创新设计了可以实现中间排液功能的分液型板式冷凝器。该冷凝器中间位置设 置分液口，可以加快排液速度，减小附着在板片上的冷凝液膜的厚度，降低蒸气与板片 之间液膜的导热热阻，从而增大板式冷凝器的相变传热系数。将分液型板式冷凝器与常 规板式冷凝器进行了性能对比实验。通过 10 个不同测试工况的实验结果发现，在同等 初始条件下，与常规板式冷凝器相比，分液型板式冷凝器工质侧冷凝换热系数提高了 8. 3% ～ 51. 6% ，总换热系数提高了 7. 6% ～ 38. 3% ，总压降减小了 2. 6% ～ 11. 4% 。该 实验结果验证了分液型板式冷凝器可以实现强化换热和减小压降的目的，但也由于分液 造成第二冷凝区工质流量的减少，而使分液型板式冷凝器总换热量与常规板式冷凝器总 换热量大致相等，并无明显增加。

准确的热管等效导热模型是基于热管的热管理系统仿真研究中的关键。基于现 有的等效导热模型提出了适用于部分压扁热管的两种等效导热模型: 分段各向异性模型 和分层分段模型。研究结果表明: 分段各向异性模型在低热管工作温度 ( 28 ～ 38 ℃ ) 的情况下具有较高的准确性，热管表面温度的最大相对误差为 5. 90% ，而分层分段模 型在热管工作温度为 28 ～ 50 ℃ 范围内具有较高的准确性，热管表面温度的最大相对误 差为 6. 51% 。分析了吸液芯等效导热系数对等效导热模型准确性的影响。 

针对除雾器数值研究中欧拉 － 拉格朗日法无法预测二次携带现象对除雾性能影 响的问题，以折流板为研究对象，在欧拉 － 拉格朗日法的基础上耦合欧拉壁膜模型，建 立了一种基于二次携带现象的除雾模型; 通过实验数据比对，模型预测曲线与实验结果 一致; 利用改进后的模型在不同流速下仿真研究了叶片板间距和转折角度对除雾性能的 影响。结果表明: 转角处的液膜分离是导致高流速下除雾效率下降的主要原因; 增大板 间距和转折角度均会加剧二次携带，使临界速度下降; 在低于临界速度下，除雾效率随 板间距增大而减小，随转折角增大而增大; 在高于临界速度下，除雾效率随板间距增大 而减小，随转折角增大而减小。本模型板间距优化值取 20 mm，转折角度取 40°时，除 雾效率可提升 16. 38% ，压降降低 9. 74% 。该结果对防止除雾器二次携带及提高除雾性 能具有指导作用。

热管具有导热性能高、轻便化、小型化的优点。建立了基于热管散热的热电制 冷器有限时间热力学模型，给出了冷、热端热阻的具体计算方法。为了反映热电模块单 位面积下的制冷能力，采用制冷率密度分析方法和折算面积热阻法，用数值算例分析了 关键运行参数和设计参数的影响。为了比较不同工况下的制冷性能，首次引入热力学完 善度性能指标，对热电制冷器的制冷性能进行了综合分析。给出了制冷器运行的最佳电 流工作区间以及制冷温差范围，分析了制冷模块填充系数、制冷温差、热管参数 ( 蒸 发段长度和管壁厚度) 对制冷器制冷率密度、制冷系数和热力学完善度的影响，并与风 冷散热方式进行了比较，所得结果可为基于热管散热的制冷器设计和运行提供理论指导。

隧道敷设因其输送电流大、便于管理维护和巡检等优点被广泛地应用于城市输 电网络，优化多回路电缆的布置方式有利于充分利用隧道电缆的负载能力。本文考虑隧 道敷设电缆的电磁场、热场、流场以及金属护套的交叉互联的接地方式，针对某隧道七 回路高压电缆建立了其磁 － 热 － 流 － 路耦合的多物理场有限元仿真模型; 利用红外测温 数据验证了模型的正确性。以金属护套感应电压不超过规范值为约束条件、电缆最高线 芯温度的仿真计算值最低为目标函数，基于文化基因算法对电缆的相序和位置进行联合 优化。优化后电缆的最高线芯温度、护套环流损耗、环流平均值、感应电压分别下降了 8. 18% 、21. 39% 、30. 62% 、8. 2% 。本文研究表明，采用文化基因算法，通过适当增 大隧道电缆回路的水平距离，选择合适的相序布置方式有利于削弱回路电缆之间的互热 效应，降低金属护套环流发热损耗，改善隧道电缆的布置方式。

鉴于国内生活垃圾热值的多样性，直接采用国外引进的焚烧炉会存在燃料热值 不适应等问题。对广东某 350 t /d 的炉排式垃圾焚烧炉进行适应性改造，采用床层计算 软件 FLIC 和计算流体力学 CFD 软件 Fluent 对不同结构的垃圾焚烧炉内的燃烧情况进行 数值模拟，预测前墙折焰角与后拱 U 形折角对炉膛的温度场、速度场、烟气组分的分 布特征与燃料适应性。结果表明: 消除前墙折焰角与后拱 U 形折角使炉膛燃烧区域下 移，高温区域集中在炉排与二次风出口之间，炉膛燃烧更加充分，有效降低 NOx 的产 量，从而节约脱销还原剂的用量且更适应污泥与垃圾掺混燃烧; 掺混 5% 的 LD-40 污 泥，可有效降低 CO、CO2 的生成量以及炉膛温度，减缓高温腐蚀现象。数值模拟结果 与现场实测温度相比，误差平均值小于 5% 。 

为研究温度对法兰结构螺栓预紧力的影响，采用 ANSYS 有限元软件对液化天 然气超低温球阀中法兰在不同温度下的螺栓预紧力和密封状况进行分析，对比了不同线 膨胀系数的螺栓材料在常温和低温下的预紧力状态。结果表明: 螺栓材料选用 B8M、 XM-19 时，预紧力随温度的降低而增大，低温工况下较常温时分别增加了 24. 93% 、 6. 28% ; 螺栓材料选用 Inconel625 时，预紧力随温度的降低而减小，低温工况下较常温 时减小了 26. 39% ; 金属缠绕垫片的密封比压随温度的降低呈现出与螺栓预紧力相同的 变化趋势。

为分析弥合性水击中的射流 － 缓冲机理，建立了能够实现自适应过程的多相弛 豫计算方法，并通过水气两相激波管验证了该计算方法的合理性及稳定性。对弥合性水 击中的内部流动机理进行分析，结果表明: 对于二次压力变化值高于理论计算值的弥合 性水击，其流动按规律可以分为直接水击阶段、缓冲水击阶段和射流水击阶段; 在缓冲 水击阶段，空穴泡粒的存在降低了初次水击对边界处的压力冲击，使得水击呈现被缓冲 状态，压力变化值小于理论计算值; 在射流水击阶段，空穴压缩溃灭时产生的射流加速 并未直接作用于初次水击对边界处的压力冲击，而是经过反向传播后，在初次水击基础 上造成二次压力变化，该变化值高于理论计算值。射流水击的出现，影响了采用直接水 击方法计算压力升高值的准确度，因此这也是弥合性水击中最应该注意的部分。 

在严重覆冰状态下，分裂导线往往因子导线间存在过桥覆冰而形成粘合式裹 冰，使输电线路受风面积显著增加和气动外形劣化。为研究粘合式裹冰和子导线独立裹 冰二分裂导线的气动力特性，开展了刚性模型高频天平测力风洞试验，并进一步分析了 两种覆冰类型下气动力特性对舞动稳定性和风偏响应的影响。研究结果表明: ( 1) 粘 合式裹冰导线的升力曲线尖峰突降较小，在大攻角情况下平均升力系数远大于独立裹冰 情况; ( 2) 在 170°风攻角附近，独立裹冰二分裂导线的平均扭矩系数大于粘合式裹冰 情况; ( 3) 两类覆冰导线顺风向脉动风荷载均符合准定常假定; ( 4) 竖向舞动时独立 裹冰导线的稳定性更差，而扭转舞动时粘合式裹冰导线更为不利; ( 5) 在相同风速和 线路条件下，粘合式裹冰导线的风偏响应较独立裹冰导线大，对导线风偏更不利。 

随着可再生能源的广泛应用和分布式电源技术的发展，微电网在孤岛模式下独 立运行的情况越来越多，对微电网建设的要求也越来越高。微电网电源规划是微电网建 设的重要组成部分，需要根据不同地区的资源特性来进行电源配置。文中以 “风/光/ 储”独立微电网为背景，提出了一种基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方 法。建立了以年发电成本最小为目标、计及电源出力和储能电池电量等约束条件的优化 模型，采用线性规划算法进行求解。考虑风光出力的随机性，利用生成对抗网络算法模 拟生成风光出力场景，并采用改进的 K-中心点聚类算法对场景进行消减。为了分析风 光资源特性，构建了包含风电资源、光伏资源和风光互补 3 类指标的评价体系，提出了 基于熵权 － 复相关系数 － 序关系分析的主客观组合权重法，并采用模糊评价和灰色评价 方法对中国 30 个省的风光资源水平进行综合评价。最后根据评价结果选取 5 个代表地 区进行算例分析，结果表明，风电资源评价指标评价等级与风机配置容量占比存在对应 关系，可为独立微电网电源规划提供参考。

通过对直驱式波浪发电系统的功率捕获优化方法进行研究，文中提出一种基于 直线发电机的状态切换控制方法。即基于直驱式波浪发电系统中直线发电机在空载状态 的速度比发电状态时的速度高的特点，控制直线发电机使其在空载状态和发电状态之间 进行切换，从而提高发电机在发电状态时的运行速度，最终实现捕获功率的进一步提 高。与其他功率捕获优化方法进行对比的结果表明，文中提出的方法在功率捕获上表现 出优异的性能。

随着社会经济发展，我国各类垃圾产量显著增加，新型热解法处理的垃圾热解 气高效清洁利用研究相继开展。本研究采用 FLUENT 软件对垃圾热解气在燃烧器中的低 氧稀释混合 ( MILD) 燃烧状况进行数值模拟，研究了燃料喷管孔径、空气喷管孔径、 燃料喷管和空气喷管间距、空气喷管分布以及热值波动对燃烧室内燃烧及 NO 排放的影 响。结果表明: 空气喷管管径改变导致的空气射流速度改变对燃烧状况的影响最为显 著，射流速度增加引起的湍流以及卷吸作用可使 MILD 燃烧达到更好的效果，空气喷管 孔径存在较优值，以 8 mm 为宜。燃料射流速度的增加对燃烧效果影响较小，高速有利 于燃料射流刚性以及燃烧区域延长，燃料喷管孔径也存在较优值，以 8 mm 为宜。空气 与燃料喷管间距影响了扩散过程以及回流区域大小，可与孔径匹配出最优值，喷管间距 以 15 mm 为宜。空气射流的周向分布均匀程度影响燃烧效果，但对 NO 排放量影响不 大，以 4 个空气喷管为宜; 此燃烧器可满足热解气热值波动在 ± 20% 的 MILD 燃烧。

为研究 Al2O3-HITEC 熔盐基纳米流体在恒热流加热管内流动换热特性，采用计 算流体力学的研究方法，利用单相流热扩散模型进行了数值模拟。分析了不同质量分数 的纳米颗粒对熔盐换热性能的影响，并从流体热物性的角度探讨了换热性能改变的原 因。对比结果说明热扩散模型可以用于模拟熔盐基纳米流体管内流动换热。模拟结果表 明: 与纯熔盐管内温度分布相比，采用纳米流体降低了管内温度，且 质 量 分 数 为 0. 063% 时温度降低最明显; 4 个截面处的温度分布表明在壁面热流的作用下，熔盐和 熔盐基纳米流体的温度沿径向升高，而熔盐基纳米流体的温度比纯熔盐低，说明纳米流 体吸收和带走了更多的能量; 与纯熔盐相比，熔盐基纳米流体的换热性能提高了，证明 了添加纳米颗粒具有强化熔盐换热的效果，但强化效果并非随纳米颗粒的浓度增大而线 性变化，而是 0. 063% ( 质量分数) 的纳米流体换热强化程度最大，其在充分发展区换 热系数比纯熔盐提高了 6. 5% 。最后通过分析熔盐与熔盐基纳米流体物性变化，发现了 比热容的剧烈变化是导致换热性能变化的主要原因。

变频压缩机在低频运行时存在较为显著的转速波动。负载转矩的周期性波动导 致转速存在偏差。普通扰动观测器有限的灵敏度增益使得负载扰动抑制性能较差。针对 此问题，本研究采用周期扰动观测器估计负载扰动并进行电流补偿，以减弱低频范围的 转速偏差。周期扰动观测器通过扰动内模实现负载扰动补偿，包括基波和相应的谐波成 分。采用基于 Steiglitz-McBride 方法的自适应陷波器估计周期扰动基波频率。在变频压 缩机实验平台进行实验验证。结果表明: 与普通的扰动观测器相比，自适应周期扰动观 测器能够有效地抑制变频压缩机低频范围的转速波动。

过低或过高的工作温度以及过大的温度变化均会影响质子交换膜燃料电池的输 出性能和耐久性。有效的热管理是保证质子交换膜燃料电池稳定高效输出的关键因素。 本研究将厚度为 1. 5 mm 的均温板作为散热结构应用在质子交换膜燃料电池堆的热管理 中，通过安装在 5 块单电池阴极石墨板上的 80 个热电偶获取电池内部表面温度，探究 了不同负载电流工况下电池堆的温度分布特性。实验发现在 0 ～ 8 A 的加载过程中，各 单电池内阴极侧区域最大温差均小于 1. 0 ℃，仅在进气口附近有局部温度波动。在相同 工况下运行时，应用均温板的电池堆的温度分布均匀性也更优于普通水冷电池堆。

针对1000MW燃煤机组干式电除尘器能耗高及未实现浓度闭环控制的问题，本论文进行了电除尘器出口烟尘浓度闭环控制方法研究。首先，针对五电场结构的干式电除尘器，提出了一种前三级电场前馈控制与末二级电场反馈控制相结合的烟尘浓度控制策略。该策略采用内模PID(IMC-PID)参数整定方法整定PID控制器参数，并在PID反馈控制基础上加入干扰观测器提高系统的抗干扰能力。最后采用模糊加权切换的方法实现各负荷点模型控制作用之间的平滑切换。仿真和试验研究结果表明，论文提出的控制方法能够实现干式电除尘器出口烟尘浓度的定值控制并具有较好的控制品质。针对 1000MW 燃煤机组干式电除尘器能耗高及未实现浓度闭环控制的问题，进 行了电除尘器出口烟尘浓度闭环控制方法研究。首先，针对五电场结构的干式电除尘 器，提出了一种前三级电场前馈控制与末二级电场反馈闭环控制相结合的烟尘浓度控制 策略。该策略采用内模比例积分微分 ( IMC-PID) 参数整定方法整定 PID 控制器参数， 并在 PID 反馈控制基础上加入干扰观测器提高系统的抗干扰能力。最后采用模糊加权方 法实现各负荷点模型控制作用之间的平滑切换。仿真和试验研究结果表明，文中提出的 闭环控制方法能够实现宽负荷燃煤机组干式电除尘器出口烟尘浓度的定值控制，具有较 好的控制品质。