在役天然气管网中加入氢气会使相关临氢部件出现氢脆隐患。对临氢零部件内部流动特性及氢浓度分布分析是十分必要的。以掺入氢气的甲烷为主要工质,对A型、B型、C型、D型4种掺氢入口位置的高压调压阀内部流场进行模拟仿真研究,分析流场内压力、速度、温度、氢气摩尔分数等物理参数的分布状态。结果表明,压力损失主要出现在阀门处,降压比在2.5以上;由于有效流动横截面积的变化和高压差的存在,气体在出阀门和节流孔后形成喷射流,速度达到峰值,同时温度急剧下降;通过对比分析,D型为最佳掺氢位置模型。该模型在出口处氢气摩尔分数达到8%,在掺氢天然气管道的安全范围内。研究结果可对掺氢天然气在高压调压阀内部的流动特性和掺氢入口位置选取提供参考。

针对压缩空气储能系统传热性能和压缩/膨胀效率低的问题,提出了一种多管阵列近等温压缩空气储能方法,设计了液体活塞结构与管式换热结构耦合的多管阵列压缩/膨胀机,液体活塞结构实现高压密封,管式换热结构增加换热面积以提高换热量,采用隔膜式结构实现气-液隔离避免空气的溶解,采用水箱储存压缩热并在空气膨胀时释放。建立了系统热力学模型和传热学模型,分析了多管束参数对空气压力、温度和压缩功的影响,使空气从0.8 MPa增压至5 MPa,采用1000根管、压缩时间60 s时,可实现空气压缩效率达到70%。为高压和高效的近等温压缩空气储能提供了一种新的方式。

气动技术的广泛应用促使高等教育需要培养更多合格的气动技术人才。在培养技术人才的过程中,气动技术的教学、实践与真正的工程项目需求存在差距,因此本文依据工程项目训练方法,结合气动技术的理论与实践课程的改革与实践,在对学生的气动技术知识的传授和实践工程应用能力的锻炼方面,力争纠正目前教学实践中遇到的问题,并采用先进有效的课程评价标准,锻炼学生的认知能力、动手能力和发现问题解决问题的能力,启发学生的创新精神,使学生在整体上把握现代气动技术的工程实践能力,成为优秀的气动理论与工程技术人员。

工业余热主要集中于能源密集型行业,量大且利用率低或直接排放;同时,压缩空气广泛且大量应用于能源密集型行业,能耗消耗量大。结合二者各自特点,以工业低品质余热产生水蒸气进而凝结产生雾滴为出发点,在压缩时向压缩空气中喷入微米级水雾,吸收压缩空气的压缩热,减小压缩空气温升,实现近等温压缩。对比蒸气凝结产生雾滴的功率与高压产生雾滴的功率,得出水蒸气凝结雾滴的压缩节能效率更接近于等温压缩节能效率。通过余热回收和水蒸气冷却凝结雾滴的方式能够提高压缩空气制取的能源效率,降低企业生产压缩空气成本,减少工业二氧化碳排放,改善气候环境。

压缩空气产生过程中,大量的电能转换成热,余热回收利用潜力巨大。高效回收利用压缩空气热量成为空气压缩领域的当务之急。针对空压机余热回收利用,介绍了空压机余热产生的原理;归纳总结了空压机余热常用回收利用的直接、润滑油间接或热泵制热水的方式;基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)在低品质余热方面的应用,详细总结了空压机余热发电和制冷的研究内容及发展现状;重点总结了大规模压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)系统在实现空

重型燃气轮机是提供电力和调节电力波动的重要设备,其组成复杂、精密程度高,发生故障后会产生严重的安全隐患,进而影响经济效益。采用机器学习算法是实现重型燃气轮机健康监测的有效方法。机器学习算法的优化及融合对重型燃气轮机系统的健康运行具有重大意义。介绍了重型燃气轮机健康监测的发展过程;综述了采用不同机器学习算法对燃气轮机大部件及其子部件健康诊断的预测结果;重点分析对比了气路故障和整体状态健康监测、寿命预测的不同

由于多数压缩空气系统都基于绝热压缩，大约有一半的电力被转化成了热量并耗散。由于压缩时空气的温度上升，并转化得到更多的热，使压缩效率降低。将微米级（19-38μm）水雾喷入压缩空气与之混合，吸收空气热量，降低压缩空气温度。在不同喷嘴有效直径产生的微米级水雾冷却压缩的条件下，仿真分析了空气温度、压力、压缩功及压缩效率的变化特性。计算并优化设计了水雾冷却准等温压缩的水雾临界能耗线和极值能耗线，为水雾冷却准等温压缩系统的设计提供了有效的判断标准。

压缩空气广泛应用于工业生产，但产生压缩空气的效率不高，成为气动系统效率低的主要原因。应用喷雾直接冷却压缩空气以降低压缩能耗，提高气动系统效率，达到节能减排的目的。分析了空气压缩方式、压缩机空气入口温度、喷雾颗粒和不同比体积对压缩机能耗和节能效率的影响。通过计算分析，在喷雾比体积下，采用喷雾直接冷却压缩空气，节能效率最高能达到38．8％，喷雾冷却压缩空气为压缩空气节能提供了一种有效的方式。

压缩空气储能（CAES）是一种大规模储能技术,可以用于调节城市电力供需,缓解用电高峰电力短缺,减少电网容量建设。目前,储能技术逐渐开始应用于城市,当电价下降时,采用电池储存电力,价格上升时,释放电力,利用峰谷电价差实现盈利。与电池相比,CAES容量大（100 MWh,电池小于10 MWh）、环保（无重金属污染）,使用寿命长。但由于储能效率过低,通过电价差盈利空间小,投资回收期长是限制其商业应用的重要因素之一。目前,多数压缩空气储能系统都基于绝热压缩,大约有一半的电力被转化成了热量并耗散。由于压缩时空气的温度上升,导致压缩功增加,并转化得到更多的热。许多研究聚焦在增强压缩空气的散热来达到等温压缩。本研究提出将微米级（10～100μm）水雾喷入压缩空气与之混合,吸收压缩热,降低压缩空气温度,以实现等温。通过实验对压缩空气压力,体