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2017年全国热泵学术年会

作者：吴玉庭王伟棚雷标刘闪威郭志宇智瑞平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及传热与能源利用北京市重点实验室 100124

本实验室研制出第一代水源热泵用单螺杆制冷压缩机,并对其进行了国家标准热泵系统性能试验,得出其名义工况制冷性能系数为4.08,名义工况制热性能系数为3.17.并单独进行了压缩机性能测试,得出其最佳工作压比为2.3-2.5,等熵效率可达58％(... 详细信息

本实验室研制出第一代水源热泵用单螺杆制冷压缩机,并对其进行了国家标准热泵系统性能试验,得出其名义工况制冷性能系数为4.08,名义工况制热性能系数为3.17.并单独进行了压缩机性能测试,得出其最佳工作压比为2.3-2.5,等熵效率可达58％(总效率,包括变频器功率损失),具有较好的工作性能.针对第一台样机存在的问题,对第二代样机进行了结构优化,此台样机采用本实验室自主创新的复合滑阀能量调节机构,准备进行压缩机性能测试.

关键词：水源热泵单螺杆制缩机机械设计制热性能制冷性能

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单螺杆热泵压缩机的研发

单螺杆热泵压缩机的研发

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2017年全国热泵学术年会

作者：吴玉庭雷标郭志宇智瑞平王伟鹏王伟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及传热与能源利用北京市重点实验室北京 100124

本文介绍了单螺杆制冷压缩机的工作原理及技术优势,并介绍了北京工业大学在单螺杆制冷压缩机技术上的突破.北京工业大学研发了两种型号5级精度机床,可实现42～500mm的螺杆低成本高精度批量加工.提出了注塑加工及切削加工两种星轮加工工... 详细信息

本文介绍了单螺杆制冷压缩机的工作原理及技术优势,并介绍了北京工业大学在单螺杆制冷压缩机技术上的突破.北京工业大学研发了两种型号5级精度机床,可实现42～500mm的螺杆低成本高精度批量加工.提出了注塑加工及切削加工两种星轮加工工艺,完成了模具动模芯和定模芯的设计,并以单螺杆作为刀具实现星轮齿面的二次包络加工,在此基础上,研制了星轮专用加工机床.研发了螺杆直径只有42mm的世界最小单螺杆制冷压缩机,最大COP达到了2.4,开发了147mm和200mm的单螺杆水源热泵压缩机,制热COP达到4.2以上,实现了螺杆直径117mm的空气源热泵用单螺杆压缩机和螺杆直径90mm的汽车热泵用单螺杆制冷压缩机制造,完成了117复合滑阀补气型单螺杆空气源热泵压缩机的设计.

关键词：空气源热泵单螺杆制冷压缩机模芯设计星轮加工

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烟煤和无烟煤混煤燃烧特性和动力学分析

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能源科学发展（中英文版） 2017年第1期5卷 1-8页

作者：韩恒超王景甫马时志张涛北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124 北京工业大学传热与能源利用北京市重点实验室北京100124 胜利油田胜利动力机械集团有限公司山东

实验在高温热重差热综合分析仪上对烟煤和无烟煤混煤在不同配比下的燃烧特性和动力学参数进行了分析研究。分析了不同掺混比例下混煤的着火温度、燃烬温度、综合燃烧特性指数等燃烧特性参数,进行了反应动力学计算和分析。实验结果表明,... 详细信息

实验在高温热重差热综合分析仪上对烟煤和无烟煤混煤在不同配比下的燃烧特性和动力学参数进行了分析研究。分析了不同掺混比例下混煤的着火温度、燃烬温度、综合燃烧特性指数等燃烧特性参数,进行了反应动力学计算和分析。实验结果表明,随着烟煤中无烟煤掺入比例的不断增加,TG和DTG曲线逐渐向高温区移动,不同掺混比例下的混煤DTG曲线出现双峰,混煤的着火温度和燃烬温度逐渐升高,混煤高温段的活化能始终高于低温段的活化能,说明挥发分会在低温段挥发释放出来,放出大量的热量,从而改善了固定碳的燃烧环境,有利于固定碳的燃烧,烟煤和无烟煤混煤在低温段有更好的燃烧性能和表现。

关键词：混煤配比燃烧特性动力学参数

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补气型复合滑阀单螺杆空气源热泵压缩机的计算分析与设计

补气型复合滑阀单螺杆空气源热泵压缩机的计算分析与设计

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2017年全国热泵学术年会

作者：刘闪威鹿院卫雷标智瑞平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及传热与能源利用北京市重点实验室北京 100124

空气源热泵以其电热转换效率高、环保、系统简单和投资小的优势,被认为是北方煤改电供暖的主要技术途径之一.但低温下空气源热泵工况变动较大,热泵的制热量和COP都衰减严重,限制了空气源热泵技术的发展与应用.本文提出以补气增焓和复合... 详细信息

空气源热泵以其电热转换效率高、环保、系统简单和投资小的优势,被认为是北方煤改电供暖的主要技术途径之一.但低温下空气源热泵工况变动较大,热泵的制热量和COP都衰减严重,限制了空气源热泵技术的发展与应用.本文提出以补气增焓和复合滑阀耦合的空气源热泵单螺杆压缩机技术方案,可解决空气源热泵低温性能差和变工况产生过压缩或欠压缩损失等技术问题.计算分析了单螺杆压缩机的最佳补气位置及内容积比和容量百分比随复合滑阀位移的定量关系,在此基础上做了空气源热泵单螺杆压缩机的整机设计,为20匹至500匹空气源热泵系统设计提供了解决方案,对促进中型空气源热泵技术的大规模应用具有重要意义.

关键词：空气源热泵单螺杆压缩机补气增焓复合滑阀

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纳米SiO_2在低熔点熔盐中的分散对其比热容的影响

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北京工业大学学报 2016年第8期42卷 1259-1264页

作者：吴玉庭张璐迪马重芳李英北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124 北京工业大学传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为提高低熔点熔盐Ca(NO3 )2 鄄KNO3 鄄NaNO3 鄄LiNO3 的比热容,采用超声振荡法将低熔点熔盐与30 nm 的SiO2 纳米粒子复合制备出低熔点熔盐纳米流体,研究了纳米粒子对低熔点盐比热容的影响及制备过程中影响纳米粒子分散的关键因素:超声... 详细信息

为提高低熔点熔盐Ca(NO3 )2 鄄KNO3 鄄NaNO3 鄄LiNO3 的比热容,采用超声振荡法将低熔点熔盐与30 nm 的SiO2 纳米粒子复合制备出低熔点熔盐纳米流体,研究了纳米粒子对低熔点盐比热容的影响及制备过程中影响纳米粒子分散的关键因素:超声振荡时间和超声振荡频率. 采用同步热分析仪(DSC)测量熔盐比热容;采用扫描电镜表征低熔点熔盐纳米流体的微观表面结构,观察纳米粒子分布情况. 研究结果表明:分散均匀的SiO2 纳米粒子可以提高低熔点盐纳米流体的比热容,纳米熔盐比热容平均值达到1郾86 J/ (g·K)左右,在200 ~ 350 益温度范围内,比热容提高率为14% ~22%,并通过实验验证了超声波分散法是制备熔盐纳米流体的一种稳定可靠的方法.

关键词：熔盐纳米流体超声振荡比热容温度频率

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基于弃风弃光或低谷电加热的熔盐蓄热供热技术及其评价

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中外能源 2017年第2期22卷 93-99页

作者：吴玉庭张晓明王慧富孙姣琦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 辽宁省产品质量监督检验院辽宁沈阳110032

弃风弃光或低谷电加热的熔盐蓄热供热系统,是利用弃风弃光电或低谷电加热低温熔盐并储存能量,以满足供暖及供热的要求。该系统的主要设备包括:低温熔盐罐、高温熔盐罐、冷盐泵、热盐泵、熔盐电加热器、熔盐换热器以及熔盐管路和连接件... 详细信息

弃风弃光或低谷电加热的熔盐蓄热供热系统,是利用弃风弃光电或低谷电加热低温熔盐并储存能量,以满足供暖及供热的要求。该系统的主要设备包括:低温熔盐罐、高温熔盐罐、冷盐泵、热盐泵、熔盐电加热器、熔盐换热器以及熔盐管路和连接件、预热伴热装置等。与同类型储能系统相比,基于弃风弃光电或低谷电的熔盐蓄热供热系统具有环境更加友好、改造成本低、占地面积小、电网友好、负荷稳定可调等优势,可实现弃风弃光的就地消纳和电力削峰填谷,提高可再生能源利用率,是燃煤替代、解决北方雾霾的有效途径之一,应用前景广阔。以辛集低谷电加热熔盐蓄热供暖工程为例,分析其经济性及环保效益。结果表明,项目的经济效益可观,环保效益非常显著,每年可减少二氧化碳排放1889t、粉尘排放70t、二氧化硫排放6t、氮氧化物排放5.3t。

关键词：熔盐蓄热供热弃风弃光低谷电电力消纳削峰填谷

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四元溴化盐对碳钢的高温腐蚀实验研究

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化工进展 2016年第S1期35卷 255-258页

作者：熊亚选史建峰吴玉庭李德英矫育青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及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

熔盐是一种高效传热蓄热工质,其在熔盐传热蓄热系统中对熔盐泵、阀门、各种传感器、管道等金属材料设备的腐蚀特性是熔盐应用的限制因素之一,因此确定熔盐对金属材料的腐蚀性能至关重要。为研究四元溴化盐对碳钢(Q235)的高温腐蚀性能,... 详细信息

熔盐是一种高效传热蓄热工质,其在熔盐传热蓄热系统中对熔盐泵、阀门、各种传感器、管道等金属材料设备的腐蚀特性是熔盐应用的限制因素之一,因此确定熔盐对金属材料的腐蚀性能至关重要。为研究四元溴化盐对碳钢(Q235)的高温腐蚀性能,以浸没法在450℃温度下进行碳钢样片的静态腐蚀实验,得到样片在溴化盐腐蚀环境中的腐蚀动力曲线,并对样片腐蚀区域进行扫描电镜和X射线物相分析。实验结果表明,在高温溴化盐腐蚀环境中,碳钢样片被腐蚀的质量损失量随时间延长而增加,腐蚀360h后样片质量损失达到24.14mg/cm2;样片表面产生了电化学腐蚀,腐蚀产物以铁、锰的氧化物为主。

关键词：四元溴化盐碳钢腐蚀浸没法太阳能混合

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热管散热装置对车用锂离子电池组内温度分布影响数值模拟

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化工学报 2016年第S2期67卷 340-347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

电动汽车锂离子电池温度过高会降低电池的放电效率,加速电池寿命的衰减。为了降低电池组温度,设计了热管内插于电池组的散热系统。以电动汽车实际行驶过程中的速度为依据,对不同放电电流下电池组的温度场分布进行了数值计算。结果表明:... 详细信息

电动汽车锂离子电池温度过高会降低电池的放电效率,加速电池寿命的衰减。为了降低电池组温度,设计了热管内插于电池组的散热系统。以电动汽车实际行驶过程中的速度为依据,对不同放电电流下电池组的温度场分布进行了数值计算。结果表明:随着车速的提高,电池的放电电流、产热量急剧增加,当车速达到120km·h-1时,放电电流高达143A,电池放电截止时,电池组温度达到56℃;与自然对流冷却方式相比,热管冷却可以将电池组的平均温度降低4.6℃,电池组温差降低2.2℃;热管冷凝段长度的增长可以有效地降低电池组的温度,热管冷凝段长度为50mm时,可以基本上满足电池组的散热需求。

关键词：锂离子电池热管数值模拟温度场

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蒸发段长度对钠钾合金热管启动性能影响

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工程热物理学报 2016年第8期37卷 1717-1720页

作者：郭青郭航闫小克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 中国计量科学研究院北京100013

启动特性是衡量热管可靠性的重要指标。重力热管启动特性受工作角度、蒸发段与冷凝段长度等因素的影响。本文研究了蒸发段长度和冷凝段长度对钠钾合金重力热管启动特性的影响。实验测得变蒸发段和冷凝段长度时,钠钾合金热管的外壁面温... 详细信息

启动特性是衡量热管可靠性的重要指标。重力热管启动特性受工作角度、蒸发段与冷凝段长度等因素的影响。本文研究了蒸发段长度和冷凝段长度对钠钾合金重力热管启动特性的影响。实验测得变蒸发段和冷凝段长度时,钠钾合金热管的外壁面温度分布曲线。研究表明,增加蒸发段长度利于热管外壁面温度分布趋于均匀,但沿热管蒸发段轴向液池区域范围内仍存在一定的温差。

关键词：热管启动钠钾温差

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二氧化钛上光催化分解水的模拟计算进展

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北京工业大学学报 2016年第7期42卷 1082-1094页

作者：桑丽霞张钰栋王军刘中良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

TiO_2具有催化活性高、稳定性好、对人体无毒、成本低等特点,是目前研究和应用范围最广泛的光催化剂.利用TiO_2光催化分解水已进行了大量的实验研究,为了进一步提高反应效率,需要更多的研究从微观尺度理解光催化分解水反应中的基本过程... 详细信息

TiO_2具有催化活性高、稳定性好、对人体无毒、成本低等特点,是目前研究和应用范围最广泛的光催化剂.利用TiO_2光催化分解水已进行了大量的实验研究,为了进一步提高反应效率,需要更多的研究从微观尺度理解光催化分解水反应中的基本过程.基于分子模拟的密度泛函理论、经典分子动力学以及第一性原理分子动力学方法,从水在TiO_2表面的吸附及分层结构、TiO_2表面分解水的反应能垒和限速步骤、TiO_2表面电荷转移过程3个方面介绍了TiO_2光催化分解水的模拟计算最新进展,进而分析探讨了该领域当前研究存在的问题和今后的研究重点.

关键词： TiO2 水分解分子动力学第一性原理密度泛函理论

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