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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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熔盐电磁感应加热器的数值模拟与分析

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太阳能学报 2021年第8期42卷 243-250页

作者：张永乐吴玉庭张灿灿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暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

将电磁感应加热技术应用于低谷电加热熔盐蓄热供暖领域,以熔盐电磁感应加热器为研究对象,利用数值模拟方法研究不同加热条件下感应加热器壁面以及熔盐内部磁场和温度场的分布特点,并得到线圈电流、电流频率、熔盐流速和加热器材料对磁... 详细信息

将电磁感应加热技术应用于低谷电加热熔盐蓄热供暖领域,以熔盐电磁感应加热器为研究对象,利用数值模拟方法研究不同加热条件下感应加热器壁面以及熔盐内部磁场和温度场的分布特点,并得到线圈电流、电流频率、熔盐流速和加热器材料对磁场和温度场的影响规律。研究结果表明:磁感应强度、管道壁面的感应电流密度、加热器壁面温度及熔盐进出口温升随线圈电流的增大而增大,线圈电流频率的升高仅会影响磁场在感应加热器内部的分布;熔盐流速增加时加热器壁面温度和熔盐进出口温升均显著降低,流速分别为0.1和0.4 m/s时所对应的壁面最高温度分别为406和264℃,进出口温升分别为38.79和10.05℃;加热器材料为碳钢时的磁感应强度、感应电流密度、加热器壁面温度以及熔盐进出口温升均大于同等条件下不锈钢材料。

关键词：熔盐电磁感应加热数值模拟线圈电流加热材料

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槽式太阳能热发电系统能量、[火用]与泛[火用]分析

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太阳能学报 2021年第12期42卷 9-16页

作者：张晓明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暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

以美国达科特地区的带蓄热的槽式太阳能热发电系统为计算模型,对槽式太阳能热发电系统进行能量分析、[火用]分析和泛[火用]分析,得到最佳经济点的整个系统的热效率、[火用]效率和泛[火用]利用系数分别为13.1%、14.0%和8.6%。同时得到各... 详细信息

以美国达科特地区的带蓄热的槽式太阳能热发电系统为计算模型,对槽式太阳能热发电系统进行能量分析、[火用]分析和泛[火用]分析,得到最佳经济点的整个系统的热效率、[火用]效率和泛[火用]利用系数分别为13.1%、14.0%和8.6%。同时得到各子系统的热效率、[火用]效率和泛[火用]利用系数,结果表明,系统能量利用、利用和资源利用过程中最薄弱的环节分别是换热发电子系统、聚光集热子系统和蓄热子系统。最后,通过计算研究集热镜场面积、蓄热成本、几何聚光比与贷款利率对能量效率、[火用]效率与泛[火用]利用系数的影响规律。

关键词：太阳能热发电蓄热能效槽式 [火用]

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低碳供热技术节能指标与经济效益综合分析

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化工进展 2021年第S01期40卷 156-162页

作者：唐志伟刘静石英陆颖肖荣晖王昊北京工业大学环境与能源工程学院北京100124 北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124 北京工业大学传热与能源利用北京市重点实验室北京100124 北京市热力工程设计有限责任公司北京100027

基于能源资源与环境保护的迫切需求,结合北方采暖问题面临的严峻形势,当前需进一步探索可持续发展的清洁采暖技术。清洁采暖技术及采暖热源的选择,也应适时地根据资源情况、环境保护、能源效率及费用等综合因素进行考量,经技术经济分析... 详细信息

基于能源资源与环境保护的迫切需求,结合北方采暖问题面临的严峻形势,当前需进一步探索可持续发展的清洁采暖技术。清洁采暖技术及采暖热源的选择,也应适时地根据资源情况、环境保护、能源效率及费用等综合因素进行考量,经技术经济分析比较后确定。故以北方地区某采暖工程为例,基于电能供热、天然气供热、热泵供热等新型清洁能源供热方式,本文介绍了各分布式集中供热技术原理,分析了各清洁采暖技术各自的优劣势对比,采用具体算例并结合成本、使用寿命及一次能源消耗等评价指标对供暖区域的技术方案进行经济性与节能性综合分析,发展低碳经济促进可持续发展,以期为北方地区供热方式的选择提供一定的参考依据。

关键词：清洁供暖空气源热泵相变蓄热电采暖低谷电力经济性分析

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铂锡合金纳米流体导热系数与稳定性影响因素分析

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北京工业大学学报 2021年第9期47卷 1056-1063页

作者：夏国栋李奥马丹丹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

以乙二醇为基液和还原剂,四氯化锡、氯铂酸为氧化剂,采用微流控法合成了铂锡合金纳米流体,并添加了不同比例的聚乙烯吡咯酮(PVP)作为表面活性剂,分别利用紫外可见分光光度计和Hot Disk热物性分析仪测得纳米流体的吸光度值和导热系数,分... 详细信息

以乙二醇为基液和还原剂,四氯化锡、氯铂酸为氧化剂,采用微流控法合成了铂锡合金纳米流体,并添加了不同比例的聚乙烯吡咯酮(PVP)作为表面活性剂,分别利用紫外可见分光光度计和Hot Disk热物性分析仪测得纳米流体的吸光度值和导热系数,分析了反应温度及PVP的添加比对纳米流体的稳定性、热导率的影响.结果表明,纳米流体导热系数的增长率随反应温度的升高近乎呈现线性增长,虽然稳定性略有下降,但影响不大.添加不同比例的表面活性剂可以有效改善纳米流体的稳定性和导热性能,但存在最佳的添加比例.反应温度为200℃,添加PVP的量为Pt、Sn物质的量浓度和的4倍时制得的铂锡合金纳米流体在温度为60℃下的导热性能提高幅度最大,相比于乙二醇提高了约15.1%.

关键词：铂锡合金纳米流体乙二醇微流控表面活性剂稳定性导热系数

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磁场对熔盐射流冲击传热的影响

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化工学报 2020年第S02期71卷 92-97页

作者：高峰陈永昌赵金龙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

以永磁铁构建定磁场,进行外加磁场作用下熔盐射流冲击传热的实验研究,并得到Nusselt数Nu驻点关联式和径向分布。结果表明,在驻点区范围内,Nusselt数较无磁场作用时增大,传热得到比较明显的增强,而在壁面射流区,这种强化传热效果逐渐减... 详细信息

以永磁铁构建定磁场,进行外加磁场作用下熔盐射流冲击传热的实验研究,并得到Nusselt数Nu驻点关联式和径向分布。结果表明,在驻点区范围内,Nusselt数较无磁场作用时增大,传热得到比较明显的增强,而在壁面射流区,这种强化传热效果逐渐减弱。此外,当Reynolds数Re一定时,熔盐Nusselt数随着磁场强度的增加而增大,且驻点处强化传热效果最为显著。在Reynolds数Re=6400与磁场强度B=2800 Gs条件下,熔盐驻点Nusselt数Nu0提高约6%,可见磁场作用对熔盐射流冲击传热具有一定的强化效果。

关键词：熔盐射流冲击驻点磁场强化传热

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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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PEMFC阳极扩散层表面温度和热流密度联测

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工程热物理学报 2020年第7期41卷 1792-1796页

作者：乔承仁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

质子交换膜燃料电池内部温度及热流密度对电池性能和寿命等有重要影响。为实时监测电池内部的温度和热流密度,本文利用真空蒸发镀膜技术自制了薄膜传感器,并将传感器置于质子交换膜燃料电池阳极侧,同步在线测量了燃料电池在不同气体流... 详细信息

质子交换膜燃料电池内部温度及热流密度对电池性能和寿命等有重要影响。为实时监测电池内部的温度和热流密度,本文利用真空蒸发镀膜技术自制了薄膜传感器,并将传感器置于质子交换膜燃料电池阳极侧,同步在线测量了燃料电池在不同气体流量下温度及热流密度随电流密度变化规律。结果表明,燃料电池运行过程中,内部温度和热流密度随电流密度增大而升高,高电流密度工作时温升更明显。电流密度较小时,加热棒对电池内部温度影响显著。随着电流密度增加,电化学反应产热作为主要热源,对电池内部温度影响逐渐占据主导作用。

关键词：质子交换膜燃料电池薄膜传感器温度热流密度同步热测量

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大型熔盐罐结构设计、温度分布与强度分析

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北京工业大学学报 2021年第9期47卷 1064-1073页

作者：张晓明吴玉庭张灿灿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 内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

熔盐蓄热是目前太阳能热发电中应用最广泛的蓄热技术.为了进一步研究高温熔盐储罐的安全性,采用API(The American Petroleum Institute)650标准中规定的变点设计法及其相关规定,对储盐量约为1.65×10^(4) m^(3)大型高温熔盐罐进行... 详细信息

熔盐蓄热是目前太阳能热发电中应用最广泛的蓄热技术.为了进一步研究高温熔盐储罐的安全性,采用API(The American Petroleum Institute)650标准中规定的变点设计法及其相关规定,对储盐量约为1.65×10^(4) m^(3)大型高温熔盐罐进行了结构设计;利用计算流体力学软件Fluent软件对大型高温熔盐储罐进行了温度场分布模拟,验证了储罐保温结构的合理性,得到了罐内熔盐及罐体内部温度场分布规律;通过有限元分析软件ABAQUS对大型高温熔盐储罐进行了静力分析;根据顺序耦合法,对大型高温熔盐储罐稳定工况下的热应力进行了模拟计算,确定了稳定工况时温度梯度对罐体结构应力的影响,并根据第三强度理论完成了储罐应力评价.

关键词：太阳能热发电熔盐蓄热大型储罐结构设计温度分布结构强度

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低熔点四元混合硝酸盐的开发与实验研究

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太阳能学报 2020年第5期41卷 27-32页

作者：邹露璐吴玉庭马重芳内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 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

优选出一种熔点较低、分解温度较高的新型低成本四元混合硝酸盐,对其熔点、分解温度、潜热、比热、密度、热扩散系数、导热系数以及热稳定性进行实验与分析,并基于实验数据对于优选的混合熔盐的显热蓄热成本进行计算,结果表明该低成本... 详细信息

优选出一种熔点较低、分解温度较高的新型低成本四元混合硝酸盐,对其熔点、分解温度、潜热、比热、密度、热扩散系数、导热系数以及热稳定性进行实验与分析,并基于实验数据对于优选的混合熔盐的显热蓄热成本进行计算,结果表明该低成本四元混合硝酸盐在熔点、分解温度、成本、热稳定性等方面都具有显著优势,有作为中高温传热蓄热介质在太阳能热电厂及核电发电厂中应用的潜质。

关键词：熔融盐储能热物性热稳定性太阳能热发电

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