检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2014年第10期33卷 2801-2805页

作者：刘中良王远亚张克舫李艳霞北京工业大学环境与能源工程学院教育部传热强化与过程节能重点实验室北京100124 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

二氧化碳捕集系统节能技术受到了人们的广泛关注,但基本上集中在系统本身,鲜见有关烟气余热回收利用方面的研究报道,缺少具体的应用方案。然而,要进一步提高二氧化碳捕集系统的效率,就必须对烟气余热进行有效利用。为此,本文以某发电厂... 详细信息

二氧化碳捕集系统节能技术受到了人们的广泛关注,但基本上集中在系统本身,鲜见有关烟气余热回收利用方面的研究报道,缺少具体的应用方案。然而,要进一步提高二氧化碳捕集系统的效率,就必须对烟气余热进行有效利用。为此,本文以某发电厂与660MW热电联产装置相配套的烟气处理系统为研究对象,首先采用问题表法确定了换热网络的夹点温度,然后通过冷、热物流间的"新"匹配对原换热网络进行改造,得出3种改造方案:烟气余热回收一级换热网络是高温烟气与胺补液之间进行匹配;烟气余热直接回收二级换热网络是高温烟气依次与富液、胺补液之间进行匹配;而烟气余热间接回收二级换热网络包括高温烟气与富液之间的间接换热。通过对以上3种改造方案投资费用的比较,发现烟气余热回收一级换热网络的投资成本最低,是最优改造方案。

关键词：烟道气二氧化碳捕集夹点技术优化回收投资成本

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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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CuS/TiO2纳米管阵列的制备及其光电性能

CuS/TiO2纳米管阵列的制备及其光电性能

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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议

作者：张静桑丽霞张洪杰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纳米材料因其廉价、稳定、安全性好的优点,且具有独特的光电性能,是一种绿色环保性的半导体光催化材料.但是作为光催化材料,TiO2具有以下缺点：(1)其带隙较宽(3.0～3.2eV),限制其在波长小于387nm的紫外光照射下才能发挥催化作用;(2... 详细信息

TiO2纳米材料因其廉价、稳定、安全性好的优点,且具有独特的光电性能,是一种绿色环保性的半导体光催化材料.但是作为光催化材料,TiO2具有以下缺点：(1)其带隙较宽(3.0～3.2eV),限制其在波长小于387nm的紫外光照射下才能发挥催化作用;(2)光生电子-空穴复合率高.为了对其进行改进,大量的研究人员对TiO2纳米材料进行量子点修饰.在常用的量子点敏化剂中CdX(X=Se,S,Te),PbX(X=Se,S,Te)含有对环境和人体有害的Cd、Pb元素,而Cu基量子点材料,因其无毒无害且廉价、易合成、有稳定的能带隙和催化功能等优点受到青睐[1,2].本实验采用阳极氧化法在Ti箔表面制备TiO2纳米管阵列[3],采用化学沉积法以Cu(AC)2和Na2S溶液进行CuS沉积.利用扫描电镜(SEM)和UV-vis分光光度计分析其表面形貌和吸光性能,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.结果表明：用不同浓度(0.25M,0.05M)的溶液对TiO2纳米管阵列进行CuS沉积后,得到的CuS/TiO2纳米管阵列在波长400～800nm范围内的吸光性明显增强,且光电流密度较纯的TiO2纳米管阵列有较大提高.

关键词： TiO2纳米管阵列 CuS 光电特性

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分子模拟方法在光催化反应电荷转移研究中的应用

分子模拟方法在光催化反应电荷转移研究中的应用

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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议

作者：张钰栋桑丽霞张洪杰张静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

1972 年,Fujishima和Honda[1]在n型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用,自此,开启了研究光催化反应的新纪元.光催化反应的本质是指在受光的激发后,催化剂表面产生的电子空穴对分别与氧化性物质和还原性物质相互作用的电化学过... 详细信息

1972 年,Fujishima和Honda[1]在n型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用,自此,开启了研究光催化反应的新纪元.光催化反应的本质是指在受光的激发后,催化剂表面产生的电子空穴对分别与氧化性物质和还原性物质相互作用的电化学过程.在光解水制氢的PEC系统中,光催化反应过程更是一个多相复杂的过程,它涉及到光激发电子-空穴对的产生、电子空穴的复合、电子的捕获、载流子的扩散及漂移、界面上载流子的转移等过程.电荷转移过程是进行能量储存、输运和转换的过程,因此,电荷转移特性对光催化反应的进行有重要的影响.而随着20 世纪量子力学以及计算机软件与应用的发展,为人们从微观水平上对光催化反应过程的研究计算提供了可靠地保证,许多学者将定性分子模拟(如分子动力学、密度泛函理论)用于光催化反应过程中电荷转移特性的研究.Jia Chen[2]运用第一原理密度泛函理论通过对TiO2/水界面上伴有电子迁移的质子转移机制(PCET)的研究分析了析氧反应过程中较大的过电势;Walter *** [3] 运用经典量子论方法将时变密度泛函理论(ab initio)与孔恩-沈吕九方程基础上的surface-hopping理论结合起来,研究了DSSC中茜草色素/I2-/TiO2界面的电子动力学过程.Talgat *** [4] 建立了用于研究二氧化钛纳米棒/催化基团界面上电荷转移动力学的ab initio计算模型.Run Long,Oleg *** [5] 将no adiabaticmolecular dynamics(NAMD)与含时密度泛函理论(TDDFT)相结合研究了QD-TiO2界面上的光生电荷转移过程.本文对分子模拟方法即分子动力学(MD)以及密度泛函理论(DFT)用于研究光催化反应过程中电荷转移特性进行了综述,对现今已经成功运用的方法进行了介绍,以此希望学者对光催化反应过程中电荷转移特性有更进一步的理解,对光催化效率的提高做出贡献.

关键词：光催化电荷转移分子模拟 DFT

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阳极氧化过程对TiO2纳米管阵列膜电极性质的影响

阳极氧化过程对TiO2纳米管阵列膜电极性质的影响

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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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基于ASPEN HYSYS和MATLAB天然气液化流程的优化

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石油和化工设备 2014年第6期17卷 50-52页

作者：鹿院卫刘丽华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北京100124

为设计一种更节能的小型天然气液化装置,本文通过MATLAB中的ActiveX组件将ASPEN HYSYS与MATLAB连接起来,MATLAB利用ASPEN HYSYS中的spreadsheet对流程的参数进行读取,利用MATLAB的计算能力对液化流程中的参数进行相关的计算并返回ASPEN ... 详细信息

为设计一种更节能的小型天然气液化装置,本文通过MATLAB中的ActiveX组件将ASPEN HYSYS与MATLAB连接起来,MATLAB利用ASPEN HYSYS中的spreadsheet对流程的参数进行读取,利用MATLAB的计算能力对液化流程中的参数进行相关的计算并返回ASPEN HYSYS中进行验证,以液化率和比功耗为流程性能评价指标找到了参数的最优值,实现了流程的优化。

关键词：天然气液化 MATLAB ASPEN HYSYS 液化率比功耗优化

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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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