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第十届全国流体力学学术会议

作者：王军于松夏国栋北京工业大学环境与能源工程学院能源科学与工程系北京工业大学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

纳米颗粒在自由分子区内的输运现象在气溶胶科学、环境科学、微纳米加工技术、化学工程、生物医药工程等诸多领域都有重要的应用。基于气体运动论,深入研究了自由分子区内纳米颗粒的受力计算和输运特性,推导得到了自由分子区内悬浮纳米... 详细信息

纳米颗粒在自由分子区内的输运现象在气溶胶科学、环境科学、微纳米加工技术、化学工程、生物医药工程等诸多领域都有重要的应用。基于气体运动论,深入研究了自由分子区内纳米颗粒的受力计算和输运特性,推导得到了自由分子区内悬浮纳米颗粒所受曳力、热泳力以及升力的解析计算式。计算结果表明,对于纳米颗粒而言,气体分子与颗粒之间的范德华相互作用会明显地影响颗粒的受力情况,在一定的温度范围内,热泳力以及升力会出现"反向"的现象。

关键词：气体运动论自由分子区热泳力升力纳米颗粒

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椭球形颗粒在自由分子区内的受力分析

椭球形颗粒在自由分子区内的受力分析

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第十届全国流体力学学术会议

作者：于松许丽媛夏国栋王军北京工业大学环境与能源工程学院能源科学与工程系北京工业大学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

基于气体运动论给出了椭球形颗粒在自由分子区内所受剪切升力及热泳力的表达式;分析了长径比对椭球体所受剪切升力和热泳力的影响机制和规律。在稀薄气体剪切流中,椭球形颗粒所受剪切升力会偏离速度梯度方向,即存在一个垂直于速度梯度... 详细信息

基于气体运动论给出了椭球形颗粒在自由分子区内所受剪切升力及热泳力的表达式;分析了长径比对椭球体所受剪切升力和热泳力的影响机制和规律。在稀薄气体剪切流中,椭球形颗粒所受剪切升力会偏离速度梯度方向,即存在一个垂直于速度梯度方向的侧向分力;在一定条件下,侧向剪切升力会大于平行于速度梯度方向的剪切升力;类似地,在温度非均匀的稀薄气体中,椭球形颗粒所受热泳力也存在一个垂直于温度梯度方向的侧向分力。在自由分子区内,由于颗粒的高速旋转,可近似认为其取向在各个方向上均匀分布,方向平均之后的剪切升力和热泳力的侧向分力都为零。

关键词：气体运动论剪切升力热泳力椭球体颗粒

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冷却水参数对钠钾合金热管传热性能影响

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化工学报 2017年第S1期68卷 105-110页

作者：张弘喆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

冷却水参数对钠钾合金热管传热性能有重要影响,通过改变不同冷却水流量和冷却水温度,研究了冷却水参数对钠钾合金热管传热性能的影响规律。实验结果表明,钠钾合金热管运行于较低冷却水流量(4~18 ml·s-1)的冷却条件时,流量对热管冷... 详细信息

冷却水参数对钠钾合金热管传热性能有重要影响,通过改变不同冷却水流量和冷却水温度,研究了冷却水参数对钠钾合金热管传热性能的影响规律。实验结果表明,钠钾合金热管运行于较低冷却水流量(4~18 ml·s-1)的冷却条件时,流量对热管冷凝段外壁面的温度影响很大,而当热管运行于较高冷却水流量的冷却条件时,冷却水流量对热管外壁面温度影响较小。整体而言,增大冷却水流量可以有效地提高钠钾合金热管的传热量及其传热性能。当热管运行于较大冷却水流量的冷却条件时,冷却水温度的变化对热管传热性能影响较小。

关键词：重力热管水冷温度分布传热传热系数

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超临界压缩空气储能系统固体蓄冷材料的选择

超临界压缩空气储能系统固体蓄冷材料的选择

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2018年热分析技术及应用研讨会

作者：李莹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及传热与能源利用北京市重点实验室北京市朝阳区平乐园100号100124

超临界压缩空气储能(SC-CAES)系统利用蓄热蓄冷装置对空气的压缩热和气化冷量进行回收利用，从而既拥有远高于压缩空气储能的能量密度，又大大提高液化空气储能的效率。蓄冷换热器作为系统的一个关键部件，其性能主要受蓄冷材料和换热... 详细信息

超临界压缩空气储能(SC-CAES)系统利用蓄热蓄冷装置对空气的压缩热和气化冷量进行回收利用，从而既拥有远高于压缩空气储能的能量密度，又大大提高液化空气储能的效率。蓄冷换热器作为系统的一个关键部件，其性能主要受蓄冷材料和换热器结构的影响。

关键词：超临界压缩空气储能系统固体蓄冷材料低温比热低温热导率

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竖排水平管表面LiNO_3自然对流传热数值模拟

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太阳能学报 2016年第9期37卷 2350-2355页

作者：鹿院卫杜文彬李小丽孙晓丽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北京100124

为了得到管排表面熔盐自然对流传热规律,采用数值模拟方法对封闭空间内竖直排列3种不同直径(4、8、12 mm)水平加热圆柱表面熔盐Li NO3的自然对流传热规律进行分析。结果表明,下部圆柱的自然对流传热规律均与单根圆柱表面传热一致,而上... 详细信息

为了得到管排表面熔盐自然对流传热规律,采用数值模拟方法对封闭空间内竖直排列3种不同直径(4、8、12 mm)水平加热圆柱表面熔盐Li NO3的自然对流传热规律进行分析。结果表明,下部圆柱的自然对流传热规律均与单根圆柱表面传热一致,而上部圆柱表面传热则受下部圆柱的影响较大,且随着两圆柱间距的增大下部圆柱产生的羽流对上部圆柱产生两种相反的影响。当圆柱间距较小时,下部圆柱产生的热羽流会对上部圆柱起到预热的作用,使得圆柱与流体的局部温差减小,导致上部圆柱表面的努塞尔数NuU较小;而当两圆柱的间距较大时,下部圆柱的羽流流速对上部圆柱冲刷起到强迫对流的作用,使得上部圆柱的换热增强,NuU增大。随着圆柱直径的增加,顶部圆柱的对流传热在更小的管间距下达到稳定。该文拟合得到水平圆柱表面硝酸盐自然对流传热关联式,可为融盐蓄热中管排换热器设计提供依据。

关键词：管排熔盐自然对流努塞尔数数值模拟

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结构参数对单螺杆膨胀机性能影响的初步实验研究

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可持续能源 2017年第1期7卷 10-17页

作者：程亮王伟陈贺贺吴玉庭马重芳北京工业大学环境与能源工程学院北京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

目前,中小规模有机朗肯循环系统的实用化仍存在许多问题,其中膨胀机性能是阻碍其应用的重要技术瓶颈,对于确定类型的膨胀机,结构参数对其性能影响较大。影响单螺杆膨胀机性能的结构参数主要是内容积比和配合间隙。本文开展了内容积比及... 详细信息

目前,中小规模有机朗肯循环系统的实用化仍存在许多问题,其中膨胀机性能是阻碍其应用的重要技术瓶颈,对于确定类型的膨胀机,结构参数对其性能影响较大。影响单螺杆膨胀机性能的结构参数主要是内容积比和配合间隙。本文开展了内容积比及间隙对单螺杆膨胀机性能影响的初步研究工作。结果表明:在相同间隙下,大内容积比的膨胀机效率仅为小内容比的50%左右,容积效率比小内容比的膨胀机低20%。对于小内容积比的样机,大配合间隙与小配合间隙相比,除容积效率略有下降外,功率和膨胀机效率基本没有差异;对于大内容积比的样机,大配合间隙与小配合相比,除容积效率略有下降外,功率和膨胀机效率均有一定幅度增加。

关键词：单螺杆膨胀机结构参数内容积比间隙性能测试

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变工况条件下单螺杆膨胀机膨胀比的实验研究

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可持续能源 2017年第6期7卷 115-124页

作者：陈贺贺王伟吴玉庭马重芳北京工业大学环境与能源工程学院北京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

在中低温余热回收利用中,有机朗肯循环被认为是具有较大潜力的技术方向。膨胀机作为有机朗肯循环的输出动力设备起着至关重要的作用,而单螺杆膨胀机由于其独特的结构和工作特性使得其在节能和可再生能源利用领域具有较好的应用前景。除... 详细信息

在中低温余热回收利用中,有机朗肯循环被认为是具有较大潜力的技术方向。膨胀机作为有机朗肯循环的输出动力设备起着至关重要的作用,而单螺杆膨胀机由于其独特的结构和工作特性使得其在节能和可再生能源利用领域具有较好的应用前景。除了膨胀机效率,膨胀比是膨胀机另一个重要的性能参数,其对有机朗肯循环系统的热效率影响很大。本文通过对本实验室设计的单螺杆膨胀机样机进行实验研究,分析了单螺杆膨胀机内、外膨胀比随工况的变化规律。实验结果发现,内膨胀比随着转速的增加逐渐增大,外膨胀比则逐渐下降。单螺杆膨胀机内、外膨胀比都随着进气压力的增加而增加。当进气压力区间为0.4~0.65 MPa时,外膨胀比变化范围为3.26~3.73,内膨胀比变化范围为4.8~8.0。可以发现,单螺杆膨胀机内膨胀比受工况的影响较大,外膨胀比受背压影响,但变化幅度较小。

关键词：有机朗肯循环单螺杆膨胀机内膨胀比外膨胀比容积效率

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水平方管底面加热熔盐混合对流模拟研究

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太阳能学报 2016年第7期37卷 1857-1862页

作者：王超陈聪刘斌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北京100124

利用数值模拟方法研究熔融盐在底面加热水平方管内的混合对流传热过程,分析熔融盐混合对流的流动和传热特性等。得到了沿流动方向各横截面处的温度、速度分布图及流线图,并对传热特性以及Nu数的变化规律进行探讨。结果表明,在高热流密... 详细信息

利用数值模拟方法研究熔融盐在底面加热水平方管内的混合对流传热过程,分析熔融盐混合对流的流动和传热特性等。得到了沿流动方向各横截面处的温度、速度分布图及流线图,并对传热特性以及Nu数的变化规律进行探讨。结果表明,在高热流密度情况下非均匀加热壁面时,浮升力效应使主流核心区的形状随流动距离的增加而发生变化;在通道横截面上形成对称的二次涡流;局部Nux数在相同热流密度下随Re数的增加而增大;在Re数相同数时Nux数会随着Ri数的增加而增加;数值模拟点与湍流混合对流传热关联式的吻合度较高,其偏差在±15%以内。

关键词：熔融盐混合对流方管数值模拟

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抛物面槽式太阳能SolTrace模拟与实验分析

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太阳能学报 2016年第12期37卷 3117-3124页

作者：刘闪威吴玉庭张业强杜春旭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

结合抛物面槽式聚光器的光学特性,应用Sol Tarce光学仿真模拟软件,采用蒙特卡洛射线追踪法对设计搭建的呈东西轴布置的抛物面槽式聚光集热实验系统,建立光学系统模型并进行Sol Tarce模拟分析,获得抛物面槽式吸热管在当天不同时刻下及不... 详细信息

结合抛物面槽式聚光器的光学特性,应用Sol Tarce光学仿真模拟软件,采用蒙特卡洛射线追踪法对设计搭建的呈东西轴布置的抛物面槽式聚光集热实验系统,建立光学系统模型并进行Sol Tarce模拟分析,获得抛物面槽式吸热管在当天不同时刻下及不同太阳直射辐照度下的有效辐射能通量和抛物面槽式吸热管壁面的能流密度分布,并将模拟得到的结果与实测实验数据进行对比分析,结果表明:模拟结果与实验数据具有较好的一致性,最小及最大偏差分别为8.1%和16.4%,实验数据可较好地验证Sol Tarce模拟系统的可行性及模拟结果的可信度,抛物面槽式吸热管吸收太阳辐射能受太阳光入射角和太阳辐照度的影响较大。模拟结果能够有效地反映聚光型太阳能热发电系统的光学性能及热性能,为聚光型太阳能热发电系统的设计与优化以及工程应用提供参考依据。

关键词：抛物面槽式太阳能辐射特性太阳直射辐照度能流密度

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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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