种高温有机工质,分析工质流量以及汽轮机膨胀比对系统性能的影响。研究结果表明:当工质流量小于15 kg/s时,汽轮机及循环热效率随着工质流量增大而迅速提高;但当工质流量超过15 kg/s时,汽轮机效率及热效率变化不大;工质的沸点越大,汽轮机内效率越高;随着汽轮机膨胀比的增加,系统所需的质量流量减小,而系统的热效率及效率提高;当工质流量或吸热量相同时,几种工质中R123的循环热效率最高,输出功率最大,是系统工质的较好选择。
- 王志奇周乃君罗亮张家奇童道辉
- 关键词：余热发电低沸点工质有机朗肯循环热力性能
- 多晶硅化学气相沉积反应的三维数值模拟被引量：3
- 2014年
- 建立了多晶硅化学气相沉积反应的三维模型，同时考虑质量、能量和动量传递，利用CFD软件对炉内的流动、传热和化学反应过程进行了数值模拟，并分析了硅沉积速率、SiHCl，转化率、硅产率以及单位能耗随H2摩尔分数的变化规律。结果表明：计算结果与文献数据吻合较好；随着硅棒高度的增加，硅沉积速率不断增大；最佳的进气H2摩尔分数范围为0．8～0．85。
- 夏小霞周乃君王志奇
- 关键词：多晶硅化学气相沉积数值模拟沉积速率
- 铝电解槽侧壁换热体系的计算建模与应用被引量：2
- 2014年
- 以商业软件ANSYS为平台,建立了400 kA预焙阳极铝电解槽侧壁换热体系的的三维仿真模型,并进行了具体的数值模拟计算。结果表明:在设定的工况条件下,熔体区侧壁最高温度为112℃,与常规的自然冷却相比,降低150℃以上,侧壁单组换热器的换热量为2 342 W。炉帮形状比较规整,炉帮厚度为16.8 cm左右。研究成果可为铝电解槽侧壁换热体系的设计提供参考。
- 周乃君郭勇王晓元王宇
- 关键词：铝电解槽换热器温度场数值模拟
- 低温发电用翅片管换热器传热特性的数值模拟分析
- 2012年
- 为了深入研究低温余热发电系统用翅片管换热器的传热特性,文中建立了翅片管换热器计算模型,对工质R123在翅片管换热器内的传热性能进行数值模拟,比较管内工质R123在不同流速与温度时的换热特性,利用最小二乘法原理,对烟气侧和工质侧的换热关联式进行了拟合,得到了二者的换热准则方程,此外,利用实验方法对模拟结果进行验证。
- 周乃君郭静罗亮王志奇
- 关键词：翅片管换热器传热特性数值模拟
- 铝电解烟气余热发电系统工质选择被引量：4
- 2010年
- 介绍了基于有机朗肯循环的铝电解槽烟气余热发电系统,并对系统工质进行了选择。结果表明:系统工质需具备良好的循环效率、换热性能、化学稳定性、环保性、适中的工作温度和压力、价格低廉以及低的毒性,且宜采用"干流体"或"等熵流体"作为循环工质;经热力计算表明:R123、R134 a和异戊烷三种备选工质中,以R123作为工质时,汽轮机内效率和系统总效率最高,故应优先考虑采用R123作为系统工质。
- 周乃君罗亮王志奇
- 关键词：铝电解槽余热发电有机朗肯循环工质
- 铝电解槽侧壁换热系统的仿真与应用被引量：3
- 2019年
- 本文提出了利用有机朗肯循环对铝电解槽侧壁的余热进行回收利用,考虑到电解槽侧壁的实际情况设计了一种新型的换热器。为了了解在侧壁余热利用过程中是否会对电解槽的正常运行产生影响,运用ANSYS软件建立了200 kA铝电解槽的三维有限元模型,并对其有无换热器的情况分别进行了热-电耦合模拟。模拟结果显示:在加载换热器后,电解槽侧壁温度明显降低,槽帮厚度适当增加,槽电压略有降低。在此基础上设计了一套侧壁余热发电系统,为了掌握整个系统的有效能流向,对系统进行了[火用]分析。分析结果:系统的[火用]损主要集中在节流过程和冷凝过程,为提高系统效率提供了方向。对系统参数进行了优化,优化结果表明:在换热器出口参数一定的情况下,随着汽轮机进气压力升高,系统循环效率逐渐升高而发电量会出现一个峰值。本文为电解槽余热利用提供了新的途径。
- 明勇周乃君
- 关键词：铝电解槽换热器余热发电[火用]分析
