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工程热物理学报
工程热物理学报

徐建中

月刊

0253-231X

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010-62584937

100190

北京中关村路乙12号（北京2706信箱）

工程热物理学报/Journal Journal of Engineering ThermophysicsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。主要刊登工程热力学与动力装置、热机气动热力学、传热传质学、燃烧学、热物理测量学、热效率装置、综合利用能源、代用燃料等方面的科技论文、研究简报、重要学术动态等。主要读者对象为工程热物理专业科技人员及相关高校师生。
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    燃料电池余热驱动吸附制冷复合系统实验研究

    徐静潘权稳张威刘智亮...
    1-6页
    查看更多>>摘要：回收低温质子交换膜燃料电池运行过程中产生的约70℃低品位废热实现高效制冷是提高冷电联供系统总效率的关键。本文研制并搭建了吸附制冷与固体除湿空调复合系统实验平台，利用燃料电池余热驱动实现高效制冷除湿。实验结果表明，复合系统能有效被70℃低品位余热驱动。提高入口空气的温度或相对湿度能有效提升系统性能，制冷量和COP分别达3。95 kW和0。539。经计算，采用该复合系统回收利用燃料电池产生的70℃低品位余热能大幅提高系统总效率，可达67。3％。

    质子交换膜燃料电池低品位余热高效利用吸附制冷除湿换热器

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    利用主动活塞调相的双温区脉管制冷机环境适应性研究

    惠贺军宋键镗蒋珍华殷旺...
    7-12页
    查看更多>>摘要：为满足双温区制冷需求，通过单压缩机驱动80 K和40K双温区冷指，且双冷指均采用主动调相器调节冷指内相位差分布，可在实现制冷机轻量化的同时，在双温区高效率制冷。本文基于双温区主动调相脉管制冷机，在制冷机环境温度和调相器相位差发生变化时，分别从制冷机内双冷指声功分配、回热器冷端相位差和制冷量变化特性的角度，开展了数值计算分析和实验验证研究。研究结果表明，制冷机在环境温度变化时，通过主动调节调相器活塞运动相位差，双温区冷指能够保持高效率制冷，实现制冷机对环境温度的主动适应。

    脉管制冷机主动调相环境温度双温区

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    模型预测控制在电池二次冷却系统中应用研究

    张腾李明佳李冬张延蕾...
    13-19页
    查看更多>>摘要：本文针对动车电池二次冷却系统，提出一种基于模型预测控制(Model Predictive Control)算法的电池冷却系统控制策略。研究主要针对电池二次冷却系统，设计了MPC控制策略和比例积分(Proportion Integration)控制策略，并对比了两者在电池冷却速率方面的控制效果。在电池充放电速率分别为20 A和30 A的工况下，MPC控制策略的电池温度达到稳定时间分别为37 s和63 s，而PI控制策略的电池温度达到稳定时间分别为280 s和500 s。结果表明采用MPC控制策略相较于PI控制策略，MPC控制策略能够使电池冷却速度显著加快，控制系统具有更优的鲁棒性和适应性。

    模型预测控制动车电池冷却二次冷却系统电池热管理

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    准饱和NaCl水溶液喷射闪蒸-掺混蒸发(FME)中析晶过程的研究

    郑巨淦张丹杨越杨庆忠...
    20-31页
    查看更多>>摘要：含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸-掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质，在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20～200 μm、初始温度为100～120℃、初始盐质量分数为0。26、初始速度为20 m·s-1，掺混热空气速度为15 m·s-1、温度为100～300℃，喷射角0°～90°的范围内对FME流场开展了数值模拟。结果表明:在喷射角从顺流掺混的0°增大至横流掺混的90°的过程中，晶体析出位置逐渐由喷射轴线处移至雾羽流场上部，使得析出晶体易于分离;随着喷射角、过热度或掺混风温的增加，液滴群的截面平均盐结晶质量分数增加，而平均粒径与析晶距离均减小。为衡量析晶效果，定义完全析晶效率为给定距离内液滴群结晶盐质量流量与喷嘴入口盐溶液所含溶解盐质量流量之比。结果指出:增加喷射角度或掺混风温是提高完全析晶效率的有效手段。提出了该完全析晶效率的半经验计算式，其计算值与模拟值的主体误差在±35％之内。本文研究结果可为工业脱盐装置的设计和运行提供技术支撑。

    喷射闪蒸掺混蒸发析晶过程数值模拟

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    含3×3花瓣形燃料棒组件的自然循环系统多尺度耦合模拟研究

    蔡伟华李智明崔军张文超...
    32-39页
    查看更多>>摘要：花瓣形燃料棒组件由于其优良的传热性能受到国内外广泛关注。为获得花瓣形燃料棒组件在自然循环条件下的流动特性，本文对含3x3花瓣形燃料棒组件的自然循环系统开展了多尺度耦合模拟研究。基于一维用户程序和STAR-CCM+构建自然循环系统的一维和三维耦合数值模型，并结合实验结果进行了模型验证。重点分析了加热功率和高差对自然循环能力、花瓣形燃料棒组件阻力系数的影响。结果表明，系统排热功率与冷热源高差满足幂函数分布形式。通过引入黏度修正因子和结构影响因子，获得花瓣形燃料组件在宽Re数范围，不同螺距、加热和冷态条件下的阻力系数关联式的通用表达式形式，并基于模拟和公开实验数据验证了其可靠性。

    自然循环系统花瓣形棒束组件自然循环能力多尺度耦合模拟阻力系数

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    蒸汽热网辅助热电联产机组调频性能研究

    王娜马国锋王宇刘明...
    40-45页
    查看更多>>摘要：提高火电机组调峰调频能力是我国构建新型电力系统的迫切需求，利用工业蒸汽热网蓄能有望提升热电联产机组的调频性能。本文采用GSE软件建立了蒸汽热网动态模型，研究了蒸汽热网辅助调频过程中热网蒸汽压力、蓄能及机组输出功率的动态变化规律。结果表明，研究对象蒸汽热网的最大调频持续时间为400 s，供汽阀门关闭，机组最大功率增量为33 MW，连续五次关闭阀门可获得1111 MWh额外累计发电量。

    工业蒸汽热网蓄能调峰调频

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    基于高效高精度离散伴随方法的叶轮机叶片气动优化设计

    吴航空王丁喜黄秀全
    46-57页
    查看更多>>摘要：精确的灵敏度信息是开展高效伴随优化设计的关键。首先在课题组自主研发的雷诺平均纳维-斯托克斯方程的基础上，借助源代码转化类型的自动微分软件-Tapenade开发离散伴随求解器。然后着重研究流场求解器收敛特性、伴随求解器收敛特性、"定黏假设"方法和四种不同灵敏度计算方法对离散伴随灵敏度求解精度的影响，并总结高效高精度灵敏度求解方法的经验，为后续开展高效伴随优化设计奠定基础。最后以跨声速转子NASA Rotor 67为研究对象开展叶轮机气动优化设计，并采用商业软件NUMECA对优化结果进行校核，验证优化结果的可靠性及有效性。

    离散伴随收敛特性灵敏度计算方法定黏假设叶轮机气动优化设计

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    球窝抑制层流分离的大涡模拟研究

    杨鹏骋陈绍文王松涛陈帅彤...
    58-66页
    查看更多>>摘要：通过大涡模拟方法研究了球窝对低雷诺数下高负荷低压涡轮叶栅吸力侧层流分离的抑制效果和抑制机理，并将其和准二维的U型槽结构进行了对比分析。研究发现，低雷诺数下球窝通过产生周期性脱落的旋涡结构有效地促进了分离剪切层内展向涡的卷起和破碎，促进了转捩进程，因而可以有效抑制分离，在45000雷诺数下使损失相对减小了25。4％。同时和准二维结构相比，球窝产生的三维流动结构可以更有效地促进转捩进程，具有更好的流动控制效果。

    球窝低压涡轮低雷诺数层流分离大涡模拟

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    跨音压气机总温畸变下数值模拟研究

    赵红亮邱佳慧张敏杨晨...
    67-76页
    查看更多>>摘要：为了研究进气总温畸变对轴流式跨音压气机性能和稳定性的影响，以达姆施塔特跨音压气机为研究对象，针对不同周向范围的总温畸变区进行了冻结转子法稳态和瞬态转静法非稳态的三维全环数值模拟研究。结果表明:在设计转速条件下，高温畸变区的周向范围越大，冻结转子法稳态和瞬态转静法非稳态计算结果的差距越小;在高温畸变区周向范围为180°时，通过对最高效率工况点的内部流场分析，发现冻结转子法稳态计算无法准确捕捉畸变区的周向偏转;高温畸变区的周向范围较大时，平行压气机理论模型对近失速工况点的预测值更接近非稳态计算结果;通过对非稳态时均结果进行轨道法分析，发现高温畸变区的周向范围越大，不同周向位置处的转子叶片的运行特性差异越大。

    轴流式跨音压气机冻结转子法瞬态转静法总温畸变平行压气机轨道法三维数值模拟

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    不同展向位置非连续鼓包对跨声速压气机转子性能的影响

    杨嗣涵杨旭东韩吉昂郭重佳...
    77-84页
    查看更多>>摘要：为提高跨声速压气机气动性能，本文针对NASA Rotor 37，采用数值模拟方法研究了吸力面不同展向位置非连续鼓包对其气动性能的影响。结果表明，随着非连续鼓包逐渐靠近叶顶，鼓包能更有效地对激波前气体进行预压缩，降低逆压梯度，从而减小激波强度。同时对于激波与附面层的相互作用的抑制效果也逐渐增强，能有效地使激波干扰所产生的附面层分离延后，改善流动情况，降低损失。相比原型转子，在60％～90％叶高范围布置非连续鼓包时，压气机转子效率在整个流量范围内均有提升，最高效率增加了0。25％，总压比提升了0。13％。

    跨声速压气机转子非连续鼓包展向位置气动性能数值模拟

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