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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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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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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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"传热学"教学中的一个教学与科研相结合的实例

"传热学"教学中的一个教学与科研相结合的实例

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2014年全国能源动力类专业教学改革研讨会

作者：王军夏国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

文章介绍了德国教育改革家洪堡所提倡的"教学与科研相结合"的思想及其现实意义.以此为基础,结合作者在"传热学"教学过程中将国际前沿的研究课题引入课堂教学的实例,详细说明了能源动力类课程教学与科研的关系,阐释... 详细信息

文章介绍了德国教育改革家洪堡所提倡的"教学与科研相结合"的思想及其现实意义.以此为基础,结合作者在"传热学"教学过程中将国际前沿的研究课题引入课堂教学的实例,详细说明了能源动力类课程教学与科研的关系,阐释了教学与科研相结合的思想和现实意义.

关键词：高等院校能源动力类专业传热学课程教学改革

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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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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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储能技术的发展现状及面临的机遇与挑战

储能技术的发展现状及面临的机遇与挑战

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第三届国际清洁能源论坛暨2014清洁能源蓝皮书发布会

作者：桑丽霞赵阳博吴玉庭马重芳国际清洁能源论坛(澳门) 北京工业大学北京工业大学教育部传热强化与过程节能重点实验室北京工业大学北京市传热与能源利用重点实验室中国工程热物理学会

储能技术是提高常规电网的安全性及可靠性、解决可再生能源发电间歇性和不稳定性、实现新能源发电友好接入和协调控制的迫切需要,在加快现代电网体系建设中也起到不可忽视的作用。已有的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气蓄能、蓄热、蓄... 详细信息

储能技术是提高常规电网的安全性及可靠性、解决可再生能源发电间歇性和不稳定性、实现新能源发电友好接入和协调控制的迫切需要,在加快现代电网体系建设中也起到不可忽视的作用。已有的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气蓄能、蓄热、蓄电池、超导、飞轮和电容等,其中抽水蓄能、压缩空气蓄能和蓄热三种物理储能的单机容量大,技术成本较低,而且储能寿命较长。未来的储能技术发展需要在大容量、低成本、高循环效率和储能密度、循环周期和寿命长、安全可靠、集成智能化和材料创新等方面进行突破和发展。目前,中国处于储能发展的初级阶段,储能产业在面临技术瓶颈和成本挑战的同时还缺乏投资回报机制。

关键词：储能技术蓄热技术储能产业技术挑战

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