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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

xb@mail.etp.ac.cn

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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    均匀来流下吊舱推进器伴流场及激振力特性研究

    余翔赖元庆李国平高波...
    85-92页
    查看更多>>摘要：为了探究均匀来流下吊舱推进器的伴流场分布情况和吊舱推进器的激振力特性，本文基于延迟分离涡模型(DDES)对不同进速系数下的吊舱推进器进行均匀来流下的非定常敞水数值模拟，获得了不同工况下的伴流场分布情况和螺旋桨推力、扭矩及吊舱表面压力脉动特性。研究表明:吊舱诱导伴流场在桨盘面存在不均匀性，对比不同半径处伴流分数的谐调分量，发现一阶谐调分量幅值最高;螺旋桨上激振力分布与伴流场分布存在相关性，螺旋桨上的单个叶片受激振力影响较大，且表面力特征频率主要为叶频;吊柱表面左、右侧的压力脉动呈现非对称性，螺旋桨诱导涡对其表面压力脉动产生的影响不容忽视。

    吊舱推进器均匀来流伴流场激振力

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    基于最大李雅普诺夫指数异常感知和CatBoost识别的机械密封失效模式层次化诊断框架

    侯耀春周昶清武鹏何伟挺...
    93-100页
    查看更多>>摘要：离心泵在现代工业生产中具有广泛的应用，其运行状况和健康程度直接影响着整个系统的能耗、效率和安全。机械密封泄漏或损坏是水力旋转机械最典型的故障之一，与机封失效相关的泵类设备故障问题直接影响系统总体的可靠性和安全性。为此，本论文研究了一种基于最大李雅普诺夫指数异常感知和CatBoost识别的机械密封失效模式层次化诊断框架。首先，对采集的机械密封处振动信号序列提取其最大李雅普诺夫指数，并基于模糊统计法和指派法设计Type-1模糊逻辑，从而实现对机械密封故障的异常检测和感知。接着，一旦检测到机封异常，再从原始振动信号中提取多尺度模糊熵，联同最大李雅普诺夫指数一起输入到CatBoost模型进行机械密封失效模式识别和诊断。最后，基于实际实验数据对所提出的层次化诊断框架进行了验证。结果表明，所提出的方法对机封故障的异常检测精度达到100％，CatBoost模型的机封失效模式识别率达到99。66％，其精度和鲁棒性均好于支持向量机、AdaBoost、深度神经网络等智能模型。

    机械密封异常感知故障模式识别最大李雅普诺夫指数模糊理论CatBoost模型

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    侧斜参数对喷水推进泵性能的影响研究

    望喻虎郑枫川陈泰然黄彪...
    101-106页
    查看更多>>摘要：侧斜是螺旋桨水力设计中的重要参数，也对与螺旋桨相似的喷水推进泵的性能有着重要的影响。本文在原有的喷水推进泵水力模型的基础上改变侧斜分布获得了三种不同侧斜分布的喷水推进泵水力模型，使用数值模拟的方法获得了喷水推进泵的外特性、内部流场和空化特性。研究结果表明，原型泵在马鞍区和小流量区运行时性能表现更好，而增大侧斜的C型泵在大流量区的性能表现更好。通过改变侧斜可以改变空化发生的位置和空化面积，提高空化性能。

    喷水推进轴流泵侧斜空化

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    重型燃气轮机排气温度研究

    苏鹏飞赵世全方宇
    107-114页
    查看更多>>摘要：本文针对某300 MW等级重型燃气轮机透平排气温度，构建了燃机性能计算模型，该模型除了包含常规燃机性能计算的功能外，加入了透平叶片材料、燃烧器OTDF&RTDF及叶片冷却流量对燃机性能的影响功能，应用该燃气轮机性能计算模型预测了L20A及M701F3的燃机性能，排气温度的预测精度在3℃以内。分析了压气机压比、压气机效率、燃烧器压损、燃烧器出口温度分布、透平级数、透平效率、透平叶片材料及冷气流量等参数对透平排气温度的影响规律，结果显示压气机压比、燃烧器出口温度分布、透平级数及效率、透平叶片材料及冷气流量对燃机透平排气温度影响较大，其中又以透平级数的设计选择对排气温度影响最大。在燃机设计时需要考虑到这些关键影响因素，使排气温度最终达到综合最优。

    重型燃机性能计算排气温度布雷顿循环

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    基于Ti原子杂化微孔晶体结构的CO2吸附特性和电荷转移机理研究

    杨宁刘振宇郝敬洋周云龙...
    115-121页
    查看更多>>摘要：替换SIFSIX类杂化微孔材料的金属位点或有机配体可以合成大量具有不同孔径的化合物，TiF62-配体对CO2吸附和电荷转移特性的影响机理尚不充分。本研究以此为背景在SIFSIX-3-Zn的基础上将SiF62-的Si原子替换为Ti原子，构建了TiFSIX-3-Fe 和 TiFSIX-3-Zn 模型，通过 DFT 分析了TiFSIX-3-M(TiF62-为离子配体，M 为金属位点，M=Fe/Zn)中CO2在孔道内的吸附与电荷转移行为，计算了孔道内的CO2吸附位点、能带结构、吸附能、差分电荷密度、Mulliken电荷分布。研究结果表明:TiFSIX-3-Fe和TiFSIX-3-Zn具有更小的孔道体积，分别为1。26×105 nm3和1。22×105 nm3。Ti原子加入改善了TiFSIX-3-Fe的能带结构，但对TIFSIX-3-Zn影响不明显。Ti构建的两种模型的吸附能最高分别为-0。356 eV和-0。361 eV。差分电荷密度表明电荷从F原子附近向C原子转移，结合Mulliken布居分析得到构型中电荷转移数量分别增大至0。072 e和0。075 e，TiFSIX-3-Fe和TiFSIX-3-Zn的CO2吸附和电荷转移特性显著增强。本工作为开发具有高效CO2捕集能力的杂化微孔材料提供了理论指导。

    CO2吸附Ti原子掺杂电荷转移特性密度泛函理论

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    带肋方腔中单极注入诱导的电对流数值模拟研究

    彭权周鑫王宏朱恂...
    122-128页
    查看更多>>摘要：本文设计了带不同形状肋片的二维方腔电对流物理模型，基于OpenFOAM的FVM框架耦合求解Navier-Stokes方程、电势的Poisson方程以及电荷守恒方程，研究了带肋方腔电对流的形成机制及流动特性。研究结果表明:带肋方腔肋片表面因电场强度较大成为主要的电荷注入区域，最终形成了中轴线处的电羽流以及两侧对称的电荷空白区，流场为主体双涡对称、四角分布角涡;随着电瑞利数T的增大，电对流强度提高，当T超过某一阈值Tc时，电对流流型从稳定状态转变为不稳定状态;在强化电对流和稳定流型方面，带矩形肋方腔均具有最优性能，其电对流强度比带三角肋方腔提高了12。8％。

    单极注入电对流数值模拟

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    电场调控剪切流场内液滴形变特性研究

    郝冠球刘向东陈永平
    129-134页
    查看更多>>摘要：本文通过高速可视化方法与数字粒子图像测速技术，实验研究了电场调控剪切流场内液滴形变及旋转特征并阐明了其产生机理，讨论了电场及剪切流场独立和耦合作用时对液滴形变的影响规律。研究表明:单一剪切流场及单一电场均可以调控乳液形变，其形变程度由工质物性参数及剪切流场的毛细数和电场的电毛细数决定。当液滴相与连续相电导率比R大于介电常数比S时，电场力、剪切流场黏性力及表面电荷对流之间相互合作促进液滴变形。而当R小于S时，电场力与黏性力促进液滴变形，但是表面电荷对流效应将抑制液滴变形。此外，剪切流场中乳液内部形成涡流，当R＞S及R＜S时，电场分别增强和降低液滴内部涡流强度。

    电场剪切流场电流体动力学液滴形变

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    含重力多相流系统的离散玻尔兹曼建模

    王霜锷林传栋严微微苏咸利...
    135-142页
    查看更多>>摘要：本文提出了适用于含重力多相流系统的离散玻尔兹曼模型(DBM)。该模型基于动理学理论，使用形式统一的离散Boltz-mann 方程描述多相流的演化过程。在方程右侧，加入相变源项用于描述相变现象，同时引入了外力项，用于描述重力场的影响。该DBM使用二维33速模型，此速度模型是基于Hermite多项式理论建立的。通过Chapman-Enskog多尺度分析可以证明，该DBM除了能够恢复包含分子间相互作用和外力的Navier-Stokes方程组之外，还具有描述一定热力学非平衡行为的功能。最后，通过四个数值算例(自由落体，气液共存曲线，Sod激波管，气泡融合)验证DBM的正确性。

    多相流相变离散玻尔兹曼方法非平衡效应

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    Ca(OH)2脱水过程数值研究及强化

    张严心王梦祎陈黎周宇昊...
    143-151页
    查看更多>>摘要：建立了Ca(OH)2/CaO反应器脱水过程的多孔介质流动换热模型，对Ca(OH)2/CaO热化学储能系统的脱水过程进行了三维数值模拟研究，分析了储能系统在脱水过程中温度、反应物浓度的动态变化，并针对该反应系统设计了一系列强化传热传质措施，通过增加多种类型翅片、添加多孔通道及金属板、改变反应器高径比、采用圆台型反应器来强化传热及传质，分析了各种工况下储能系统的温度、压力变化情况。结果表明:添加翅片有利于强化反应器的传热性能，提高脱水过程速率;添加多孔通道一方面可以强化传热，另一方面多孔结构可以作为水蒸气的扩散通道，减小水蒸气扩散阻力，强化传质;在孔隙率不变的前提下，增大反应器高径比会强化反应器的传热性能，但是会增加水蒸气扩散阻力。改变反应器高径比会对反应器传热及传质性能产生影响;采用圆台型反应器时，其脱水反应的快慢取决于反应器最大截面处的反应速率大小。相比于传质，传热对圆台反应器的脱水过程起主要影响;对于研究尺寸下的反应器，强化传热对反应系统性能的提升作用优于强化传质。研究结果可为热化学储能反应器的结构优化与性能提升提供一定的参考价值。

    热化学储能Ca(OH)2/CaO多孔介质翅片多孔通道

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    颗粒堆积床辐射-导热耦合传热等效导热系数参数化分析

    付金余罗明罡赵军明
    152-156页
    查看更多>>摘要：颗粒堆积床在高温气冷堆等工业生产中有重要应用。对于事故下颗粒床核反应堆被动冷却的安全性分析，热辐射是最重要的传热机制。本文以表征颗粒堆积床辐射-导热耦合传热过程的传热特性的等效导热系数为研究对象，采用反向离散坐标光线追踪法与有限体积法结合求解颗粒床内热辐射-导热耦合传热，获得等效导热系数。与半经验模型进行对比并分析颗粒直径、颗粒导热系数和发射率对等效导热系数的影响。结果表明，长短程模型相比较其它模型，可以更好地预测颗粒床的等效导热系数，并且随着颗粒直径、颗粒导热系数以及发射率增加，颗粒床的等效导热系数显著增加。研究结果有助于理解颗粒堆积床中的辐射传热作用，为颗粒堆积床传热分析提供参考。

    颗粒堆积床热辐射效应辐射换热等效导热系数

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