检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2022年第2期43卷 437-444页

作者：李嘉华金凤雏吕延超陈林冼海珍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

采用纳米多孔膜可以实现新型的具有极高热流密度的薄液膜沸腾相变传热。在薄液膜沸腾的基础研究中,通过在纳米多孔膜表面加工纳米级别厚度的铂镀层实现加热和测温。通过扫描电镜观察,发现实验样品残骸表面有“河流”状形貌形成,结合元... 详细信息

采用纳米多孔膜可以实现新型的具有极高热流密度的薄液膜沸腾相变传热。在薄液膜沸腾的基础研究中,通过在纳米多孔膜表面加工纳米级别厚度的铂镀层实现加热和测温。通过扫描电镜观察,发现实验样品残骸表面有“河流”状形貌形成,结合元素分析推断铂镀层局部发生热熔。本文对铂镀层进行简化并建立电网络模型,计算并分析了铂镀层局部厚度不均对整体发热极限及熔毁失效的影响。分析结果表明,镀层厚度的不均,将会使镀层在达到极限热流密度后,极易出现“河流”状熔毁,使镀层永久失效;而厚度更加均匀的铂镀层,有助于获得更高的极限热流密度。

关键词：铂纳米金属镀层电网络模型失效

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运行机理与数据双驱动的风电齿轮箱系统故障预警

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中国机械工程 2023年第12期34卷 1476-1485页

作者：蒙康滕伟彭迪康向玲柳亦兵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 华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室保定071003

传统基于机器学习的风电齿轮箱故障预警模型往往仅从数据着手分析数据与故障的映射关系,在参数和模型结构选择上缺少物理依据,导致模型的可解释性和泛化能力不强。从风电齿轮箱的结构和实际运行控制方式出发,分析了运行机理与对应的数... 详细信息

传统基于机器学习的风电齿轮箱故障预警模型往往仅从数据着手分析数据与故障的映射关系,在参数和模型结构选择上缺少物理依据,导致模型的可解释性和泛化能力不强。从风电齿轮箱的结构和实际运行控制方式出发,分析了运行机理与对应的数据采集与监视控制系统数据的关系,定性地给出了齿轮箱典型故障发生时运行数据的变化趋势,然后根据数据分布变化规律选择参数和模型,建立了一系列基于单分类支持向量机的风电齿轮箱系统故障预警模型。实验结果显示各模型能够准确定位风电齿轮箱系统故障,具有清晰的物理意义。

关键词：风力发电机故障分析故障诊断故障检测运行机理分析

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圆环直径影响液滴混合传热模式的实验研究

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工程热物理学报 2023年第9期44卷 2549-2559页

作者：曹春蕾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

液滴在高温表面可能触发Leidenfrost现象,引起传热恶化,现有方法采用微纳结构强化高温表面传热。本文提出主加热面Leidenfrost蒸发及圆环表面核态传热混合传热模式,表明液滴蒸发强化与液滴在两个加热面的滞留时间占比有关,而滞留时间占... 详细信息

液滴在高温表面可能触发Leidenfrost现象,引起传热恶化,现有方法采用微纳结构强化高温表面传热。本文提出主加热面Leidenfrost蒸发及圆环表面核态传热混合传热模式,表明液滴蒸发强化与液滴在两个加热面的滞留时间占比有关,而滞留时间占比与圆环直径相关。为此,本文采用红外测温、高速摄影等综合光学测量方式,系统研究了3个圆环直径对液滴蒸发的影响。实验采用水工质,圆环内径分别为28.0 mm,18.0 mm及13.0 mm。发现相对于28.0 mm直径圆环,13.0 mm直径圆环不仅将液滴与圆环接触时间占比提高了3倍,而且提高了液滴在主加热面的运动速度,从而使液滴蒸发速率提高了171%。本文分析了采用主加热面+圆环混合传热模式强化液滴蒸发的机理,为强化高温表面传热技术提供了新的思路。

关键词： Leidenfrost 液滴蒸发爆炸沸腾液滴动力学热量传递

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架空输电导线三维时变积冰计算

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哈尔滨工业大学学报 2023年第1期55卷 116-124页

作者：周超晁萌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) 北京102206 河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003

输电线路覆冰严重影响电网安全运行。现有输电线路积冰模型多忽略轴向积冰差异,且将关键积冰参数设定为时不变(单步)条件,鲜见时变参数(多步)三维积冰模型的讨论。本文基于润滑理论及导线覆冰机理,提出了考虑时变积冰参数影响下的输电... 详细信息

输电线路覆冰严重影响电网安全运行。现有输电线路积冰模型多忽略轴向积冰差异,且将关键积冰参数设定为时不变(单步)条件,鲜见时变参数(多步)三维积冰模型的讨论。本文基于润滑理论及导线覆冰机理,提出了考虑时变积冰参数影响下的输电导线覆冰模型。依托ANSYS-Fluent ICING模块,对三维导线模型开展时变参数积冰计算,利用真实输电线路覆冰试验数据对计算方法的有效性进行了验证,计算结果与试验结果吻合度较好。在此基础上对比研究了单步与多步积冰算法,并着重分析了输电导线倾斜角度、导线直径对积冰形貌、积冰质量的影响。结果表明:多步积冰计算法较单步积冰计算法精度提高约8%。干覆冰条件下,随输电线倾斜角度增大,输电线上积冰形貌和积冰质量均没有明显变化;湿覆冰条件下,输电线倾斜角度对积冰有显著影响,当倾斜角度由0°增至60°,表面积冰覆盖面积减小、积冰形貌逐渐圆滑,但积冰质量降低约21%。对比不同直径导线积冰计算结果,大直径导线积冰量明显高于小直径导线。

关键词：架空输电线三维积冰模型时变参数雾凇覆冰雨凇覆冰冰形覆冰量

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静止颗粒群热辐射吸收性能的蒙特卡罗法二维数值研究

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 167-178页

作者：涂茂萍张丹袁洋杜佳蔚郝家成西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 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京102208

在粒子式太阳能接收器中吸热效率与出口温度难以兼顾,而颗粒群热辐射吸收性能决定其热效率及升温上限,基于蒙特卡罗法建立了外部平行辐射投射下的静止颗粒群辐射传递模型,探究颗粒群几何构型、颗粒粒径、颗粒辐射物性、辐照条件等因素... 详细信息

在粒子式太阳能接收器中吸热效率与出口温度难以兼顾,而颗粒群热辐射吸收性能决定其热效率及升温上限,基于蒙特卡罗法建立了外部平行辐射投射下的静止颗粒群辐射传递模型,探究颗粒群几何构型、颗粒粒径、颗粒辐射物性、辐照条件等因素对热辐射传输的影响。结果表明:颗粒群吸热时间与粒径、空间构型无关;但与体积分数成正比,且随外部辐射强度或颗粒表面吸收率的增大而缩短。对给定颗粒群,平衡温度主要依赖于外部辐射强度;总体吸收率主要取决于颗粒表面吸收率。给定空间构型下,二者均与颗粒粒径正相关,且随体积分数的增大具有相似的变化规律。不同空间构型下,颗粒体积分数的增大均在强化吸收外部辐射的同时增大了自发辐射的逸出。现有构型中,棋盘交错型、扇型与随机型下的总体吸收率随体积分数的增大有峰值存在。扇型与随机型达到最高平衡温度和效率所需的颗粒浓度最小。根据计算结果提出了颗粒群总体吸收率经验关联式,其中有82.9%的计算结果与定义式计算值相对误差小于15%。该研究结果可为运动颗粒群辐射传递的计算、粒子式太阳能吸收器的设计提供参考。

关键词：热辐射颗粒辐射物性几何构型吸热时间吸收率平衡温度

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极高热流密度的降级散热及耦合优化

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工程热物理学报 2022年第6期43卷 1580-1587页

作者：李宇婷徐超陆规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京102206

伴随着各类载荷的小型化发展趋势,各类光/电子器件向着更高集成度方向发展,对热控系统带来更严苛的散热需求。芯片热流密度将达到1500 W·cm^(-2),目前各类散热技术均很难突破。本文针对千瓦每平方厘米级的“高热流密度、大功率”... 详细信息

伴随着各类载荷的小型化发展趋势,各类光/电子器件向着更高集成度方向发展,对热控系统带来更严苛的散热需求。芯片热流密度将达到1500 W·cm^(-2),目前各类散热技术均很难突破。本文针对千瓦每平方厘米级的“高热流密度、大功率”散热需求,提出了降级散热的新方法。采用超高热导率材料进行散热模块设计,将千瓦每平方厘米级降级至现有较为成熟的散热技术能耗散的百瓦每平方厘米量级。讨论了降级散热的传热特性和冷却工质的选择。针对降级散热的热点移除问题,提出雪花状和叶形仿生拓扑优化结构。为电子芯片的极高热流密度散热提供了新的解决思路。

关键词：极高热流密度散热微通道降级散热仿生拓扑

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基于（火用）分析的热电联产能耗一致性评价方法

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中国电机工程学报 2023年

作者：张艺晨戈志华杨勇平杨志平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)

现有热电联产能耗评价“好处归热”或“好处归电”，将节能效益单一划分给发电或供热，不能合理反映热、电两种能量的品位差异。为弥补上述不足，将蒸汽划分为凝汽流和供热流，把循环（火用）损失依据产生根源分摊到发电和供热上，通过... 详细信息

现有热电联产能耗评价“好处归热”或“好处归电”，将节能效益单一划分给发电或供热，不能合理反映热、电两种能量的品位差异。为弥补上述不足，将蒸汽划分为凝汽流和供热流，把循环（火用）损失依据产生根源分摊到发电和供热上，通过（火用）分析建立电、热产品定量统一表征方法和电热能耗一致性表达式。用能质系数简化动态过程计算，将基于（火用）分析的热电联产单耗分析模型拓展至描述电热能耗的时空分布。通过实际案例验证了新算法合理性。结果表明：供热流向热网水释放的（火用）与循环（火用）损失构成供热量；热电联产通过回收冷源（火用）供热和能质匹配实现发电侧和供热侧节能。能耗一致性评价方法可合理反映电热两种产品的能量品位，揭示热电联产发挥节能潜力的途径。

关键词：一致性评价方法热电分摊（火用）分析能质系数能质匹配冷源（火用）

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多回路平板式环路热管热性能

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化工学报 2025年第3期76卷 1018-1028页

作者：张亦鸣杨鹏纪献兵任纪星张磊苗政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 北京计算机技术及应用研究所北京100854

为解决高热通量电子元器件的散热问题,制备了一款尺寸为200 mm×150 mm×30 mm的新型多回路平板式环路热管,该热管采用多气液管路与微针肋阵列蒸发板耦合的设计,能够在有限空间内提高热量传输效率。研究了热通量、充液比和工质... 详细信息

为解决高热通量电子元器件的散热问题,制备了一款尺寸为200 mm×150 mm×30 mm的新型多回路平板式环路热管,该热管采用多气液管路与微针肋阵列蒸发板耦合的设计,能够在有限空间内提高热量传输效率。研究了热通量、充液比和工质物性对环路热管传热特性的影响,测试了不同功率下环路热管的启动特性,并对单热源和多热源环境下的热性能进行了比较。结果显示:该新型环路热管启动迅速,300 W功率下启动时间仅为52 s,稳态后热源表面温度波动小于0.3℃。在3个热源同时加热,总输入功率为388.8 W(主热源热通量可达133 W/cm^(2))时,加热面的温度低于85℃,蒸发器内没有出现干烧现象,有效满足了大功率高热通量散热需求。

关键词：环路热管针肋相变传热气液两相流

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导线倾角与覆冰过程扭转因素对覆冰形状特性影响研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 45-56页

作者：周超孟凡泽黄钢姬昆鹏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 华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室保定071003 中国电力科学研究院北京100192

输电导线覆冰严重威胁电网运行安全,准确预测导线覆冰形状和增长趋势,可以有效预防次生灾害的发生.已有输电导线覆冰增长预测模型较少考虑覆冰偏心扭转对导线表面覆冰形状的影响.为此,综合考虑覆冰偏心、风速等对导线的耦合扭转特性,建... 详细信息

输电导线覆冰严重威胁电网运行安全,准确预测导线覆冰形状和增长趋势,可以有效预防次生灾害的发生.已有输电导线覆冰增长预测模型较少考虑覆冰偏心扭转对导线表面覆冰形状的影响.为此,综合考虑覆冰偏心、风速等对导线的耦合扭转特性,建立输电导线动态扭转覆冰预测模型.基于预测模型对导线表面覆冰形状进行预测模拟并与文献实验数据对比,验证了模型的有效性.利用预测模型,进一步讨论导线倾角及温度、风速和MVD(水滴中值直径)对冰形和扭转速度的影响.研究发现,导线迎风面覆冰厚度随着倾斜角度的增加,分层现象逐渐明显.与水平布置(零倾角)导线对比,倾斜角度为60°时,导线覆冰面积分别增加18.26%(覆冰125 min)、26.30%(覆冰245 min),扭转角度分别增加10.4°(覆冰125 min)、16.2°(覆冰245 min),冰形呈“沟壑”状.

关键词：输电导线覆冰偏心冰形倾斜积冰面积角度

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颗粒团聚对太阳盐纳米流体导热性能的影响特性研究

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发电技术 2024年第5期45卷 878-887页

作者：邱立翔黄超魏高升崔柳杜小泽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

【目的】纳米流体技术是提升太阳能光热电站熔盐储热材料导热性能的重要手段。然而实际熔盐基纳米流体中纳米粒子通常会自发聚集并沉降,进而显著影响储能介质的热导率。为了深入探究熔盐基纳米流体热物性的调控规律,在太阳盐相变介质中... 详细信息

【目的】纳米流体技术是提升太阳能光热电站熔盐储热材料导热性能的重要手段。然而实际熔盐基纳米流体中纳米粒子通常会自发聚集并沉降,进而显著影响储能介质的热导率。为了深入探究熔盐基纳米流体热物性的调控规律,在太阳盐相变介质中分别构建了具有不同分散形态的二氧化硅纳米颗粒。【方法】基于分子动力学和格子玻尔兹曼方法,重点探讨了体系温度、纳米颗粒的质量分数以及聚集体微观形貌对太阳盐-二氧化硅纳米流体热导率的影响特性。【结果】添加纳米颗粒能有效提升基液的导热性能。相较于均匀分散的纳米流体,聚集型纳米流体的热导率更高,并且随着团聚颗粒分形维数的增加而降低。此外,纳米流体的热导率与温度、团聚尺寸呈负相关,而与纳米粒子的质量分数、聚集体主链的粒子数量以及其团聚程度呈正相关。【结论】研究成果揭示了纳米颗粒聚集对相变材料内热输运的作用机制,并为熔盐基纳米流体热物性的设计提供了参考。

关键词：太阳能热发电储热纳米流体熔盐分子动力学格子玻尔兹曼方法

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