检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2019年第2期64卷 234-244页

作者：孙恩慧郑雅文王鸽徐进良华北电力大学能源动力与机械工程学院低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206

煤在我国处于基础能源地位,发展变革性燃煤发电技术具有重要意义.与超临界水蒸气朗肯循环相比,超临界二氧化碳(S-CO_2)布雷顿循环具有效率高及系统紧凑等优点,是未来动力循环的发展方向,但S-CO_2燃煤发电面临循环构建、锅炉压降及烟气... 详细信息

煤在我国处于基础能源地位,发展变革性燃煤发电技术具有重要意义.与超临界水蒸气朗肯循环相比,超临界二氧化碳(S-CO_2)布雷顿循环具有效率高及系统紧凑等优点,是未来动力循环的发展方向,但S-CO_2燃煤发电面临循环构建、锅炉压降及烟气余热吸收等关键难题.为此,本文发展了热力学、CO_2流动传热及烟气余热能量分布综合模型,研究了S-CO_2再压缩/再热燃煤发电系统热力学特性,首次发现热效率曲线对于一次再热和二次再热出现交叉,进而提出了S-CO_2循环采用一次再热或二次再热的筛选准则.针对锅炉烟气余热吸收问题,本文通过揭示主蒸气温度和压力间的内在关系,提出了调节主蒸气压力方法,结果表明该方法可有效吸收烟气余热,但受材料耐压极限所制约,因而本文在S-CO_2再压缩/再热循环基础上,引入烟气冷却器,以解决烟气余热吸收问题,给出了烟气冷却器与热力系统间的最佳集成模式,所构建的燃煤发电系统热效率达50.82%,锅炉效率达94.43%.本文为发展S-CO_2燃煤发电系统奠定了理论和技术基础.

关键词：超临界二氧化碳循环燃煤发电烟气余热烟气冷却器

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环路热管烧结毛细芯的抽吸特性

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高校化学工程学报 2016年第3期30卷 560-565页

作者：王野纪献兵郑晓欢杨卧龙徐进良华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

为提高环路热管毛细芯的抽吸特性,以球形铜粉为原料,Na_2CO_3为造孔剂烧结制备了不同规格的毛细芯,通过红外成像记录工质爬升过程的方法,研究了造孔剂添加比例和铜粉颗粒直径对毛细芯抽吸特性的影响。结果表明铜粉颗粒直径d对毛细芯的... 详细信息

为提高环路热管毛细芯的抽吸特性,以球形铜粉为原料,Na_2CO_3为造孔剂烧结制备了不同规格的毛细芯,通过红外成像记录工质爬升过程的方法,研究了造孔剂添加比例和铜粉颗粒直径对毛细芯抽吸特性的影响。结果表明铜粉颗粒直径d对毛细芯的抽吸特性具有显著影响,当不添加造孔剂时,工质在毛细芯中的爬升高度和速度随着d的增大而增大。当添加一定比例(b)的造孔剂后,毛细芯的抽吸特性发生明显改变。在爬升过程初始阶段,工质的爬升高度与速度随着b的增加而增加;随着爬升过程的进行,工质在b适中的毛细芯中的爬升高度逐渐成为最大值。同时,发现随着d的增加,最大爬升高度所对应的造孔剂添加比例不断下降,存在颗粒直径与造孔剂添加比例的最佳匹配关系,并相应地推导出了爬升高度、颗粒直径、造孔剂添加比例之间的实验关联式。

关键词：毛细芯抽吸特性烧结造孔剂红外成像

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超临界压缩回热朗肯循环部分负荷特性研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：钱启琛孙恩慧徐进良常诚低品位能源多相流与传热北京市重点实验室(华北电力大学)

超临界压缩回热过程能够显著提升朗肯循环的回热量和循环热效率，可等效为不对环境放热的布雷顿循环。这也导致该过程工质的运行条件为超临界。当超临界机组部分负荷下主汽压力低于临界压力时或者对于亚临界机组，该过程运行受到限制。... 详细信息

超临界压缩回热过程能够显著提升朗肯循环的回热量和循环热效率，可等效为不对环境放热的布雷顿循环。这也导致该过程工质的运行条件为超临界。当超临界机组部分负荷下主汽压力低于临界压力时或者对于亚临界机组，该过程运行受到限制。本文将超临界压缩回热过程构建为独立循环，使其工质不再依赖于朗肯循环，从而克服了该过程的应用局限性。以600 MW一次再热亚临界燃煤机组为参考，通过Ebsilon软件建模，对超临界压缩回热朗肯循环（supercritical compressed regenerative Rankine cycle， SRC）和参考朗肯循环（Rankine cycle， RK）进行热力学计算并对比分析。结果表明，SRC在全工况下的效率均高于RK，提升幅度最高可达1.02%，发电煤耗率下降可达7.26 g/(kW·h)，表明超临界压缩回热过程可显著提升机组的全工况能效。通过(火用)分析，发现应用超临界压缩回热过程后，换热过程（锅炉和回热过程）(火用)损系数降低，具体为锅炉(火用)损系数降低，回热过程(火用)损系数提高，表现出回热增强的特征。在60%负荷下，(火用)效率提升最高可达0.92%。本文构建的超临界压缩回热朗肯循环在全工况下能保证回热量、热效率提升，突破了朗肯循环在抽汽回热中的效率提升瓶颈，为现有机组改造提供方向。

关键词：超临界压缩回热朗肯循环热效率 (火用)分析部分负荷

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润湿性对微纳复合结构表面池沸腾换热的影响

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高校化学工程学报 2017年第4期31卷 984-990页

作者：柴永志张伟赵亚东李亚华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206

为揭示润湿性对微纳复合结构表面池沸腾传热的影响,采用电刷镀工艺和表面改性技术在紫铜表面制备了接触角分别为6.5°和148.6°的超亲水性和超疏水性微纳复合结构,通过实验对比研究了不同表面的饱和池沸腾传热特性,结果表明:(1... 详细信息

为揭示润湿性对微纳复合结构表面池沸腾传热的影响,采用电刷镀工艺和表面改性技术在紫铜表面制备了接触角分别为6.5°和148.6°的超亲水性和超疏水性微纳复合结构,通过实验对比研究了不同表面的饱和池沸腾传热特性,结果表明:(1)超亲水性和超疏水性微纳复合结构的最大换热系数较光表面分别提高了3倍和1.5倍;(2)在q<580k W×m^(-2)的低热流密度区,超疏水性微纳复合结构的换热系数最大;当q>580 k W×m^(-2)时,超亲水性微纳复合结构的传热性能开始优于超疏水性微纳复合结构;(3)超亲水性微纳复合结构表面的临界热流密度较光表面和超疏水性微纳复合结构分别提高了110%与60%;微纳复合结构显著增加了受热表面的气泡核化密度,而亲水性微纳复合结构的毛细吸液能力要显著强于疏水性微纳复合结构,是临界热流密度增大的主要机理。

关键词：沸腾换热润湿性微纳复合结构电刷镀临界热流密度

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受限空间内超临界流体相分布的尺寸效应

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第2期54卷 23-35页

作者：王艳谢剑徐进良董明北京怀柔实验室北京101400 低品位能源多相流与传热北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206

许多研究表明,超临界流体具有不均匀的分子结构.本文采用分子动力学方法,模拟了受限空间内类液(Liquid-Like,LL)、类两相(Two-Phase-Like,TPL)和类气(Gas-Like,GL)区超临界流体(Supercritical Fluid,SF)结构特征和相分布规律,分析通道... 详细信息

许多研究表明,超临界流体具有不均匀的分子结构.本文采用分子动力学方法,模拟了受限空间内类液(Liquid-Like,LL)、类两相(Two-Phase-Like,TPL)和类气(Gas-Like,GL)区超临界流体(Supercritical Fluid,SF)结构特征和相分布规律,分析通道尺寸和壁面润湿性对不同状态SF相分布的影响.研究表明,不同状态SF均在超疏水表面近壁区形成GL膜,随着壁面润湿性的增强,气膜逐渐消失,原子逐渐在润湿性较强的壁面聚集;润湿性较强的TPL流体的通道中部会形成明显的空隙及局部低密度的GL区,近壁区会形成LL膜.尺寸效应对近壁区原子密度振荡范围的影响可忽略不计,但随着通道尺寸减小,LL相近壁区流体的密度则呈现出增大趋势,该现象在GL相消失.不同通道尺寸对应含气率随温度的变化趋势一致,壁面润湿性对含气率的影响较小,随着润湿性的减弱,含气率均呈现出先增大后减小的变化规律,且不同通道尺寸对应不同的转折点.结合三维原子快照,从能量角度对SF的相分布特征进行分析,较大势能束缚原子运动,易形成高密度的LL区,而较低势能区原子易发生逃逸,形成低密度的GL区.本工作将有助于理解纳米通道内SF的结构及相分布规律,为SF微尺度设备设计和应用提供一定的理论基础.

关键词：超临界流体分子动力学润湿性尺寸效应相分布

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微通道分流弹状流的界面过程及压力演变规律

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化工学报 2017年第8期68卷 3030-3038页

作者：陈宏霞黄林滨宫逸飞华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206

弹状流分流不仅能调控两相流流型从而强化传热,同时也是生物化工、制药行业的传统过程。针对壁面微通道分流液相、调控两相流型的过程进行数值模拟,获得局部参数变化规律,是获得两相流流型演变机理的基础。采用VOF模型耦合动态自适应网... 详细信息

弹状流分流不仅能调控两相流流型从而强化传热,同时也是生物化工、制药行业的传统过程。针对壁面微通道分流液相、调控两相流型的过程进行数值模拟,获得局部参数变化规律,是获得两相流流型演变机理的基础。采用VOF模型耦合动态自适应网格精准追踪气液界面,模拟气液界面在分液口的界面运动;获得轴向及壁面静压、动压的演变规律。通过模拟可知微通道分流弹状流的关键是气弹在分液口的类活塞运动;同时由于界面拉普拉斯压力差的存在,弹状流压降具有不连续性;且此不连续压力随气弹在分液口的类活塞运动具有周期波动性。而弹状流液桥部分的局部压降是影响总压降的关键;近气弹头部的液相区压降显著,近气弹尾部的液相区域由于液速降低其压降明显衰弱;此为弹状流有别于其他两相流流型的压降特点。

关键词：弹状流分液局部压力 CFD 模拟

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开式并联微通道中流动沸腾换热的实验研究

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工程热物理学报 2018年第7期39卷 1498-1504页

作者：赵亚东张伟邬智宇孙远志徐进良华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206

针对常规闭式并联微通道内流动沸腾换热存在气泡生长受限产生的堵塞效应以及不同通道内气泡核化生长不同步导致的并联通道传热不稳定性等问题,设计了一种顶部联通型开式并联微通道蒸发器。采用无水乙醇为工质,在入口过冷度为15℃、质量... 详细信息

针对常规闭式并联微通道内流动沸腾换热存在气泡生长受限产生的堵塞效应以及不同通道内气泡核化生长不同步导致的并联通道传热不稳定性等问题,设计了一种顶部联通型开式并联微通道蒸发器。采用无水乙醇为工质,在入口过冷度为15℃、质量流速为175 kg·m^(-2)·s^(-1)及热流密度270～761 kW·m^(-2)条件下,开展了该新型微通道冷却器中流动沸腾换热的实验研究,发现了传热系数随干度的增加呈现三类典型趋势,即传热系数单调上升、传热系数先上升后下降再上升、传热系数先上升再保持基本不变;结合高速可视化流型研究,发现了与流型密切关联的三类传热机理,即:1)以气泡核化为主的核态沸腾换热;2)上游核态沸腾为主,下游两相强制对流换热主导;3)偏离核态沸腾后的膜态沸腾换热。分析表明,沸腾数Bo是主导三类传热模式的主要无量纲数。

关键词：开式微通道流动沸腾换热系数沸腾数传热机理

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基于类沸腾理论的超临界CO_(2)水平管内强制对流传热特性

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中国电机工程学报 2023年第17期43卷 6718-6726页

作者：程亮元王清洋王庆华徐进良北京市低品位能源多相流与传热北京市重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 北京怀柔实验室北京市怀柔区101400

该文开展超临界二氧化碳10mm水平圆管内强制对流传热的实验研究,实验参数范围为:质量流速为240.12~1020.34kg/m^(2) s;热流密度为30.24~352.64kW/m^(2);压力为7.542~15.427MPa。基于类沸腾理论解释了实验结果:用类液相雷诺数的大小表征... 详细信息

该文开展超临界二氧化碳10mm水平圆管内强制对流传热的实验研究,实验参数范围为:质量流速为240.12~1020.34kg/m^(2) s;热流密度为30.24~352.64kW/m^(2);压力为7.542~15.427MPa。基于类沸腾理论解释了实验结果:用类液相雷诺数的大小表征类液相层流效应的强弱,解释传热系数随热流密度的非单调性变化,为超临界流体正常传热与传热恶化划分了边界;用弗劳德数解释类两相区内顶底壁面的传热差异,工质在类气类液区的传热符合单相工质特征。研究结果验证了类沸腾理论模型的实用价值,可为超临界流体传热提供新的研究思路。

关键词：超临界二氧化碳水平流动传热类沸腾强制对流

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水滴撞击黑硅纳米线阵列的动力学研究

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工程热物理学报 2022年第11期43卷 2966-2970页

作者：陈新宇张增星刘国华华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206 中北大学仪器与电子学院太原030051

本文通过深反应离子刻蚀制备超疏水黑硅纳米线阵列,以该样品表面进行水滴撞击实验研究。研究发现水滴以不同速度撞击表面时,随着速度的提高,惯性作用使水滴铺展更快并达到更大的铺展因子,整个过程由惯性作用、表面张力、黏性耗散共同控... 详细信息

本文通过深反应离子刻蚀制备超疏水黑硅纳米线阵列,以该样品表面进行水滴撞击实验研究。研究发现水滴以不同速度撞击表面时,随着速度的提高,惯性作用使水滴铺展更快并达到更大的铺展因子,整个过程由惯性作用、表面张力、黏性耗散共同控制。不同尺寸水滴撞击表面时,发现最大铺展因子与We数呈依赖关系,尺寸更大的水滴,以更高的速度撞击表面,达到的最大铺展因子也更大;接触时间只与水滴尺寸有关;恢复系数随We数呈指数递减,说明高速撞击会使得水滴损失更多能量。本研究丰富了自由界面气液两相流理论,对传质传热工程应用有重要指导意义。

关键词：超疏水表面纳米线液滴撞击铺展因子动力学

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水平管内超临界CO_(2)冷却传热特性数值分析

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中国电机工程学报 2021年第S1期41卷 247-253页

作者：尹少军闫晨帅徐进良刘欢低品位能源多相流与传热北京市重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 电站能量传递转化与系统教育部重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

采用数值模拟的方法研究冷却条件下水平管内超临界CO_(2)(supercritical CO_(2),S-CO_(2))湍流传热特性。通过实验数据验证AB、YS、LS、AKN和SST k-ω五种湍流模型预测S-CO_(2)冷却传热的能力,确定SST k-ω低雷诺数湍流模型的预测能力... 详细信息

采用数值模拟的方法研究冷却条件下水平管内超临界CO_(2)(supercritical CO_(2),S-CO_(2))湍流传热特性。通过实验数据验证AB、YS、LS、AKN和SST k-ω五种湍流模型预测S-CO_(2)冷却传热的能力,确定SST k-ω低雷诺数湍流模型的预测能力最佳。基于S-CO_(2)在类临界温度T_(pc)处发生"类相变"的假设,通过获取圆管横截面内流体的物性分布和湍流分布,研究水平管内S-CO_(2)冷却传热机理,并阐述顶母线和底母线传热系数分布存在差异的原因。分析热流密度qw和质量流速G对传热性能的影响,计算结果表明,S-CO_(2)冷却传热特性与近壁区类液膜厚度、导热系数及径向湍动能分布等因素密切相关。该结论对S-CO_(2)布雷顿循环系统的冷却器设计和经济运行具有一定的指导意义。

关键词：超临界CO_(2) 水平圆管冷却数值模拟

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