检索结果-内蒙古大学图书馆

力学与实践 2022年第3期44卷 554-563页

作者：李艺彤郭航陈浩叶芳北京工业大学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京100124

质子交换膜燃料电池阴极催化层中的团聚物内电解质体积分数和团聚物半径会影响氧气的传输阻力,从而影响电化学反应速率,进而影响电池内的热量产生和传递。然而,团聚物内电解质体积分数和团聚物半径对燃料电池内传热的具体影响规律尚不... 详细信息

质子交换膜燃料电池阴极催化层中的团聚物内电解质体积分数和团聚物半径会影响氧气的传输阻力,从而影响电化学反应速率,进而影响电池内的热量产生和传递。然而,团聚物内电解质体积分数和团聚物半径对燃料电池内传热的具体影响规律尚不明确。因此,本文建立了二维、两相、非等温质子交换膜燃料电池团聚物模型,探究团聚物内电解质体积分数和团聚物半径对电池内温度分布和产热量的影响。结果表明,团聚物内电解质体积分数的增加和团聚物半径的减小使得氧气的传输阻力减小,从而有利于电性能的提高,并使得膜电极组件各部分的产热量增加,以及阴极催化层内的氧还原反应产热量、欧姆产热量和气液相变产热量均增加,但不利于温度分布的均匀性。

关键词：质子交换膜燃料电池团聚物参数催化层数值模拟传热特性电性能

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不同温度下URFC模式切换中两相流及电压响应

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热科学与技术 2023年第6期22卷 591-598页

作者：刘佳兴郭航叶芳北京工业大学能源与动力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京100124

通过实验得到了一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell,URFC)模式切换过程中电池内部的两相流观测可视化结果以及同步电压动态变化情况,讨论了温度影响下燃料电池和电解池模式切换过程中的两相流动规律以及同步电池电压... 详细信息

通过实验得到了一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell,URFC)模式切换过程中电池内部的两相流观测可视化结果以及同步电压动态变化情况,讨论了温度影响下燃料电池和电解池模式切换过程中的两相流动规律以及同步电池电压的变化规律。实验结果显示:当电解池直接切换到燃料电池模式时,由于水淹的影响,电池电压接近0.0 V,同时受温度影响不大;当电池在运行不供水电解模式下120.00 s后切换时,电池能够在高温状态下切换至燃料电池模式,且温度较高时氧气侧水淹较弱。燃料电池向电解池模式切换时,温度和电流密度的高低同样会影响电解模式下的性能稳定性。

关键词：一体式再生燃料电池模式切换两相流可视化观测

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多孔结构体材料热整流效应

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物理学报 2021年第23期70卷 325-334页

作者：邵春瑞李海洋王军夏国栋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北京100124

基于傅里叶导热定律,两种具有不同热导率温度依赖特性的材料组合而成的两段式组合材料可以实现热整流效应.本文提出在体材料上均匀布置多孔结构,通过多孔结构孔隙率调整材料的热导率参数,进而强化热整流效应.基于有限元方法和有效介质... 详细信息

基于傅里叶导热定律,两种具有不同热导率温度依赖特性的材料组合而成的两段式组合材料可以实现热整流效应.本文提出在体材料上均匀布置多孔结构,通过多孔结构孔隙率调整材料的热导率参数,进而强化热整流效应.基于有限元方法和有效介质理论、计算并分析了温差和孔隙率等参数对体材料热整流系数的影响.计算结果表明,温差较大时,孔隙率对对体材料热整流系数的影响较为明显.在热导率随温度升高而增大的材料中布置多孔结构,一般会降低系统的热整流系数;若在热导率随温度升高而减小的材料中布置多孔结构,则存在一个最佳的孔隙率,相对于无多孔结构的系统,其热整流系数可以提高2-3倍.本文研究结果为体材料热整流系数的调控提供了新的思路.

关键词：热整流热导率多孔结构有效介质理论

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熔盐单罐释热过程圆柱形隔板径向尺寸优选

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太阳能学报 2021年第4期42卷 312-319页

作者：施素丽张银和于强鹿院卫吴玉庭传热强化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北京100124

圆柱形隔板在熔盐单罐蓄热器中具有显著的强化传热作用。为获得单罐内圆柱形隔板的最佳径向尺寸,通过数值模拟的方法研究隔板径向尺寸对熔盐单罐蓄热系统释热性能规律的影响,同时分析释热过程中熔盐侧流场变化。结果表明,圆柱形隔板直... 详细信息

圆柱形隔板在熔盐单罐蓄热器中具有显著的强化传热作用。为获得单罐内圆柱形隔板的最佳径向尺寸,通过数值模拟的方法研究隔板径向尺寸对熔盐单罐蓄热系统释热性能规律的影响,同时分析释热过程中熔盐侧流场变化。结果表明,圆柱形隔板直径为罐体直径的0.6倍时具有最佳的盘管换热器出口温度、单罐释热功率和释热效率,该文研究结果为熔盐单罐蓄放热系统设计提供了理论依据。

关键词：对流传热熔盐释热过程单罐

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单罐中纳米熔盐蓄放热性能研究

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太阳能学报 2021年第7期42卷 238-243页

作者：张银和孔庆龙鹿院卫吴玉庭传热强化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北京100124

为获得纳米熔盐在布置有浸没式换热器的单罐系统中的释热规律,该文在四元混合硝酸盐中加入SiO2纳米粒子,并采用实验的方式分析添加纳米粒子后对单罐系统蓄、放热性能的影响。结果表明,纳米粒子的加入可提高熔盐的流动性,蓄热过程中熔盐... 详细信息

为获得纳米熔盐在布置有浸没式换热器的单罐系统中的释热规律,该文在四元混合硝酸盐中加入SiO2纳米粒子,并采用实验的方式分析添加纳米粒子后对单罐系统蓄、放热性能的影响。结果表明,纳米粒子的加入可提高熔盐的流动性,蓄热过程中熔盐罐内温度达到均匀一致所需时间缩短了17.9%;释热过程中推迟了换热器附近盐温的下降速度,并强化了熔盐的对流传热能力。纳米粒子的加入使得单罐蓄热系统的有效释热时间延长16%,累积释热量增大13.8%。本文的研究可为纳米熔盐在蓄热系统中的应用及单罐蓄热系统的优化提供理论依据。

关键词：对流传热熔盐纳米单罐释热效率

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扭曲螺旋管内LNG的传热与流动特性研究

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低温与超导 2023年第1期51卷 1-7,14页

作者：王苡帆王景甫张新欣北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室北京100124 北京工业大学传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

采用数值分析方法,分别对液化天然气(LNG)在扭曲椭圆管和扭曲扁管内发生相变时的传热和流动特性进行了研究,分析了管道长短轴之比和雷诺数对管道换热性能的影响。结果表明,扭曲管道内流体流动产生的二次流强化了管道的传热性能。扭曲椭... 详细信息

采用数值分析方法,分别对液化天然气(LNG)在扭曲椭圆管和扭曲扁管内发生相变时的传热和流动特性进行了研究,分析了管道长短轴之比和雷诺数对管道换热性能的影响。结果表明,扭曲管道内流体流动产生的二次流强化了管道的传热性能。扭曲椭圆管道的综合性能系数PEC值均大于1,其换热性能优于相同条件下的圆管;扭曲扁管的长短轴之比小于2时,在低雷诺数时的PEC值小于1,此时扭曲扁管的换热性能不如相同条件下的圆管。在管道长短轴之比相同时,相同条件下扭曲椭圆管的综合性能优于扭曲扁管。

关键词：液化天然气扭曲管道换热性能数值分析

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自由分子区内纳米颗粒的热泳力计算

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物理学报 2021年第5期70卷 236-244页

作者：崔杰苏俊杰王军夏国栋李志刚北京工业大学能源与动力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 北京工业大学能源与动力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 北京工业大学能源与动力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 北京工业大学能源与动力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 香港科技大学机械及航空航天工程学系香港

基于非平衡态分子动力学模拟方法,研究了自由分子区内纳米颗粒的热泳特性.理论研究表明,纳米颗粒与周围气体分子之间的非刚体碰撞效应会明显地改变其热泳特性,经典的Waldmann热泳理论并不适用,但尚未有定量的直接验证.模拟计算结果表明... 详细信息

基于非平衡态分子动力学模拟方法,研究了自由分子区内纳米颗粒的热泳特性.理论研究表明,纳米颗粒与周围气体分子之间的非刚体碰撞效应会明显地改变其热泳特性,经典的Waldmann热泳理论并不适用,但尚未有定量的直接验证.模拟计算结果表明:对于纳米颗粒而言,当气-固相互作用势能较弱或气体温度较高时,气体分子与纳米颗粒之间的非刚体碰撞效应可以忽略,Waldmann热泳理论与分子动力学模拟结果吻合较好;当气-固相互作用势能较强或气体温度较低时,非刚体碰撞效应较为明显,Waldmann热泳理论与模拟结果存在较大误差.基于分子动力学模拟结果,对纳米颗粒的等效粒径进行了修正,并考虑了气体分子与纳米颗粒之间的非刚体碰撞效应,理论计算结果与分子动力学模拟结果吻合较好.

关键词：纳米颗粒热泳力分子动力学模拟自由分子区

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列管式固体氯化钠蓄冷换热器动态分布参数分析

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储能科学与技术 2022年第6期11卷 1988-1995页

作者：吴玉庭寇真峰张灿灿吴伊洋北京工业大学环境与生命学部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京100124

为研究列管式固体氯化钠蓄冷换热器在超临界压缩空气储能系统中的工作性能,将整个蓄冷换热器等效为所有单根换热管的并联,对单根换热管以及管外氯化钠划分微元,对每个微元列出控制方程,根据实际运行时蓄冷换热器在蓄冷、保冷、释冷过程... 详细信息

为研究列管式固体氯化钠蓄冷换热器在超临界压缩空气储能系统中的工作性能,将整个蓄冷换热器等效为所有单根换热管的并联,对单根换热管以及管外氯化钠划分微元,对每个微元列出控制方程,根据实际运行时蓄冷换热器在蓄冷、保冷、释冷过程不同的输入参数进行离散求解,最终得到了在蓄冷、保冷及释冷过程中蓄冷换热器不同时刻空气温度分布、氯化钠温度分布、出口质量流量、散热量、局部换热系数、局部换热量等参数。结果发现,空气出口质量流量发生波动,蓄冷时小于进口流量,释冷时大于进口流量;空气在管内进行跨临界流动换热时,在空气温度达到准临界温度时换热系数最大,且由于在准临界温度附近空气比热容先增大后减小,空气温度上升速率先减小后增大;氯化钠初始温度分布的不同导致保冷结束后换热器各位置氯化钠温度变化不同。本文研究揭示了超临界空气在列管式固体氯化钠蓄冷换热器内的流动传热规律,为间接式蓄冷换热器在超临界空气储能中的应用提供了理论基础。

关键词：超临界压缩空气储能蓄冷换热器列管式分布参数法

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硝基熔盐纳米流体在扭曲扁管内流动与换热特性

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储能科学与技术 2022年第11期11卷 3641-3648页

作者：张灿灿韩松涛吴玉庭鹿院卫牛俊楠北京工业大学环境与生命学部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京100124

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体... 详细信息

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体在扭曲扁管内的对流换热系数和压降随着长短轴比的增加而增加,随着导程的增加而减小。在Re=10000~35000时,扭曲扁管内熔盐纳米流体的对流换热系数相比于圆管最高提升了34.6%,压降最大升高了141.3%,并拟合得到了扭曲扁管内熔盐纳米流体的努塞尔数Nu和阻力系数f的经验关联式。通过综合性能和场协同分析发现,在Re=30000时,长短轴比a/b=2,导程S=300 mm时,强化传热因子PEC最大为1.16,扭曲扁管长轴顶端的协同角最小。

关键词：熔盐纳米流体扭曲扁管换热数值模拟

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第三代太阳能热发电换热器的热工水力性能研究

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太阳能学报 2024年第12期45卷 190-196页

作者：王彦泉鹿院卫高祺李峰马彦成吴玉庭传热强化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北京工业大学北京 100124

通过数值模拟的方法,以二元共晶盐MgCl2-KCl和sCO2作为换热工质,探究熔盐和sCO2印刷电路板换热器(PCHE)流道的热工水力规律.在翼型通道内,由于流动工质在翅片端部发生碰撞,流速最小值一般出现在翅片端部.受流速影响,压力最小值通常出现... 详细信息

通过数值模拟的方法,以二元共晶盐MgCl2-KCl和sCO2作为换热工质,探究熔盐和sCO2印刷电路板换热器(PCHE)流道的热工水力规律.在翼型通道内,由于流动工质在翅片端部发生碰撞,流速最小值一般出现在翅片端部.受流速影响,压力最小值通常出现在翅片最厚处.直通道和翼型通道内Nu、Δp均随Re的增大而增大,f随Re的增大而减小.在直通道和翼型通道内传热效果分别提升53.3%和56.9%.通过拟合,建立熔盐和sCO2作为工质在印刷电路板换热器中的传热和摩擦关联式.

关键词：太阳能热发电熔盐 sCO2 印刷电路板换热器翼型通道直通道

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