检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2025年第1期46卷 116-127页

作者：李良星许向阳向祖涛石尚雷振欣西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

液态金属冷却剂在主换热器内的流动传热特性对铅冷快堆的高效安全经济运行具有重要影响。本研究针对螺旋盘管式换热器中管束布置特征,建立了液态铅横流管束二维分析模型,对比分析了适用于液态铅横流管束流动的湍流普朗特数模型,采用数... 详细信息

液态金属冷却剂在主换热器内的流动传热特性对铅冷快堆的高效安全经济运行具有重要影响。本研究针对螺旋盘管式换热器中管束布置特征,建立了液态铅横流管束二维分析模型,对比分析了适用于液态铅横流管束流动的湍流普朗特数模型,采用数值模拟方法研究了液态铅横流冲刷换热管束的流动传热特性。结果表明,随着入口雷诺数的增大,液态铅在管间的时均速度分布曲线下凹程度增加,回流区内无量纲壁温的差异增大,并且涡旋对管壁180°附近区域的扰动增强。液态铅在横掠管束时的综合流动换热性能与螺旋盘管横向节径比呈正相关关系,与进口雷诺数呈负相关关系。基于数值模拟研究结果提出了液态铅横流错排管束的传热关联式,其预测误差在10%以内。

关键词：铅冷快堆液态铅横流管束流动传热特性主换热器

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NH_(3)/H_(2)流动状态下的激光点火及燃烧特性研究

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工程热物理学报 2025年第3期46卷 988-995页

作者：张俊杰陈子豪矫健胡二江黄佐华西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

本文基于流动点火平台,在不同掺氢比和当量比条件下,对NH_(3)/H_(2)混合气进行了激光点火实验研究,分析了不同条件下的点火成功率、最小点火能量(MIE)及火焰发展情况。研究发现,掺混H(2)后能有效降低混合气的MIE,其中掺混比为10%时效果... 详细信息

本文基于流动点火平台,在不同掺氢比和当量比条件下,对NH_(3)/H_(2)混合气进行了激光点火实验研究,分析了不同条件下的点火成功率、最小点火能量(MIE)及火焰发展情况。研究发现,掺混H(2)后能有效降低混合气的MIE,其中掺混比为10%时效果最明显,但改变掺氢比对火焰后续发展影响不明显;提高当量比会使MIE先下降再上升,当量比为0.8时,混合气MIE最低,改变当量比对火焰面积,火焰发光强度和火焰质心有明显影响,提高当量比能有效改善氨气火焰的燃烧性能。

关键词：激光点火氨气最小点火能量火焰发展流动点火

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超临界循环流化床锅炉深度调峰时水冷壁流动不稳定特性计算分析

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 68-77,92页

作者：李维腾郭泽瑞韩磊杨冬西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题,提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函... 详细信息

针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题,提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函数,通过图解奈奎斯特图的方法判断管内工质流动的稳定性。然后,通过该模型计算了某350 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁管段的不稳定边界并研究了不同参数对流动不稳定特性的影响。计算结果表明:所选回路在20%和50%锅炉最大连续蒸发量负荷发生流动不稳定时,热负荷分别为76.09 kW·m^(-2)和113.52 kW·m^(-2),水冷壁管道流动稳定且安全;入口过冷度对临界热流密度的影响呈非单值性;增大质量流速使流体的进口和出口密度差减小,有利于流动的稳定;增大入口节流系数,可以抑制入口处流量的脉动,有利于流动的稳定;在不同的工况条件下,改变管段倾斜角度会对流动稳定性产生不同的影响。

关键词：深度调峰流动不稳定性频域法超临界循环流化床锅炉

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机翼近场尾流流动特性的附着涡模型分析

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西安交通大学学报 2025年第4期59卷 213-222页

作者：许向阳李良星向祖涛西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 710049西安

为研究飞机尾流演化过程中的旋涡初始流动特性,提出了一种基于附着涡模型的尾流初始特征参数计算方法,用于准确计算飞机近场初始尾流环量、涡核间距和涡核半径等特征参数。采用SST k-ω湍流模型对NACA0012直机翼的尾流特性进行了三维数... 详细信息

为研究飞机尾流演化过程中的旋涡初始流动特性,提出了一种基于附着涡模型的尾流初始特征参数计算方法,用于准确计算飞机近场初始尾流环量、涡核间距和涡核半径等特征参数。采用SST k-ω湍流模型对NACA0012直机翼的尾流特性进行了三维数值模拟研究,分析了3种展弦比、3种迎角及3种来流速度下的近场尾流流动特性,并通过附着涡模型对模拟结果进行验证与分析,建立了近场尾流初始流动特征参数的计算模型。结果表明:与传统基于最大涡量值和最小压力位置确定涡核位置的方法相比,根据附着涡模型计算的尾流速度分布来确定涡核位置和半径的方法更为精确,近场尾流环量与Rankine模型预测的结果最为接近;利用拟合得到的机翼展向附着涡环量分布,尾流环量计算平均误差为7%,涡核间距和涡核半径计算平均误差为15%。基于附着涡模型的尾流初始特征参数计算方法比基于椭圆形载荷机翼计算方法更准确,更具备普适性。

关键词：尾流尾涡流场附着涡数值模拟

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电极振动对光电催化分解水气泡动力学的影响

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西安交通大学学报 2025年第2期59卷 13-22页

作者：徐强聂腾飞叶星淼佘永璐罗欣怡王孟莎郭烈锦西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为解决光电催化分解水反应器中气泡长时间附着于光电极表面,从而导致有效活化面积减少和产气效率下降的问题,构建耦合振动系统的光电分解水制氢气泡动力学可视化实验平台,提出通过给电极施加不同振幅和频率振动以加速气泡脱离光电极表... 详细信息

为解决光电催化分解水反应器中气泡长时间附着于光电极表面,从而导致有效活化面积减少和产气效率下降的问题,构建耦合振动系统的光电分解水制氢气泡动力学可视化实验平台,提出通过给电极施加不同振幅和频率振动以加速气泡脱离光电极表面的方法。首先,记录静止电极表面单个气泡演化过程中的电信号和几何参数;然后,对比不同频率及振幅下气泡生长过程中电流和电势的变化情况;最后,分析振动对气泡几何特性的影响。研究结果表明:振动频率和振幅的增加能够提高反应过程中的光电流,降低电势,使得反应阻力下降;增加振动频率和振幅均能显著减小气泡脱离尺寸,从而加速气泡的脱离;当振动频率为70 Hz时,施加振动后气泡的脱离直径比无振动时最大减小了321μm,减小幅度约为48%;施加振动后,气泡直径为生长时间的幂函数,且气泡生长依次受惯性和化学反应控制。该研究可为光电催化分解水反应器的优化设计提供新思路。

关键词：气泡脱离振动频率光电催化分解水振幅

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永磁驱动液态金属磁-电-流-热耦合特性

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西安交通大学学报 2025年第3期59卷 67-76页

作者：雷贤良郭汶沧李智宁西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

针对可靠、低成本的液态金属驱动方法仍十分缺乏的现状,利用旋转永磁本身磁场与导电流体中产生的错位感应磁场间的洛伦兹力来驱动液态金属,提出了磁-电-流-热的多物理场耦合计算的有限元仿真方法,构建了U型通道耦合分析模型,研究了气隙... 详细信息

针对可靠、低成本的液态金属驱动方法仍十分缺乏的现状,利用旋转永磁本身磁场与导电流体中产生的错位感应磁场间的洛伦兹力来驱动液态金属,提出了磁-电-流-热的多物理场耦合计算的有限元仿真方法,构建了U型通道耦合分析模型,研究了气隙间距、磁体数量、剩余磁通密度、磁盘转速等参数对U型液态金属流道内磁场、感应电流、流动与传热的影响规律。仿真结果表明:气隙间距由6 mm增加至14 mm时,轴向扭矩显著衰减7.5倍;永磁体数量由4块增长2倍时,扭矩由波动达到稳定,由于周向单磁体作用于液态金属时间减小,感应电流峰值降低2.5倍,平均轴向扭矩降低5.2倍;高剩余磁通密度条件下输出扭矩非线性增加,2.0 T时产生的扭矩是1.0 T时的4.67倍;当磁盘转速由200 r/min增加至800 r/min时,产生的扭矩可提升2.52倍。该研究结果可为开发高效、稳定的永磁驱动装置提供参考。

关键词：永磁驱动液态金属多物理场洛伦兹力

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甲烷/甲醇固体氧化物燃料电池输出电特性与内部多物理场分布模拟研究

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西安交通大学学报 2025年第3期59卷 9-20页

作者：李博涵刘畅王朝阳刘明严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为揭示固体氧化物燃料电池(SOFC)在不同种类燃料供应时电池内部多物理场之间的相互作用规律,建立并验证了多场耦合的三维平板式SOFC单电池模型,对比研究了以氢气、甲烷、甲醇为燃料的SOFC稳态性能差异,获得了电池内部温度场、浓度场分... 详细信息

为揭示固体氧化物燃料电池(SOFC)在不同种类燃料供应时电池内部多物理场之间的相互作用规律,建立并验证了多场耦合的三维平板式SOFC单电池模型,对比研究了以氢气、甲烷、甲醇为燃料的SOFC稳态性能差异,获得了电池内部温度场、浓度场分布特性和碳氢燃料在电池中的积碳特性。研究结果表明:甲烷燃料的预重整能够有效提高电池放电能力,预重整度提高20%,电池最大输出功率提高8%。与甲烷相比,甲醇燃料的预重整对电池输出功率影响较小。采用甲烷燃料能够降低电池因温度梯度过大而损坏的风险,电池阳极-气体流道交界面的最大温度梯度为10 K/cm,相比于以氢气作为燃料时的22 K/cm有明显的下降。研究获得了不同电压下电池内部的积碳速率分布特性,运行电压U降低会增大电池内部的积碳速率,U=0.5 V时甲烷燃料的积碳速率约为U=0.9 V时积碳速率的2倍以上。相比于甲烷作为燃料,选取甲醇作为SOFC电池的燃料时,电池内部具有更低的积碳风险。

关键词：固体氧化物燃料电池甲烷甲醇积碳

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耦合熔盐储热的补燃式压缩空气储能系统热力性能分析

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工程热物理学报 2025年第1期46卷 42-50页

作者：赵朝成刘明倪广涛严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

储能技术是构建新型电力系统、实现双碳目标的关键,压缩空气储能是极具潜力的大规模长时储能技术。本文提出了一种耦合熔盐储热的补燃式压缩空气储能系统,建立了系统热力性能分析模型,研究了不同电负荷需求下关键参数对系统性能的影响... 详细信息

储能技术是构建新型电力系统、实现双碳目标的关键,压缩空气储能是极具潜力的大规模长时储能技术。本文提出了一种耦合熔盐储热的补燃式压缩空气储能系统,建立了系统热力性能分析模型,研究了不同电负荷需求下关键参数对系统性能的影响规律。研究结果表明,系统的四种运行模式可分别应对高、中高、中低、低四种负荷需求,其中,高负荷输出功率为1573.93 kW,低负荷输出功率为350.15 kW,且低负荷运行模式系统往返效率最高,达69.87%。

关键词：压缩空气储能熔盐储热补燃热力学分析往返效率

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CuSO_(4)/NaOH催化稠油原位水热改质规律研究

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工程热物理学报 2025年第3期46卷 846-850页

作者：周衍涛赵秋阳张延龙赵珂宇柯博文金辉郭烈锦西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

稠油虽然具有巨大的资源潜力,但是流动性差、开采难度大。原位改质技术是通过水热裂解反应在地下原位对稠油进行改质降黏,能显著提高稠油的采收率。原位改质技术常用过渡金属类物质作为催化剂,基于对过渡金属催化水热裂解反应的机理的研... 详细信息

稠油虽然具有巨大的资源潜力,但是流动性差、开采难度大。原位改质技术是通过水热裂解反应在地下原位对稠油进行改质降黏,能显著提高稠油的采收率。原位改质技术常用过渡金属类物质作为催化剂,基于对过渡金属催化水热裂解反应的机理的研究,提出了一种由无机盐和碱组成的复合催化剂,解决了无机盐催化效率低下的问题,兼具成本低廉、易于配注的优点,具有广阔的应用前景。本文通过响应曲面法对复合催化剂配比及反应温压的影响展开分析,发现响应曲面法建立的回归模型能较好地预测改质效果,过高或过低的CuSO_(4)用量和反应温度都不适合提高改质效率,而提高NaOH用量则不会产生负面影响。

关键词：稠油原位改质复合催化剂响应曲面法

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多级混流式混输泵气液两相增压特性

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化工学报 2025年第2期76卷 554-563页

作者：戴晓宇徐强杨晨宇苏筱斌郭烈锦西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

在高入口含气率下,混输泵的增压性能剧烈恶化,对化工生产过程的安全稳定运行构成威胁。采用surging test和mapping test两种测试方法,全方位探讨了多运行参数对三级混流式混输泵整体与级间气液两相增压特性的影响。研究结果表明,随着液... 详细信息

在高入口含气率下,混输泵的增压性能剧烈恶化,对化工生产过程的安全稳定运行构成威胁。采用surging test和mapping test两种测试方法,全方位探讨了多运行参数对三级混流式混输泵整体与级间气液两相增压特性的影响。研究结果表明,随着液相流量的提升,增压性能曲线由三个增压级性能逐级恶化导致的波纹状下降趋势逐渐消失。多级混输泵增压性能的显著恶化主要归因于首个增压级性能的剧烈下滑。提高液相流量能有效减轻气体积聚,其对增压性能的正面促进作用显著超过了流动分离带来的负面影响,因而增压随液相流量变化曲线呈现骤升趋势。提高入口压力有助于缓解气团聚集对增压性能的负面影响。

关键词：泵混流式混输泵气液两相流气含率增压剧烈恶化

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