检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2025年第1期46卷 35-41页

作者：王刚张震姜铁骝东北电力大学能源与动力工程学院吉林132012

本文提出了一种基于槽式聚光器和氧化铟锡/乙二醇纳米流体分频器的新型太阳能光伏/光热系统。制备了氧化铟锡/乙二醇纳米流体并进行了性能测试。结果表明在全波长范围内,氧化铟锡/乙二醇纳米流体的平均透射率和平均吸收率分别为69.1%和3... 详细信息

本文提出了一种基于槽式聚光器和氧化铟锡/乙二醇纳米流体分频器的新型太阳能光伏/光热系统。制备了氧化铟锡/乙二醇纳米流体并进行了性能测试。结果表明在全波长范围内,氧化铟锡/乙二醇纳米流体的平均透射率和平均吸收率分别为69.1%和30.9%。对光伏/光热系统的光学性能进行分析,结果表明,PVT系统的总体光学效率约为89.38%。当南北方向的对日跟踪误差增加到0.2°时,光伏/光热系统的光学效率为84.14%。对光伏/光热系统进行了运行性能分析,结果表明,光伏子系统的光电转换效率为29.1%,光伏/光热系统整体的理论光电转换效率和系统的热效率分别为19.1%和19%。变参数分析的结果表明,提高光伏/光热系统的热效率可以通过适当增大纳米流体的入口流速、减小纳米流体的入口温度以及减小外部对流换热系数来实现。

关键词：太阳能氧化铟锡纳米流体槽式聚光器光伏/光热系统

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不同粗糙元结构下CaCO_(3)污垢局部沉积特性

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化工学报 2025年第1期76卷 151-160页

作者：韩志敏周相宇张宏宇徐志明东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

由于换热器实际的热交换过程中换热壁面并非绝对光滑,而粗糙换热壁面很容易在部分局部位置处结垢,因此基于已构建的局部析晶污垢模型,对不同粗糙元结构下CaCO_(3)污垢局部沉积特性进行数值模拟研究。对比了三种不同形状(矩形、梯形和三... 详细信息

由于换热器实际的热交换过程中换热壁面并非绝对光滑,而粗糙换热壁面很容易在部分局部位置处结垢,因此基于已构建的局部析晶污垢模型,对不同粗糙元结构下CaCO_(3)污垢局部沉积特性进行数值模拟研究。对比了三种不同形状(矩形、梯形和三角形)的粗糙元,并详细分析了三角形粗糙元的相对高度和相对宽度的影响。结果表明,三种粗糙元通道内的局部污垢热阻平均值均小于光滑通道,其中三角形粗糙元的局部污垢热阻平均值最小。三种粗糙元通道局部污垢热阻沿通道长度增加均呈周期性变化,且在每个周期内均存在峰值,其中最大峰值位于粗糙元背风侧。此外,局部污垢热阻随着三角形粗糙元相对高度的增加而减小,随着相对宽度的增加而略有增加,说明相对高度对局部污垢沉积影响更大。

关键词：粗糙元 CaCO_(3)污垢模型局部污垢热阻结垢数值模拟

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印刷电路板式换热器冷热侧多通道热流耦合特性

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天然气工业 2025年第4期45卷 133-145页

作者：蔡伟华杨柳李文浩何城然赵斌李倩热流科学与核工程实验室·东北电力大学东北电力大学能源与动力工程学院长沙理工大学能源与动力工程学院

印刷电路板式换热器（PCHE）作为液化天然气（LNG）再气化的核心设备，因其体积小、效率高而在天然气液化工程领域应用广泛，但其换热性能直接决定了再气化过程的效率，亟需研究其中复杂流动与换热特性。为此，建立了PCHE冷热侧多通道... 详细信息

印刷电路板式换热器（PCHE）作为液化天然气（LNG）再气化的核心设备，因其体积小、效率高而在天然气液化工程领域应用广泛，但其换热性能直接决定了再气化过程的效率，亟需研究其中复杂流动与换热特性。为此，建立了PCHE冷热侧多通道耦合传热模型，通过数值模拟方法研究了天然气跨临界流动与丙烷冷凝相变耦合下的流动与换热特性。最后基于模型微元划分，分析了PCHE内局部流动与换热特性。研究结果表明：(1)冷热侧各通道间温度与流量均存在着一定的差异，冷侧主要为天然气跨临界物性变化产生的流速不均，热侧主要为通道位置差异产生的冷凝量不同。(2)换热系数与压降沿通道变化的整体规律与单通道研究结果基本一致，流动换热性能主要受流动状态影响，但不同区域的通道布置形式对流动换热系数有一定影响。(3)交叉流和逆流区域的换热系数相比顺流区域要更大。结论认为，研究结果可为LNG气化器内跨临界和冷凝相变共轭传热研究以及PCHE的设计提供理论和技术参考价值，有助于LNG工程建设的高质量发展。

关键词：印刷电路板式换热器天然气跨临界流动丙烷冷凝冷热侧耦合微元分析 LNG气化器

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考虑多物理场耦合特性的固体氧化物燃料电池瞬态特性研究

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化工学报 2025年第3期76卷 1264-1274页

作者：齐珂王迪谢喆陈东升周云龙孙灵芳东北电力大学自动化工程学院吉林吉林132000 东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132000

为了解决化石能源枯竭和环境污染的问题,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)作为能量高效转换设备得到了快速发展。采用COMSOL软件建立平板式SOFC多物理场耦合模型,综合考虑电、热、流动和传质多物理场的相互作用,研究SOF... 详细信息

为了解决化石能源枯竭和环境污染的问题,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)作为能量高效转换设备得到了快速发展。采用COMSOL软件建立平板式SOFC多物理场耦合模型,综合考虑电、热、流动和传质多物理场的相互作用,研究SOFC在输出电压、空气流速和燃料流速变化条件下的局部瞬态响应特性。结果表明,在输出电压为0.5、0.6和0.8 V时,燃料流速突降为0,功率密度变化幅度分别为-67%、-60%和-56%;电池功能层平均温度变化幅度和趋势呈现显著差异;燃料流速对于电池性能的影响明显大于空气流速变化;由于电池中电化学反应的直接参与和电极表面的快速反应,导致输出电压变化时,功率密度的响应速度最快。本研究为SOFC的优化设计提供了重要的理论依据和技术支撑。

关键词：固体氧化物燃料电池 COMSOL 瞬态响应动态仿真传热

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ReaxFF-MD揭示木质素热解反应机制的分子动力学研究

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化工学报 2025年第3期76卷 1253-1263页

作者：徐芳张锐崔达王擎东北电力大学教务处吉林吉林132012 东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

通过ReaxFF-MD反应分子动力学模拟,深入探讨了木质素热解产物的演化规律及氧元素的迁移机制,重点分析了木质素的热解反应机理。结果表明,2000 K是木质素热解不同反应机制的转折点,低温度条件下一次分解反应起主要作用,主要涉及大分子网... 详细信息

通过ReaxFF-MD反应分子动力学模拟,深入探讨了木质素热解产物的演化规律及氧元素的迁移机制,重点分析了木质素的热解反应机理。结果表明,2000 K是木质素热解不同反应机制的转折点,低温度条件下一次分解反应起主要作用,主要涉及大分子网络结构的分解及弱桥键的断裂。并且温度的升高有助于氧元素向生物油和热解气迁移。高温度条件下木质素热解过程既存在一次分解反应也包含热解产物的二次反应。反应温度越高,一次反应的时间越短。二次反应过程中绝大部分生物油通过重组或缩聚转化为焦炭,仅有小部分生物油分解生成热解气。高温条件下,氧元素主要存在于热解气中,H_(2)O、CO_(2)、CH_(2)O等含氧气体的产生与木质素结构中含有丰富的羟基、羧基、羰基官能团有关。

关键词：木质素热解反应分子动力学热解机理

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非线性油膜力影响的超临界二氧化碳透平密封动力特性分析

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中国电机工程学报 2025年

作者：司和勇于真馗曹丽华王瑶俐陈东超东北电力大学能源与动力工程学院

超临界二氧化碳透平的密封气动效应和轴承油膜支撑导致转子运动状态具有较强的非线性特性。该文建立转子-轴承-密封耦合涡动模型，通过流场仿真耦合短轴承非线性油膜力和转子系统运动微分方程，实现转子非线性动力理论与密封流场气动作... 详细信息

超临界二氧化碳透平的密封气动效应和轴承油膜支撑导致转子运动状态具有较强的非线性特性。该文建立转子-轴承-密封耦合涡动模型，通过流场仿真耦合短轴承非线性油膜力和转子系统运动微分方程，实现转子非线性动力理论与密封流场气动作用的联合求解，探究油膜力与密封气动效应耦合作用对转子运动及动力特性的影响。结果表明：耦合油膜力非线性涡动模型中横向偏移位移增加，轴颈附加位移使转子涡动半径增大，高频区气动作用显著。在额定频率与倍频处，密封力对数衰减率的变化更为明显。油膜力引起的弹性恢复效应与阻尼效应使密封动力特性系数随涡动频率变化稳定。耦合油膜力非线性涡动模型的密封有效阻尼在低频范围相对稳定，高频范围稳定性变差。

关键词：超临界二氧化碳非线性油膜力非线性涡动迷宫密封动力特性

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氢液化透平膨胀机的优化设计与效率评价

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动力工程学报 2025年第3期45卷 481-488页

作者：李洪坤车勋建宇世鹏蔡伟华东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

为了开展基于平均线模型的氢透平膨胀机优化设计,采用遗传算法获得最优性能下的设计参数,探讨了流动系数、负载系数、质量流量和转速等关键参数对氢透平膨胀机性能的影响。结果表明:采用最优设计参数后,氢透平膨胀机的效率提高了3.08%;... 详细信息

为了开展基于平均线模型的氢透平膨胀机优化设计,采用遗传算法获得最优性能下的设计参数,探讨了流动系数、负载系数、质量流量和转速等关键参数对氢透平膨胀机性能的影响。结果表明:采用最优设计参数后,氢透平膨胀机的效率提高了3.08%;在不同工况下质量流量和转速变化对氢透平膨胀机效率有显著影响;在最优透平膨胀机结构下,当质量流量在0~0.5 kg/s范围内时,此时氢透平膨胀机效率均高于70%,可实现氢透平膨胀机的高效运行。

关键词：氢透平膨胀机遗传算法平均线模型

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棒束通道中边棒和角棒环状流扰动波特性研究

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核动力工程 2025年第1期46卷 143-151页

作者：金光远白镜湖王睿李伟链杜利鹏张文超东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012 东北电力大学热流科学与核工程实验室吉林吉林132012

研究棒束通道中边棒和角棒环状流扰动波特性,可为核电厂稳态运行和应急处置提供理论支撑。本研究建立棒束通道中环状流可视化实验系统,对边棒和角棒表面扰动波特性进行分析。结果表明,扰动波形态可以分成小尺度波、包状扰动波、带状扰... 详细信息

研究棒束通道中边棒和角棒环状流扰动波特性,可为核电厂稳态运行和应急处置提供理论支撑。本研究建立棒束通道中环状流可视化实验系统,对边棒和角棒表面扰动波特性进行分析。结果表明,扰动波形态可以分成小尺度波、包状扰动波、带状扰动波和带状破碎波4种;液相折算速度保持不变时,平均液膜厚度随气相折算速度增加而变小,当液相折算速度逐渐变大时,平均液膜厚度数值也逐渐变大;扰动波波高随气相折算速度增加而变小,边棒表面扰动波高度低于角棒的值。当液相折算速度低于0.41 m/s时,扰动波波速随着气、液相折算速度增加而变大;当液相折算速度高于0.41 m/s时,扰动波波速高于气相折算速度。扰动波波频随气相折算速度增加而变大,随液相折算速度变化规律不明显,这取决于波动形态的变化。边棒和角棒表面液膜厚度数据的熵均值随着扰动波形态从小尺度波、包状扰动波、带状扰动波到带状破碎波逐步增加,因此可以使用多尺度排列熵分析方法判定棒束通道中扰动波形态。

关键词：棒束通道环状流扰动波多尺度排列熵

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考虑细胞微结构的球形微藻辐射特性预测

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工程热物理学报 2025年第4期46卷 1316-1322页

作者：李兴灿吕金源刘坐东徐志明东北电力大学能源与动力工程学院吉林132012

建立了非均质球形微藻模型,首次采用微藻成分的光学常数表征微藻细胞微结构的光学常数,采用多球T矩阵法计算了非均质模型的辐射特性。测量了小球藻的辐射特性来验证理论计算。与基于等效介质理论的均质球模型相比,考虑了内部微结构的非... 详细信息

建立了非均质球形微藻模型,首次采用微藻成分的光学常数表征微藻细胞微结构的光学常数,采用多球T矩阵法计算了非均质模型的辐射特性。测量了小球藻的辐射特性来验证理论计算。与基于等效介质理论的均质球模型相比,考虑了内部微结构的非均质模型的计算精度在400∼750 nm光谱范围提高了16%,并且散射相函数更接近实验结果。此外,依据微藻成分确定模型微结构的光学常数时,辐射特性理论计算的精度远高于选用固定值作为光学常数的微藻模型。

关键词：辐射特性小球藻微结构 T矩阵

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空气系数对煤粉预热解燃烧特性的影响分析

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化工学报 2025年第3期76卷 1243-1252页

作者：姚国家王志苏昂冯东阁唐宏孙灵芳东北电力大学自动化工程学院吉林吉林132012 中国矿业大学低碳能源与动力工程学院江苏徐州221116

煤粉预热解燃烧方法是降低氮氧化物和稳定燃烧的有效途径。为了探究煤粉预热解燃烧特性,建立了适用于煤粉预热解燃烧的RPM-MSRM(random pore model-multiphase surface reaction model)模型,并探究了空气系数对热解气生成和燃料氮转化... 详细信息

煤粉预热解燃烧方法是降低氮氧化物和稳定燃烧的有效途径。为了探究煤粉预热解燃烧特性,建立了适用于煤粉预热解燃烧的RPM-MSRM(random pore model-multiphase surface reaction model)模型,并探究了空气系数对热解气生成和燃料氮转化过程的影响。研究结果表明:煤粉预热解后挥发分热解和部分焦炭气化生成大量热解气[23%~38%(体积分数)]和高温焦炭(>800℃),烟气射流刚性增强,有助于提高燃烧稳定性;空气系数是影响煤粉预热解特征的主要因素,空气系数与出口温度呈正相关关系,与热解气浓度呈负相关关系;本装置的最佳预热解空气系数为0.3,此时装置出口NO_(x)浓度最低为26.82 mg/m^(3)(@6%O_(2),标准工况),燃料氮的还原效率最高为99.51%。因此,煤粉预热解燃烧应尽量保持在最佳空气系数下进行以达到最佳的降氮效果。

关键词：煤燃烧热解计算流体力学燃料氮焦炭模型

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