检索结果-内蒙古大学图书馆

储能科学与技术 2023年第12期12卷 3873-3882页

作者：付殿威张灿灿娜荷芽王国强吴玉庭鹿院卫北京工业大学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

熔盐作为高温传热蓄热介质,在太阳能光热发电、火电厂灵活性改造等场景中广泛应用。本文首先对熔盐分子动力学的势函数进行归纳分析,发现针对硝酸盐更适合使用带有库仑力的Buckingham势函数,碳酸盐和氯化盐采用BMH势函数计算可以减小模... 详细信息

熔盐作为高温传热蓄热介质,在太阳能光热发电、火电厂灵活性改造等场景中广泛应用。本文首先对熔盐分子动力学的势函数进行归纳分析,发现针对硝酸盐更适合使用带有库仑力的Buckingham势函数,碳酸盐和氯化盐采用BMH势函数计算可以减小模拟误差。其次对熔盐热物性进行分析,发现加入Ca^(2+)可以降低太阳盐的熔点但会增加其黏度,硝酸盐中随NO_(2)^(-)浓度的增加比热容降低;Li^(+)离子浓度的增加会提高氯化盐的比热容和热导率,但会导致模拟误差增大,K^(+)离子浓度增加会导致比热容误差减小,但其余热物性计算误差增大;碳酸盐模拟误差相对较小,与实验数据吻合较好。K^(+)、Li^(+)等对模拟结果产生的误差较大,离子增多后离子间势能的增加导致部分粒子丢失,引入边界条件后边界效应的影响会使误差增大。通过增加整体分子数量、校正位能截断距离、增加模拟时间步长等方法来减小误差。目前对同种阳离子、不同阴离子的熔盐分子动力学研究比较欠缺,探究纳米流体对熔盐分子动力学的影响、降低分子动力学模拟误差、开展基于分子动力学的熔盐腐蚀特性研究可以作为下一步熔盐分子动力学的研究方向。

关键词：熔盐分子动力学势函数热物性

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基于圆柱形纳米颗粒的纳米流体导热特性模拟

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北京工业大学学报 2023年第10期49卷 1116-1125页

作者：王军崔鑫夏国栋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重点实验室北京100124

纳米流体是将纳米颗粒分散在基液形成的一种介质,具有较强的导热性能,在诸多领域具有重要的应用。纳米流体的悬浮颗粒多为球形颗粒,而在实际应用中很多颗粒为非球形。基于平衡态分子动力学模拟方法,研究了含有圆柱形纳米颗粒的纳米流体... 详细信息

纳米流体是将纳米颗粒分散在基液形成的一种介质,具有较强的导热性能,在诸多领域具有重要的应用。纳米流体的悬浮颗粒多为球形颗粒,而在实际应用中很多颗粒为非球形。基于平衡态分子动力学模拟方法,研究了含有圆柱形纳米颗粒的纳米流体导热性能。计算结果表明,随着纳米颗粒球形度降低,纳米流体的热导率明显增大。基于纳米流体径向分布函数以及基液和纳米颗粒扩散系数的分析表明,对于相同体积的纳米颗粒,圆柱形纳米颗粒的比表面积较大,颗粒表面的类固液体层效应是非球形纳米颗粒提高纳米流体热导率的主导机制,并且颗粒的布朗运动有可能削弱此效应。该研究结果为强化纳米流体热导率提供了新的思路。

关键词：纳米流体热导率圆柱形颗粒分子动力学模拟扩散系数径向分布函数

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Cu/SiO_(2)/TiO_(2)纳米碗阵列电极的构建及其等离激元光解水性能

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北京工业大学学报 2023年第10期49卷 1109-1115页

作者：桑丽霞于泽鑫覃才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

利用纳米金属的等离激元共振效应可提高光解水效率,但金属Cu易氧化且Cu/TiO_(2)界面间热电子传递过程复杂。本项研究制备了分层的Cu/TiO_(2)纳米碗阵列并在界面间引入SiO_(2)中间层(10~15 nm),实验和模拟相结合研究了光解水性能和等离... 详细信息

利用纳米金属的等离激元共振效应可提高光解水效率,但金属Cu易氧化且Cu/TiO_(2)界面间热电子传递过程复杂。本项研究制备了分层的Cu/TiO_(2)纳米碗阵列并在界面间引入SiO_(2)中间层(10~15 nm),实验和模拟相结合研究了光解水性能和等离激元共振效应的作用机制。结果表明:Cu/TiO_(2)中Cu被氧化形成的Cu_2O薄膜虽能协助热电子的注入,但对Cu的吸光性有抑制作用;加入SiO_(2)中间层后可增强光吸收和阻隔热电子迁移,且等离激元能量转移作用促使更多的光生电子与空穴对的生成,因此Cu/SiO_(2)/TiO_(2)纳米碗阵列的光电性能相对提高。

关键词：光解水 Cu/TiO_(2) SiO_(2)层等离激元能量共振转移热电子传递光电性能

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正弦波脉动流对微通道内流体流动与传热特性的影响

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北京工业大学学报 2023年第2期49卷 219-226页

作者：夏国栋宋殿瑶马丹丹北京工业大学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

采用数值计算方法研究了两种结构微通道内由于入口速度的正弦变化而发展的非稳态层流流动与换热特性.分别研究了脉动频率、振幅以及雷诺数对流体在微通道内流动与传热的影响.研究结果表明,在雷诺数为100~400时,脉动流动对矩形通道底面... 详细信息

采用数值计算方法研究了两种结构微通道内由于入口速度的正弦变化而发展的非稳态层流流动与换热特性.分别研究了脉动频率、振幅以及雷诺数对流体在微通道内流动与传热的影响.研究结果表明,在雷诺数为100~400时,脉动流动对矩形通道底面温度与换热性能影响较小,但对三角凹穴结构通道有着显著影响.随着脉动频率的增加,通道底面温度先增加后减小.证明存在一极限频率使得小于该频率时通道底面温度升高,大于该频率时则降低.随着振幅的增加,通道底面温度在减小,换热不断增强.但是,随着雷诺数的增加,脉动流动的作用逐渐减小.脉动频率与振幅的增加都会使得通道的压降增加.

关键词：脉动流动正弦波微通道数值模拟流动特性传热强化

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质子交换膜燃料电池流道尺寸优化

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北京工业大学学报 2023年第11期49卷 1203-1212页

作者：夏国栋丁荣扩马丹丹张晓亚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

质子交换膜燃料电池具有比能量高、清洁高效等优点,流道作为燃料电池的核心结构之一,其结构尺寸对气体传输、液态水排出都有着重要影响,选择合适尺寸参数对实际运行具有重要意义。以50 mm×50 mm单蛇形流道电池为研究对象,采用数值... 详细信息

质子交换膜燃料电池具有比能量高、清洁高效等优点,流道作为燃料电池的核心结构之一,其结构尺寸对气体传输、液态水排出都有着重要影响,选择合适尺寸参数对实际运行具有重要意义。以50 mm×50 mm单蛇形流道电池为研究对象,采用数值模拟的方法,建立质子交换膜燃料电池三维两相等温模型,分析流道深度、流道宽度、流道脊宽等参数对电池电流密度、气体传质特性、电池净输出功率、排水性能的影响。结果表明:随着流道深度、流道宽度的减小,参与反应的氧气浓度提高,电流密度也随之提高,电池净输出功率逐渐增大,催化层排水性能逐渐增强,因此电池性能逐渐提高;随着流道脊宽的减小,参与反应的氧气浓度逐渐提高,电流密度随之增大,但电池净输出功率增加幅度较小,氧气浓度增加也较缓慢。

关键词：燃料电池流道电流密度传质净输出功率排水性能

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Ag/SiO_(2)/TiO_(2)纳米碗阵列的构建及其热电子传输

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工程热物理学报 2022年第6期43卷 1631-1636页

作者：于泽鑫桑丽霞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

为高效收集并利用Ag/TiO_(2)光阳极中的热电子,增大接触面积并改变热电子的传输方式是很有必要的。本文制备了大孔径且分层的Ag/SiO_(2)/TiO_(2)纳米碗阵列并利用COMSOL软件模拟了其局域电场分布和电子–空穴浓度变化。结果表明,更多的A... 详细信息

为高效收集并利用Ag/TiO_(2)光阳极中的热电子,增大接触面积并改变热电子的传输方式是很有必要的。本文制备了大孔径且分层的Ag/SiO_(2)/TiO_(2)纳米碗阵列并利用COMSOL软件模拟了其局域电场分布和电子–空穴浓度变化。结果表明,更多的Ag粒子沉积到纳米碗内,添加的SiO_(2)层能促进光吸收并增强LSPR。大量热电子不再跨越肖特基势垒,而以隧穿形式穿过SiO_(2)层并注入TiO_(2)。Ag/SiO_(2)/TiO_(2)光电极的阻抗半径最小,光电流密度最高,表明电子迁移快速且受阻力小。

关键词：纳米碗阵列 Ag/TiO_(2) SiO_(2)层热电子隧穿

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有机朗肯循环封闭式膨胀机内置发电机排气冷却问题研究

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北京工业大学学报 2023年第7期49卷 792-799页

作者：雷标余海彬闫庆志王海啸吴玉庭北京工业大学环境与生命学部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

采用全密封、内置发电机的封闭式膨胀机是有机朗肯循环重要的发展方向,利用膨胀机排气来冷却发电机是一种简单易行的技术路线。但有机朗肯循环中膨胀机排气温度相对较高,对发电机的冷却效果需要专门研究。根据集总参数思想建立了发电机... 详细信息

采用全密封、内置发电机的封闭式膨胀机是有机朗肯循环重要的发展方向,利用膨胀机排气来冷却发电机是一种简单易行的技术路线。但有机朗肯循环中膨胀机排气温度相对较高,对发电机的冷却效果需要专门研究。根据集总参数思想建立了发电机等效热路模型,研究不同工况下发电机定子绕组最高温度和温升的变化规律。结果表明:在一定的冷凝温度下,随着蒸发温度的增加,定子绕组最高温度及温升均增加,分别可达151℃和85℃;而在一定的蒸发温度下,随着冷凝温度的提高,上述参数呈现下降的趋势,在冷凝温度为30℃时,最高温度和温升分别可达126℃和65℃。

关键词：有机朗肯循环封闭式膨胀机发电机排气冷却等效热路法定子绕组温度

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纳米凹槽表面结冰的分子动力学模拟研究

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河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 93-99,F0002页

作者：王军张悦夏国栋北京工业大学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

采用分子动力学模拟方法建立了水在金表面结冰的模型,在疏水表面上引入亲水纳米凹槽结构,模拟研究了纳米凹槽表面上的冰成核过程,揭示了凹槽深宽比对冰成核的影响规律和机制.结果表明,在疏水表面引入亲水纳米凹槽结构并改变表面的凹槽宽... 详细信息

采用分子动力学模拟方法建立了水在金表面结冰的模型,在疏水表面上引入亲水纳米凹槽结构,模拟研究了纳米凹槽表面上的冰成核过程,揭示了凹槽深宽比对冰成核的影响规律和机制.结果表明,在疏水表面引入亲水纳米凹槽结构并改变表面的凹槽宽度,可以调节疏水表面的结冰过程.当纳米凹槽与六边形冰结构相匹配时,凹槽内部更容易形成冰核,可以提高疏水表面的冰成核率的效果,其表面成核率接近与亲水表面成核率.当纳米凹槽结构与六边形冰结构不匹配时,凹槽内不易形成冰核,结冰过程受到抑制.为提高疏水表面成核率提供了新方法,为控制疏水表面冰成核位置和冰生长方向提供了新思路.

关键词：冰成核凹槽表面纳米结构

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三元硝酸盐@二氧化硅微胶囊相变材料的制备及其性能研究

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储能科学与技术 2023年第12期12卷 3595-3604页

作者：水潭吴玉庭李传李琦北京工业大学环境与生命学部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

针对当前无机熔盐相变材料在中低温储热领域研究的不足,本工作开发制备出一种相变温度为150~220℃的多元熔盐相变微胶囊复合材料,并对其微结构和热物性进行观察表征。本工作首先进行三元混合硝酸盐的制备,STA测试结果表明纯三元盐的熔... 详细信息

针对当前无机熔盐相变材料在中低温储热领域研究的不足,本工作开发制备出一种相变温度为150~220℃的多元熔盐相变微胶囊复合材料,并对其微结构和热物性进行观察表征。本工作首先进行三元混合硝酸盐的制备,STA测试结果表明纯三元盐的熔融点为156.04℃,相变潜热为95.5 kJ/kg,分解温度达到626.3℃;之后在其基础上利用凝胶-溶胶法进行熔盐胶囊化封装,采用SEM-EDS、FT-IR、XRD和DSC等手段对微胶囊复合材料的微观结构、化学成分、晶体结构、物理化学兼容性和相变特性进行测试分析。结果显示三元硝酸盐可被有效地包覆在二氧化硅壳体中,所形成的微胶囊材料粒径范围为10~40μm,最高包覆率可达90.9%,微胶囊化后的熔融焓为86.81 kJ/kg,储热利用效率达78.36%,研究结果证明三元硝酸盐@二氧化硅微胶囊在中低温热能储存方面具有较高的应用潜力。

关键词：储能相变材料多元硝酸盐微胶囊中低温温区

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印刷电路板换热器内翅片布置方式的场协同分析与讨论

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北京工业大学学报 2024年第5期50卷 610-619页

作者：杨彦春鹿院卫吴玉庭魏海姣北京工业大学环境与生命学部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 中国北方车辆研究所北京100072

为了研究超临界CO_(2)的传热性能并提高其换热性能,通过采用超临界CO_(2)作为传热流体,以翼型翅片为例,使用数值模拟的方法探究印刷电路板换热器内的不连续翅片通道,分析几种翅片布置方式的传热和阻力性能,得出翅片的最佳布置方式。同... 详细信息

为了研究超临界CO_(2)的传热性能并提高其换热性能,通过采用超临界CO_(2)作为传热流体,以翼型翅片为例,使用数值模拟的方法探究印刷电路板换热器内的不连续翅片通道,分析几种翅片布置方式的传热和阻力性能,得出翅片的最佳布置方式。同时通过场协同理论,即通过分析温度场、压力场和速度场之间的协同性对模拟结果进行分析与讨论。结果表明,当交错距离为4 mm时,其传热性能与阻力性能均为最优,拥有最小的温度场与速度场协同角和最大的压力场与速度场协同角,表明这种布置方式可以使温度场与速度场的协同性和压力场与速度场的协同性均为最优,且它们之间的协同性均随着入口质量流量的增大而变差。

关键词：印刷电路板换热器传热超临界CO_(2) 场协同协同角数值模拟

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