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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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    太阳能直接辐照下碳酸钙颗粒的粗颗粒CFD-DEM模拟

    郑杭滨刘向雷宣益民
    2877-2884页
    查看更多>>摘要：钙基热化学储热材料具有无毒、储能密度高、与超临界CO2热力循环相容性好等优点,是下一代高温太阳能热发电站极具潜力的储能候选材料之一.但是,常规热化学储热技术是采用基于间接表面吸收式反应器,这种技术具有高热损失低效率等劣势.因此,我们提出了一种太阳能直接辐照下的流化床粒子反应器.采用计算流体动力离散元法(CFD-DEM)和粗颗粒法(CGPM)耦合蒙特卡洛法(MCRT)对聚光太阳能下碳酸钙储热过程进行了数值模拟.结果表明:利用两种模型均可预测碳酸钙粒子系温升和反应所需要的时间,CGPM与传统CFD-DEM结果吻合较好.另外,随着打包系数的增大,CGPM模型表现出良好的计算性能,计算时间明显短于CFD-DEM模型.所建立的CGPM-MCRT模型对大规模高效直接辐照热化学储热系统的设计具有重要指导意义.

    气固两相流流化床热化学储热太阳能coarse-grained方法蒙特卡洛法

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    HIx溶液的密度计算模型

    曾景昕李肖飞孙雪杨震...
    2885-2894页
    查看更多>>摘要：氢是最佳能源载体之一,硫-碘(S-I)循环作为极具潜力的热化学循环制氢技术而被广泛关注.HI-H2O-I2(HIx)溶液是S-I循环核心环节Bunsen反应中的主要流体形态.不同温度组分下HIx溶液的密度数据对Bunsen反应器设计、液相分离过程分析等具有重要意义.本文综合分析了已发表的HIx溶液密度数据,基于比体积与活度系数关系,分别采用ELECNRTL模型和Wilson模型建立了理论密度模型.此外,基于热膨胀率建立了半经验密度模型.结果表明,采用ELECNRTL模型建立的理论密度模型的平均相对偏差(ARD)为6.95％,在模型中未考虑短程作用带来的影响,说明在HIx溶液中短程作用不可忽略;采用Wilson模型建立的理论密度模型的ARD为1.21％,在低HI和低I2浓度条件下具有较高的预测精度;采用基于热膨胀率拟合密度的半经验密度模型具有最高的计算精度,在假设热膨胀率与比体积具有二次关系时,A RD为0.93％.

    Bunsen反应HIx溶液体系密度模型

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    固体氧化物燃料电池内温度分布测量技术进展

    王世学范玉聪蹇季廷张秀成...
    2895-2920页
    查看更多>>摘要：温度分布是决定固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)单电池/电堆性能的重要参数,也是导致SOFC电堆内各部件产生热应力的关键所在.全面了解SOFC单电池/电堆在真实工作状态下的温度分布,对于研究其基本工作性能,分析和缓解其性能衰减,延长其使用寿命具有至关重要的作用,在强化电池性能、改进电池结构以及完善电池模型等方面具有重要的指导意义.本文介绍了 SOFC内温度分布的各种实验测量技术原理及其应用,分析并评述了各测温技术应用到SOFC温度测量研究中的优缺点及其适用场合,这对SOFC单电池/电堆的热特性准确性测量和性能分析具有参考价值.

    固体氧化物燃料电池温度分布温度测量测温技术

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    内源调控对电磁调控轧辊热力驱动性能的影响

    杨庭松郭瑞春袁铁衡孙文权...
    2921-2929页
    查看更多>>摘要：电磁调控轧辊是一种高承载刚性、强调控柔性的新型板带轧机辊缝形状控制技术,其热力驱动性能与内源调控机制高度相关.为探明轧辊热力驱动性能的变化规律,本文针对内源调控受电磁棒接触区、感应区及线圈等结构参量的影响开展了数值模拟研究,对比分析了热源强度、热源分布、接触区输入热量、传热效果及胀形能力等,对结构比例系数的影响进行了讨论.结果表明,电磁棒形式、感应区参量以及线圈参量能够改善热源强度、热源分布以及两区传热效果,而接触区参量则直接影响胀形驱动能力.各结构参量影响呈近线性关系,且参量间呈弱耦合关系,可针对不同电磁棒类型建立内源调控机制结构参数的综合影响模型,为电磁调控轧辊的热力驱动性能预测提供依据.

    电磁调控轧辊内源调控机制热力驱动性能热源强度及分布结构比例系数

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    中低温填充床储热系统分层填充方式对其储热特性的影响研究

    吕鹏飞赵文杰刘兰兰刘锋...
    2930-2938页
    查看更多>>摘要：通过构建填充床相变储热的物理与数学模型,基于有限元法在宏观尺度下研究了中低温条件下多层变径填充和多层级联填充对填充床储热系统储热特性的影响机理.在多层变径以及级联填充床储热系统中,利用相变胶囊液相率、温度分布、储热速率、(火用)效率等指标对其储热性能进行综合分析.结果表明在中低温应用条件下,双层变径填充方式可有效保证常规相变胶囊填充床的经济高效性,胶囊对d=30∶10 mm的双层变径储热系统的储热速率相较d=30 mm单层填充床储热系统提高了27％;将常规相变胶囊转换为相变微胶囊填充可进一步提升系统综合储热性能,储热速率相对单层d=30 mm储热系统至少提升1.73倍,(火用)效率提高到78％以上,但单层填充方式是相变微胶囊储热系统的最优结构.岩石-相变微胶囊级联填充床储热系统结合了显热与相变储能优势,是一种在保证经济性条件下的填充床储热系统优化结构.

    相变胶囊储热填充床级联方式数值模拟

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    MXene纳米流体光热转化特性的数值模拟与实验研究

    邹列王浩尹飞杨柳...
    2939-2944页
    查看更多>>摘要：为探究新型MXene纳米流体在太阳能光热领域的应用潜力,从数值模拟和实验两个方面对MXene纳米流体的相关特性进行了系统的研究.通过时域有限差分法模拟计算了 MXene片层堆叠对其光吸收性能的影响机制,计算结果表明层数越少的MXene更适合制备纳米流体用于光热转化.然后通过两步法制备了不同浓度的少层MXene纳米流体,测定MXene浓度变化对纳米流体光吸收的影响.结果表明浓度为60 mg·L-1的MXene纳米流体的平均吸收率高达97.9％,表明该流体具有出色的光吸收特性.同时,MXene纳米流体的光热转化效率随着浓度的增加先升高后降低,浓度为20 mg·L-1时达到最高值63.44％.

    纳米流体MXene太阳能时域有限差分光热转化

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    典型超临界二氧化碳循环动态特性分析与比较

    王迪谢欣言周云龙韩昕芮...
    2945-2957页
    查看更多>>摘要：超临界二氧化碳(sCO2)循环布局多样,为探究循环布局对系统动态特性的影响.本文搭建了 sCO2再压缩循环及其三种衍生循环的动态数学模型.在相同的外部条件下,以sCO2再压缩循环布局为参照循环,在热源工质流量扰动,系统质量流量扰动以及负荷指令扰动三种不同情况下,重点比较四种循环布局中循环净功率的动态特性.结果表明,对sCO2再压缩循环各部分的改造,均能有效地减少在两种流量扰动情况下循环净功率的扰动幅值,扰动幅值最低分别降至0.8％、26.5％;但也增大了循环净功率对负荷指令的响应时间,最高达到220 s.本文的研究结果为sCO2循环动态特性分析及控制系统设计提供了理论参考.

    超临界二氧化碳循环循环布局动态特性建模仿真

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    基于离子液体的深度除湿技术及应用探索

    曹博文殷勇高Giannetti NiccoloSaito Kiyoshi...
    2958-2964页
    查看更多>>摘要：液体深度除湿是实现低湿度行业低碳转型的一种有效途径.目前,具有深度除湿潜力(极低蒸气压、非结晶和无腐蚀)的离子液体是传统盐溶液的理想替代.本研究搭建了离子液体深度除湿实验平台,并分析了不同运行工况下的除湿性能.结果表明:降膜/鼓泡吸收方式均能实现较高的深度除湿效果,最低出风含湿量可降至2.0 g/kg(da)以下.同时,对于进口含湿量为3.3 g/kg(da)的低湿工况,降膜装置的除湿效率仅为40％左右.然而,鼓泡装置的除湿效率可达到81％,有效开发了离子液体的深度除湿潜力.此外,总结了两种吸收方式的先进性与适用性,为离子液体深度除湿技术的应用提供指导.

    深度除湿离子液体除湿性能实验研究

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    热网储能动态仿真及热力学分析

    雷琪安种道彤赵全斌王进仕...
    2965-2973页
    查看更多>>摘要：为了提高热电联产机组的运行灵活性,本文搭建了 350 MW机组与热网动态模型,研究了热网及热用户的动态特性,获得了不同环境温度、热用户温度边界条件下热网的最大蓄热能力以及热网蓄/放热能力对机组调峰能力的影响.结果表明:热网供回水温度、热用户温度均与抽汽流量近似呈线性关系;热网最大蓄热能力随着环境温度的降低增加而减小,当环境温度从0℃降低到-20℃时,最大蓄热能力下降了 47.4％;机组调峰能力提升量随环境温度降低略有增加,环境温度从0℃下降至-20℃时,机组调峰能力提升量从6.9 MW增加至9.6 MW;热网热效率随着环境温度与抽汽流量的增加略微提高,但热网的效率较低,并且随着环境温度与抽汽流量的增加明显提高.

    热电联产热网蓄热动态特性

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    深共晶溶剂碳捕集性能的影响因素研究

    张宸苏亭宇张舵咏田永强...
    2974-2978页
    查看更多>>摘要：近年来碳捕集技术受到了广泛关注,但是尚缺乏高效的碳捕集材料.本文合成了多种不同的深共晶溶剂(DES),从多个角度比较了材料吸附量的差异.乙醇胺(MEA)基的DES的吸附量可以在20℃和0.24 MPa达到4.39 mmol/g,而乙酸(AcOH)基的DES在相同条件下仅能达到0.85 mmol/g.这主要是由于MEA可以和CO2发生化学反应生成氨基甲酸单乙醇酰胺,而AcOH则仅为CO2的物理溶解.DES的吸附量随CO2分压升高而增大,随温度的升高而降低.特别是AcOH-TPAC-7的吸附量在25℃、0.24 MPa下比20℃、0.24 MPa衰减了 40.2％.AcOH-TPAC-7的吸附量随水含量增加而增大,而MEA-TPAC-7呈现相反趋势.

    二氧化碳捕集深共晶溶剂吸附性能吸附量

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