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苏畅: 作品数：12 被引量：46H指数：4; 供职机构：辽宁工程技术大学机械工程学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金辽宁省自然科学基金辽宁省教育厅科学基金更多>>; 相关领域：动力工程及工程热物理矿业工程环境科学与工程自动化与计算机技术更多>>

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气-固耦合作用下煤层气注热开采热量迁移规律数值模拟: 2021年; 为获取气固耦合作用下煤层气注热开采过程热量分布规律,探究煤层内气-固体系吸热量的影响因素,采用自行研制的三轴煤层气解吸热量测试验装置,在实验室中对柱状原煤进行了不同轴、围压条件下煤体甲烷解吸过程温度及热量变化测定,利用温度补偿原理获取了解吸热与解吸量关系理论模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行了煤层气注热开采过程热量迁移规律数值模拟。结果表明:解吸热随解吸量呈指数增长趋势;模拟结果显示井间距为60 m时相较于40 m时煤层吸热量更快达到稳定,吸附气体吸热量升高持续时间为井间距40 m时的1.9倍;解吸热量在注热温度为593 K时较注热温度为493 K时增加15.97%,且达到最终解吸热量稳定时间减少21.4%。对比分析得到,在单井注热开采条件下,增大井间距和提高注热温度均可以不同程度影响热量在煤层中迁移、增大解吸热量并促进解吸作用,进而大幅度提升煤层气井筒累计产量。研究结果可为低渗透储层煤层气高效安全开采及煤层气注热开采工艺方案优化提供理论支撑。; 杨新乐巩天白苏畅李惟慷张永利姜涛刘杰; 关键词：安全工程煤层气

基于吉布斯自由能变的非共沸混合工质有机朗肯循环热力性能分析被引量：2: 2022年; 吉布斯自由能变(ΔG)可以度量系统对外界所做的最大非膨胀功,为研究非共沸有机朗肯循环热力性能与确定最佳混合工质组分比提供判据。文中将ΔG引入有机朗肯循环一般性热力学模型,推导出功、热量与ΔG的关系式。采用R245fa/R227ea非共沸混合工质,利用Aspen Plus软件模拟计算每个热力过程的ΔG,度量非共沸混合工质的做功能力,确定最佳混合工质组分比,并可算出循环过程中吸热量、净输出功等值。模拟结果对比分析得出:利用推导的ΔG公式计算出的功、热效率等变化规律与参考文献一致,计算误差在允许范围内。吸热过程的ΔG最大值可作为确定最大热效率的非共沸混合工质组分比的依据;膨胀过程的ΔG最大值可作为筛选出最大输出功的非共沸混合工质组分比的依据。ΔG在R245fa质量分数为0.589时最大,此时获得最大热效率为7.514%;ΔG在R245fa质量分数为0.493时最大,此时获得最大净输出功为4.176 kW。; 卜淑娟杨新乐李惟慷苏畅戴文智王新; 关键词：非共沸混合工质有机朗肯循环热力性能

基于AHP-熵值法的双级有机朗肯循环综合评价被引量：3: 2021年; 为改善单目标评价局限性,获取双级有机朗肯循环(ORC)系统的综合最佳性能,选取8种有机工质,针对低温地热水,以输出功、热效率、效率、单位净功输出所需换热面积APR、单位电力产出成本LEC为评价指标,采用AHP-熵值法对其进行综合评价分析。结果表明,不同指标下最佳蒸发温度与最优工质不同;热源温度为373 K时,各工质综合评价指标ξ值为R1234yf>R227ea>R600a>R1234ze>R245fa>R236ea>R236fa>RC318,高温级最佳蒸发温度为351 K,低温级最佳蒸发温度为330 K;热源温度为383 K、393 K、403 K、413 K、423 K、433 K时,最优工质为R1234yf、R227ea、R245fa、R236fa、R236fa、R600a,最佳蒸发温度随热源温度升高逐渐升高,接近临界温度后具有下降趋势,各工质在接近临界温度工作时具有较高性能。; 杨新乐计志鑫李惟慷戴文智苏畅卜淑娟唐美玲; 关键词：综合评价

新型压缩机排热涡流管-ORC系统热力性能分析: 2024年; 为了高效回收压缩机排气余热余压,利用涡流管的特性,与有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)耦合,提出一种新型涡流管-有机朗肯循环系统(VT-ORC)。以343.15~373.15 K,0.30~0.65 MPa的排气为热源,对VT-ORC系统进行模拟,对模拟结果进行分析。结果表明:VT-ORC系统相较于传统ORC模型,系统热效率相近,但系统净输出功得到较大提升。对选用工质进行模拟,得到不同蒸发压力下工质R236fa最高系统热效率16.66%;而在许用蒸发压力范围内,采用工质R1234yf能得到最高净输出功590.23 kW;通过改变涡流管阀门开度,调节涡流管出口冷、热流比,分析得到热流比较小时,系统净输出功较大,系统[火用]损失随热流比的增加而减少;而随着压缩机排气压力的提升,涡流管出口热流温度提升,系统的吸热量增加,但同时蒸发器换热温差提升,系统[火用]损失增加。; 杨新乐王向前卜淑娟李惟慷苏畅戴文智王新; 关键词：有机朗肯循环涡流管

地热源双级喷射有机闪蒸循环热力分析及优化: 2023年; 为有效利用有机闪蒸循环(OFC)闪蒸后的饱和液态工质,提高中低温热源的回收效率,构建地热水驱动的双级喷射有机闪蒸循环(DEOFC)系统,探究关键参数对系统的影响,并对系统进行多目标优化。结果表明:DEOFC闪蒸压力和高压膨胀机出口压力最优时,热源温度升高,系统净输出功、热效率、效率增大;当温度升至工质的特征温度时,趋势发生变化。多目标优化时,R601a表现出最佳性能。与单级喷射有机闪蒸循环(SEOFC)相比,DEOFC净输出功和效率均存在较大优势。; 杨新乐王雨实卜淑娟李惟慷戴文智苏畅; 关键词：热力学发电地热能喷射器

一种乏气压缩再循环有机朗肯循环系统热力特性分析被引量：11: 2020年; 为使蒸汽余热更高效转化为有用功,在简单有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)基础上,利用乏气增压装置,并对冷凝器内部空间重新布置,提出一种新型乏气压缩再循环ORC系统(compression recycling,CR-ORC)。以423.15K余热蒸汽为热源,选取5种低沸点有机工质,采用Aspen Plus软件对简单ORC系统和CR-ORC系统进行模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明,提高蒸发压力p3可有效提高两系统的热力性能,且当p3=1.5MPa时,采用工质R600a的CR-ORC系统总输出功较简单ORC系统可高出7589kW;受不同工质临界温度影响,工质R123的最佳驱动压力p7为0.6MPa,而其他4种工质最佳驱动压力p7为0.7MPa,且在最佳p7下,采用工质R600a可获得最大总输出功22663kW,最大循环热效率和㶲效率分别为22.6%、77.2%;在CR-ORC系统中,随乏气分流系数a增加冷凝器㶲损失逐渐减少,当a大于0.3时,冷凝热完全被回收利用,若采用R123作为工质,系统较简单ORC系统最高可减少7786kW的冷凝器㶲损失。; 杨新乐卜淑娟李惟慷苏畅戴文智计志鑫黄菲菲; 关键词：有机朗肯循环热力分析

非共沸工质分离压缩再混合有机朗肯循环综合性能分析: 2023年; 为利用非共沸工质在蒸发器内“温度滑移”的优势,避免在冷凝器内“组分迁移”的不利影响。构建了非共沸工质分离压缩再混合有机朗肯循环系统(ORC with separation,compression,and remixing,SCRM-ORC)。采用分凝器将非共沸混合工质分离成2种纯工质,分别进入气液热交换器两空间进行气液换热,再对纯工质压缩、混合再利用。以120℃地热水为热源,R134a/R245fa为工质,建立热力、经济与环境性能模型,分析R134a质量分数对系统综合性能的影响,并与采用R134a的乏气压缩再循环ORC系统(compression recycling,CR-ORC)性能进行对比。采用遗传算法进行多目标优化,揭示系统最优性能与工况参数。结果表明:与CR-ORC系统相比,非共沸工质SCRM-ORC系统可有效降低冷凝热的释放量,在R134a质量分数较低时提高冷凝热回收利用量,同时具有较好的综合性能。将分凝器与气液热交换器看作整体与CR-ORC系统中新型冷凝器相比,二者[火用]损失之和与投资成本之和小于CR-ORC系统中冷凝器的。在R134a质量分数为0.2181时,系统综合性能最优,此时净输出功为3412.1kW,投资回收期为2.237年,年当量CO_(2)减排量为4520.6×10^(3)kg。; 卜淑娟杨新乐李惟慷苏畅戴文智王新刘旭南; 关键词：有机朗肯循环综合性能多目标优化

脉动微波循环注热开采煤层气数值模拟被引量：4: 2021年; 为获取脉动微波循环加热条件下低渗透储层煤层气运移采出规律,文中综合运用多孔介质传热学、电磁学、渗流力学、岩石力学等相关理论,建立低渗透储层煤层气微波注热开采过程渗流电磁-热-流-固多物理场耦合数学模型,结合COMSOL Multiphysics有限元分析软件进行了脉动微波循环加热过程煤层气运移采出规律的数值模拟,获取了不同功率脉动微波循环加热条件下煤层温度场、渗流场的变化规律,并对煤层气产量进行了预测。数值模拟结果表明:脉动微波循环加热煤储层热效应显著,煤层能快速且不断地处于高温状态,气体在高温条件下大量解吸并运移产出。采用脉动循环加热,将继续增加煤层渗透率和煤层中游离煤层气含量,相对于常规开采,煤层含气量大幅度降低,煤层气产量显著提高,增产与稳产交替变换使产量在长时期内处于增产状态。模拟方法与结果可为低渗透储层煤层气脉动微波加热开采技术方案提供理论依据。; 杨新乐姜涛苏畅李惟慷张永利; 关键词：煤层气数值模拟

岩石受力过程表面电荷变化的实验被引量：1: 2013年; 岩石受力变化破裂的过程中其表面电荷密度发生变化.研究岩石受力过程中的表面电荷变化规律,通过岩石表面的电荷变化可以反映应力变化的特点,可用于预防矿山动力灾害的发生,实现动力现象的非接触测量和连续测量,是保障矿山安全生产的一种新的技术手段.本实验设备主要由电荷传感器、电磁辐射传感器、数据采集系统、岩样加载系统、屏蔽系统五部分组成.对花岗岩试样进行了单轴加载压裂实验.同时采集了电荷信号、电磁辐射信号、压力信号、时间信号.通过数据处理发现岩石表面电荷密度随岩样受力程度发生变化,在岩石受力破裂前有明显变化.岩石受力破裂实验中电荷密度信号的发生先于电磁辐射信号的发生.在实验中岩石表面电荷密度信号变化有良好的重复性和相关性.; 苏维嘉齐洪涛苏畅; 关键词：电荷密度信号检测冲击地压灾害预防

微波作用下煤层渗透性变化规律实验研究被引量：7: 2018年; 为了深入研究微波辐射条件下功率、辐射时间、渗透率、有效应力之间的关系,采用自行设计的微波辐射含瓦斯煤渗流实验系统,进行了不同微波功率、不同辐射时间条件下的煤样渗透率测量实验。研究结果表明:微波辐射条件下,渗透率与有效应力之间遵循负指数函数关系,拟合结果 R2均大于0.98;渗透率随微波功率和辐射时间的增加单调递增,并且在低有效应力区数据增长的线性拟合斜率大于高有效应力区;煤样在微波作用下,相同的能量输入,微波功率越高,煤样渗透率越大;研究结果为微波辐射技术在煤层气开采领域的应用提供理论参考。; 张永利尚文龙马玉林苏畅马凯; 关键词：煤层气微波功率渗透率

苏畅

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