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工程热物理学报 2018年第10期39卷 2264-2270页

作者：彭达文鹿院卫于强刘丽华吴玉庭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工业大学北京100124 北京市市政管理高级技术学校北京102600

为得到混合熔盐在单罐蓄热系统内的相变传热规律,本文针对具有低熔点的四元混合硝酸盐展开研究,采用VOF与焓-多孔介质耦合模型对底部加热条件下蓄热单元内相变材料(PCM)的相变蓄热过程进行模拟,并利用实验进行验证。结果表明:相变过程... 详细信息

为得到混合熔盐在单罐蓄热系统内的相变传热规律,本文针对具有低熔点的四元混合硝酸盐展开研究,采用VOF与焓-多孔介质耦合模型对底部加热条件下蓄热单元内相变材料(PCM)的相变蓄热过程进行模拟,并利用实验进行验证。结果表明:相变过程中罐内出现明显温度分层现象,固液界面出现波动。蓄热单元中所产生的自然对流强弱直接影响热量传递,同时固液相界面的位置决定自然对流的发展。本文研究结果对相变材料的高效利用与单罐蓄热系统的优化提供理论依据。

关键词：相变蓄热混合熔融盐数值模拟

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添加纳米SiO_2对单组分及二元硝酸盐热物性的影响

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化工学报 2018年第10期69卷 4418-4426页

作者：熊亚选王振宇徐鹏吴玉庭丁玉龙马重芳北京建筑大学供热供燃气通风及空调工程北京市重点实验室北京100044 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 伯明翰大学能源存储中心

熔盐作为相变材料,可以用作聚热太阳能电站中的储热介质,通过向基盐中添加不同比例的纳米材料可以显著增强熔盐的热物性。将20 nm的SiO_2纳米颗粒分别分散到硝酸钾、硝酸钠和solar salt (60%NaNO_3, 40%KNO_3,均为质量分数)中制备成稳... 详细信息

熔盐作为相变材料,可以用作聚热太阳能电站中的储热介质,通过向基盐中添加不同比例的纳米材料可以显著增强熔盐的热物性。将20 nm的SiO_2纳米颗粒分别分散到硝酸钾、硝酸钠和solar salt (60%NaNO_3, 40%KNO_3,均为质量分数)中制备成稳定的纳米流体,制备的每一种纳米流体都经过溶解、超生、干燥蒸发等过程。采用差式扫描量热法测量熔盐的比热容、熔化潜热、熔点等热物理性质,并采用激光闪射法对基盐和纳米熔盐的热扩散系数进行测量和分析。结果表明,SiO_2颗粒的添加对硝酸钠、硝酸钾和solar salt的熔化潜热、比热容和热导率等热物理性质有显著的影响。与基盐相比,solar salt、硝酸钾和硝酸钠在液态的比热容值分别增加了4.7%~15.89%、3.9%~33.5%、1.9%~11.86%;测得的热导率分别最大增加了17.16%、39.7%、9.5%。

关键词：纳米流体相变温度比热容熔化潜热热导率分解温度

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添加纳米MgO和SiO_2颗粒对二元碳酸盐(Li_2CO_3-K_2CO_3)比热容的影响

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化工学报 2018年第12期69卷 4959-4965页

作者：熊亚选王振宇徐鹏吴玉庭丁玉龙马重芳北京建筑大学供热供燃气通风及空调工程北京市重点实验室北京100044 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 伯明翰大学伯明翰能源存储中心

熔盐作为一种新型传热工质,由于其液体使用范围宽,比热容相对较高,蓄热能力强,已被广泛应用于聚热太阳能电站的储热传热介质,而通过增强熔盐的比热容可以显著提高其储热密度。将纳米Si O_2和MgO颗粒分别均匀分散到二元共晶碳酸盐(Li_2CO... 详细信息

熔盐作为一种新型传热工质,由于其液体使用范围宽,比热容相对较高,蓄热能力强,已被广泛应用于聚热太阳能电站的储热传热介质,而通过增强熔盐的比热容可以显著提高其储热密度。将纳米Si O_2和MgO颗粒分别均匀分散到二元共晶碳酸盐(Li_2CO_3-K_2CO_3)中,制备出两种稳定的纳米流体,采用差式扫描量热法(DSC)分析纳米颗粒对熔盐比热容的影响。实验结果显示,添加20 nm的纳米颗粒对碳酸盐的比热容有显著影响:通过添加纳米MgO和Si O_2颗粒,纳米熔盐比热容相比基盐分别平均提高了27.5%～34.1%,11%～20.7%。经过多个固-液循环后,测得两种纳米流体的比热容变化率均低于4.31%,且具有良好的热稳定性。采用电子扫描显微镜表征纳米流体的微观结构,纳米流体在固态时的SEM图像显示在熔盐表面形成了特殊的纳米结构。

关键词：熔盐纳米颗粒相变材料比热容储热

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相变材料对车用动力电池组内温度分布影响数值模拟

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化工学报 2018年第4期69卷 1611-1619页

作者：王建郭航叶芳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传热与能源利用北京市重点实验室北京100124 北京电动车辆协同创新中心北京100081

温度对电动汽车锂离子电池有很重要的影响,电池温度过高时会降低电池的放电效率,加速电池寿命的衰减;冬季环境温度过低会降低电池的充电效率,缩短电动汽车的续航里程。为了使电池温度维持在合适的范围内,设计了动力电池复合相变材料热... 详细信息

温度对电动汽车锂离子电池有很重要的影响,电池温度过高时会降低电池的放电效率,加速电池寿命的衰减;冬季环境温度过低会降低电池的充电效率,缩短电动汽车的续航里程。为了使电池温度维持在合适的范围内,设计了动力电池复合相变材料热管理系统。将复合相变材料包裹在电池的外面,研究了相变材料对电池组温度场的影响。研究表明,相变潜热是最重要的物性参数,直接决定着电池组的最高温度。相变材料的热导率越大电池组的温度分布会越均匀。复合相变材料中石墨含量为25%时与纯石蜡相比可将电池组的最高温度降低2℃。在冬季,电池组有相变材料保温时,电池组的平均温度较无相变材料时高8℃。

关键词：锂离子电池相变材料数值模拟温度场

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冷却系统对ORC性能影响的模拟研究

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工程热物理学报 2018年第7期39卷 1412-1416页

作者：吴玉庭赵英昆张超雷标郭航马重芳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工业大学环境与能源工程学院北京100124 冀中能源井陉矿业集团有限公司石家庄050100

该文利用Aspen HYSYS软件模拟研究了环境温度、冷凝温度和冷凝器工质侧压降因素对有机朗肯循环系统性能的影响,系统采用工业低温废热作为热源,选择R123作为工质,并通过分析得出:受环境温度的影响,夏季的最大系统净功和循环热效率比冬季... 详细信息

该文利用Aspen HYSYS软件模拟研究了环境温度、冷凝温度和冷凝器工质侧压降因素对有机朗肯循环系统性能的影响,系统采用工业低温废热作为热源,选择R123作为工质,并通过分析得出:受环境温度的影响,夏季的最大系统净功和循环热效率比冬季下降了4.13 kW、3.03%;冷凝温度从24℃上升为40℃时,系统净功和循环热效率分别降低了2.52 kW、1.87%。当冷凝器压降从0 kPa上升为40 kPa时,系统净功和热效率分别下降了1.41 kW、1.43%。

关键词：有机朗肯循环压降环境温度冷凝温度

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单螺杆膨胀机内有机工质泄漏特性的数值研究

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北京工业大学学报 2018年第10期44卷 1340-1346页

作者：沈丽丽王伟吴玉庭马重芳北京工业大学环境与能源工程学院北京100124 传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124 传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为了研究单螺杆膨胀机内泄漏特性,建立单螺杆膨胀机热力学工作过程的数学模型和油气混合的两相泄漏模型,分析间隙高度对各泄漏通道泄漏量的影响,并比较3种有机工质R123、R134a、R245fa在不同转速和进气压力下对单螺杆膨胀机容积效率和... 详细信息

为了研究单螺杆膨胀机内泄漏特性,建立单螺杆膨胀机热力学工作过程的数学模型和油气混合的两相泄漏模型,分析间隙高度对各泄漏通道泄漏量的影响,并比较3种有机工质R123、R134a、R245fa在不同转速和进气压力下对单螺杆膨胀机容积效率和泄漏量的影响.结果表明,9条泄漏通道中,螺杆与壳体之间的泄漏量占主要部分,其次是星轮与螺槽之间的泄漏量,星轮与壳体之间的泄漏量较小.增加转速和进气压力均可增大单螺杆膨胀机的容积效率.在相同的工况条件下,以R123为工质的单螺杆膨胀机容积利用率最高,其次是R245fa,R134a最低.

关键词：单螺杆膨胀机泄漏量容积效率有机工质数值研究

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熔盐蓄热槽式太阳能有机朗肯循环发电系统设计及经济性评价

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可持续能源 2019年第1期9卷 14-25页

作者：孟庆鹏郭航吴玉庭叶芳马重芳王永生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冀中能源井陉矿业集团有限公司河北石家庄

建立8.5 kW熔盐蓄热太阳能驱动有机朗肯循环发电系统,对独立的太阳能蓄热发电系统进行了原理介绍、初步设计、七大地区典型城市及拉萨地区发电系统经济性分析。结果表明:拉萨作为西南地区典型城市电场投资最少,单一发电方案不可行,而通... 详细信息

建立8.5 kW熔盐蓄热太阳能驱动有机朗肯循环发电系统,对独立的太阳能蓄热发电系统进行了原理介绍、初步设计、七大地区典型城市及拉萨地区发电系统经济性分析。结果表明:拉萨作为西南地区典型城市电场投资最少,单一发电方案不可行,而通过热电联供系统不仅能够满足方案且年减排CO2 283.9 t,平均能源成本仅为0.405元kW?1?h?1。

关键词：蓄热熔融盐槽式太阳能有机朗肯循环经济分析

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熔盐纳米流体的研究进展

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储能科学与技术 2018年第1期7卷 48-55页

作者：陈虎吴玉庭鹿院卫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及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

熔盐纳米流体是在熔融盐的基础上加入纳米颗粒所形成的一种传蓄热流体,能显著地增强熔融盐比热容及导热系数,降低熔融盐黏度,对于增大储热密度、降低蓄热成本具有重要的意义,因此成为了国内外研究新型中高温传蓄热介质的关注热点。为了... 详细信息

熔盐纳米流体是在熔融盐的基础上加入纳米颗粒所形成的一种传蓄热流体,能显著地增强熔融盐比热容及导热系数,降低熔融盐黏度,对于增大储热密度、降低蓄热成本具有重要的意义,因此成为了国内外研究新型中高温传蓄热介质的关注热点。为了对熔盐纳米流体的进一步研究提供方向。本文主要总结了近几年国内外对熔盐纳米流体的最新研究进展:包括熔盐纳米流体的制备方法、热物性及对流传热的研究;并提出了熔盐纳米流体未来需要解决的技术难题。

关键词：纳米流体熔盐稳定性强化传热太阳能

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基于基团贡献法对环保有机工质开发的一些思考

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可持续能源 2019年第6期9卷 61-68页

作者：张新欣何茂刚王景甫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北京北京工业大学环境与能源工程学院传热与能源利用北京市重点实验室北京西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安

工质在热力学循环中起着至关重要的作用。被广泛用于制冷系统及有机朗肯循环系统中的有机工质其发展现今已经进入了环保时代。有机工质环保性能中最重要的两个指标是臭氧消耗潜势(ODP)和全球变暖潜势(GWP)。而物质的辐射效率是计算GWP... 详细信息

工质在热力学循环中起着至关重要的作用。被广泛用于制冷系统及有机朗肯循环系统中的有机工质其发展现今已经进入了环保时代。有机工质环保性能中最重要的两个指标是臭氧消耗潜势(ODP)和全球变暖潜势(GWP)。而物质的辐射效率是计算GWP的一个很重要的中间参数,且其作为一个强度量,是物质固有的属性。本文从ODP和辐射效率的角度对未来环保有机工质的开发进行了一些思考,给出了未来开发环保有机工质可能会用到的基团。

关键词：基团贡献法环保有机工质 ODP GWP 辐射效率

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氨水混合工质热物理性质计算现状及展望

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可持续能源 2019年第5期9卷 53-60页

现今氨水混合工质被广泛的应用于吸收式制冷及中低品位热能利用领域。而氨水混合工质在以上两个应用领域中所对应的工况范围有较大差别,因此对其热物理性质的探讨研究具有十分重要的意义。本文简要综述了氨水混合工质热物理性质计算的... 详细信息

现今氨水混合工质被广泛的应用于吸收式制冷及中低品位热能利用领域。而氨水混合工质在以上两个应用领域中所对应的工况范围有较大差别,因此对其热物理性质的探讨研究具有十分重要的意义。本文简要综述了氨水混合工质热物理性质计算的整体研究现状,并分析了状态方程法及国际权威工质物性计算软件Refprop用于计算氨水混合工质热物理性质时各自的特点,在此基础上给出了研究展望。

关键词：氨水混合工质状态方程 Refprop 现状展望

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