检索结果-内蒙古大学图书馆

第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议

作者：张洪杰桑丽霞张静张钰栋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

TiO2是一种低成本、无毒和化学性能稳定的无机功能材料,具有特殊的光学及催化性能,具有广泛的应用前景,被认为是光电解水制氢体系光电阳极的首选材料[1-2].TiO2纳米管阵列以其特有的表面形貌可有效增强其吸附能力和光催化性能[3].本实... 详细信息

TiO2是一种低成本、无毒和化学性能稳定的无机功能材料,具有特殊的光学及催化性能,具有广泛的应用前景,被认为是光电解水制氢体系光电阳极的首选材料[1-2].TiO2纳米管阵列以其特有的表面形貌可有效增强其吸附能力和光催化性能[3].本实验运用阳极氧化法,通过调节电压,以NH4F的乙二醇和去离子水的混合溶液,对钛箔进行阳极氧化制备TiO2纳米管阵列.本实验利用扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析其表面结构和吸光性能,并以1MKOH溶液为电解液在三电极系统中,以太阳能模拟器(AM1.5,100mW/cm2)为光源进行光电性能测试.图1 为阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列膜电极的SEM图(a)和UV-Vis图(b).由图1(a)可知,TiO2纳米管阵列膜表面呈现明显蜂窝状错列结构的表面;由图1(b)可知,阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列膜电极在可见光区出现多次反射峰.

关键词： TiO2纳米管阵列阳极氧化法

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高温熔盐单罐储热中的自然对流传热规律研究

高温熔盐单罐储热中的自然对流传热规律研究

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第一届全国储能科学与技术大会

作者：鹿院卫吴玉庭马重芳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暨传热与能源利用北京市重点实验室

储热可以解决太阳能高温热发电的间歇性问题,实现太阳能的连续热发电,也是太阳能高温热发电不同于其它可再生能源发电（风电、光伏发电）的优越性所在。目前较为成熟、且被大规模应用的太阳能储热方式是双罐储热,熔盐是通过熔盐泵驱动... 详细信息

储热可以解决太阳能高温热发电的间歇性问题,实现太阳能的连续热发电,也是太阳能高温热发电不同于其它可再生能源发电（风电、光伏发电）的优越性所在。目前较为成熟、且被大规模应用的太阳能储热方式是双罐储热,熔盐是通过熔盐泵驱动流动来完成储热和释热过程,故强迫对流是其流动与传热的基本规律,故在高温熔盐的受迫对流传热与强化研究方面,北京工业大学、中国科学院、西安交通大学,中山大学等科研单位,完成了许多有意义的研究工作。但双罐储热储热成本过高,这正是目前太阳能高温热发电技术与风电、光伏发电难以竞争的关键所在。为了降低储热成本,人们寻求单罐的储热方法,如单罐斜温层、相变胶囊储热,中山大学、中科院等单位在这方面做了很多创新性的研究工作。寻求多样化的单罐蓄热方法,仍是人们追求的目标。如果将盘管换热器布置在熔盐储热罐内,通过传热和释热介质流过罐内换热器,实现熔盐的储热和释热过程,也是熔盐单罐蓄热的一种方式,那么在罐内熔盐侧,熔盐完成的就是相变及自然对流传热过程。北京工业大学一直尝试研究熔盐的相变及自然对流传热的规律。为了研究熔盐的自然对流传热规律,采用焦耳加热法,加热微细金属丝,分析微细圆柱表面熔盐的自然对流传热规律。结果表明,小雷利数（R）条件下熔盐的自然对流传热规律可以考虑采用黏性耗散的Fand关联式来预测,数值计算得到了相同的结果。在R<108的层流范围内,数值计算结果同样表明,圆柱表面熔盐自然对流传热规律可以用Fand关联式预测。但Fand关联式使用较为复杂,且没有考虑熔盐的变物性传热影响。根据数值计算及实验结果,同时考虑熔盐的变物性影响,研究拟合得到了可以简单预测熔盐层流自然对流传热规律的关联式,该关联式能够预测瑞利数小于108的层流自然对流传热。图1展示了努歇尔特数随瑞利数和普朗特数的变化规律。

关键词：关联式对流传热高温熔盐

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高温熔盐传热蓄热的基础与应用研究

高温熔盐传热蓄热的基础与应用研究

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第一届全国储能科学与技术大会

作者：吴玉庭鹿院卫桑丽霞郭航马重芳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暨传热与能源利用北京市重点实验室

熔盐是一种在室温下是固体,但在高温下变成液相的无机盐及其混合物。高温混合熔盐具有传热性能好、工作压力低、液态温度范围宽、使用温度高、成本低、安全可靠等优点,是一种非常有前景的高温传热蓄热工质。熔盐高温传热已在核电、太阳... 详细信息

熔盐是一种在室温下是固体,但在高温下变成液相的无机盐及其混合物。高温混合熔盐具有传热性能好、工作压力低、液态温度范围宽、使用温度高、成本低、安全可靠等优点,是一种非常有前景的高温传热蓄热工质。熔盐高温传热已在核电、太阳能热发电、高温过程工业得到了应用。到目前为止已有大约20座商业化运行的太阳能热发电电站(总装机容量达到了1200 MW)采用了大规模熔盐蓄热技术。此外,熔盐大规模蓄热还可在电力储能独立熔盐蓄热电站、热电厂蓄热调峰、移动式蓄热、高温间歇余热利用、低谷电加热熔盐蓄热供暖等领域具有很好的应用前景。北京工业大学先后配制了135种混合熔盐,进行了热物性测定,优选获得了适用于不同温度范围的混合熔盐优化配方,获得了混合熔盐优化配方的黏度、密度、导热系数、比热等热物性参数随温度变化的试验关联式。建立了熔盐受迫对流传热、自然对流、槽式聚光熔盐集热传热、熔盐相变传热4个试验台。试验获得了3种熔盐在宽广雷诺数范围内不同温度下的湍流和过渡流受迫对流换热系数,综合本课题组试验数据和美国橡树岭国家实验室的6种熔盐试验数据,获得光滑管内湍流和过渡流对流换热的通用试验关联式,并与经典关联式进行了对比,验证了经典关联式对熔盐的适用性。进行了熔盐自然对流的实验和数值模拟研究,获得了不同雷诺数下的自然对流换热系数,并与经典关联式进行了对比。采用低熔点熔盐在实验室的槽式聚光集热传热实验台上实现了3000 h以上的成功运行,获得了包括真空集热管、循环管路和熔盐蓄热罐的热损失以及水-盐换热器的传热性能在内的一大批试验数据。

关键词：雷诺数槽式聚光传热蓄热关联式

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石墨烯修饰微生物燃料电池阳极的研究

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工程热物理学报 2013年第7期34卷 1319-1322页

作者：侯俊先刘中良张培远北京工业大学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

石墨烯由于具有优异的导电性、高的比表面积、好的生物相容性,受到各界广泛关注。本文利用肼化学还原法得到比表面积为535 m^2/g的石墨烯,利用此石墨烯修饰碳布(GNS-anode)作为微生物燃料电池阳极,并与多壁碳纳米管修饰的阳极(MWCNT-ano... 详细信息

石墨烯由于具有优异的导电性、高的比表面积、好的生物相容性,受到各界广泛关注。本文利用肼化学还原法得到比表面积为535 m^2/g的石墨烯,利用此石墨烯修饰碳布(GNS-anode)作为微生物燃料电池阳极,并与多壁碳纳米管修饰的阳极(MWCNT-anode)和未修饰的碳布(CC-anode)进行了详细的比较。碳纳米管和石墨烯的形貌和特性采用SEM、BET、TEM、XRD表征。电极的电化学性质利用循环伏安法(CV)和交流阻抗谱(EIS)衡量。装配GNS-anode运行的微生物燃料电池获得的最大功率密度为652 mW/m^2,分别是MWCNT-anode和CC-anode的1.4倍和2.0倍,表明石墨烯能够提高微生物燃料电池(MFC)阳极性能,从而提高MFC功率输出。

关键词：石墨烯碳纳米管微生物燃料电池比表面积功率密度

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新型微槽道平板热管的实验研究

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工程热物理学报 2013年第4期34卷 698-701页

作者：王晨刘中良张广孟张明北京工业大学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

本文设计并制作了一种具有新型微槽道结构的铜水平板热管,实验测得了不同热流密度和不同充液率下热管正常工作时的稳态温度及相应的传热热阻,给出了热管的最佳充液量。实验结果表明,热管的蒸发面和冷凝面之间的温差很小,说明热管蒸发面... 详细信息

本文设计并制作了一种具有新型微槽道结构的铜水平板热管,实验测得了不同热流密度和不同充液率下热管正常工作时的稳态温度及相应的传热热阻,给出了热管的最佳充液量。实验结果表明,热管的蒸发面和冷凝面之间的温差很小,说明热管蒸发面和冷凝面上的微槽道结构有效强化了工质的相变换热,大幅度降低了轴向导热热阻,在充液率为87%时热管具有最佳的均热性能,轴向传热热阻只有0.0287 K/W,小于同厚度的铜板的导热热阻,表明所设计的热管在保持良好径向均热能力的同时,具有良好的轴向导热能力。

关键词：平板热管微槽道实验研究相变换热

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负压条件下有限小空间内沸腾-凝结共存相变传热的实验研究

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工程热物理学报 2013年第2期34卷 1719-1722页

作者：张广孟刘中良王晨北京工业大学强化传热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

给出了在低热流密度、负压条件下有限小空间内沸腾-凝结共存相变传热特性的实验研究结果。沸腾工质为去离子水,换热表面材料为紫铜,有限空间由加热铜柱的上表面和冷凝铜柱的下表面以及不锈钢圈的侧壁面构成,有限空间的高度为26 mm,充液... 详细信息

给出了在低热流密度、负压条件下有限小空间内沸腾-凝结共存相变传热特性的实验研究结果。沸腾工质为去离子水,换热表面材料为紫铜,有限空间由加热铜柱的上表面和冷凝铜柱的下表面以及不锈钢圈的侧壁面构成,有限空间的高度为26 mm,充液液面高度从10 mm到16 mm。实验观察和测试结果表明,沸腾和凝结之间存在明显的相互作用和影响,随着液面高度的增加,沸腾表面传热系数先增加后减小。对压力信号的标准偏差分析表明,随着热流密度的增加,压力波动的标准差均呈现先增大后趋于常数的趋势,表明气泡受到了有限空间的影响.实验结果还表明,存在一个使沸腾和凝结表面传热系数最大的充液高度,这为优化平板热管均热器等存在沸腾-凝结共存现象的装置的设计提供了参考。

关键词：真空有限空间沸腾凝结相变传热实验研究

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线性菲涅耳不同镜场光学性能比较

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太阳能学报 2013年第8期34卷 1353-1359页

作者：杜春旭王普吴玉庭马重芳郭航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

首先通过矢量分析,得到线性菲涅耳(LFR)东西场镜场中任意矩形镜元的入射角、反射矢量、跟踪倾角计算公式,然后利用南北场的相关公式,对这两种不同的LFR镜场分布的末端损失、大气衰减、余弦系数等光学效率进行分析比较,针对不同应用,找... 详细信息

首先通过矢量分析,得到线性菲涅耳(LFR)东西场镜场中任意矩形镜元的入射角、反射矢量、跟踪倾角计算公式,然后利用南北场的相关公式,对这两种不同的LFR镜场分布的末端损失、大气衰减、余弦系数等光学效率进行分析比较,针对不同应用,找出合理的镜场分布方式,为LFR系统的大规模应用提供重要的参考与指导。

关键词：线性菲涅耳聚光装置矢量法镜场分布光学性能

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太阳能甲烷重整中催化活性吸收体的表面特性

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分子催化 2013年第3期27卷 287-294页

作者：桑丽霞王国瑞孙彪吴玉庭马重芳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与传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

以AISI316泡沫金属为基体为太阳能甲烷重整反应制备出系列Ru基和Ni基催化活性吸收体(Ru/Al2O3/AISI316,Ni/Al2O3(MgO)/AISI316),着重利用XRD、TPR、TPD和CO2脉冲吸脱附等技术对所制整体式催化剂的表面特性进行了表征和分析.结果表明:以A... 详细信息

以AISI316泡沫金属为基体为太阳能甲烷重整反应制备出系列Ru基和Ni基催化活性吸收体(Ru/Al2O3/AISI316,Ni/Al2O3(MgO)/AISI316),着重利用XRD、TPR、TPD和CO2脉冲吸脱附等技术对所制整体式催化剂的表面特性进行了表征和分析.结果表明:以AISI316泡沫金属为基体可增加活性组分与涂层载体Al2O3的相互作用以及活性物种的分散度.对于Ni基催化活性吸收体,在涂层载体中添加MgO助剂可显著地提高Ni/Al2O3/AISI316的催化活性;Al2O3涂层载体含量的增加可提高活性组分NiO的分散性.相对Ni/Al2O3/AISI316,Ru/Al2O3/AISI316催化活性吸收体对CO2的吸附和活化能力更强,因而具有相对更高的催化活性.

关键词：太阳能甲烷重整反应催化活性吸收体泡沫金属表面特性

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线性菲涅耳太阳能聚光镜场遮挡性能分析

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太阳能学报 2013年第11期34卷 1868-1876页

作者：杜春旭王普吴玉庭马重芳郭航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传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

首先利用矢量分析,得到线性菲涅耳反射装置任一矩形镜元的入射角、反射矢量、跟踪倾角计算公式。然后通过坐标变换以及射线追踪法,得到被遮挡镜元所在平面上的阴影与遮挡分布,通过统计分析,给出线性菲涅耳镜场的阴影与遮挡效率。最后通... 详细信息

首先利用矢量分析,得到线性菲涅耳反射装置任一矩形镜元的入射角、反射矢量、跟踪倾角计算公式。然后通过坐标变换以及射线追踪法,得到被遮挡镜元所在平面上的阴影与遮挡分布,通过统计分析,给出线性菲涅耳镜场的阴影与遮挡效率。最后通过分析线性塔高、镜元间距、镜元宽度对LFR镜场阴影与遮挡效率的影响,给出线性菲涅耳聚光镜场的阴影与遮挡效率计算模型。

关键词：线性菲涅耳聚光装置阴影与遮挡效率射线追踪法计算模型

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布置成涡结构微混合器内的流动与混合特性

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化工学报 2013年第7期64卷 2328-2335页

作者：李健夏国栋北京工业大学环境与能源工程学院强化传热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

基于成涡结构强化混合原理设计了一种改进型的平面被动式微混合器。采用商业软件CFD-ACE+对该结构微混合器的混合特性进行了三维数值模拟和结构优化,进一步揭示该微混合器结构对通道内流体流动与混合特性的影响。结合混合通道内流体的... 详细信息

基于成涡结构强化混合原理设计了一种改进型的平面被动式微混合器。采用商业软件CFD-ACE+对该结构微混合器的混合特性进行了三维数值模拟和结构优化,进一步揭示该微混合器结构对通道内流体流动与混合特性的影响。结合混合通道内流体的浓度和流型分布的数值和实验结果可知,该新型微混合器在布置成涡结构的弯曲通道内形成了扩展涡、分离涡和Dean涡,实现了涡系的叠加和强化,加大了流体间的扰动,从而增加了流体的接触面积强化混合;在综合考虑流体混合强度和压降分布等因素下,成涡结构正向布置且缝宽比Wd/W=1/4,厚宽比B/W=3/10,布置角度θa=120°的该微混合器在较广Re范围内的混合效果显著。

关键词：微混合器成涡结构弯曲通道结构优化

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