检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2024年第4期45卷 540-545页

作者：王金龙鹿院卫吴玉庭张灿灿传热强化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工业大学北京100124

为分析第三代太阳能热发电技术熔盐与低温罐选材的相容性,该文以一种低熔点(142℃)、高分解温度(>700℃)的混合熔盐为腐蚀环境,通过静态腐蚀实验研究碳钢(A515Gr70)和两种低合金钢(Q345R、15CrMoR)在450℃混合熔盐中的腐蚀行为。采... 详细信息

为分析第三代太阳能热发电技术熔盐与低温罐选材的相容性,该文以一种低熔点(142℃)、高分解温度(>700℃)的混合熔盐为腐蚀环境,通过静态腐蚀实验研究碳钢(A515Gr70)和两种低合金钢(Q345R、15CrMoR)在450℃混合熔盐中的腐蚀行为。采用失重法测量不同金属的腐蚀速率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)对金属腐蚀表面的微观形貌、相组成和微区成分进行分析。结果表明:碳钢不含有耐腐蚀元素Cr、Ni和Mo,腐蚀速率最大。15CrMoR表面氧化层以疏松多孔的Fe_(2)O_(3)为主,不能阻止熔盐浸入金属基体内部,导致氧化程度加重,耐腐蚀性较差。Q345R表面氧化层由致密性好的FeCr2O_(4)、NiO和TiO_(2)组成,对金属基体具有保护性,耐腐蚀性最佳。

关键词：太阳能热发电腐蚀腐蚀速率合金钢熔盐氧化层

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反应物化学计量比对阶梯流道URFC性能影响

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 2061-2067页

作者：乔佳楠郭航叶芳陈浩北京工业大学能源与动力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

本文基于一个两相、非等温模型,探究了燃料电池模式的化学计量比对一体式再生燃料电池性能的影响。结果表明,在燃料电池模式下提高反应物的化学计量比有利于促进传质与排水,但消耗的泵功会持续增加,因此电池性能的提升率随化学计量比的... 详细信息

本文基于一个两相、非等温模型,探究了燃料电池模式的化学计量比对一体式再生燃料电池性能的影响。结果表明,在燃料电池模式下提高反应物的化学计量比有利于促进传质与排水,但消耗的泵功会持续增加,因此电池性能的提升率随化学计量比的增加呈先上升后下降的趋势。在本文的运行工况下,当化学计量比为1.5时,燃料电池模式的净输出功最高;此外,在电池饥饿程度较高时,将化学计量比设置为1.5对充放电循环效率的提升率最高。

关键词：一体式再生燃料电池化学计量比性能提升率传质排水

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磁场作用下熔盐管内流动传热特性的数值研究

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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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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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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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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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低熔点四元硝酸盐基定型复合相变材料的制备与研究

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储能科学与技术 2024年第5期13卷 1451-1459页

作者：许荣玉陆海涛郭荷渡汤占赟李琦吴玉庭北京工业大学机械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

采用冷压-热烧结方法制备研究了一种形态稳定的硝酸盐基复合相变材料,该材料具有较低的熔点和较宽的温度使用范围,适用于中低温领域的热能储存。研究选取NaNO_(3)-NaNO_(2)-KNO_(2)-LiNO_(3)共晶四元硝酸盐为相变基体材料,氧化镁为结构... 详细信息

采用冷压-热烧结方法制备研究了一种形态稳定的硝酸盐基复合相变材料,该材料具有较低的熔点和较宽的温度使用范围,适用于中低温领域的热能储存。研究选取NaNO_(3)-NaNO_(2)-KNO_(2)-LiNO_(3)共晶四元硝酸盐为相变基体材料,氧化镁为结构支撑材料,石墨为导热增强剂,并对其微观结构、化学相容性、热物理性能和循环稳定性进行了一系列表征,结果表明:在烧结前后四元硝酸盐、氧化镁以及石墨之间不发生化学反应,具有良好的化学相容性及化学稳定性。在不同质量比的样品中,四元硝酸盐与氧化镁质量比为6∶4时,为复合材料的最佳配比,且其负载质量分数8%的石墨后,仍表现出优异的结构稳定性;该复合材料的熔点较低,约为70℃,分解温度达到610℃;在50~580℃的温度范围内,具有超过749 kJ/kg的储能密度;添加8%的石墨后复合材料的热导率从0.41 W/(m·K)提高到了0.77 W/(m·K);经150次循环后,复合材料表现出良好的热循环稳定性。这种具有低熔点、宽温域的盐基复合材料是中低温热能存储的有力候选者,本研究为其在中低温领域的应用提供了实践依据。

关键词：四元硝酸盐复合相变材料低熔点宽温域热能储存

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基于蓄热装置辅助的燃料电池电动车供暖系统动态仿真

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汽车安全与节能学报 2024年第1期15卷 54-62页

作者：宋泽华陈浩郭航叶芳张惟博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 茨维考应用科学大学汽车工程学院德国茨维考08012

为了辅助燃料电池车辆预热,提升燃料电池在低温下的冷启动速率以及降低电动车能耗,该文提出了一种基于热泵和蓄热装置联合的燃料电池电动车供暖方案,并开展了燃料电池车辆系统动态仿真研究,对比了有无蓄热装置辅助的系统对车辆运行过程... 详细信息

为了辅助燃料电池车辆预热,提升燃料电池在低温下的冷启动速率以及降低电动车能耗,该文提出了一种基于热泵和蓄热装置联合的燃料电池电动车供暖方案,并开展了燃料电池车辆系统动态仿真研究,对比了有无蓄热装置辅助的系统对车辆运行过程的影响。结果表明:在寒冷运行环境下,蓄热装置可确保驾驶循环工况下循环冷却液热量来源的连续性,相较于无蓄热装置的热管理系统,热泵和蓄热联合供暖方案可使空调系统能耗下降26%;利用蓄热装置辅助的供暖系统能够改善燃料电池电动车的冬季冷启动特性,优化车辆电池系统的热管理。

关键词：燃料电池电动车热泵空调蓄热冷启动

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