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第十一届全国流体力学学术会议

作者：苏俊杰王军夏国栋北京工业大学能源与动力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

对于气体中悬浮颗粒物的输运特性研究,一个常用的假设是悬浮颗粒的温度等于周围气体温度。但是,在有些情况下颗粒温度可能与周围气体的温度存在明显差异。例如,光泳技术中,颗粒的温度可能高于周围气体温度200K以上。本文基于气体动理论... 详细信息

对于气体中悬浮颗粒物的输运特性研究,一个常用的假设是悬浮颗粒的温度等于周围气体温度。但是,在有些情况下颗粒温度可能与周围气体的温度存在明显差异。例如,光泳技术中,颗粒的温度可能高于周围气体温度200K以上。本文基于气体动理论的方法,并考虑颗粒的温度效应,得到了自由分子区内纳米颗粒的曳力计算式。计算结果表明,相较于颗粒与气体的等温度假设,颗粒温度升高会增大颗粒所受的曳力;等温度假设所引起的误差随着颗粒的粒径增大而增加,当颗粒半径R<2 nm时,误差一般低于<10%,当R>3 nm时,误差可高于50%。

关键词：曳力镜面反射漫反射温度效应

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纳米SiO_2粒子对低熔点混合硝酸盐热物性影响

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化工学报 2018年第9期69卷 4114-4120页

作者：宋维龙鹿院卫吴玉庭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暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为探究纳米粒子对低熔点混合硝酸盐热物性的影响规律,采用高温熔融分散法将平均粒径20 nm的SiO_2纳米粒子以1%(质量)比例直接分散到混合熔盐[Ca(NO_3)_2?4H_2O-KNO_3-NaNO_3-LiNO_3]中得到不同分散条件下的熔盐纳米复合材料。采用同步... 详细信息

为探究纳米粒子对低熔点混合硝酸盐热物性的影响规律,采用高温熔融分散法将平均粒径20 nm的SiO_2纳米粒子以1%(质量)比例直接分散到混合熔盐[Ca(NO_3)_2?4H_2O-KNO_3-NaNO_3-LiNO_3]中得到不同分散条件下的熔盐纳米复合材料。采用同步热分析仪(DSC)与激光闪射仪(LFA)测量熔盐纳米复合材料比热容与热扩散系数,进而得到热导率。分析发现,600 r/s搅拌速率下熔盐纳米复合材料热物性随分散时间(15,45,90,120和150 min)发生明显变化。比热容、热扩散系数和热导率在分散45 min时提高率最大,平均提高率分别为11.5%,12.9%和26.4%。扫描电镜(SEM)观察到熔盐纳米复合材料表面有大量特殊结构(类似于链状或条状)存在。这些具有高比表面积和表面自由能的特殊结构可能是熔盐纳米复合材料热物性提高的关键。

关键词：熔盐纳米粒子熔融分散热物性微观结构

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碳酸盐/氧化镁—鳞片石墨定型复合蓄热材料的制备及其导热性能

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储能科学与技术 2019年第5期8卷 886-890页

作者：桑丽霞许永旺李锋张雅婷马文童陈旭王浩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

以混合碳酸盐为相变材料,以氧化镁为陶瓷基骨架材料,以鳞片石墨为导热增强剂,通过混合烧结法制备出中高温复合蓄热材料。基于XRD和SEM表征分析可知,添加鳞片石墨后复合材料具有较好的化学稳定性,而且由于鳞片石墨的原因复合材料形成较... 详细信息

以混合碳酸盐为相变材料,以氧化镁为陶瓷基骨架材料,以鳞片石墨为导热增强剂,通过混合烧结法制备出中高温复合蓄热材料。基于XRD和SEM表征分析可知,添加鳞片石墨后复合材料具有较好的化学稳定性,而且由于鳞片石墨的原因复合材料形成较多的孔隙结构。通过分析添加鳞片石墨后复合材料的热物性可知,随着鳞片石墨含量的增加,复合材料的熔点基本不变,而其热导率不断提高。鳞片石墨含量为25%的混合碳酸盐/氧化镁复合材料在250℃和560℃时的热导率分别达到3.88 W/(m·K)和2.52 W/(m·K)。基于微观结构和界面层理论对复合材料的导热增强机制进行了分析与讨论。

关键词：复合材料熔融盐鳞片石墨热物性热导率

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添加硝酸镁对硝酸钠储热热物性的影响

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化工新型材料 2019年第4期47卷 153-157页

作者：徐鹏郭晓宇熊亚选吴玉庭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

蓄热是提高可再生能源储热容量、实现低谷电高效利用的关键技术,而熔盐是一种高效传热储热材料。通过将不同比例Mg(NO3)2添加到NaNO3中,配制了9种不同质量比的二元混合硝酸盐;采用差示扫描量热法和热重分析法分别对混合硝酸盐的初始熔... 详细信息

蓄热是提高可再生能源储热容量、实现低谷电高效利用的关键技术,而熔盐是一种高效传热储热材料。通过将不同比例Mg(NO3)2添加到NaNO3中,配制了9种不同质量比的二元混合硝酸盐;采用差示扫描量热法和热重分析法分别对混合硝酸盐的初始熔化温度、初晶点及分解温度进行了实验研究,探索不同比例混合熔盐的共晶特性;同时对共晶熔盐不同温度下的比热变化规律进行了研究。结果表明:等质量比的混合熔盐能够达到较好的共晶,其初始熔化温度为355.4℃,熔化结束温度为364.3℃;初始结晶温度为368.5℃;分解温度为33.1℃。进一步测试了该配比二元混合硝酸盐在熔化前和熔化后的比热,发现其余可共熔二元混合硝酸盐的熔点温度基本维持在340℃,初晶点温度基本维持在240～250℃,分解温度基本维持在430～440℃。

关键词：硝酸盐熔点凝固点分解温度比热

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二元混合硝酸盐相图的预测及热物性实验研究

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太阳能学报 2018年第2期39卷 435-440页

作者：李英吴玉庭鹿院卫陈夏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

采用实验法对2个二元系NaNO3-Ca（NO3）2、KNO3-Ca（NO3）2系的相图进行预测，得到2个二元系混合硝酸盐的共晶点。并对该共晶点组成材料进行DSC测试、TG测试和成本分析，研究结果表明作为高温蓄热传热材料KNO3-Ca（NO3）2共晶点熔盐比Na... 详细信息

采用实验法对2个二元系NaNO3-Ca（NO3）2、KNO3-Ca（NO3）2系的相图进行预测，得到2个二元系混合硝酸盐的共晶点。并对该共晶点组成材料进行DSC测试、TG测试和成本分析，研究结果表明作为高温蓄热传热材料KNO3-Ca（NO3）2共晶点熔盐比NaNO3-Ca（NO3）2共晶点熔盐更具有显著优势，有可能作为高温热载体应用于太阳能热电厂及核电发电厂。

关键词：混合硝酸盐差式量热扫描仪热重分析共晶点

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唐山市交通碳排放时空分布及特征分析

唐山市交通碳排放时空分布及特征分析

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第一届全国碳中和与绿色发展大会

作者：刘浩李艳霞吕晨杨楠刘中良赵盟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市 100124 生态环境部环境规划院北京 100012 国家发展和改革委员会能源研究所北京市 100038

在城市碳排放中,交通的碳排放虽然占比不足10％,但因其较快增长而备受人们关注,研究针对唐山市的交通碳排放情况,采用自下而上计算方法,建立交通碳排放清单,重点研究并构建一种适合中小城市的碳排放清单计算方法.该方法利用类比法得到... 详细信息

在城市碳排放中,交通的碳排放虽然占比不足10％,但因其较快增长而备受人们关注,研究针对唐山市的交通碳排放情况,采用自下而上计算方法,建立交通碳排放清单,重点研究并构建一种适合中小城市的碳排放清单计算方法.该方法利用类比法得到唐山市的路网逐时平均速度,同时运用交通流量模型预测车流量,以及采用本地化后的排放因子,自下而上计算唐山市的交通碳排放量.经计算,河北省唐山市一年的交通碳排放量为740万吨,考虑唐山市货车比例较大因素后,修正结果得唐山市的交通碳排放约为790万吨.

关键词：城市交通碳排放量时空分布特征车流量预测

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槽式太阳能热发电站的模拟优化

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太阳能学报 2018年第7期39卷 1788-1796页

作者：王慧富吴玉庭张晓明吕博夫马瑞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

通过SAM（System Advisor Model）软件,在中国4个地区模拟建设槽式太阳能热发电站进行研究。经过模拟分析,在该文所设定的槽式太阳能系统参数下,拉萨市槽式电站性能最好,对该地区3种不同集热蓄热工质组合的80 MW槽式电站做进一步模拟优... 详细信息

通过SAM（System Advisor Model）软件,在中国4个地区模拟建设槽式太阳能热发电站进行研究。经过模拟分析,在该文所设定的槽式太阳能系统参数下,拉萨市槽式电站性能最好,对该地区3种不同集热蓄热工质组合的80 MW槽式电站做进一步模拟优化和对比分析,分别以年发电量、年发电效率和平准化电度成本（LCOE）为优化目标,得到不同槽式电站的最佳太阳倍数和蓄热时长;对导热油-太阳盐（Solar Salt）槽式电站,进一步模拟其蓄热系统的不同调度方案和集热工质的不同出口温度对电站的年发电量和镜场吸热效率等性能参数的影响,通过对比分析,得出集热蓄热工质均为低熔点四元盐的槽式电站的各项性能参数最为理想。

关键词：太阳能热发电熔融盐数值模拟 SAM 发电效率

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冷却水流量对ORC系统性能影响的实验研究

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化工学报 2018年第6期69卷 2639-2645页

作者：吴玉庭赵英昆雷标孟庆鹏陈如梦智瑞平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

采用自主研发的单螺杆膨胀机作为机械动力,实验研究了冷却水流量对ORC余热发电测试系统及单螺杆膨胀机性能的影响。实验结果表明:当冷却水流量从8 m^3·h^(-1)升至19 m^3·h^(-1)时,单螺杆膨胀机输出功和轴效率分别从4.31 kW、3... 详细信息

采用自主研发的单螺杆膨胀机作为机械动力,实验研究了冷却水流量对ORC余热发电测试系统及单螺杆膨胀机性能的影响。实验结果表明:当冷却水流量从8 m^3·h^(-1)升至19 m^3·h^(-1)时,单螺杆膨胀机输出功和轴效率分别从4.31 kW、36.38%增至5.15 kW、41.1%,分别增加了19.5%、13%。针对本实验系统,在考虑润滑油泵、工质泵、冷却水泵和冷却塔风扇等所有系统辅机功耗之后,当冷却水流量为12 m^3·h^(-1)时,系统净输出功和系统净效率达到最大值,分别为2.44 kW和2.47%。通过研究冷却水流量对ORC系统性能的影响,为ORC冷却系统的设计和优化系统性能提供重要的实验依据。

关键词：有机朗肯循环冷却水流量单螺杆膨胀机净效率焓

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低熔点混合熔融盐腐蚀性研究

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太阳能学报 2018年第3期39卷 692-696页

作者：鹿院卫李勇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传热与能源利用北京市重点实验室

该文作者所在课题组在SolarSalt的基础上成功研制出一种低熔点（85.4℃）、高分解温度（612℃）的四元混合熔融盐（Ca（NO3）2、KNO3、NaNO3、LiNO3的质量比为2：6：1：2）。但该熔融盐与金属材料的相容性未知，为弄清所研制四元混合硝... 详细信息

该文作者所在课题组在SolarSalt的基础上成功研制出一种低熔点（85.4℃）、高分解温度（612℃）的四元混合熔融盐（Ca（NO3）2、KNO3、NaNO3、LiNO3的质量比为2：6：1：2）。但该熔融盐与金属材料的相容性未知，为弄清所研制四元混合硝酸盐与金属材料的相容性规律，采用失重法分别测量5种不同材料（不锈钢201、304、321、316L及碳钢）在不同温度混合硝酸盐中的腐蚀速率。结果发现，混合硝酸盐对不锈钢316L腐蚀性最小，300℃和600℃时腐蚀速率分别为0．003mm／a和0．20mm／a，而对碳钢的腐蚀性最大。在此基础上，基于x射线衍射谱图对试验件表面腐蚀成分进行分析，探讨熔盐腐蚀机理，为熔盐在太阳能热发电中的实际应用提供依据。

关键词：低熔点熔融盐腐蚀速率 X射线衍射谱图

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碳酸盐复合蓄热材料的制备及热物性研究

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化工学报 2018年第A01期69卷 129-135页

作者：桑丽霞李锋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

以二元碳酸盐(Li_2CO_3-K_2CO_3,BC,62:38,摩尔比)和三元碳酸盐(K_2CO_3-Li_2CO_3-Na_2CO_3,TC,1:2:1,摩尔比)为相变材料,以氧化镁为基体材料,通过混合烧结法制备陶瓷基复合蓄热材料。二元碳酸盐复合材料(BCC)和三元碳酸盐复合材料(TCC... 详细信息

以二元碳酸盐(Li_2CO_3-K_2CO_3,BC,62:38,摩尔比)和三元碳酸盐(K_2CO_3-Li_2CO_3-Na_2CO_3,TC,1:2:1,摩尔比)为相变材料,以氧化镁为基体材料,通过混合烧结法制备陶瓷基复合蓄热材料。二元碳酸盐复合材料(BCC)和三元碳酸盐复合材料(TCC)的熔点与相应混合碳酸盐的熔点相近,分别为465.1℃和386.4℃,并在其最高使用温度(800℃)范围内维持较高的比热容;且复合材料的潜热值均大于150.0 J/g。基于XRD和SEM的表征分析,两种复合蓄热材料具有较好的化学稳定性,且基体材料能很好地混合支撑相变材料。两种复合材料分别进行50次热循环,其热物性参数没有发生明显变化,具有较好的热循环稳定性。

关键词：混合碳酸盐制备相变复合材料潜热熔点

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