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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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    微通道内R245fa沸腾换热和压降特性

    李冲方贤德
    3750-3755页
    查看更多>>摘要：对微通道内径1。83 mm和加热长度170 mm水平铜管内R245fa的沸腾换热和压降特性进行实验研究，分析热流密度、质量流率及过冷度对T5(沿实验段加热长度的轴向位置为z=130 mm)处沸腾换热和总压降的影响。实验热流密度40和50 kW·m-2，质量流率530、830和1130 kg·m-2·s-1，过冷度10和15 K，饱和压力177。79 kPa。结果表明:R245fa在管内沸腾换热的过程中，随着热流密度的逐级增加，管内T5处相继出现单相流、过冷沸腾和饱和沸腾，其中过冷沸腾和饱和沸腾阶段的换热形式是核态沸腾。换热系数随着热流密度的增大而增大，质量流率决定饱和沸腾起始的热流密度。热流密度、质量流率和过冷度对单相流换热和两相流换热的影响不同，且对压降的影响主要由管内摩擦压降和加速压降的大小决定。

    微通道R245fa沸腾换热压降

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    地震激励下铅铋堆晃荡特性研究

    陈亚楼明平剑于国鹏赵俊龙...
    3756-3761页
    查看更多>>摘要：在地震激励下，铅铋重金属流体易在反应堆内发生晃荡现象并导致堆内结构破损，因而对于该现象的研究具有重要意义。本文以反应堆上腔式为模型，基于自研CFD计算平台进行数值模拟。考虑到铅铋反应堆对结构紧凑型设计的需求，对堆内构件排布进行了改进处理，并与改进前进行对比。研究结果表明，改进后的结构在激励频率较低时对晃荡的抑制作用并不明显，随着激励频率的提高，晃荡抑制作用逐渐增强，并将剧烈的晃荡破碎模态转变为较为稳定的旋转晃荡模态。该研究分析了不同工况下铅铋堆的晃荡现象，对堆内构件的排布进行改进处理，并验证了改进效果的合理性，为铅铋堆的设计提供了指导。

    铅铋地震激励构件排布晃荡抑制

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    舰用燃气轮机间冷器优化设计

    杨健陈俊霖成克用淮秀兰...
    3762-3770页
    查看更多>>摘要：印刷电路板式换热器具有重量轻、体积小，紧凑度高和传热性能好等优点，非常适合用作舰用燃气轮机间冷器。本文针对舰用燃气轮机用的印刷电路板式间冷器进行了优化设计与分析，建立了印刷电路板式间冷器优化问题的数学模型，通过遗传算法的全局优化搜索能力分别以压降最小、质量最轻和紧凑度最高为目标进行间冷器结构参数优化，分析了固定热负荷条件下改变热侧工质质量流量对间冷器性能的影响。结果表明，单目标优化后的间冷器总压降减少了 81。52％，总质量减轻了 77。66％，紧凑度提高了 69。10％。

    燃气轮机印刷电路板式换热器间冷器遗传算法优化设计

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    锂离子电池热失控前锋面速度研究

    章方树冯旭宁
    3771-3776页
    查看更多>>摘要：锂离子电池的安全问题始终阻碍着电动汽车的推广，其安全问题的本质为锂离子电池热失控。锂离子电池的热失控通常是在电池内局部发生，进而以热失控前锋面的方式蔓延到电池整体，该蔓延现象在大容量、大体积电池内尤为明显。本文基于传热学原理，对锂离子电池热失控前锋面速度公式进行了推导，经过验证，该公式可精确预测电池热失控前锋面速度，精确度达到85。34％。本文推导的前锋面公式适用于不同体系的锂离子电池，可直接用来预测电池热失控蔓延速度，指导高安全电池设计。

    锂离子电池热失控热失控前锋面热传导

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    分子模拟研究Mg-MOF-74吸附工业废气中的CS2

    李婕刘佳祥陶文铨李卓...
    3777-3782页
    查看更多>>摘要：二硫化碳(CS2)是工业废气中常见的污染物，即使较低浓度也会对人体健康、环境、工业设备造成巨大危害。吸附法是分离工业废气中CS2经济环境效益较高的方法之一。本文采用巨正则蒙特卡洛和分子动力学方法研究了金属-有机框架材料(Mg-MOF-74)及其改性材料(NH2-Mg-MOF-74)对CS2的吸附性能和微观吸附机制，以期获得高效富集CS2的材料并有望应用于工业生产。研究结果表明:材料对CS2的吸附量高于活性炭、沸石等传统材料，属于Langmiur单分子层吸附;低压条件下，氨基(-NH2)有效增大了金属Mg附近的吸附密度，提高了材料的吸附性能。

    巨正则蒙特卡洛二硫化碳金属有机框架材料物理吸附

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    基于热电的散料能量收割装置性能分析研究

    周晨捷司天誉程志龙王秋旺...
    3783-3790页
    查看更多>>摘要：自然界存在着大量固体散料，在太阳的辐照下固体散料蕴含大量热量。本文设计了一种基于热电的固体散料能量收割装置，并建立了一维非稳态相变控温-热电发电模型，分析了该装置在沙漠和月球的运行情况，对比了不同初始温度、相变材料种类和相变层厚度对装置输出功率的影响。经过计算，该装置在沙漠日平均功率最高可达1。47W·m-2，在月球日平均功率最高可达14。76 W·m-2，该装置利用了昼夜温度波动，能够丰富极端自然条件下的能量来源方式。

    能量收割温差发电相变材料热焓法

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    海洋晃荡条件下板式换热器流动冷凝实验研究

    吴苏晨樊成成张文浩张程宾...
    3791-3798页
    查看更多>>摘要：板式换热器是浮式海洋温差能发电平台等海洋装备的重要部件。为揭示海洋晃荡对板式换热器冷凝特性的影响，本文采用三自由度运动平台模拟海洋晃荡条件，设计搭建了板式换热器流动冷凝可视化实验系统，研究板式换热器在竖直、倾斜和摇摆姿态下的流动冷凝传热特性，重点分析倾斜和摇摆条件对板式换热器流动冷凝传热的影响特性。研究结果表明，相较于竖直姿态，垂直负倾角和水平正倾角条件下板式换热器冷凝传热性能弱，但垂直正倾角和水平负倾角条件均可改善冷凝传热性能。此外，提高摇摆幅度改善工质均流性，使得板式换热器冷凝传热性能提升，但冷凝传热性能对摇摆频率并不敏感。

    板式换热器海洋晃荡两相流冷凝传热

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    碱性锌钴二次电池在深空探测领域应用研究

    尚文旭谈鹏
    3799-3803页
    查看更多>>摘要：深空探测领域是人类科学探索的新前沿，对电源系统提出了较高的要求，目前常用锂离子电池作为太阳电池阵的储备电源。然而，在深空探测任务的极端环境下，锂离子电池存在能量密度低、高安全隐患等局限性，因此需要寻找一种替代电池系统。碱性二次锌钴电池作为一种新兴的能源储存技术备受关注，其具有高理论容量和高工作电压的优势，能够在长时间光照条件不佳时提供持续供电，且高安全性能够降低事故风险。然而，目前面临的挑战主要集中在活性物质利用率低和自放电严重等问题上。本文通过优化质-荷-电传输特性，提高了锌电池中钴基正极的活性物质利用率。同时，针对自放电问题，采取增强电荷转移的方法进行了有效抑制。该研究展示了碱性锌钴二次电池在深空探测中的潜在应用优势，并为探索更先进的能源储存系统奠定了基础，推动了深空探测任务的发展，为人类更好地认识宇宙提供了新的契机。

    传质特性深空探测碱性锌钴二次电池

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    基于金属增材制造的新型发汗冷却推力室冷却特性研究

    解文博郭海龙祁超杰畅佳琪...
    3804-3809页
    查看更多>>摘要：目前，航空航天领域中高热负荷部件面临日趋严苛的热环境考验，本文设计了一种新型发汗冷却推力室，采用金属增材制造技术加工制造，并进行了高温燃气换热试验研究该新型发汗冷却推力室的综合冷却性能。研究发现:新型发汗冷却推力室具有高效、经济的特点以应对外部热环境的提升，而提高冷却剂供给可以进一步大幅提升冷却效果;在试验研究的温比(K=4。47～5。12)及流量比(M=0。03～0。15)内，流量比对内壁面温度及综合冷却效率的影响远大于温比;并且存在最优流量比，使冷却效率与冷却经济性最大。本文研究的基于金属增材制造技术的新型发汗冷却推力室加工方式简便、综合冷却效率高，可以为未来先进航空航天热防护冷却结构设计、加工与制造提供参考。

    发汗冷却火箭推力室金属增材制造技术换热试验综合冷却效率最优流量比

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    旋转条件下超临界压力碳氢燃料传热替代模型研究

    翁庆言姜培学胥蕊娜
    3810-3817页
    查看更多>>摘要：为了预测旋转条件下超临界压力碳氢燃料的对流换热性能，基于LightGBM算法建立了Nu数预测的传热替代模型。针对U型通道中不同的实验段，分别建立了单一管段模型以及基于所有数据的统一预测模型，研究了模型在数据集上的预测性能，同时利用特征重要性进一步认识了换热过程的物理规律。结果表明，离心段、水平段、向心段的预测模型误差分别为2。47％、5。09％、4。48％，三个模型在所有数据上的平均误差为4。06％，而误差为3。32％的统一预测模型表现更优。说明，即便不同实验段换热规律存在差异，但数据中存在的相似性有助于提高模型的性能。

    机器学习LightGBM旋转条件超临界压力碳氢燃料湍流换热

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