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工程热物理学报 2021年第7期42卷 1798-1803页

作者：张灿灿张永乐吴玉庭鹿院卫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

通过搭建熔盐电磁感应加热试验系统,对电磁感应加热熔盐进行实验研究,得到不同工况下熔盐出口温度以及吸热量变化规律,并计算得到感应加热器对熔盐的加热效率。结果表明,熔盐的出口温度随线圈电流的增加而升高、随熔盐流速的增加而降低... 详细信息

通过搭建熔盐电磁感应加热试验系统,对电磁感应加热熔盐进行实验研究,得到不同工况下熔盐出口温度以及吸热量变化规律,并计算得到感应加热器对熔盐的加热效率。结果表明,熔盐的出口温度随线圈电流的增加而升高、随熔盐流速的增加而降低;熔盐流经感应加热器后的进出口温升随熔盐入口温度的升高而增大,但是温升的提高趋势并不明显;感应加热器对熔盐的加热效率随线圈电流、熔盐流速和熔盐进口温度的提高而增加;加热器材料为碳钢时熔盐的吸热量比不锈钢材料增加了23.39%,加热器材料为不锈钢和碳钢时对熔盐的加热效率最大值分别为71.44%和88.14%。

关键词：熔盐电磁感应加热器吸热量加热效率

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TiO_2纳米管阵列光电极的电化学阻抗及动力学特性分析

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物理化学学报 2010年第11期26卷 2935-2940页

作者：张知宇桑丽霞孙彪张晓敏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

采用声电化学阳极氧化法,在无机溶剂(H3PO4+NaF水溶液)和有机溶剂(NH4F+水+乙二醇)体系电解液中加20V直流电压制得TiO2纳米管(TNT)阵列,其中无机溶剂样品(记为TNT-A)的管长为650nm,有机溶剂样品(记为TNT-E)的管长为2μm.基于X射线衍射(X... 详细信息

采用声电化学阳极氧化法,在无机溶剂(H3PO4+NaF水溶液)和有机溶剂(NH4F+水+乙二醇)体系电解液中加20V直流电压制得TiO2纳米管(TNT)阵列,其中无机溶剂样品(记为TNT-A)的管长为650nm,有机溶剂样品(记为TNT-E)的管长为2μm.基于X射线衍射(XRD)图谱、场发射扫描电子显微镜图(FESEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)的表征和电流-时间(I-t)曲线、Mott-Schottky图和电化学阻抗谱(EIS)的分析可知,在空气中经500℃煅烧后,TNT-E的吸光性能明显好于TNT-A的吸光性能.在紫外光((365±15)nm)辐照下,测得TNT-E的平均光电流密度与TNT-A的仅差0.05mA·cm-2,这是由于管长的增长增大了电荷转移电阻,并使得传质路径增长,增大了反应所需克服的势垒,降低了电极的反应速率,两者的电荷载流子密度分别为5.31×1020与9.86×1020cm-3.

关键词： TiO2纳米管阵列电荷转移电阻动力学特性电荷载流子密度

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微生物燃料电池MnO_2/S-AC泡沫镍空气阴极的制备及其性能

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化工学报 2015年第S1期66卷 202-208页

作者：杨斯琦刘中良侯俊先周宇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

利用超级电容器活性炭(S-AC)直接还原KMnO4制备出复合比例分别为1:3、1:1和3:1的MnO2/S-AC复合催化剂,进而负载于泡沫镍上制得MnO2/S-AC泡沫镍空气阴极。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量散射X射线谱(EDX)和比表面积(BET)及孔... 详细信息

利用超级电容器活性炭(S-AC)直接还原KMnO4制备出复合比例分别为1:3、1:1和3:1的MnO2/S-AC复合催化剂,进而负载于泡沫镍上制得MnO2/S-AC泡沫镍空气阴极。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量散射X射线谱(EDX)和比表面积(BET)及孔分布测试对所制复合催化剂表征可知,随复合比例的增加,在S-AC表面的MnO2由纳米薄片聚集成粒径为300~500nm的颗粒,MnO2/S-AC的内部及外部表面积都有所减少。基于线性扫描伏安曲线、功率密度曲线和极化曲线分析微生物燃料电池(MFC)的阴极性能和产电性能。复合比例为1:3时,MFC最大功率密度达到321.2mW·m-2,比阴极负载S-AC时提高了约20%,这与其较高的比表面积和MnO2良好的催化活性相关。MnO2/S-AC复合催化剂控制在一定的质量比时,可以有效提高阴极性能及MFC的产电效果,有助于空气阴极MFC的的放大和工程应用。

关键词：微生物燃料电池空气阴极电化学催化剂 MnO2 活性炭

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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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质子交换膜燃料电池流场板研究进展

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化工学报 2020年第5期71卷 1943-1963页

作者：赵强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

流场板是质子交换膜燃料电池的核心部件之一,其结构直接影响着反应气体的利用效率以及燃料电池的排水及散热性能。综述了近十余年来质子交换膜燃料电池流场板的设计与研究进展。研究者们基于平行流场、蛇形流场、交指流场、点状流场,从... 详细信息

流场板是质子交换膜燃料电池的核心部件之一,其结构直接影响着反应气体的利用效率以及燃料电池的排水及散热性能。综述了近十余年来质子交换膜燃料电池流场板的设计与研究进展。研究者们基于平行流场、蛇形流场、交指流场、点状流场,从流道尺寸、流道截面、进口分配段、流道布置等方面开展结构设计和优化,不同程度提高了燃料电池水热管理以及电性能。此外,各种形式的组合流场可综合不同流场优点,多级分形仿生流场优化了反应物、压力与电流密度分布,三维精细化流场通过改善供气方式降低了浓差极化。

关键词：燃料电池流场板流道水热管理传热传质

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辅助引射对蒸汽喷射器性能影响的数值研究

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工程热物理学报 2017年第11期38卷 2422-2428页

作者：汤永智李艳霞刘中良武洪强付维娜石灿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

首次提出了通过局部低压区辅助引射来改善蒸汽喷射器工作性能的技术途径,并利用FLUENT软件对蒸汽喷射器辅助引射前后内部流场进行了数值模拟计算,重点研究分析了双临界范围内背压波动工况下不同辅助引射方式对工作蒸汽质量流量、引射蒸... 详细信息

首次提出了通过局部低压区辅助引射来改善蒸汽喷射器工作性能的技术途径,并利用FLUENT软件对蒸汽喷射器辅助引射前后内部流场进行了数值模拟计算,重点研究分析了双临界范围内背压波动工况下不同辅助引射方式对工作蒸汽质量流量、引射蒸汽质量流量、辅助引射蒸汽质量流量、内部流场和激波现象的影响及其原因。结果表明:混合室辅助引射不利于改善蒸汽喷射器的引射性能,而喉部辅助引射和扩压室辅助引射能提高蒸汽喷射器的引射效率,且在不同背压下存在一个最佳的辅助引射优化方案。

关键词：辅助引射蒸汽喷射器引射系数流场背压波动

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日子数在太阳位置计算中的应用

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太阳能学报 2011年第11期32卷 1640-1645页

作者：杜春旭王普马重芳吴玉庭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

介绍并比较了几种太阳能利用中广泛应用的太阳位置算法,并总结在具体应用中其主要变量日子数的具体算法,不同的太阳位置算法使用合适的日子数算法能提高计算结果的精度。计算结果表明,使用正确的日子数算法,其算法精度至少可提高30%,若... 详细信息

介绍并比较了几种太阳能利用中广泛应用的太阳位置算法,并总结在具体应用中其主要变量日子数的具体算法,不同的太阳位置算法使用合适的日子数算法能提高计算结果的精度。计算结果表明,使用正确的日子数算法,其算法精度至少可提高30%,若将Bourges的赤纬角算法与Lamm的时差算法相结合,其太阳高度角、方位角计算误差均在0.02°以内。

关键词：太阳跟踪太阳位置日子数

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主喷嘴直径对蒸汽喷射器性能的影响

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化工学报 2016年第S1期67卷 63-68页

作者：付维娜刘中良李艳霞武洪强汤永智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

利用FLUENT软件对蒸汽喷射器复杂的内部流场进行数值模拟计算,并对喷射器内部流体流动过程中压力、速度等参数的变化规律进行分析研究,重点讨论了混合蒸汽压力和主喷嘴出口直径的变化对蒸汽喷射器引射性能的影响。结果表明:蒸汽喷射器... 详细信息

利用FLUENT软件对蒸汽喷射器复杂的内部流场进行数值模拟计算,并对喷射器内部流体流动过程中压力、速度等参数的变化规律进行分析研究,重点讨论了混合蒸汽压力和主喷嘴出口直径的变化对蒸汽喷射器引射性能的影响。结果表明:蒸汽喷射器存在一个临界出口压力,主喷嘴出口直径存在一个最优范围,此时喷射器的引射性能达到最佳,而且激波的耗散损失较小。

关键词：蒸汽喷射器混合蒸汽压力主喷嘴出口直径引射性能激波过程系统模型数值模拟

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低浓度甲烷在微小燃烧器中的催化燃烧实验

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化工学报 2015年第S1期66卷 216-221页

作者：骆潮明李艳霞刘中良董予宛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

选用泡沫金属(Fe-Ni)作为催化剂载体,通过浸渍法制备了整体式催化剂(Pd/Al2O3/Fe-Ni)。然后使用该泡沫金属载体整体式催化剂在微小燃烧器中对低浓度甲烷进行催化燃烧实验,分析了燃烧器温度、甲烷浓度以及流量对甲烷转化率的影响。结果表... 详细信息

选用泡沫金属(Fe-Ni)作为催化剂载体,通过浸渍法制备了整体式催化剂(Pd/Al2O3/Fe-Ni)。然后使用该泡沫金属载体整体式催化剂在微小燃烧器中对低浓度甲烷进行催化燃烧实验,分析了燃烧器温度、甲烷浓度以及流量对甲烷转化率的影响。结果表明,随着燃烧反应器内温度的升高,混合气体总流量的降低和甲烷浓度的增大,甲烷的转化率增大;进一步分析表明温度是影响转化率最关键的因素,当燃烧反应器内温度为550℃,甲烷浓度为5%,总流量为50 ml·min-1时,甲烷的转化率可以达到98.7%。

关键词：催化剂载体催化剂低浓度甲烷催化燃烧微小燃烧器

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碳酸盐复合蓄热材料的制备及热物性研究

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化工学报 2018年第A1期69卷 129-135页

作者：桑丽霞李锋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

以二元碳酸盐(Li_2CO_3-K_2CO_3,BC,62:38,摩尔比)和三元碳酸盐(K_2CO_3-Li_2CO_3-Na_2CO_3,TC,1:2:1,摩尔比)为相变材料,以氧化镁为基体材料,通过混合烧结法制备陶瓷基复合蓄热材料。二元碳酸盐复合材料(BCC)和三元碳酸盐复合材料(TCC... 详细信息

以二元碳酸盐(Li_2CO_3-K_2CO_3,BC,62:38,摩尔比)和三元碳酸盐(K_2CO_3-Li_2CO_3-Na_2CO_3,TC,1:2:1,摩尔比)为相变材料,以氧化镁为基体材料,通过混合烧结法制备陶瓷基复合蓄热材料。二元碳酸盐复合材料(BCC)和三元碳酸盐复合材料(TCC)的熔点与相应混合碳酸盐的熔点相近,分别为465.1℃和386.4℃,并在其最高使用温度(800℃)范围内维持较高的比热容;且复合材料的潜热值均大于150.0 J/g。基于XRD和SEM的表征分析,两种复合蓄热材料具有较好的化学稳定性,且基体材料能很好地混合支撑相变材料。两种复合材料分别进行50次热循环,其热物性参数没有发生明显变化,具有较好的热循环稳定性。

关键词：混合碳酸盐制备相变复合材料潜热熔点

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