【摘 要】
：
为提高能源利用率和实现能源的梯级利用,该研究提出了一种基于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)/直接接触式膜蒸馏(Direct Contact Membrane Distillation,DCMD)的分布式联供系统,利用DCMD回收PEMFC发电时产生的余热,可对外界提供可饮用淡水.建立了联供系统的数学模型,研究了其在设计和非设计工况下的热力性能,采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法对系统进行了多目标最优化研究.研究结果表明,在设计工况下,PEM
【机 构】
：
山东大学能源与动力工程学院,济南 250061;青岛西海岸新区市政公用事业发展中心,青岛 266400
论文部分内容阅读
为提高能源利用率和实现能源的梯级利用,该研究提出了一种基于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)/直接接触式膜蒸馏(Direct Contact Membrane Distillation,DCMD)的分布式联供系统,利用DCMD回收PEMFC发电时产生的余热,可对外界提供可饮用淡水.建立了联供系统的数学模型,研究了其在设计和非设计工况下的热力性能,采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法对系统进行了多目标最优化研究.研究结果表明,在设计工况下,PEMFC输出功率、DCMD膜通量、联供系统的能源效率和?效率分别为19.26 kW、15.3405 kg/(m2·h)、57.77％和52.68％,在研究的参数范围内,电流密度、氢气与氧气过量系数、换热器3夹点温度以及渗透液质量流量对联供系统性能影响显著,并通过TOPSIS法确定了该系统在不同权重下各目标的最佳运行工况.研究结果可为发展基于PEMFC和DCMD的分布式联供系统提供参考依据.
其他文献
为寻求红外联合热风干燥过程中物料内部热量传递的物理解释,克服水分输运现象不能直观获取的问题,该研究建立白萝卜片红外联合热风干燥过程中水分和温度分布的数值模型.考虑到干燥过程中物料扩散系数动态变化,对实现精准模拟产生干扰,该研究对比考虑温度、收缩相关扩散系数两种方式下单独热风干燥及红外联合热风干燥过程中的热质传递情况并进行试验验证.考虑到二维轴对称几何结构,采用COMSOL Multiphysics 5.2a对该系统的传热传质模型进行求解.结果表明:基于收缩相关有效扩散系数能够准确描述白萝卜片在单独热风及联
农用地既是重要的生产空间,也是乡村生态空间重要的生态要素,面向山水林田湖草全要素综合治理修复的要求,科学划分农用地生态修复区域对新时期农村全域土地综合整治具有重要意义.该研究立足于国土空间治理背景下农业空间生态修复目标与要求,构建涵盖“生态功能、投入、耗散”3个维度的农用地生态修复评估框架,选取苏南地区为研究区,以500 m×500 m空间格网为评价单元,综合运用经济社会数据空间化、地理空间分析、数理统计分析等方法在2010年和2018年两个时间断面下进行农用地生态修复潜力测算,并提出生态修复分区方案,探
香菇菌棒工业化生产灭菌工艺中余热外排浪费严重,同时造成了热污染和乏汽冷凝水无序飘洒等问题.为解决该问题,对灭菌工艺的乏汽和冷凝水进行了余热回收利用系统设计与实际应用,并对工程实测数据进行了分析.研究结果表明,供暖季余热用于香菇菌棒培养棚和厂区办公楼、宿舍楼等建筑的供暖,供水温度范围36～48℃,每日供热量在8～18 GJ之间,非供暖季余热用于燃气锅炉补水的二次加热及生活热水的加热,供水温度范围65～75℃,每日供热量在8～10 GJ.该项目预计节约费用约19.4万元/a,大约3.1 a可以回收投资.减少二
精准识别作物害虫是控制虫害发生态势的重要基础.针对现有害虫识别准确率较低、基于卷积神经网络的害虫识别结构较复杂且计算成本较高、害虫识别模型泛化能力低及难以部署等问题,该研究提出了一种基于改进EfficientNet模型的作物害虫智能识别模型.该模型通过引入坐标注意力(Coordinate Attention,CA)机制而改进EfficientNet主体结构,引入数据增强的组合训练策略及Adam优化算法来提高模型的泛化能力,并采用迁移学习策略来训练改进的EfficientNet模型,从而提出了一个高性能轻量
土地利用变化的监测需要高精度的土地利用分类图,遥感技术的发展为这一工作提供了便利.然而,传统分类方法往往无法针对性的利用影像中的信息,其分类结果中地物边缘信息模糊,分类精度不高且噪声较大,难以满足土地变化监测的需要.该研究针对传统方法分类结果不理想的问题,提出一种基于“残差-挤压激励”单元的混合卷积神经网络模型,采用膨胀卷积层对影像进行“光谱-空间”特征提取,并引入“残差-挤压激励”单元,实现特征重用的同时,选择性的强调信息性特征,对噪声性特征进行抑制,最后对得到的特征进行整合实现对遥感影像的分类.该研究
植物工厂中多采用立体栽培架进行育苗与栽培,立体栽培架上的栽培床搬运是其中重要一环.目前,栽培床多为人工搬运,存在劳动强度大、自动化水平低等问题.针对此问题,该研究研制了一种多功能作业平台,可实现自主循迹、定位和栽培床的自动搬运和输送.根据栽培床质量和立体栽培架高度要求,设计了升降机构,并确定了关键参数;研究了栽培床自动对接和自动输送机构,实现了栽培床的自动装卸;确定了基于RFID(Radio Frequency Identification)传感器的定位系统方案.采用STM32单片机作为自动控制系统的主控
考虑冠层温度变化的时滞效应,可能在一定程度上能够提高土壤含水率的监测精度.该研究以灌浆期的夏玉米为研究对象,利用精密红外温度传感器(SI-411)连续监测I1(田间持水量的85％～100％)、I2(田间持水量的70％～85％)和I3(田间持水量的50％～65％)3个不同水分处理下的冠层温度,并同步获取试验地地面净辐射、大气温度、空气相对湿度等环境因子数据,以及不同水分处理小区0～10、0～20、0～30、0～40、0～60 cm不同深度处土壤含水率数据,利用高斯函数拟合冠层温度及环境因子日变化过程以此确定
为实现鲜食葡萄疏花机械化与自动化,该研究提出了一种鲜食葡萄疏花夹持点定位方法.首先基于ResNeXt骨干网络并融合路径增强,改进Mask R-CNN模型,解决鲜食葡萄花穗、果梗目标较小难以检测的问题;进而针对花穗、果梗生长姿态的复杂性与不确定性,提出一种集合逻辑算法,该算法采用IoU函数剔除重复检测的花穗与果梗,建立花穗、果梗对,并对果梗掩模进行形态学开运算,利用集合关系获取主果梗掩模,确定以主果梗质心附近的中心点为果梗的夹持点.最后,随机选取测试集中的图像进行试验.试验结果表明:果梗夹持点平均定位准确率
为探究循环水养殖水处理系统中紫外发光二极管(Ultraviolet C Light Emitting Diode,UVC-LED)光反应器的合理结构,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的方法建立了UVC-LED光反应器消毒计算模型,并对该反应器进行了验证与优化.结果表明:该计算模型可以很好的预测反应器的消毒效果,模拟与试验得到的微生物对数灭活率误差在8％以内.通过对整流区圆柱流道的优化可以提升反应器的消毒效果,当反应器具有10个圆柱形流道时,等效还原辐射剂
通过有机肥与化肥配合施用的田间试验,探索辣椒有机肥部分替代化肥的适宜比例,以期减少和控制不合理化肥施用量,为化肥减量增效提供决策依据.本试验从经济效益来看,以有机肥替代化肥量10％的处理最高,产量增加555.6 kg/亩,有机肥替代化肥量20％的增产416.7 kg/亩,有机肥替代化肥量30％的增产138.9 kg/亩;从产投比来看,有机肥替代化肥量10％、有机肥替代化肥20％和有机肥替代化肥30％的处理都比较高.