检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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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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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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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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