检索结果-内蒙古大学图书馆

北京工业大学学报 2020年第2期46卷 180-190页

作者：桑丽霞雷蕾陈平方王军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

利用经典分子动力学对锐钛矿型TiO2(101)/(001)羟基化表面与水分子的相互作用进行模拟计算,分析得到表面羟基对TiO2鄄H2O界面性质的影响.首先,通过TiO2表面钛、氧原子与水中氧、氢原子间的径向分布函数及键长验证得到,所建羟基化TiO2(10... 详细信息

利用经典分子动力学对锐钛矿型TiO2(101)/(001)羟基化表面与水分子的相互作用进行模拟计算,分析得到表面羟基对TiO2鄄H2O界面性质的影响.首先,通过TiO2表面钛、氧原子与水中氧、氢原子间的径向分布函数及键长验证得到,所建羟基化TiO2(101)/(001)模型和力场能够很好地模拟TiO2鄄水体系的结构和相关特性.由分子动力学快照图可知,TiO2表面的O2c吸附位在羟基化前后不发生改变,而完整表面原有的Ti5c吸附位被表面羟基中的氢原子取代.羟基化表面的水分子以氢键作用吸附于TiO2表面引起界面电荷转移,根据水分子密度分布可知TiO2鄄H2O界面形成内亥姆霍兹层、外亥姆霍兹层和体相3个分层结构.与完整表面比较,羟基使TiO2(101)表面内、外亥姆霍兹层均变窄,而TiO2(001)表面仅内亥姆霍兹层变窄.对水分子的扩散性质和平均速度分布进行分析,相对于TiO2(101)羟基表面,TiO2(001)羟基表面结构更有利于水分子沿表面法线方向移动.最后,由水的电荷密度分布函数得到,表面羟基使得TiO2(101)和(001)表面的电荷波动加剧,正、负电荷密度分布极值的绝对值明显增加.

关键词：锐钛矿型TiO2 水羟基化表面吸附扩散界面性质

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纳米颗粒在液体中的反向热泳机理研究

纳米颗粒在液体中的反向热泳机理研究

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：刘旺旺王军夏国栋北京工业大学能源与动力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

悬浮于温度不均匀流体中的颗粒会受到一个沿温度梯度相反方向的力,即热泳力。颗粒在热泳力下的运动称之为热泳。液体中颗粒的热泳特性研究在多个领域都具有重要意义,如微流控、纳米流体、基因操作等。通常情况下热泳力由高温端指向低温... 详细信息

悬浮于温度不均匀流体中的颗粒会受到一个沿温度梯度相反方向的力,即热泳力。颗粒在热泳力下的运动称之为热泳。液体中颗粒的热泳特性研究在多个领域都具有重要意义,如微流控、纳米流体、基因操作等。通常情况下热泳力由高温端指向低温端,但在某些特殊情况下热泳力的方向会指向高温端,称之为反向热泳。然而,液体的复杂性导致纳米颗粒的反向热泳机理尚不明确。本文基于非平衡态分子动力学方法研究了纳米颗粒在液体中的热泳特性,得到了固液结合强度对液体中纳米颗粒热泳特性的影响规律,并基于颗粒表面的平均力势分布,分析其反向热泳机理。研究表明,热泳力随着固液结合强度的降低而降低,且在固液结合强度较弱时会出现反向热泳现象。在弱结合强度下,固液界面处具有较高的平均自由能势垒,界面处液体分子与颗粒之间的排斥作用较强。因此,颗粒会向低密度区域(高温端)移动,从而产生了反向热泳。

关键词：纳米颗粒反向热泳分子动力学模拟自由能势垒

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核态沸腾气泡动力学参数研究综述

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煤气与热力 2023年第9期43卷 6-18,33页

作者：高伟龙叶芳郭航赵建福陈浩北京工业大学环境与生命学部能源与动力工程学院北京100124 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 中国科学院力学研究所微重力重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190

综述影响因素对核态沸腾中气泡动力学参数的影响,影响因素包括压力、微重力、受热面热流密度、受热面过热度与工质过冷度、受热面倾角、受热面表面粗糙度、接触角、汽化核心间距、电场、磁场、超声波等。气泡动力学参数包括气泡脱离直径... 详细信息

综述影响因素对核态沸腾中气泡动力学参数的影响,影响因素包括压力、微重力、受热面热流密度、受热面过热度与工质过冷度、受热面倾角、受热面表面粗糙度、接触角、汽化核心间距、电场、磁场、超声波等。气泡动力学参数包括气泡脱离直径(半径)、气泡脱离频率、气泡等待时间、气泡生长时间、气泡生长周期、活性成核点密度。整理气泡动力学参数的经验关联式。现有关联式考虑的影响因素有限,需要综合考虑更多的影响因素来准确预测气泡动力学参数。

关键词：核态沸腾气泡动力学参数影响因素关联式

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低熔点四元硝酸盐圆管内受迫对流换热特性

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储能科学与技术 2020年第4期9卷 1091-1097页

作者：张春雨郭航吴玉庭张灿灿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及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为了验证经典对流换热关联式对于新型的低熔点四元硝酸盐的适用性,该文研究了不同工况下低熔点四元混合硝酸盐在套管式换热器内的受迫对流换热特性。通过套管式换热器内管中的熔盐与壳侧的导热油的换热实验,测量得到熔盐与导热油在套管... 详细信息

为了验证经典对流换热关联式对于新型的低熔点四元硝酸盐的适用性,该文研究了不同工况下低熔点四元混合硝酸盐在套管式换热器内的受迫对流换热特性。通过套管式换热器内管中的熔盐与壳侧的导热油的换热实验,测量得到熔盐与导热油在套管式换热器实验段的进出口温度,并获得了熔盐与导热油的总传热系数。通过威尔逊分离法从总传热系数中分离得到熔盐侧的对流换热系数,从而研究圆管中熔盐的对流换热特性。结果表明:该低熔点四元盐在研究的充分发展紊流区域内,其雷诺数在1×10~4~5×10~4之间,普朗特数在4.9~15.5之间,熔盐和导热油的总换热系数在670~1300 W/(m^2·K)之间,熔盐侧的对流换热系数在2900~7800 W/(m^2·K)之间变化。根据实验数据拟合得出了低熔点四元盐在圆管中紊流段的对流换热关联式。将实验数据与经典的对流关联式比较发现,经典关联式仍然适用于低熔点四元混合硝酸盐的管内对流换热。该研究为熔融盐在太阳能热发电中的实际应用提供了参考数据。

关键词：熔融盐受迫对流传热紊流段

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锐钛矿相TiO_2(001)/KOH界面的分子动力学模拟

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工程热物理学报 2019年第2期40卷 423-428页

作者：桑丽霞张钰栋雷蕾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

本文采用经典分子动力学对KOH溶液与锐钛矿相TiO_2(001)面的界面相互作用进行了模拟计算,结果表明,K^+主要分布于TiO_2(001)表面相邻两桥氧原子的中间位置并与之成键;K^+在TiO_2表面的吸附使其配位数和近表面扩散系数减少,并在近表面处... 详细信息

本文采用经典分子动力学对KOH溶液与锐钛矿相TiO_2(001)面的界面相互作用进行了模拟计算,结果表明,K^+主要分布于TiO_2(001)表面相邻两桥氧原子的中间位置并与之成键;K^+在TiO_2表面的吸附使其配位数和近表面扩散系数减少,并在近表面处形成有序结构。以KOH溶液离子数密度为基础计算得到液相部分的电荷、电场、电势分布,为了分析KOH对界面性质的影响,将只考虑水分子的溶液体系和纯水体系结果进行对比,结果发现,溶液的电荷密度和电场分布曲线峰值增大,电势收敛较慢,其原因为K^+集中在表面而OH^-随机分布于整个体系,由此造成体相阴离子相对过剩。

关键词： TiO2 KOH 界面静电特性分子动力学

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低熔点混合硝酸熔盐的制备及性能分析

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储能科学与技术 2020年第2期9卷 435-439页

作者：张灿灿吴玉庭鹿院卫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

混合硝酸盐具有低成本、低熔点和腐蚀性小等优点,广泛应用于太阳能光热发电及储能工程中。本团队经过十余年的完全自主研发,成功得到了低熔点高分解温度的LMPS系列混合硝酸熔盐。本工作首先采用同步热分析仪对不同种类混合硝酸盐的熔点... 详细信息

混合硝酸盐具有低成本、低熔点和腐蚀性小等优点,广泛应用于太阳能光热发电及储能工程中。本团队经过十余年的完全自主研发,成功得到了低熔点高分解温度的LMPS系列混合硝酸熔盐。本工作首先采用同步热分析仪对不同种类混合硝酸盐的熔点和分解温度进行测试分析,与其他种类混合硝酸盐对比发现,LMPS II熔盐具有最低的熔点温度和最高的分解温度,液态范围区间最大。其次通过对1200 h高温恒温实验结果分析发现,低熔点混合四元硝酸盐的熔点最大波动范围为±4.89%,其分解温度的最大波动范围为±3.54%。LMPS II的比热容,导热系数和综合成本均优于LMPS I和LMPS III,因此在实际的工程应用中,低熔点、低成本和高分解温度的LMPS II具有优良的传热蓄热性能,同时可以减少系统的运行成本及其冻堵风险。

关键词：储热低熔点熔盐混合硝酸盐

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供水流量对URFC模式切换影响实验研究

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工程热物理学报 2019年第4期40卷 846-850页

作者：李辉艳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及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

本文利用一个有效面积为25 cm2并具有可视化窗口的一体式再生燃料电池(Unitized Regenerative Fuel Cell,URFC),通过实验手段研究了其从燃料电池模式向电解池模式切换过程中,供水流量对电池电压及流道内气液两相流的影响.结果表明,燃料... 详细信息

本文利用一个有效面积为25 cm2并具有可视化窗口的一体式再生燃料电池(Unitized Regenerative Fuel Cell,URFC),通过实验手段研究了其从燃料电池模式向电解池模式切换过程中,供水流量对电池电压及流道内气液两相流的影响.结果表明,燃料电池模式向电解池模式切换时供水流量的大小对切换后电解池模式的电压有一定影响。小流量供水时,水到达电池内部所需时间过长,电解池模式并不能够持续运行;随着供水流量的增大,水到达电池内部时间越来越快,切换后电解池模式电压的变化越来越小,在液态水进入电池氧电极侧后,电解池的电压趋于稳定。

关键词：一体式再生燃料电池模式切换气-液两相流供水流量

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单螺杆膨胀机散热损失的实验研究

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制冷学报 2019年第5期40卷 37-43页

作者：陈如梦王伟赵英坤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传热与能源利用北京市重点实验室

单螺杆膨胀机作为有机朗肯循环系统中最适合的膨胀机类型之一,其性能对循环系统有重要影响。本文实验研究了有机朗肯循环系统中单螺杆膨胀机机壳及润滑油的散热损失及其在不同工况下对膨胀机性能的影响。实验结果表明,当进气温度由80℃... 详细信息

单螺杆膨胀机作为有机朗肯循环系统中最适合的膨胀机类型之一,其性能对循环系统有重要影响。本文实验研究了有机朗肯循环系统中单螺杆膨胀机机壳及润滑油的散热损失及其在不同工况下对膨胀机性能的影响。实验结果表明,当进气温度由80℃升至123℃时,单螺杆膨胀机的散热损失增大,其中润滑油散热损失为主要散热损失,其散热量从0.5 kW增至1.05 kW。随着膨胀比的增加,各散热损失占比逐渐减小。其中,当进气温度由80℃升至123℃时,机壳散热损失占比为5.1%~2.5%,润滑油散热损失占比为16.1%~9.5%。说明随着进气温度的增加,膨胀机性能逐渐改善,工质气体通过散热损失的能量比例逐渐减小,散热损失对膨胀机性能的影响逐渐减小。

关键词：单螺杆膨胀机散热量散热损失占比性能

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蒸汽喷射器混合过程中凝结流态的可视化研究

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工程热物理学报 2019年第10期40卷 2364-2372页

作者：汤永智刘中良武洪强李艳霞石灿张晓鹏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传热与能源利用北京市重点实验室北京100124 鲁东大学食品工程学院烟台264025

借助高速摄像可视化技术对蒸汽喷射器跨音速混合过程中的凝结、再蒸发和壅塞等特殊流动现象进行捕捉.重点分析和讨论了这些现象的形成机理和凝结液流动特性。结果表明:工作蒸汽射流中含有大量动力失衡的凝结液滴,混合室末端引射蒸汽会... 详细信息

借助高速摄像可视化技术对蒸汽喷射器跨音速混合过程中的凝结、再蒸发和壅塞等特殊流动现象进行捕捉.重点分析和讨论了这些现象的形成机理和凝结液流动特性。结果表明:工作蒸汽射流中含有大量动力失衡的凝结液滴,混合室末端引射蒸汽会发生壅塞现象,同时伴随着凝结液滴的成群产生并迅速向两边贴壁面散开.壅塞截面下游凝结流会发生多次再蒸发现象,而后形成相对稳定的湿蒸汽流进入扩压室。上游凝结流沿程不断与湿蒸汽射流中甩落壁面的液滴融合,至混合室前端形成膜状凝结流和顺时针环流。在近引射入口端凝结流存在一定的堆积、震荡等复杂流动特性.凝结流的产生会减少引射蒸汽的有效流通面积,并在一定程度上阻碍渐缩通道内引射蒸汽的流动。

关键词：蒸汽喷射器可视化混合过程壅塞凝结流态

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加热温度对钠钾合金热管启动和传热性能影响

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太阳能学报 2019年第1期40卷 17-23页

作者：贾先剑郭航郭青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

实验研究加热温度分别为300、500、550、600及650℃时,钠钾合金热管(NaK-55)的启动特性和传热性能。实验采用循环冷却水冷却热管冷凝段,并通过冷却水进出口温度计算钠钾合金热管的传热量和传热系数。实验结果表明:在300～550℃的加热温... 详细信息

实验研究加热温度分别为300、500、550、600及650℃时,钠钾合金热管(NaK-55)的启动特性和传热性能。实验采用循环冷却水冷却热管冷凝段,并通过冷却水进出口温度计算钠钾合金热管的传热量和传热系数。实验结果表明:在300～550℃的加热温度范围内热管无法完全启动,此时热管的传热量和传热系数很低;在600和650℃的加热温度下热管完全启动并且达到传热平衡,热管传热量和传热系数大幅提高。

关键词：热管钠钾相变传热

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