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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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    基于图论与换热器分离的引射式循环构建方法

    崔梦迪王宝龙韦发林
    1883-1889页
    查看更多>>摘要：构建高效制冷循环是发展高效制冷系统、实现制冷行业节能减排的核心内容。传统制冷循环构建往往基于专家经验，构建的制冷循环性能因人而异，且难以获取全局最优结构。基于图论和换热器分离的方法，本文提出了含引射器的制冷循环自动构建方法，确定了引射器结构和引射式循环构型的数学化描述，建立了引射式循环的构建算法，并应用所提方法构建了适用于冷冻温区的引射式两相回热循环。结果表明:相比于经典的引射器回收膨胀功循环，能效比提升23％。

    循环构建图论引射器制冷循环

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    开式布雷顿循环构型对比及优化设计

    王鹤兴钱奕然代晏冰韩小渠...
    1890-1896页
    查看更多>>摘要：布雷顿循环具有高效、紧凑的特点，适合作为核反应堆热电转换系统。本文基于EBSILON软件建立了简单循环、简单回热循环、再热回热循环和间冷回热循环四种开式布雷顿循环构型的系统仿真模型，对循环关键参数进行热力学分析，以循环效率、功率密度为性能指标进行了循环参数优化，并与闭式布雷顿循环进行了对比分析。结果表明，四种开式循环构型中再热回热循环效率最高，可达25。44％;简单回热循环功率密度最高，可达171。13 kW·m-3;将开式循环改进为空冷闭式空气布雷顿循环，最高循环效率提高12。56个百分点，最高功率密度增加11。87 kW·m-3。

    开式布雷顿循环热力学分析循环参数优化构型对比

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    竖直表面氦的膜状冷凝过程传热传质机理

    韦涛陈鑫朱少龙植晓琴...
    1897-1907页
    查看更多>>摘要：液氦作为沸点最低(4。21 K)的重要低温流体，被应用于各种低温系统及低温实验室等。氦的膜状冷凝效率是当前使用低温制冷机的小型氦液化及再冷凝回收系统实现性能提升的关键因素，但目前尚缺乏针对性的理论和实验研究。本文基于现有的实验研究，搭建低温竖直表面氦的膜状冷凝CFD模型，模拟不同冷凝温差下氦在竖直表面的膜状冷凝过程，揭示其液膜分布与传热特性，本研究旨在为小型氦液化系统中氦冷凝器的设计及优化方向提供理论指导。

    氦液化膜状冷凝CFD模拟冷凝液膜传热系数

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    圆柱发热体内圆截面液冷通道的构形优化

    李云峰谢志辉陈林根冯辉君...
    1908-1916页
    查看更多>>摘要：建立了一类在均匀产热的圆柱发热体中嵌入圆截面等温液冷通道的热源-热沉集成模型，基于构形理论，给定圆柱发热体截面积和通道截面积占比为约束条件，以液冷通道数及其半径为设计变量，研究了液冷通道分布对集成模型散热能力的影响，获得了不同液冷通道截面积占比下的最优构形。当通道截面积占比和通道数给定时，均存在最优的圆心距使得热源-热沉整体的散热性能最优，但对应两个指标的最优圆心距不同。给定通道截面积占比时，无量纲最高温度和无量纲(积)当量热阻均随通道数的增加而降低;给定通道数时，无量纲最高温度和无量纲(积)当量热阻均随通道截面积占比的增加而降低。本文所得研究结果可对圆柱器件高效冷却的热设计提供理论指导。

    构形理论(积)理论电子器件散热热设计广义热力学优化

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    翅片型中置式光伏Trombe墙性能的数值模拟

    肖兰张雨晴吴双应徐世杰...
    1917-1923页
    查看更多>>摘要：提出一种带有竖直翅片的中置式光伏Trombe墙，基于热力学第一和第二定律，数值研究翅片间距和高度对其性能的影响，并与无翅片的中置式光伏Trombe墙进行性能对比。结果表明:在一定的翅片间距和翅片高度范围内，热效率可以得到有效提高;减小翅片间距和增大翅片高度能够提升电效率。引入综合效率计算发现，相比于热能，获得的电能在整体能效中占主导地位。在较大的翅片高度下，存在最佳翅片间距使综合效率最大化，且翅片高度的增大提升了系统的综合效率。翅片型中置式光伏Trombe墙在翅片间距和高度分别为15。625 mm和45 mm时的综合效率达到了 12。74％，相对于无翅片的系统提高了11。29％，具有很大的应用潜力。

    翅片中置式光伏Trombe墙自然对流性能评价

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    微型高比功率热声斯特林发电机实验研究

    肖望余国瑶马英马壮...
    1924-1931页
    查看更多>>摘要：高比功率百瓦级便携电源在户外运动、应急救灾等场景有着重要需求。热声斯特林发电机因其外燃属性而燃料选择性广泛，同时兼具高效、紧凑、可靠和静音等特点，是构建便携式电源系统的重要发电技术。本文首次提出采用螺旋管束式热端换热器来提升燃烧-交变流动换热性能和比功率。首先基于热声学的阻抗匹配和燃烧传热耦合，设计并研制了一套百瓦级热声斯特林发电系统;然后实验考察了不同工作压力、负载、燃烧功率下的输出特性;最后开展了损失分析。初步实验结果表明，该发电系统在管壁侧烟气温度为765℃时的最大输出电功为415 W，以柴油热值计算的对应热电效率为13。9％。受益于135 Hz的超高工作频率和轻量化设计，发电机本体的比功率达到112 W/kg，展现出突出的应用潜力。

    超高频螺旋管束换热器热声斯特林输出特性

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    计及源荷不确定性的光/氢/储建筑能源系统高效热电协同智能调度

    孙立王显连苏志刚施娟...
    1932-1940页
    查看更多>>摘要：光伏耦合燃料电池热电联产技术在低碳建筑能源系统中具有广泛的应用前景。然而，该系统的热电协同调度面临多能流、强耦合及源荷不确定性的问题。为解决该问题，本文建立了新型建筑能源系统的多能耦合模型，构造了以日内综合能耗最优为目标、以电热供需平衡及储能容量边界为约束条件的优化问题。通过在多组随机光伏出力及电热负荷下训练神经网络，本文提出一种改进的深度强化学习(深度确定性策略梯度，DDPG)算法，实现电/热储能设备可充放区间的快速评价及热电协同调度的快速决策。仿真结果表明，本文提出的改进DDPG算法在典型日场景下的训练收敛速度显著提升，并使热电协同调度综合能耗降低10。36％。基于60组具有10％-30％不确定区间的随机源荷场景仿真结果表明，相比于传统DDPG、基于规则的方法和动态规划方法，本文提出的改进DDPG算法可实现近似理论极限的调度结果，提高了系统对不确定性的鲁棒性和适应性。

    建筑能源系统深度强化学习燃料电池热电协同调度光伏发电

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    2 MW风热机组载荷特性仿真分析

    徐飞孙香宇李彬晔曾嘉俊...
    1941-1948页
    查看更多>>摘要：风热机组是风能热利用的主要形式之一，压缩机特性和控制策略的改变会造成其载荷有别于风电机组，为了探究两者载荷特性的异同，本文以2MW风电机组为基本模型，在GH Bladed中通过修改模型中电机参数和控制策略，得到实际运行的风热机组的模型。通过与风电机组对比，得出风热机组在叶片y方向、轮毂和塔架y以及z方向的力矩都有所减小的结论，为风热机组叶片等部件的强度校核提供了参考。

    风热机组控制载荷

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    基于叶片载荷分布的离心风机多目标优化设计

    崔文豪冯建军朱国俊刘博星...
    1949-1959页
    查看更多>>摘要：为实现离心风机气动性能的综合提升，将叶轮的叶片载荷分布作为设计参数，以风机全压效率、静压效率及全压作为优化目标建立优化设计体系。采用Morris方法分析设计变量与目标函数间的敏感性关系，综合计算流体力学和径向基神经网络建立设计变量与优化目标间的响应关系，结合遗传算法对离心叶轮进行优化。结果表明:叶片轮盖侧的前缘载荷是风机全压效率的主要影响参数;风机全压对于叶片载荷中间直线段斜率的敏感性较强;风机静压效率主要受到轮盘侧叶片载荷分布中间直线段斜率的影响。优化后风机全压效率、静压效率、全压分别提升了 2％、1。4％、34 Pa;优化后叶片载荷分布呈后加载形式，叶片吸力面靠近轮盖侧的流动分离现象明显改善，尾缘二次泄漏流得到抑制。

    离心风机叶片载荷分布Morris敏感性分析径向基神经网络多目标优化

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    透平级小翼-凹槽叶顶耦合传热性能研究

    吴琛琦李浩玉何坤晏鑫...
    1960-1969页
    查看更多>>摘要：采用耦合传热方法研究了透平级小翼-凹槽叶顶的冷却传热性能，分析了耦合传热对两种凹槽叶顶(传统凹槽叶顶和带压力侧小翼凹槽叶顶)和动叶表面的传热系数、净热量减小量和气膜冷却效率分布的影响。结果表明:耦合传热对凹槽叶顶和动叶表面的冷却传热性能有显著影响。与纯流动区域计算结果相比:考虑耦合传热时传统凹槽叶顶面积平均传热系数增大了 6。26％、带压力侧小翼凹槽叶顶面积平均传热系数减小了 1。67％;考虑耦合传热时带压力侧小翼凹槽叶顶的动叶压力面平均传热系数增大了 23。73％、吸力面平均传热系数增大了 2。18％。叶顶结构对叶片表面的冷却传热性能影响较小。

    凹槽叶顶小翼耦合传热气膜冷却

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