检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2023年第2期44卷 505-510页

作者：徐子砚陈永昌郭家涛马重芳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工业大学环境与生命学部北京100124

本文基于磁流体动力学模型,通过数值模拟的方法,研究了垂直外部磁场对熔盐在绝缘管内流动传热特性的影响,考察了速度、湍流强度和Nu等参数随磁场变化的关系。结果表明,磁场作用会使流动分布出现各向异性,导致湍流度和主流速度降低,垂直... 详细信息

本文基于磁流体动力学模型,通过数值模拟的方法,研究了垂直外部磁场对熔盐在绝缘管内流动传热特性的影响,考察了速度、湍流强度和Nu等参数随磁场变化的关系。结果表明,磁场作用会使流动分布出现各向异性,导致湍流度和主流速度降低,垂直于磁场方向的Hartmann层的速度及湍流度提高,随着磁场强度增大,这种趋势更明显。在均匀磁场和正梯度磁场作用下,管壁平均Nu数有所提高,而逆梯度磁场作用下的管壁平均Nu数有所减弱。

关键词：数值模拟熔盐流动传热磁场

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槽式太阳能聚光集热器热力学分析及聚光集热系统动态特性仿真

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北京工业大学学报 2024年第8期50卷 1007-1026页

作者：董晓明吴玉庭张灿灿鹿院卫马重芳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

槽式太阳能聚光集热器是槽式集热系统关键部件之一,因此对其热力学性能分析至关重要。利用分布参数法构建了集热器的一维稳态模型,分别研究了熔盐进口流量、日照辐射量、环形空间压力等因素对集热器的火积耗散率、熵产率、(火用)损失率... 详细信息

槽式太阳能聚光集热器是槽式集热系统关键部件之一,因此对其热力学性能分析至关重要。利用分布参数法构建了集热器的一维稳态模型,分别研究了熔盐进口流量、日照辐射量、环形空间压力等因素对集热器的火积耗散率、熵产率、(火用)损失率以及热损失率的影响。结果发现火积耗散率和熵产率均随熔盐进口流量、发射率的增大而减小,随日照辐射量增大而增大。当日照辐射量增大67%时,火积耗散率和熵产率分别增大191.4%和177.7%;(火用)损失率随各个参数的变化趋势与熵产率基本相同;热损失率随熔盐进口流量、环境温度的增大而减小,随日照辐射量、环形空间压力、环境风速、发射率的增大而增大,并且发射率影响最大,当发射率增大28.6%时,热损失率增大18.9%。同时为探究集热系统的动态特性,构建了双罐集热系统和单罐集热系统的动态仿真模型并进行仿真计算,结果发现双罐系统的动态响应时间要明显长于单罐系统;熔盐罐的数量和位置仅会对初始阶段系统的动态响应造成影响,不会对稳定时系统各部件工质出口温度造成影响。从火积耗散率和熵产率2个角度对系统进行了分析,结果表明:换热器的火积耗散率与熵产率均随时间先增大后保持不变,集热器以及熔盐罐的火积耗散率与熵产率均随时间先减小后保持不变。

关键词：集热器火积理论分布参数动态仿真传热熔盐

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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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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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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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基于纳米多孔薄膜的蒸发特性

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航空动力学报 2022年第5期37卷 1113-1120页

作者：王佳豪夏国栋李冉马丹丹北京工业大学环境与生命学部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

实验研究了基于纳米多孔薄膜的蒸发特性,以氟化液FC-72为液态工质,对比分析了开口向上和向下时的相变特性。结果发现:两种工况下,其热流密度-过热度曲线具有相似的变化趋势,且均出现热流密度增加而温度保持不变的“薄液膜蒸发”区间。... 详细信息

实验研究了基于纳米多孔薄膜的蒸发特性,以氟化液FC-72为液态工质,对比分析了开口向上和向下时的相变特性。结果发现:两种工况下,其热流密度-过热度曲线具有相似的变化趋势,且均出现热流密度增加而温度保持不变的“薄液膜蒸发”区间。在低热流密度下,温度均较为稳定,但开口向下时的传热性能始终优于开口向上时,分析原因为重力对供液的影响和液膜厚度对热阻的改变。随着热流密度的增加,表面温度波动也越来越剧烈,甚至出现了温度的峰值,最终开口向下和向上达到的临界热流密度值分别为59 W/cm^(2)和47W/cm^(2);同时,对蒸发过程进行理论建模,得出其蒸发系数分别为0.043 1和0.021 9。

关键词：蒸发纳米多孔薄膜开口方向传热特性温度不稳定性

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基于储热的燃煤机组深度调峰规模化消纳可再生能源发电研究

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热力发电 2023年第2期52卷 79-89页

作者：魏海姣鹿院卫刘金恺吴玉庭北京工业大学环境与生命学部北京100124 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

随着可再生能源装机容量的不断增加,为减少可再生能源发电与燃煤机组发电间上网电量不匹配产生的“弃风弃光”现象,燃煤机组需实现深度调峰为可再生上网源提供空间,同时还应进一步提高消纳可再生能源的能力。利用再热蒸汽抽汽储热深度... 详细信息

随着可再生能源装机容量的不断增加,为减少可再生能源发电与燃煤机组发电间上网电量不匹配产生的“弃风弃光”现象,燃煤机组需实现深度调峰为可再生上网源提供空间,同时还应进一步提高消纳可再生能源的能力。利用再热蒸汽抽汽储热深度调峰系统将可再生能源发电、熔盐储热与燃煤机组降负荷调峰时的蒸汽抽汽储热耦合,研究基于储热的燃煤机组深度调峰规模化消纳可再生能源发电系统的可行性及可再生能源发电储热对深度调峰性能的影响,并分析系统的综合发电煤耗和碳排放的变化规律。研究结果表明:当再热蒸汽抽汽流量为270.70 t/h时,燃煤机组发电功率由300.03 MW降至210.07 MW,储热系统可消纳可再生能源发电的最大功率为187.26 MW;存热量释放时,燃煤机组发电功率由300.03 MW增加至348.68 MW;单位时间消纳可再生能源发电量为187.26 MWh时,综合发电煤耗降低了8.49 g/k Wh,减少的CO_(2)排放量为28.23 t。该研究为高比例可再生能源发电的消纳提供了指导思路。

关键词：燃煤机组抽汽储热深度调峰消纳可再生能源发电

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列管式固体氯化钠蓄冷换热器动态分布参数分析

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储能科学与技术 2022年第6期11卷 1988-1995页

作者：吴玉庭寇真峰张灿灿吴伊洋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

为研究列管式固体氯化钠蓄冷换热器在超临界压缩空气储能系统中的工作性能,将整个蓄冷换热器等效为所有单根换热管的并联,对单根换热管以及管外氯化钠划分微元,对每个微元列出控制方程,根据实际运行时蓄冷换热器在蓄冷、保冷、释冷过程... 详细信息

为研究列管式固体氯化钠蓄冷换热器在超临界压缩空气储能系统中的工作性能,将整个蓄冷换热器等效为所有单根换热管的并联,对单根换热管以及管外氯化钠划分微元,对每个微元列出控制方程,根据实际运行时蓄冷换热器在蓄冷、保冷、释冷过程不同的输入参数进行离散求解,最终得到了在蓄冷、保冷及释冷过程中蓄冷换热器不同时刻空气温度分布、氯化钠温度分布、出口质量流量、散热量、局部换热系数、局部换热量等参数。结果发现,空气出口质量流量发生波动,蓄冷时小于进口流量,释冷时大于进口流量;空气在管内进行跨临界流动换热时,在空气温度达到准临界温度时换热系数最大,且由于在准临界温度附近空气比热容先增大后减小,空气温度上升速率先减小后增大;氯化钠初始温度分布的不同导致保冷结束后换热器各位置氯化钠温度变化不同。本文研究揭示了超临界空气在列管式固体氯化钠蓄冷换热器内的流动传热规律,为间接式蓄冷换热器在超临界空气储能中的应用提供了理论基础。

关键词：超临界压缩空气储能蓄冷换热器列管式分布参数法

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硝基熔盐纳米流体在扭曲扁管内流动与换热特性

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储能科学与技术 2022年第11期11卷 3641-3648页

作者：张灿灿韩松涛吴玉庭鹿院卫牛俊楠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

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体... 详细信息

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体在扭曲扁管内的对流换热系数和压降随着长短轴比的增加而增加,随着导程的增加而减小。在Re=10000~35000时,扭曲扁管内熔盐纳米流体的对流换热系数相比于圆管最高提升了34.6%,压降最大升高了141.3%,并拟合得到了扭曲扁管内熔盐纳米流体的努塞尔数Nu和阻力系数f的经验关联式。通过综合性能和场协同分析发现,在Re=30000时,长短轴比a/b=2,导程S=300 mm时,强化传热因子PEC最大为1.16,扭曲扁管长轴顶端的协同角最小。

关键词：熔盐纳米流体扭曲扁管换热数值模拟

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燃煤机组灵活性运行系统㶲分析

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北京工业大学学报 2022年第12期48卷 1307-1318页

作者：魏海姣鹿院卫吴玉庭李卫东赵东明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 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京102209

随可再生能源装机容量的不断增加,燃煤机组需逐渐从主力发电模式向灵活性运行模式转变,以增加可再生能源发电进网空间.为提升燃煤机组运行灵活性,提出了一种利用主蒸汽抽汽储热实现灵活性运行的调节方法,采用㶲分析理论对600 MW亚临界燃... 详细信息

随可再生能源装机容量的不断增加,燃煤机组需逐渐从主力发电模式向灵活性运行模式转变,以增加可再生能源发电进网空间.为提升燃煤机组运行灵活性,提出了一种利用主蒸汽抽汽储热实现灵活性运行的调节方法,采用㶲分析理论对600 MW亚临界燃煤机组在50%THA、35%THA和利用储热技术实现35%THA三种工况进行分析.结果表明:3种运行工况损失最大的设备为锅炉;机组降负荷运行,收益㶲效率降低.采用储热技术将机组负荷降至35%THA比机组通过减少煤量降至35%THA的收益减小0.59%;节流阀的节流效应及储热材料在储热和释热过程中与蒸汽(给水)之间存在传热温差,使采用储热技术将机组负荷降至35%THA的㶲损失增加了2.21%.本研究可为燃煤机组灵活性运行系统设计提供参考.

关键词：燃煤机组灵活性运行主蒸汽抽汽储热㶲

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