【摘 要】
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采用18组分47步H2-N2-CO2反应机理模型、可实现k-ε模型及涡流耗散概念(EDC)模型研究了N2和CO2稀释作用对氢气-空气同轴射流湍流扩散燃烧过程的影响.结果 表明:2种稀释剂均能有效降低氢气燃烧温度,降低NO质量分数,且NO峰值质量分数随着火焰峰值温度的升高而上升;与稀释剂N2相比,CO2对降低氢气燃烧温度和NO质量分数的效果较好;2种稀释剂对火焰峰值温度及NO峰值质量分数的影响是非线性的,随着稀释率的增大,稀释剂降低火焰峰值温度的效果明显增强,而抑制NO生成的效果逐渐减弱;当稀释剂为N2、稀
【机 构】
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长沙理工大学能源与动力工程学院,长沙410114;华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉430074
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采用18组分47步H2-N2-CO2反应机理模型、可实现k-ε模型及涡流耗散概念(EDC)模型研究了N2和CO2稀释作用对氢气-空气同轴射流湍流扩散燃烧过程的影响.结果 表明:2种稀释剂均能有效降低氢气燃烧温度,降低NO质量分数,且NO峰值质量分数随着火焰峰值温度的升高而上升;与稀释剂N2相比,CO2对降低氢气燃烧温度和NO质量分数的效果较好;2种稀释剂对火焰峰值温度及NO峰值质量分数的影响是非线性的,随着稀释率的增大,稀释剂降低火焰峰值温度的效果明显增强,而抑制NO生成的效果逐渐减弱;当稀释剂为N2、稀释率为0.5或稀释剂为CO2、稀释率为0.3时,能使火焰峰值温度处于中等水平情况下NO峰值质量分数依然较低,有利于实现氢气的高效低污染燃烧.
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为研究某种等离子体射流装置在常温常压空气中的放电特性,设计了一种可输出准正弦波电压幅度最高为20 kV、重复工作频率1 Hz～100 kHz可调,功率约为5 kW的等离子体高压变频脉冲源.设计上采用金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)构建全桥拓扑电路,利用开关电源软开关技术原理,将初级能量转移到全桥式串联谐振逆变器上,通过控制芯片施加驱动脉冲信号,经高频脉冲变压器变换后输出高幅度脉冲电压.在间歇或连续工作模式下,该脉冲源输出的高压准正弦波脉冲信号,被加载至等离子体射流装置上,该装置经高压脉冲作用
为提高电池利用率及安全性,分布式储能系统采用高频隔离储能变换器实现低压电池模组到高压直流母线的能量双向传输.为使储能变换器在正反两个方向下均具有较高效率,低压大电流一侧在双向运行时可采用零电流开通和零电流关断,以实现零开关损耗.在分析传统双向全桥DC/DC变换器和LLC谐振变换器存在问题的基础上,提出了一种双向零电流开关储能变换器,通过采用非对称占空比控制,可以实现低压侧在正反向时均具有零电流开关特性,有效减小开关损耗,提高变换器的双向运行效率.分析了变换器的功率传输及电压增益特性,推导了软开关实现条件,
提出了一种应用于多级线圈电磁发射装置的时序控制策略,通过现场可编程门阵列(FPGA)实时控制后级晶闸管最佳延时触发,优化各级脉冲电流的配合,实现驱动线圈加速效果的叠加性.通过原理分析及仿真验证,完成系统主平台的参数整定,确定时序控制器的运算逻辑,引入电磁兼容模块以防止前后级相互干扰.最后在实验室搭建平台进行验证,结果表明在多个电压等级下,该策略能够实现多级线圈加速过程的时序配合,验证了控制策略的准确性和有效性.
为实现分布式电源尤其是光伏的灵活接入,提出了一种三端口交直流变换器拓扑结构与设计方案,采用三有源桥DC/DC变换器和三相DC/AC变换器的组合,为分布式电源、负载与电网之间提供灵活的连接方式.研制了基于三有源桥的碳化硅(SiC)交直流变换器样机,设计并调试通讯系统,通过上位机协调各模块执行控制算法,以满足不同工况下交直流混合的控制需要.根据实际应用场景设计了两种工况,并通过仿真和实验测试样机在两种模式下电压控制和主从均流算法的可靠性,同时测定整机运行的效率.实验结果验证了该变换器具有良好的稳定性和较高的运
在静电除尘应用中,与常规的高压直流电源相比,脉冲电源可降低能耗并能大幅提高微细粉尘的脱除效率,微秒级的电压宽度可以有效抑制反电晕并且不易发生闪络.对一种串联对称式脉冲静电除尘电源进行研究,分析电路的稳态工作原理和闪络工作情况,建立电路的数学模型并完成电源输出特性研究,最后通过仿真和100 kV脉冲电源样机进行验证.
当前多端口变换器(MPC)已广泛应用于直流电力系统中发、输、配、用的各个环节.共直流母线型MPC通过将多个两端口变换器连接到一条公共直流母线上构成,该类MPC具有模块化、易拓展、组合灵活等优势.此处使用三端口变换器(TPC)代替传统的两端口变换器作为共直流母线串联型MPC的基本模块,将所有变换器新增的双向端口接入一条额外的直流母线,并提出了模块化的均压控制方法,实现模块间的功率交换,以解决模块间输出功率和电压不平衡的问题.仿真和实验结果验证了拓扑及控制方法的有效性和可行性.
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携手应对全球气候变化已经成为国际社会的广泛共识,中国作为全球应对气候变化的重要参与者和积极实践者,已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局.推进碳迭峰、碳中和战略是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,其中能源系统低碳转型将是实现“双碳”目标的关键.在当前经济社会发展水平下,应采用“两步加速”的总体发展方案,近期可通过加快发展非化石能源,确保2030年前碳达峰,并实施以2℃温升目标和1.5℃温升目标为导向的长期转型路径,力争在2060年前实现碳中和.为保证“双碳”目标的实现,应大力加强高比例可再生能源及配
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