检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2021年第S01期40卷 163-167页

作者：李京卫唐志伟王昊北京市热力集团有限责任公司丰台分公司北京100078 北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

基于当前对KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O蓄热性能研究较少且很少有蓄热装置应用KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O作为相变蓄热材料的问题。对KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的制备和蓄热性能进行了总结以及热力学性能分析,得出环境温度... 详细信息

基于当前对KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O蓄热性能研究较少且很少有蓄热装置应用KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O作为相变蓄热材料的问题。对KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的制备和蓄热性能进行了总结以及热力学性能分析,得出环境温度及初始温度对相变材料?效率影响较小,终止温度对?效率影响较大;当初始温度为328K,环境温度288K时,最佳终止温度为370K。同时,针对KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O应用于移动蓄热装置进行数值模拟,得到液相率、温度随时间的变化曲线。本文研究表明KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O是一种性能良好的低温蓄热材料。

关键词：热力学数值模拟相变钾明矾

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新型相同钠离子混合熔盐相图预测及物性测量

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储能科学与技术 2021年第5期10卷 1729-1734页

作者：何聪鹿院卫宋文兵陈晓彤吴玉庭樊占胜北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京重点实验室北京100124

为了提高第三代聚光式太阳能热发电技术的效率,降低系统的运行成本,需要开发出具有更高使用温度的新型高温储热/蓄热材料。本文基于相同阳离子的原则,选取3种相同钠离子熔盐NaNO_(3)、NaCl、Na_(2)CO_(3)作为基盐,借助相图原理指导混合... 详细信息

为了提高第三代聚光式太阳能热发电技术的效率,降低系统的运行成本,需要开发出具有更高使用温度的新型高温储热/蓄热材料。本文基于相同阳离子的原则,选取3种相同钠离子熔盐NaNO_(3)、NaCl、Na_(2)CO_(3)作为基盐,借助相图原理指导混合熔盐的配制,通过FactSage软件对NaNO_(3)-NaCl-Na_(2)CO_(3)三元体系进行相图热力学计算,利用差示扫描量热仪对预测最低共熔点附近多组共晶盐进行热物性分析。结果发现,当三元体系熔盐NaNO_(3)∶NaCl∶Na_(2)CO_(3)物质的量比例为0.92∶0.064∶0.016时熔点最低,测得最低共熔点为279.9℃,相变潜热值为194.1 J/g,与相图预测结果(291℃)基本一致,验证了相图计算的准确性。对该体系其他热物性进行测量,得到其分解温度为595℃(质量损失率为3%),比热容为1.60 J/(g·K)(500℃),平均比热容为1.62 J/(g·K),相比于Solar Salt和Hitec平均比热容分别增加了0.12 J/(g·K)和0.28 J/(g·K)。该新型三元体系熔盐具有潜热、比热容大和使用温度范围较宽的优点,在制备复合材料潜热储热方面有很大潜力,为开发新型太阳能热发电储热/蓄热材料提供了借鉴,也为借助相图理论指导混合熔盐的开发提供了参考。

关键词：熔盐相图太阳能热发电热物性

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双螺旋盘管内膨胀石墨对相变材料的传热强化机制与蓄放热性能

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储能科学与技术 2023年第12期12卷 3678-3689页

作者：郭艳芹曾镇张弘光凌子夜张正国方晓明华南理工大学化学与化工学院教育部强化传热与节能重点实验室广东广州510640 广东省热能高效储存与利用工程技术研究中心广东广州510640 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司广东佛山528311

本工作提出了一种双螺旋盘管与膨胀石墨强化传热的相变蓄热器结构,通过建立双螺旋管相变蓄热器模型,模拟了双螺旋管的螺距、材料热物性对蓄放热性能的影响规律。探讨了限制空间下相变材料自然对流与材料导热增强在传热强化过程中的控制... 详细信息

本工作提出了一种双螺旋盘管与膨胀石墨强化传热的相变蓄热器结构,通过建立双螺旋管相变蓄热器模型,模拟了双螺旋管的螺距、材料热物性对蓄放热性能的影响规律。探讨了限制空间下相变材料自然对流与材料导热增强在传热强化过程中的控制作用。结果表明,在加工螺距限制条件下,减小螺距及增加螺旋数可以提升蓄热器放热性能。膨胀石墨可以提升相变材料热导率,同时会导致材料黏度增大,因此添加膨胀石墨能增强蓄热器的导热换热,但抑制自然对流换热。通过对比分析发现,在限制空间下材料的导热增强带来的传热强化程度能够弥补由于材料自然对流不足导致的传热损失。因此,本工作揭示了相变蓄热器传热强化的控制步骤在于材料热导率强化。基于实验和仿真结合的方式,本工作设计了一款用于加热生活热水的蓄热器结构,验证了所设计的蓄热器在宽进口温度、进口流量等操作工况下具有优异的放热性能。该蓄热器与电加热器相结合,能够在电热功率小于2200 W的条件下实现热水加热功率超3500 W,突破了家用电热设备的功率限制。

关键词：双螺旋管相变蓄热器数值模拟导热增强自然对流

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纳米流体强化传热进展综述

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当代化工研究 2023年第14期 7-9页

作者：马丹丹任诗扬马天雨叶宗丽北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室、传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

伴随电子设备的高速发展,制约其微型化、集成化的热交换设备高传热负荷成为需要解决的首要问题。作为高效、高传热性能的新型能量输运工质,纳米流体可以有效提高工质的导热性能,并改善散热系统的换热性能。因此,对于纳米流体强化传热技... 详细信息

伴随电子设备的高速发展,制约其微型化、集成化的热交换设备高传热负荷成为需要解决的首要问题。作为高效、高传热性能的新型能量输运工质,纳米流体可以有效提高工质的导热性能,并改善散热系统的换热性能。因此,对于纳米流体强化传热技术的研究,不仅可以深入探究纳米流体在实际应用中的发展潜力,也有助于热交换设备传热性能的提高,具有广阔的市场应用前景和巨大的潜在经济价值。尽管现今已有大量针对纳米流体强化机理的科学研究,但研究结果的一致性较低,仍存在较大争议。因此,本文将从纳米流体在单相对流传热、池沸腾传热、流动沸腾传热三个方面进行全面的调研分析,针对纳米流体强化的传热机理进行总结和讨论。

关键词：纳米流体强化传热单相池沸腾流动沸腾微结构

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蓄热式加热炉瞬态熵产分布与燃烧参数影响分析

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中国科学：技术科学 2024年第12期54卷 2293-2305页

作者：王帝杰向永光张欣茹朱有鑫姜泽毅北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 河钢集团唐钢公司信息自动化部唐山063000 北京科技大学北京市节能环保工程技术研究中心北京100083 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室北京100083

本文以蓄热式加热炉为研究对象,建立了考虑烧嘴换向的单元炉膛空间热过程瞬态模型,模拟了炉宽方向传热的不均匀性,开发了熵产和[火用]平衡的数值计算方法,明晰了燃烧、流动和传热过程的熵产大小、空间分布和能量耗散机制;基于该单元模... 详细信息

本文以蓄热式加热炉为研究对象,建立了考虑烧嘴换向的单元炉膛空间热过程瞬态模型,模拟了炉宽方向传热的不均匀性,开发了熵产和[火用]平衡的数值计算方法,明晰了燃烧、流动和传热过程的熵产大小、空间分布和能量耗散机制;基于该单元模型模拟了蓄热式炉钢坯加热全过程,获得了各项[火用]损失和[火用]效率沿炉长的分布和全炉[火用]平衡;探讨了烧嘴射流速度、富氧浓度和高炉煤气掺烧天然气等节能途径对[火用]效率的影响.结果表明,燃烧和辐射传热的不可逆性是炉内熵产的主要因素,在钢坯温度较低时,辐射熵产约占单元炉膛总熵产的70.5%,提高钢坯装炉温度可有效降低该熵产;在钢坯温度较高时,燃烧熵产占主导,约为炉膛总熵产的59.9%,优化燃烧是降低熵产的主要措施.烧嘴换向后新火焰稳定约需15~20 s,由于原火焰被推出、炉温波动和质量扩散的加剧,对炉膛[火用]效率的稳定产生了重要影响,蓄热器需具有足够高的[火用]回收效率才能保证加热单元整体[火用]效率的提升.对全炉而言,第一类[火用]损失主要发生在均热段,由高温烟气带出炉膛导致,占该段输入[火用]45.6%,利用均热段的烟气预热其他段的空气和煤气,可有效降低第一类[火用]损失;第二类[火用]损失主要发生在预热段,辐射熵产是其主要原因,占该段输入[火用]的17.4%,热送热装是降低第二类[火用]损失的主要方法.保持单元炉膛其他参数不变,当射流速度为19 m/s时[火用]效率和热效率最高;当富氧浓度提升至35%时,[火用]效率和热效率分别提高了4.1%和5.5%;高炉煤气掺混10%的天然气提高了燃烧温度和钢坯表面热流,但?效率和热效率降低1.2%和4.4%,反而不利于加热炉的节能.该研究为加热炉能效评价与工艺优化提供了一些新的思路.

关键词：蓄热式加热炉数值模拟瞬态熵产 [火用]效率燃烧参数分析

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NH3/CH4混合燃料层流火焰速度的数值分析及其反应机理的优化

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可持续能源 2024年第1期14卷 1-20页

作者：王津铭王景甫陈颖陈纪全北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室北京

NH3作为一种无碳燃料,且具有较长的应用历史、较高的市场成熟度和较完整的产业链,因此在推动全球低碳发展中具有很大的发展前景。为了解决NH3在燃烧时火焰传播速度较慢的问题,可行的方法是将NH3与CH4混合燃烧。针对NH3/CH4混合燃烧的数... 详细信息

NH3作为一种无碳燃料,且具有较长的应用历史、较高的市场成熟度和较完整的产业链,因此在推动全球低碳发展中具有很大的发展前景。为了解决NH3在燃烧时火焰传播速度较慢的问题,可行的方法是将NH3与CH4混合燃烧。针对NH3/CH4混合燃烧的数值模拟研究时采用的反应机理比较多样且都存在相对误差的问题,对NH3/CH4混合燃料的层流燃烧速度进行模拟并通过反应灵敏度等方法分析了重要影响因素。结果表明燃料CH4的添加可有效使NH3的层流火焰速度线性增加,燃烧强度显著提升。同时发现层流火焰速度在很大程度上受火焰中自由基O、H、OH数量以及基元反应H + O2 O + OH反应速率的影响,随CH4加入火焰中的O、H、OH的摩尔分数也随之增大,因此进一步提高NH3的层流火焰速度。此外通过敏感性分析以及火焰结构分析发现基元反应的参数设置是各个机理模拟产生差异的根本原因,因此本研究基于模拟表现最好Okafor机理,根据其他常用机理的参数设置和实验数据形成了优化机理Okafor-Modified,与实验结果的平均相对误差在10%内。

关键词：二元燃料NH3/CH4 层流燃烧速度机理优化

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多目标优化在流体机械中的应用研究综述

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可持续能源 2023年第6期13卷 69-80页

作者：陶粤婷王伟吴玉庭马重芳北京工业大学能源与动力工程学院北京传热强化与过程节能教育部重点实验室北京传热与能源利用北京市重点实验室北京

流体机械综合性能提升有利于提高能源系统能效,引入多目标优化方法对流体机械展开性能优化研究,可以进一步改善流体机械整体性能。因此针对多目标优化方法在流体机械性能优化中的应用展开了综述。首先总结了多种流体机械多目标性能优化... 详细信息

流体机械综合性能提升有利于提高能源系统能效,引入多目标优化方法对流体机械展开性能优化研究,可以进一步改善流体机械整体性能。因此针对多目标优化方法在流体机械性能优化中的应用展开了综述。首先总结了多种流体机械多目标性能优化现状,其次简要介绍了多目标优化的基础概念,并概述了常用的几种优化算法及其在流体机械中的相关应用。流体机械多目标优化的基础是性能预测,性能预测方法的优劣对于多目标优化效果有着决定性影响。对流体机械性能预测方法展开了分析讨论,重点探讨了近似模型技术,详细介绍了最常用的几种近似模型并总结其在流体机械优化中的应用。最后提出了目前优化中存在的问题,为日后流体机械多目标优化研究提供参考。

关键词：流体机械多目标优化优化算法近似模型

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低阶煤与聚丙烯共热解协同效应分析

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洁净煤技术 2024年第4期30卷 187-195页

作者：王雪婷钟梅代正华靳立军周琦杨潇新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830046 煤炭科学技术研究院有限公司国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室煤化工研究所辽宁大连116024 中石油克拉玛依石化有限责任公司新疆维吾尔自治区克拉玛依834003

新疆地区煤炭储量丰富,低阶煤占比较高。其中,哈密地区的煤炭普遍具有挥发分高的特点,适宜通过热解提取其中的油气组分。然而热解焦油存在重质组分含量高、黏度大、易带尘等问题,因此如何降低焦油中重质组分含量,提升焦油品质是实现其... 详细信息

新疆地区煤炭储量丰富,低阶煤占比较高。其中,哈密地区的煤炭普遍具有挥发分高的特点,适宜通过热解提取其中的油气组分。然而热解焦油存在重质组分含量高、黏度大、易带尘等问题,因此如何降低焦油中重质组分含量,提升焦油品质是实现其高值化利用的关键。塑料与煤具有相似的热解温区,且塑料的H/C原子比远高于煤,其在热解过程中产生的富氢组分可促进煤的一次热解反应或抑制煤热解过程中的交联现象。煤与塑料共热解过程中,挥发物之间存在相互作用,其机制与二者接触方式密切相关。通过TG、TG-MS和TG-FTIR-GC/MS探究聚丙烯(PP)和淖毛湖煤(NMH)共热解过程中相互作用。TG-MS结果显示二者快速分解阶段主要热解温度区间基本重合,PP热解过程生成·CH_(3)。PP置于NMH上方时,二者质量比显著影响NMH热失重行为和挥发物释出规律,当NMH、PP_(exp)质量比为8:2时,正协同效应最明显。TG-FTIR-GC/MS结果显示,8NMH-2PP_(exp)热解过程中,PP热解自由基促进NMH化学键断裂,形成的相互作用改变氧的释放形式,CO和H_(2)O增加,CO_(2)减少。烯烃及醇类物质相对含量分别比理论计算值高30.58%和16.18%,CO_(2)和烷烃类分别低8.89%和14.43%。Flynne-Walle-Ozawa计算结果表明,共热解平均活化能比理论计算值低6.8 kJ/mol,与PP促进NMH挥发物的释放印证。

关键词：淖毛湖煤与聚丙烯共热解协同效应活化能

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新型混合硝酸熔盐的制备及热物性研究

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储能科学与技术 2021年第1期10卷 170-176页

作者：盛鹏徐丽赵广耀韩燕吴玉庭全球能源互联网研究院有限公司先进输电技术国家重点实验室电工新材料技术联合实验室北京102209 北京工业大学环境与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

本工作通过在47%Ca(NO3)2-53%KNO3(质量分数)二元熔盐中添加不同比例添加剂B或A,经过筛选得到了5种混合熔盐样品,分别对其进行了热物性参数的测试分析。测试结果表明,相比最为常用的太阳盐熔盐,混合熔盐的上下限温度得到拓展,混合熔盐... 详细信息

本工作通过在47%Ca(NO3)2-53%KNO3(质量分数)二元熔盐中添加不同比例添加剂B或A,经过筛选得到了5种混合熔盐样品,分别对其进行了热物性参数的测试分析。测试结果表明,相比最为常用的太阳盐熔盐,混合熔盐的上下限温度得到拓展,混合熔盐样品中,凝固点最低可达135.2℃,分解温度最高可达639.1℃。当添加34%(质量分数)添加剂B时,混合熔盐样品的综合性能最优,其储热密度可达734 kJ/kg,导热系数高达0.74 W/(m·K)。综合考虑不同热物性参数的测试结果,相比传统Solar Salt及Hitec熔盐,本文开发的混合熔盐配方综合性能有较大提升,在光热发电中作为传热蓄热介质具有良好的应用前景。

关键词：光热发电熔盐传热蓄热介质热物性

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La_(1-x)K_(x)MnO_(3)钙钛矿型催化剂同时去除碳烟颗粒物和NO_(x)的性能研究

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热科学与技术 2021年第2期20卷 164-170页

作者：张丽君李艳霞张宁刘世超北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

通过柠檬酸络合法制备了一系列钙钛矿型催化剂La_(1-x)K_(x)MnO_(3)(x=0.0~0.5)。通过程序升温氧化反应测试了催化剂同时去除碳烟颗粒物和NO_(x)的性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)以及X射线光电... 详细信息

通过柠檬酸络合法制备了一系列钙钛矿型催化剂La_(1-x)K_(x)MnO_(3)(x=0.0~0.5)。通过程序升温氧化反应测试了催化剂同时去除碳烟颗粒物和NO_(x)的性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)以及X射线光电子能谱(XPS)等表征技术分析了经过A位掺杂的催化剂与基础催化剂产生活性差异的原因。结果表明:所制备的催化剂均具有钙钛矿结构;K的掺杂使得催化剂拥有更加均匀的纳米颗粒且颗粒粒度减小;同时掺杂还改变了B位金属的化学状态,使得被掺杂的催化剂中高价态的Mn^(4+)和氧空位的含量增加。其中La_(0.7)K_(0.3)MnO_(3)具有较好催化活性,碳烟颗粒物的特征温度T_(50)和最大燃烧速率温度分别为344.0℃和349.8℃,NO的转化率为39.1%。

关键词：去除NO_(x) 碳烟颗粒物 La_(1-x)K_(x)MnO_(3) 钙钛矿型催化剂 K掺杂

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