检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2021年第10期42卷 153-159页

作者：张晓盼鹿院卫于强吴玉庭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

为探究加热条件对纳米熔盐热物性和形貌结构的影响,采用微波法将平均粒径为20 nm的SiO_(2)纳米粒子以1%质量分数添加到低熔点四元混合硝酸盐Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O-KNO_(3)-NaNO_(3)-NaNO_(2)中制备纳米熔盐,利用同步热分析仪(DSC... 详细信息

为探究加热条件对纳米熔盐热物性和形貌结构的影响,采用微波法将平均粒径为20 nm的SiO_(2)纳米粒子以1%质量分数添加到低熔点四元混合硝酸盐Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O-KNO_(3)-NaNO_(3)-NaNO_(2)中制备纳米熔盐,利用同步热分析仪(DSC)、激光闪射分析仪(LFA)以及扫描电镜(SEM)分析熔盐的比热容、导热系数和形貌特征。结果表明,纳米熔盐的热物性与分散的均匀程度随微波加热条件的不同而变化,加热温度为250℃,恒温90 min时,纳米熔盐的比热容和导热系数平均提高率最大分别为18.5%和38.4%。利用扫描电镜对材料进行形貌分析,发现纳米熔盐形成了特殊的纳米结构,随着纳米结构数量的增加,其比热容也随之提高。可见,微波法是一种提高纳米熔盐热物性的有效方法。

关键词：纳米粒子熔融盐比热容太阳能热发电纳米结构微波加热

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低熔点熔融盐管内强迫对流换热的实验研究

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太阳能学报 2021年第2期42卷 25-30页

作者：陈虎吴玉庭郭航陈夏鹿院卫马重芳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

利用课题组自行配制的二元混合熔融盐(KNO3-Ca(NO3)2)开展导热油与低熔点熔融盐的管内强制对流实验研究。通过实验得到导热油与低熔点熔融盐的总换热系数,并通过最小二乘法和Wilson分离法得到了管内低熔点熔融盐侧的对流换热系数及其准... 详细信息

利用课题组自行配制的二元混合熔融盐(KNO3-Ca(NO3)2)开展导热油与低熔点熔融盐的管内强制对流实验研究。通过实验得到导热油与低熔点熔融盐的总换热系数,并通过最小二乘法和Wilson分离法得到了管内低熔点熔融盐侧的对流换热系数及其准则关联式。与不同的经典传热关联式对比,最大偏差为+23%。考虑高温熔融盐的变物性特征,利用黏度项对Dittus-Boelter方程关联式进行修正。经过修正后的Dittus-Boelter方程与实验测试结果最大偏差为-15%,偏差值明显减小。过渡流实验数据和Hausen方程及Gnielinski方程的最大偏差均为10%,实验结果验证了传热关系式仍适用于高温熔融盐的结论。

关键词：熔融盐强迫对流传热换热器蓄热太阳能

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列管式固体氯化钠蓄冷换热器动态分布参数分析

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储能科学与技术 2022年第6期11卷 1988-1995页

作者：吴玉庭寇真峰张灿灿吴伊洋北京工业大学环境与生命学部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

为研究列管式固体氯化钠蓄冷换热器在超临界压缩空气储能系统中的工作性能,将整个蓄冷换热器等效为所有单根换热管的并联,对单根换热管以及管外氯化钠划分微元,对每个微元列出控制方程,根据实际运行时蓄冷换热器在蓄冷、保冷、释冷过程... 详细信息

为研究列管式固体氯化钠蓄冷换热器在超临界压缩空气储能系统中的工作性能,将整个蓄冷换热器等效为所有单根换热管的并联,对单根换热管以及管外氯化钠划分微元,对每个微元列出控制方程,根据实际运行时蓄冷换热器在蓄冷、保冷、释冷过程不同的输入参数进行离散求解,最终得到了在蓄冷、保冷及释冷过程中蓄冷换热器不同时刻空气温度分布、氯化钠温度分布、出口质量流量、散热量、局部换热系数、局部换热量等参数。结果发现,空气出口质量流量发生波动,蓄冷时小于进口流量,释冷时大于进口流量;空气在管内进行跨临界流动换热时,在空气温度达到准临界温度时换热系数最大,且由于在准临界温度附近空气比热容先增大后减小,空气温度上升速率先减小后增大;氯化钠初始温度分布的不同导致保冷结束后换热器各位置氯化钠温度变化不同。本文研究揭示了超临界空气在列管式固体氯化钠蓄冷换热器内的流动传热规律,为间接式蓄冷换热器在超临界空气储能中的应用提供了理论基础。

关键词：超临界压缩空气储能蓄冷换热器列管式分布参数法

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盐度对甲烷水合物分解特性影响的LBM模拟

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计算力学学报 2024年第5期41卷 929-934,962页

作者：耿菲凡董波周训张雅瑾崔嘉李维仲大连理工大学能源与动力学院海洋能源利用与节能教育部重点实验室大连116024 河南科技大学车辆与交通工程学院洛阳471003

海洋甲烷水合物在分解过程中会受到海水盐度的影响,本文基于格子玻尔兹曼方法建立了孔隙尺度下甲烷水合物在盐水中分解的数值模型。该模型综合考虑了甲烷水合物分解动力学、甲烷和盐的传质以及气液两相流动和传热过程,并通过引入附加源... 详细信息

海洋甲烷水合物在分解过程中会受到海水盐度的影响,本文基于格子玻尔兹曼方法建立了孔隙尺度下甲烷水合物在盐水中分解的数值模型。该模型综合考虑了甲烷水合物分解动力学、甲烷和盐的传质以及气液两相流动和传热过程,并通过引入附加源项描述盐度对于甲烷水合物分解的影响。在此基础上,本文分析了盐度对甲烷水合物分解特性及传热特性的影响。结果表明,甲烷水合物在盐溶液中的分解速率明显快于纯水中的分解速率,并且随着盐度的增加,水合物分解得越快,分解持续的时间越短。计算域内平均温度在水合物分解的初始阶段急剧下降,然后逐渐升高到初始入口温度,并且最低平均温度随着盐度的增加而升高。因此,盐度的增加可以加快甲烷水合物的分解速率,降低水合物分解的吸热量。

关键词：甲烷水合物盐度格子玻尔兹曼方法分解特性传热特性

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硝基熔盐纳米流体在扭曲扁管内流动与换热特性

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储能科学与技术 2022年第11期11卷 3641-3648页

作者：张灿灿韩松涛吴玉庭鹿院卫牛俊楠北京工业大学环境与生命学部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

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体... 详细信息

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体在扭曲扁管内的对流换热系数和压降随着长短轴比的增加而增加,随着导程的增加而减小。在Re=10000~35000时,扭曲扁管内熔盐纳米流体的对流换热系数相比于圆管最高提升了34.6%,压降最大升高了141.3%,并拟合得到了扭曲扁管内熔盐纳米流体的努塞尔数Nu和阻力系数f的经验关联式。通过综合性能和场协同分析发现,在Re=30000时,长短轴比a/b=2,导程S=300 mm时,强化传热因子PEC最大为1.16,扭曲扁管长轴顶端的协同角最小。

关键词：熔盐纳米流体扭曲扁管换热数值模拟

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料液输运对太阳能界面蒸发过程的影响

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化工进展 2024年第10期43卷 5467-5474页

作者：康培森葛洪宇李思彤穆林刘晓华大连理工大学能源与动力学院海洋能源利用与节能教育部重点实验室辽宁大连116024

太阳能是一种清洁、环保的可再生能源,将太阳能应用到海水淡化系统中是解决淡水资源短缺和能源危机的有效措施。针对太阳能界面蒸发海水淡化系统,为了探究基底宽度以及料液浓度对蒸发性能的影响,本文搭建了界面蒸发实验平台,开展了组合... 详细信息

太阳能是一种清洁、环保的可再生能源,将太阳能应用到海水淡化系统中是解决淡水资源短缺和能源危机的有效措施。针对太阳能界面蒸发海水淡化系统,为了探究基底宽度以及料液浓度对蒸发性能的影响,本文搭建了界面蒸发实验平台,开展了组合式蒸发结构的界面蒸发过程实验研究。研究发现:对于同一种料液浓度,基底结构上水量小于界面蒸发需求时,随着基底宽度的增大,蒸发速率增大;当上水量满足界面蒸发需求后,随着基底宽度增大,蒸发速率下降,蒸发速率存在最大值点;对于同一种基底宽度,当料液浓度增大时,蒸发速率减小;随着料液浓度的增大,蒸发速率最大值向基底宽度增大的方向偏移。

关键词：太阳能界面蒸发基底宽度料液浓度蒸发速率

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水平管降膜换热器性能规律研究进展

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科学技术与工程 2024年第3期24卷 879-896页

作者：王乃继朱承磊李美军煤炭科学研究总院北京100013 北京天地融创科技股份有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 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

水平管降膜换热器具有热质传递效率高、阻力小、结构简单等优点,被广泛应用于化工等传统领域及能源利用的节能减排领域。降膜换热器内部发生复杂的流动及传热传质相互耦合过程。介绍了实验及模拟研究手段的进展,综述了不同操作参数(气... 详细信息

水平管降膜换热器具有热质传递效率高、阻力小、结构简单等优点,被广泛应用于化工等传统领域及能源利用的节能减排领域。降膜换热器内部发生复杂的流动及传热传质相互耦合过程。介绍了实验及模拟研究手段的进展,综述了不同操作参数(气体温度、流向及流量,溶液流量、温度及浓度,内部媒介流量及温度等)与结构参数(管径、管间距等)对水平管降膜管间流型、液膜厚度与润湿性等流动特性的影响规律,以及对蒸发传热特性、吸收传热传质特性等换热器性能的影响规律,包括整体性能和局部微细特征,为水平管降膜换热器的性能优化提供理论支撑。指出在不同气流特征以及多因素相互作用下多维度的局部流动与传热传质性能的耦合影响规律以及强化换热手段会是水平管降膜换热器未来研究的重点方向。

关键词：水平管降膜管间流型液膜厚度润湿性传热传质

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炼焦煤成焦机理再认识:“衍构成焦机理”的提出

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2826-2839页

作者：崔贝贝王美君常丽萍谢克昌太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室山西太原030024

深度认识煤质特性、探究炼焦煤成焦机理是开发精细化配煤炼焦技术的关键。传统成焦机理仅宏观地解释了炼焦煤炭化过程中的塑性和黏结现象,缺乏对煤转变为焦炭所涉及的化学反应的深层次认识。基于此,从分子水平阐述了炼焦煤成焦特性的演... 详细信息

深度认识煤质特性、探究炼焦煤成焦机理是开发精细化配煤炼焦技术的关键。传统成焦机理仅宏观地解释了炼焦煤炭化过程中的塑性和黏结现象,缺乏对煤转变为焦炭所涉及的化学反应的深层次认识。基于此,从分子水平阐述了炼焦煤成焦特性的演化机制并提出了“衍构成焦机理”,其核心观点是:煤的焦化本质是煤分子在温度作用下发生的一系列化学反应;成焦过程中的一切宏观特性都取决于煤基体的瞬态空间结构,即“结构决定性质”;炼焦过程中传热传质条件的动态变化将影响煤的热转化行为进而影响成焦特性和焦炭质量,即“环境影响行为”。基于煤分子结构特性及热解过程中共价键的断裂和重建规律,重点分析了炼焦煤的流动性、膨胀性及其演化机制,探究了煤分子空间结构重排与焦炭强度的内在联系。流动性源于煤中弱共价键的断裂,终于芳香碎片的交联缩聚。在流动过程中,煤热解碎片以分子链段的形式向孔穴相继跃迁并封闭孔隙,形成了包含塑性层和部分煤层及半焦层的低透气带,限制了挥发分的释放从而产生了膨胀压力;同时,碳基质结构发生重排,取向性增加,sp^(2)杂化和sp^(3)杂化形式的碳原子的空间排布方式决定了焦炭的强度。加热速率的合理调控将明显改善焦炭强度并实现焦化过程节能降耗。“衍构成焦机理”是对传统煤成焦机理的补充和延伸,以期为现代煤焦化工业精细化发展提供理论指导和技术支撑。

关键词：成焦机理分子结构转变成焦特性传热传质条件焦炭质量

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竖直铯热管传热特性的实验和数值模拟

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化工进展 2024年第4期43卷 1711-1719页

作者：赵吉隆郭宇翔陈宏霞袁达忠杜小泽华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

近年来,有关中温铯热管的研究较少,主要因为铯热管造价昂贵且铯金属化学性质活泼,开展实验难度较大,因此通过数值模拟方法对铯热管启动特性与内部相变等过程进行分析预测具有重要意义。首先,本文开展铯热管冷启动实验,并基于目前的热管... 详细信息

近年来,有关中温铯热管的研究较少,主要因为铯热管造价昂贵且铯金属化学性质活泼,开展实验难度较大,因此通过数值模拟方法对铯热管启动特性与内部相变等过程进行分析预测具有重要意义。首先,本文开展铯热管冷启动实验,并基于目前的热管模拟模型,利用UDF建立蒸发与冷凝的自适应模型,对比实验热管稳态壁温与数值模拟计算壁温,最大温差小于20K,且较好地呈现了热管末端的温度突降,证明了模型的准确性。其次,基于竖直铯热管变功率冷态启动实验,模拟获得铯热管启动过程中热管壁面温度及内部工质相态分布的演变过程;并利用壁面温度的平均差数值评价有效长度上的均温性。最后,通过模拟研究改变热管蒸发段长度(200mm和120mm)、加热功率(1028.2W和844.4W)及充液率(8.8%、12%和15%),对比分析其相态分布、温度分布及压力分布;综合热管有效工作长度、壁面均温性、蒸发段液相堆积与干烧现象,分析蒸发段长度与充液率的最佳配比,为热管的优化设计提供基础。

关键词：传热多相流数值模拟热管相分布均温性

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具有板式基底结构的界面蒸发系统性能模拟

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浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1498-1504,1515页

作者：李思彤葛洪宇康培森穆林刘晓华大连理工大学能源与动力学院海洋能源利用与节能教育部重点实验室辽宁大连116024

针对具有板式基底结构的太阳能界面蒸发系统建立三维数学模型,利用Ansys Fluent软件求解该系统的蒸发过程,研究板缝宽度及料液质量分数对界面蒸发过程的影响.结果表明:蒸发速率随板缝宽度和料液质量分数的增大而减小;当基底输水量小于... 详细信息

针对具有板式基底结构的太阳能界面蒸发系统建立三维数学模型,利用Ansys Fluent软件求解该系统的蒸发过程,研究板缝宽度及料液质量分数对界面蒸发过程的影响.结果表明:蒸发速率随板缝宽度和料液质量分数的增大而减小;当基底输水量小于蒸发需求时,蒸发界面出现干涸现象,干涸现象出现后蒸发速率显著降低;当板缝宽度为0.5 mm时,与最大蒸发速率对应的料液质量分数为3.5%~5.0%;当料液质量分数为3.5%时,与最大蒸发速率对应的板缝宽度为0.5~0.6 mm;系统能量利用率变化规律与蒸发速率基本一致.蒸发过程中蒸发量与料液供给量的匹配是影响板式基底结构的太阳能界面蒸发系统性能的重要因素.

关键词：基底结构界面蒸发板缝宽度料液质量分数蒸发速率

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