检索结果-内蒙古大学图书馆

动力工程学报 2025年第2期45卷 214-224页

作者：王伟郭欣维乌晓江江砚池王为术刘军范存江卓兰婷华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

准东煤中高含量的碱金属与碱土金属(AAEM)元素是锅炉受热面严重沾污和结渣的根本原因。在高碱煤燃烧过程,煤中AAEM元素的赋存形态及其在燃烧过程中的升华和冷凝行为对炉内煤灰在受热面表面的沾污结渣具有重要影响。对现有的准东煤AAEM... 详细信息

准东煤中高含量的碱金属与碱土金属(AAEM)元素是锅炉受热面严重沾污和结渣的根本原因。在高碱煤燃烧过程,煤中AAEM元素的赋存形态及其在燃烧过程中的升华和冷凝行为对炉内煤灰在受热面表面的沾污结渣具有重要影响。对现有的准东煤AAEM元素赋存形态分析方法进行了研究,并且探讨了其优点和局限性。基于准东煤中水溶态、醋酸铵溶态、酸溶态和酸不溶态AAEM元素的分布,对准东煤AAEM元素赋存形态进行了重新分类,主要分为有机结合态、亲有机结合态和矿物组合态。新分类方法有助于深入理解AAEM元素与矿物质、有机质的关联,但是要完整且准确地测定准东煤中有机结合态AAEM元素的具体存在状态,当前的方法和技术仍存在一定的局限性,因此需要开发精度更高的测试方法和分析技术。

关键词：准东煤 AAEM元素赋存形态

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基于正交试验的斜流泵改造能量特性优化研究

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水电能源科学 2025年第2期43卷 186-190页

作者：李延频张启帆张自超华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045

为探究斜流泵抽水蓄能化改造的可行性,研究其叶轮参数对水泵工况和水轮机工况下能量特性的影响,对某型斜流泵进行改造和数值模拟。应用L9(34)正交表,选取转轮进、出口角、包角和叶片数4个参数,指标设定为水泵工况效率和扬程及水轮机工... 详细信息

为探究斜流泵抽水蓄能化改造的可行性,研究其叶轮参数对水泵工况和水轮机工况下能量特性的影响,对某型斜流泵进行改造和数值模拟。应用L9(34)正交表,选取转轮进、出口角、包角和叶片数4个参数,指标设定为水泵工况效率和扬程及水轮机工况效率,进行4因素3水平的正交优化,再通过极差分析研究各因素对性能的影响,通过数值模拟分析改造及优化前后的内外特性。结果表明,叶片出口角对抽水和发电工况的效率影响最大。优化后的模型提高了能量特性,水泵工况效率提高了0.816%,水轮机工况效率提高0.82%,且优化后的内特性有一定程度的改善,水轮机工况下的空化性能更好,表明对斜流泵进行抽水蓄能化改造是可行的。该研究为斜流泵的进一步抽水蓄能化改造提供了借鉴和支持。

关键词：斜流泵水泵水轮机正交优化数值模拟

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《水电站自动化》课程研究性教学实践

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中国电力教育 2025年第1期 76-77页

作者：王瑞莲张利红刘冬张京京胡晓陈露露华北水利水电大学能源与动力工程学院华北水利水电大学电气工程学院

《水电站自动化》课程的研究性教学模式，将教学理念和培养模式渗入课程的教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等诸多环节，激发学生主动学习和探索实践的热情，训练其基本创新意识和科技研究能力。研究性教学理念强调自主学习和科...

《水电站自动化》课程的研究性教学模式，将教学理念和培养模式渗入课程的教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等诸多环节，激发学生主动学习和探索实践的热情，训练其基本创新意识和科技研究能力。研究性教学理念强调自主学习和科研意识，目的是提高学生的创新性逻辑思维能力、理论知识应用能力和创新能力。华北水利水电大学将“研究性”教学理念引入《水电站自动化》课程的教学各环节，引导学生深入理解和掌握课程相关知识和基本理论，提高课程教学质量。

关键词：

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基于格拉姆角场和PCNN-BiGRU模型的故障诊断方法及其应用

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中国农村水利水电 2025年第2期 121-128页

作者：盛世龙王淑青王云鹤翟宇胜刘冬湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045

研究提出了一种基于信号处理和深度学习技术的水电机组故障诊断方法。首先,利用VMD对水电机组的原始信号进行分解和重构,以实现信号的降噪,并得到本征模态函数(IMF);随后,通过格拉姆角场(GAF)变换,将IMF转换为GASF和GADF图像。然后将所... 详细信息

研究提出了一种基于信号处理和深度学习技术的水电机组故障诊断方法。首先,利用VMD对水电机组的原始信号进行分解和重构,以实现信号的降噪,并得到本征模态函数(IMF);随后,通过格拉姆角场(GAF)变换,将IMF转换为GASF和GADF图像。然后将所有图像数据输入到双通道并行二维卷积神经网络与双向门控循环单元(PCNNBiGRU)模型中进行训练。该模型通过CNN提取特征图,并将其输入到BiGRU中,以保持对时间特征的敏感度并剔除冗余信息;最后,为验证该方法的有效性,结合实际电站机组样本数据进行比较试验,对所提方法提供高效、准确的水电机组故障诊断解决方案进行了验证。

关键词：水电机组 VMD 格拉姆角场故障诊断并行CNN BiGRU

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基于多数据融合的水电机组劣化趋势概率区间预测

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水电能源科学 2025年第2期43卷 201-205页

作者：王淑青翟宇胜胡文庆盛世龙刘东湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室湖北武汉430068 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045

传统的基于单一测点的预测模型无法全面反映水电机组的健康状态,这导致难以实现机组劣化状态的准确评估。对此,提出了一种基于多测点数据融合与概率区间预测的水电机组劣化趋势预测模型。首先,选取机组不同测点在各工况下健康运行的数... 详细信息

传统的基于单一测点的预测模型无法全面反映水电机组的健康状态,这导致难以实现机组劣化状态的准确评估。对此,提出了一种基于多测点数据融合与概率区间预测的水电机组劣化趋势预测模型。首先,选取机组不同测点在各工况下健康运行的数据构成数据集,采用期望最大化—高斯混合模型(EM-GMM)拟合机组健康运行状态下的各监测量的概率密度分布;然后,计算待估样本在给定机组健康状态分布下的负对数似然概率,以作为劣化度指标;其次,采用熵权法计算各测点劣化度指标的权重,通过加权得到综合劣化度指标;最后,为确保预测结果的可靠性,利用多目标遗传算法(MOGA)优化高斯过程回归(GPR)模型代替传统的点预测模型,并使用不同的预测模型进行对比和评估,证明本文提出的模型具有更高的预测精度。

关键词：水电机组多数据融合 EM-GMM健康模型劣化度指标熵权法概率区间预测模型

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氦对钨传热性能影响的分子动力学研究

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强激光与粒子束 2024年第1期36卷 161-166页

作者：时永兴张宝玲闫鹏辉华北水利水电大学能源与动力工程学院郑州450045

采用分子动力学方法研究了氦辐照对金属钨传热性能的影响,从原子尺度分析了单晶钨与多晶钨的热导率随氦含量的变化及其微观机理。结果表明:随着氦原子从0增加至500,钨中的缺陷对数目呈先增加后减少的趋势,单晶钨中氦原子为230个时缺陷... 详细信息

采用分子动力学方法研究了氦辐照对金属钨传热性能的影响,从原子尺度分析了单晶钨与多晶钨的热导率随氦含量的变化及其微观机理。结果表明:随着氦原子从0增加至500,钨中的缺陷对数目呈先增加后减少的趋势,单晶钨中氦原子为230个时缺陷对数目达到峰值123,多晶钨中氦原子为480个时缺陷对数目达到峰值124;钨金属的晶体结构从bcc转变为bcc、fcc和hcp等多种结构共存。钨的热导率随氦含量增加波动明显,总体呈非线性减小趋势,在氦含量为0.75%时,单晶钨和多晶钨的热导率分别下降1.44%和1.3%。氦辐照下钨金属内缺陷的产生、聚集及晶体结构的变化是其热导率下降的主要原因。

关键词：氦辐照多晶钨分子动力学模拟传热性能

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热辐射加热下NaCl水溶液液滴蒸发过程的实验研究

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化工学报 2024年第S01期75卷 85-94页

作者：周文博殷姜维张丹杨越于佳豪赵冰超西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045

为利用太阳能实现含盐废水的高效、低成本的深度脱盐,设计搭建了热辐射加热单液滴实验系统,以NaCl水溶液为工质,针对热辐射加热下单液滴蒸发过程开展了实验研究。采用波长为1450、1930 nm的激光器为热辐射源,功率密度为(1.4~2.1)×1... 详细信息

为利用太阳能实现含盐废水的高效、低成本的深度脱盐,设计搭建了热辐射加热单液滴实验系统,以NaCl水溶液为工质,针对热辐射加热下单液滴蒸发过程开展了实验研究。采用波长为1450、1930 nm的激光器为热辐射源,功率密度为(1.4~2.1)×10^(5)W·m^(-2);液滴初始质量分数为0.13~0.26、初始体积为1.0~5.0μl。结果表明:(1)NaCl水溶液液滴蒸发过程可分为升温、析晶、热胀和降温四个阶段,其中析晶和热胀段是液滴蒸发的主要阶段;(2)提高外部辐射功率或采用大吸收系数波段可同时缩短升温、析晶及热胀段时长,提高表面平均蒸发速率;(3)提高液滴初始质量分数或初始体积可同时提高析晶温度、热胀段最高温度及表面平均蒸发速率,析晶段时长随初始质量分数的增大而缩短,但与液滴初始体积无关;(4)本文研究范围内NaCl水溶液液滴表面平均蒸发速率介于(0.7~7.4)×10^(-8)kg·s^(-1)之间,液滴温度依然是影响表面平均蒸发速率的主要因素。根据实验结果给出了热辐射加热下NaCl水溶液液滴表面平均蒸发速率的实验关联式,其计算值与实验值的主体误差在±20%之内。本文的研究结果可为热辐射驱动下含盐废水深度脱盐系统的设计和运行提供参考。

关键词：盐水液滴辐射吸收蒸发析晶表面蒸发速率

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双膜量子点表面热流密度场测量技术

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化工进展 2024年第2期43卷 872-881页

作者：王一笑张丹涂茂萍周文博赵冰超西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045

现有热流密度场测量技术主要局限在分辨率低、瞬态响应慢、成本高等方面。为解决这一问题,本文提出了一种测量热流密度场的新技术。量子点是一种纳米级的光致发光半导体材料,其光致荧光光谱强度随温度的变化呈现线性变化趋势。基于该效... 详细信息

现有热流密度场测量技术主要局限在分辨率低、瞬态响应慢、成本高等方面。为解决这一问题,本文提出了一种测量热流密度场的新技术。量子点是一种纳米级的光致发光半导体材料,其光致荧光光谱强度随温度的变化呈现线性变化趋势。基于该效应,设计并制作了双膜量子点试片,搭建了量子点热流密度场测量实验系统,开展了标定与测量实验。结果表明:在本研究实验范围内,量子点膜的平均光致荧光强度随温度的升高呈现线性下降趋势;测得在本研究实验条件下10s内纯水液滴受热蒸发过程中底层平均热流密度约为3.4×10^(4)W/m^(2),测量不确定度为0.14;本研究测量方法的空间分辨率可达30μm级,响应时间为秒级,实现了对表面热流密度场的高分辨率、低延迟测量。基于分辨率高、延迟低的优势,本研究可以有效应用于旋转叶片、高速飞行器、微纳米元件等传统测量方法难以开展的测试环境。

关键词：量子点纳米材料热流密度测量不确定度分辨率瞬态响应

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660 MWe机组煤粉炉耦合生物质气燃烧污染物排放分析

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洁净煤技术 2023年第5期29卷 98-104页

作者：王爱军韩伟哲武艺超刘昊明张小桃华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045

为分析煤粉炉掺烧生物质气对耦合锅炉运行性能的影响,基于660 MWe燃煤锅炉和30 t/h生物质气化炉,搭建生物质气化耦合燃煤锅炉系统模型。在额定工况下,选取松木、木屑、污泥3种生物质,研究气化过程;并将最佳气化条件下得到的生物质气引... 详细信息

为分析煤粉炉掺烧生物质气对耦合锅炉运行性能的影响,基于660 MWe燃煤锅炉和30 t/h生物质气化炉,搭建生物质气化耦合燃煤锅炉系统模型。在额定工况下,选取松木、木屑、污泥3种生物质,研究气化过程;并将最佳气化条件下得到的生物质气引入锅炉进行混合燃烧,研究不同生物质气对锅炉运行及燃烧产物的影响规律。结果表明,生物质气化热效率在最佳空燃比下均可达90%以上。与纯煤燃烧工况相比,耦合工况的炉膛燃烧温度均有所下降,最高下降9.43℃;生物质气掺烧使锅炉效率略下降,而耦合系统的生物质利用效率均可达84%以上;且耦合燃烧减少了CO_(2)排放量,其中松木气掺烧时CO_(2)减排量最大,为2.62×10^(5)t/a。耦合系统中NO_(x)生成量与炉膛燃烧温度和生物质气中CH4含量明显相关,其中木屑气耦合燃烧生成的NO_(x)质量浓度下降最多,为167.16 mg/m^(3);而SO_(x)生成与生物质成分密切相关,其中松木气耦合燃烧生成的SO_(x)质量浓度最低,相比纯煤燃烧下降330.22 mg/m^(3)(标况下)。

关键词：生物质气化耦合系统系统效率污染物排放

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磨损模型对固液两相流泥沙磨损计算影响

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水力发电学报 2024年第11期43卷 103-113页

作者：张自超常凤祥李嘉兴赵三亚李延频华北水利水电大学工程训练中心郑州450045 华北水利水电大学能源与动力工程学院郑州450045

黄河沿岸水流含有大量悬移质泥沙颗粒,极易对水轮机过流部件造成泥沙磨损。选择合适的磨损模型计算磨损深度具有重要意义。本研究采用四种磨损模型,在两种颗粒直径和两种流速条件下,对直角弯管固液两相流场进行数值模拟。通过对比计算... 详细信息

黄河沿岸水流含有大量悬移质泥沙颗粒,极易对水轮机过流部件造成泥沙磨损。选择合适的磨损模型计算磨损深度具有重要意义。本研究采用四种磨损模型,在两种颗粒直径和两种流速条件下,对直角弯管固液两相流场进行数值模拟。通过对比计算所得的磨损深度与实验值,筛选出适用于黄河沿岸悬移质颗粒的磨损模型。结果表明:磨损区域主要位于上下游管道连接位置及下游圆周向90°、270°位置,大颗粒直径90°~270°磨损更加明显;综合来看,Tusla和Oka模型计算精度更高。大颗粒直径推荐使用Oka模型进行计算,其在兼顾计算精度的前提下,又因其模型中考虑了颗粒直径;小颗粒直径条件,推荐使用计算精度最高的Tusla模型来计算小颗粒磨损问题。本研究可为黄河沿岸水电站的固相两相流泥沙磨损计算提供模型选择参考。

关键词：固液两相流磨损模型相对磨损深度悬移质颗粒颗粒撞击速度颗粒撞击角度

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