检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2022年第20期42卷 7546-7553页

作者：吴苏日姑嘎马运先杨泽一苗政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

有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)是将中低品位热能转化为有用功的有效途径。传热过程不可逆损失较大是导致ORC系统效率低的重要原因,混合工质有机闪蒸循环(organic flash cycle,OFC)可以同时优化蒸发器和冷凝器换热过程的温度... 详细信息

有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)是将中低品位热能转化为有用功的有效途径。传热过程不可逆损失较大是导致ORC系统效率低的重要原因,混合工质有机闪蒸循环(organic flash cycle,OFC)可以同时优化蒸发器和冷凝器换热过程的温度匹配。而OFC闪蒸节流过程产生的不可逆损失是OFC相对于ORC的劣势所在。为进一步减小OFC的不可逆损失,对比优化的有机闪蒸循环(modified OFC,MOFC)与优化的两相膨胀有机闪蒸循环(modified 2-phase OFC,MPOFC)2种优化循环构型,计算混合工质不同浓度对OFC及优化构型OFC系统(火用)效率的影响。结论表明MOFC和MPOFC可以通过减小闪蒸节流等过程的(火用)损进一步提升系统(火用)效率。通过优化混合工质浓度可使得MOFC、MPOFC系统(火用)效率明显高于ORC。其中,新戊烷/环戊烷在浓度(0.6/0.4)时,MPOFC(火用)效率达到58.50%。

关键词：有机朗肯循环有机闪蒸循环热力学分析 (火用)分析非共沸混合工质

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CO_2在立式螺旋管内流动沸腾换热的实验研究

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中国电机工程学报 2014年第5期34卷 793-799页

作者：王淑香张伟徐进良牛志愿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

在管内径9.0 mm、壁厚1.5 mm、螺旋管绕径283.0 mm的立式螺旋管内，对CO2流动沸腾换热特性进行实验研究。分析热流密度（q=1.4-48.0 kW/m2）、质量流速（G=54.0-400.0 kg/（m2？s））和运行压力（pin=5.6-7.0 MPa）对内壁温分布和换热... 详细信息

在管内径9.0 mm、壁厚1.5 mm、螺旋管绕径283.0 mm的立式螺旋管内，对CO2流动沸腾换热特性进行实验研究。分析热流密度（q=1.4-48.0 kW/m2）、质量流速（G=54.0-400.0 kg/（m2？s））和运行压力（pin=5.6-7.0 MPa）对内壁温分布和换热特性的影响规律。结果表明：螺旋管内壁温周向分布不均匀，单相液体以及过热蒸汽区离心力的作用使内侧母线温度最高、外侧母线温度最低，在两相沸腾区蒸汽受到浮升力作用聚集在管上部而容易发生蒸干，因此上母线温度最高，温度最低值则由离心力和浮升力的相对大小共同决定。局部平均换热系数随热流密度以及进口压力的增加而显著增加，但增大质量流速对换热系数的影响不大，表明核态沸腾是 CO2在螺旋管内流动沸腾的主要传热模式而强制对流效应较弱；发现了随着热流密度增加所引起的核态沸腾强度变化以及干涸和再润湿使得换热系数随干度的变化可分成3个区域。并基于实验获得的2124个数据点拟合两相区沸腾换热关联式。

关键词：流动沸腾螺旋管 CO2 换热系数参数影响

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大容量sCO_(2)锅炉烟气侧与工质侧匹配策略

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中国电机工程学报 2022年第4期42卷 1494-1503页

作者：刘超徐进良刘广林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

为解决压降效率惩罚问题,大容量超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),sCO_(2))锅炉需采用模块化设计。由于sCO_(2)锅炉入口工质温度高、管内换热系数低,炉膛冷却壁极易超温,冷却壁安全性为锅炉设计的关键难点。锅炉中,烟气侧热负荷分布... 详细信息

为解决压降效率惩罚问题,大容量超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),sCO_(2))锅炉需采用模块化设计。由于sCO_(2)锅炉入口工质温度高、管内换热系数低,炉膛冷却壁极易超温,冷却壁安全性为锅炉设计的关键难点。锅炉中,烟气侧热负荷分布与sCO_(2)侧参数与管排结构具有各自的分布特点。对烟气侧与sCO_(2)侧进行适当的匹配可有效降低冷却壁壁温。该文以1000MW等级二次再热sCO_(2)锅炉为例,建立耦合热力学循环与锅炉模块流动传热的数值模型,分析不同布置方案下冷却壁壁温,提出降低大容量sCO_(2)锅炉冷却壁壁温的烟气侧与sCO_(2)侧匹配策略。结果表明,在烟气全温区范围内,遵循低温工质匹配高热负荷原则,冷却壁分成6个模块的方案可有效降低冷却壁壁温;在炉膛内,遵循高许用热负荷匹配高热负荷原则,调整冷却壁模块的布置,可进一步降低冷却壁壁温。该文提出的匹配策略显著降低了冷却壁壁温,可为模块化锅炉的设计与布置提供一定参考。

关键词：超临界二氧化碳发电锅炉冷却壁传热壁温匹配策略

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多级回热压缩超临界二氧化碳循环的构建及分析

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中国电机工程学报 2020年第S01期40卷 211-221页

作者：李航宁孙恩慧徐进良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

超临界二氧化碳循环结构多样。详细讨论回热压缩过程对循环效率的影响。通过热力学第一定律,推导发现再压缩循环的热效率可以分成2部分表示,一部分的效率与单回热布雷顿循环效率相同,另一部分为100%,这2部分的份额分别与主、辅压缩机内... 详细信息

超临界二氧化碳循环结构多样。详细讨论回热压缩过程对循环效率的影响。通过热力学第一定律,推导发现再压缩循环的热效率可以分成2部分表示,一部分的效率与单回热布雷顿循环效率相同,另一部分为100%,这2部分的份额分别与主、辅压缩机内流量份额相同。依据这一发现,再压缩循环可被看作是在单回热布雷顿循环的基础上叠加一个效率为100%的循环。受这一发现的启发,在再压缩循环的基础上进一步叠加效率为100%的循环,则构建出三级回热压缩循环。然而上述构造方法需满足2个构造条件:端点温差条件和净输出功条件。当满足构建条件时,就能通过这种方法,获得更高一级的回热压缩循环。且随回热压缩级数提高,循环效率就会提高。

关键词：超临界二氧化碳布雷顿循环热效率热力学循环结构优化多级回热压缩

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采用BP-GA算法的有机朗肯循环多目标优化

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中国电机工程学报 2016年第12期36卷 3168-3175页

作者：王华荣徐进良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

有机朗肯循环是低品位热能回收利用的一个重要方式,是利用有机工质蒸发温度较低的优势直接对低温热源回收发电的技术。针对工程应用的实际需求,从热力性、经济性和环境性3个方面对循环进行多目标优化设计。提出了考虑全生命周期影响的... 详细信息

有机朗肯循环是低品位热能回收利用的一个重要方式,是利用有机工质蒸发温度较低的优势直接对低温热源回收发电的技术。针对工程应用的实际需求,从热力性、经济性和环境性3个方面对循环进行多目标优化设计。提出了考虑全生命周期影响的年减排量指标,选取循环热效率、效率、投资回收期和年减排量为目标函数,以蒸发温度和冷凝温度为决策变量,建立系统的多目标优化模型。根据热源特性,选取R600a、R114、R245fa和R245ca作为循环的运行工质,采用BP-GA算法对优化模型进行求解,得到不同工质的最优解。在热源工况和环境温度变化的情况下,对优化循环进行了敏感性分析。结果表明,工质R245fa具有最优的综合性能;热源温度和环境温度的变化分别影响循环的最优蒸发温度和最优冷凝温度,进而影响了系统的性能。

关键词：分布式能源有机朗肯循环多目标优化 BP-GA算法经济性环境性

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液态金属软表面池沸腾传热的实验研究

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物理学报 2021年第13期70卷 191-201页

作者：曹春蕾何孝天马骁婧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北京102206 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

池沸腾是一种高效的传热方式,目前主要通过刚性固体表面改性强化沸腾传热.本文以乙醇为工质,实验研究了光滑铜表面和液态金属软表面池沸腾传热.发现液态金属软表面可有效降低沸腾起始点(ONB)壁面过热度,饱和沸腾时,ONB壁面过热度从光滑... 详细信息

池沸腾是一种高效的传热方式,目前主要通过刚性固体表面改性强化沸腾传热.本文以乙醇为工质,实验研究了光滑铜表面和液态金属软表面池沸腾传热.发现液态金属软表面可有效降低沸腾起始点(ONB)壁面过热度,饱和沸腾时,ONB壁面过热度从光滑铜表面的约18℃降低到软表面的约6℃,沸腾传热系数最大提高了149%.与光滑铜表面相比,液态金属软表面增加了汽泡核化穴数量,减小了汽泡尺寸,提高了汽泡脱离频率.观察到软表面弹性毛细波和汽泡射流现象.弹性毛细波增强了壁面热边界层热质传递.发现汽泡脱离过程中,汽泡尾部在液态金属薄层内形成残余核化穴,残余核化穴快速长大,与上升的大汽泡聚合,形成汽泡射流现象.弹性毛细波及汽泡射流解释了液态金属软表面强化池沸腾传热的机理.

关键词：液态金属软表面池沸腾弹性毛细波

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间冷过程对三级回热压缩S-CO_(2)循环系统的影响

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工程热物理学报 2022年第2期43卷 359-366页

作者：李航宁孙恩慧徐进良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 华北电力大学动力工程系保定071000

三级回热压缩循环效率高、结构简单,是一种比再压缩循环更具潜力的超临界二氧化碳循环。间冷过程是一种常用的提高布雷顿循环效率的方法,当应用该方法时,可进一步提高循环效率。本文研究了三级回热压缩循环与间冷过程耦合时的特性,计算... 详细信息

三级回热压缩循环效率高、结构简单,是一种比再压缩循环更具潜力的超临界二氧化碳循环。间冷过程是一种常用的提高布雷顿循环效率的方法,当应用该方法时,可进一步提高循环效率。本文研究了三级回热压缩循环与间冷过程耦合时的特性,计算发现,当间冷压力偏离最优值时,循环效率会有明显下降,甚至低于同参数无间冷循环的效率。而在最优间冷压力下,间冷级数越高,对应的循环效率就越高,但效率增幅会逐渐降低。与再压缩循环相比,间冷过程与三级回热压缩循环耦合时效果更好,其效率优势能达到1%以上。当透平进口温度提高时,间冷过程对循环的效率增益会被削减。而当透平进口压力提高时,存在一个最优透平进口压力使循环效率最高,且随间冷级数增加,最优透平进口压力也会提高。

关键词：超临界二氧化碳布雷顿循环间冷过程三级回热压缩循环循环效率

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超临界Lennard-Jones流体结构特性分子动力学研究

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物理学报 2020年第7期69卷 1-10页

作者：王艳徐进良李文刘欢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 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

研究超临界流体在不同压力和温度的结构特征有助于深刻理解并有效利用超临界流体.本文采用分子动力学方法模拟超临界压力、拟临界温度附近流体的结构及密度波动曲线的排列熵,分析状态参数变化的影响.结果表明,定压下,径向分布函数随温... 详细信息

研究超临界流体在不同压力和温度的结构特征有助于深刻理解并有效利用超临界流体.本文采用分子动力学方法模拟超临界压力、拟临界温度附近流体的结构及密度波动曲线的排列熵,分析状态参数变化的影响.结果表明,定压下,径向分布函数随温度升高,第一峰值位置逐渐向右移动,但右移幅度随着压力偏离临界点距离的增大而减弱,近临界压力时,出现峰值最高点的工况和等温压缩系数的极值点位置一致,压力增大,该现象消失.低压力拟临界点时易出现面积大、相对集中且分布稳定的高/低密度区,无明显嵌套现象.静态结构因子存在一定发散行为,发散的最大值和等温压缩系数极值点所处工况符合.低压力时密度时间序列的波动幅度最大,类周期现象较明显.在分子间势能、等温压缩系数和热运动效应的共同作用下,当压力(P)为1.1倍的临界压力(Pc)时,排列熵在0.99倍的拟临界温度(Tpc)达到最小值,P = 1.3Pc和1.5Pc时,最小排列熵与等温压缩系数的最大值工况点保持一致,压力继续增大,各模拟工况密度和排列熵的波动减弱,流体均匀性增强.

关键词：超临界流体分子动力学结构特征排列熵

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超临界CO_(2)池式传热流固耦合传热特性数值模拟

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物理学报 2024年第10期73卷 227-236页

作者：于博文何孝天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北京102206 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

超临界类沸腾传热已有初步研究,对类气-类液界面的定义仍不统一.采用层流模型对超临界CO_(2)池式传热特性进行流固耦合数值模拟研究,d=70μm的铂丝为加热件,热流密度q_w范围为0-2000 kW/m^(2),压力P范围为8-10 MPa,加热丝附近采用多尺... 详细信息

超临界类沸腾传热已有初步研究,对类气-类液界面的定义仍不统一.采用层流模型对超临界CO_(2)池式传热特性进行流固耦合数值模拟研究,d=70μm的铂丝为加热件,热流密度q_w范围为0-2000 kW/m^(2),压力P范围为8-10 MPa,加热丝附近采用多尺度网格进行建模,模拟值与实验数据吻合较好.通过与亚临界传热类比通过计算导热占比Q_(con)/Q_(t)沿r方向变化规律,将超临界划分为3个区,当TT_(M)为类气区(vapor-like,VL),与用超临界类沸腾干度x分区规律相同;根据通过计算导热占比确定的类气膜内平均导热λ_(ave)和导热热阻R_(G)随热流密度q_(w)变化曲线可很好地解释类蒸发区换热系数h随q_(w)的变化规律.本文提出了确定超临界池式传热类气-类液界面的新方法,较好地解释了类蒸发区传热机理,为后续超临界类沸腾池式传热的发展提供了理论基础.

关键词：超临界池式传热流固耦合数值模拟

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基于拟沸腾理论的超临界CO2管内传热恶化量纲分析

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物理学报 2021年第4期70卷 228-238页

作者：张海松徐进良朱鑫杰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 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

超临界流体广泛应用于工程技术领域,其流动传热特性对工程设计具有重要意义,但是,由于超临界流体的物理微观和宏观行为的机理尚不清晰,所以其异常的流动传热特性并未得到很好的解决.普遍认为超临界流体在分子尺度上可分为类气和类液两... 详细信息

超临界流体广泛应用于工程技术领域,其流动传热特性对工程设计具有重要意义,但是,由于超临界流体的物理微观和宏观行为的机理尚不清晰,所以其异常的流动传热特性并未得到很好的解决.普遍认为超临界流体在分子尺度上可分为类气和类液两种不同的特性,直到最近通过实验在宏观上监测到超临界水类液和类气之间的转变,且这一过程与拟沸腾理论一致,使得问题逐渐变得清晰.本文基于拟沸腾理论对超临界CO2异常流动传热行为进行了研究,在假设类液和类气转换过程不均匀的情况下,从经典的量纲分析和亚临界过冷沸腾理论模型出发,提出了一个适用于超临界流体拟沸腾换热过程的分析方法.通过引入表征类气膜生长速度与流体主流平均流速之比π=(qw·ρ1)/(G·Δi·ρg)和表征近壁区类气膜温度梯度π13=(qw·βpc·di)/λg两个无量纲数,来表征拟沸腾如何导致传热恶化,解释了超临界CO2竖直向上加热流动过程中的异常换热特性,即较大的类气膜生长速度使近壁区快速聚集了较多的高温流体,而较大的类气膜温度梯度使类气膜覆盖在壁面.当核心的冷类液不能充分润湿热壁面时,传热恶化.新无量纲数较好的诠释了超临界流体拟沸腾诱导传热恶化机制,为超临界拟沸腾传热研究提供了理论依据.

关键词：超临界CO2 拟沸腾传热恶化量纲分析

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