工程热物理学报

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氨对煤挥发分燃烧NO生成和N转化特性的影响机理研究————作者：乔龙享;花昌豪;陈萍;张博涵;龚成;顾明言;罗坤;

摘要：氨煤混燃是降低碳排放的有效途径。然而已有研究主要集中在氨煤混燃的总包反应，对氨耦合煤挥发分燃烧过程中NO_x生成特性及燃料-N转化机理的研究鲜见报道。因此本研究以主要煤挥发性组分甲烷和氨混燃为研究对象，通过高温管式炉实验和CHEMKIN机理研究了NO的生成特征。结果表明，NO的产生随着掺氨比和温度的升高而增加。然而，当温度超过1400°C时，高温对还原过程的影响更为显著，使得N...

高温热管反应器原位融脱NiCu催化剂制氢性能研究————作者：马靖;徐灵杰;戴宇豪;赵宇彤;蒋博;常征;卢金树;唐大伟;

摘要：为解决高温热管反应器内甲烷水蒸气重整催化剂的烧结与积碳问题，本文采用原位融脱方法设计并制备了一种新型La_0.8Sr_0.2Ni_0.4Cu_0.6O₃ （NiCu-LSNC）钙钛矿催化剂。该催化剂前驱体通过溶胶-凝胶法合成，并在750℃下还原，使NiCu合金纳米颗粒在钙钛矿表面部分嵌入生长。通过...

基于先进(?)分析的改进型双压有机朗肯循环优化潜力研究————作者：杨新乐;赵晨毓;卜淑娟;李惟慷;于宁;戴文智;

摘要：为解决低压级热源温度与蒸发压力不匹配问题，在基本串联双压有机朗肯循环(dual-pressure organic Rankine cycle,DPORC)系统基础上提出一种双气液分离器的DPORC(double gas-liquid separator, DS-DPORC)系统。对比分析DPORC与DS-DPORC系统热力性能；并分别采用传统(?)与先进(?)分析方法对优化后DS-DPORC系统及...

基于不同光伏电池的水冷型PVT热泵系统性能分析————作者：刘蕾;姜山;李鑫盛;贾腾;赵耀;代彦军;

摘要：对基于不同光伏类型的水冷型PVT(光伏光热一体化)热泵系统进行了仿真研究。建立了光伏电池能量损失模型与水冷型PVT热泵系统数学模型，并进行实验验证。分析了PERC(钝化发射极和背面电池)/TOPCON(隧穿氧化钝化接触电池)/HJT(异质结电池)三种高效单晶硅光伏组件在不同温度下的能量分布、计算得出温度系数。结果显示不同电池的温度敏感性不同，其中HJT温度系数的绝对值最低，为-0.27%。比较了基...

封闭管道内氢气/空气预混火焰传播三维数值模拟————作者：张翔宇;肖华华;

摘要：本文采用高精度算法、自适应网格细化技术以及增厚火焰模型求解三维完全可压缩反应性Navier-Stokes方程，对封闭管道内氢气/空气预混火焰传播进行了三维数值模拟，重点探讨了管道宽度的影响。数值模拟结果表明：三维数值模拟能重现实验中观察到的郁金香火焰和变形郁金香火焰等复杂火焰现象；管道宽度变化会同时影响沿宽度和高度方向的火焰前锋形状演化；所有算例均经历了指数加速阶段，在同一时刻，管道宽度越小，火焰...

障碍物厚度对管道内火焰加速的影响————作者：黄浩磊;Valiev Damir;

摘要：本文基于Bychkov等的工作，进一步研究了障碍物厚度对火焰加速的影响。通过理论分析和数值模拟，发现障碍物厚度比的增加会减缓火焰加速过程。本文详细描述了在考虑障碍物厚度影响下的火焰加速模型，并实现了对火焰加速速率的定量预测。通过数值模拟开展了系统的参数化研究，重点关注障碍物厚度、阻塞比和气体膨胀比等因素对火焰加速的影响。模拟结果验证了模型的正确性以及Bychkov等提出的指形火焰加速机制与火焰在梳...

环境风作用下掺氨非预混射流火焰非对称推举高度研究————作者：王绍斐;唐飞;王强;郑静如;吕将;胡隆华;

摘要：氨作为零碳可再生燃料，展现出应对能源危机与气候变化的巨大潜力。氨/烃混合燃料克服了纯氨层流火焰速度低、反应性不足等缺陷，显著增强了其应用潜力。本研究采用实验手段，分析探讨了环境风对掺氨非预混射流火焰非对称推举高度的影响。结果表明，无风条件下推举高度随燃料出口速度的增加呈线性增长趋势，并与氨掺混比呈正相关关系；进一步分析了环境风作用下火焰迎风测与背风侧推举高度随风速变化规律，发现相同工况下背风侧推举...

锰掺杂改性钢渣用于钙基热化学储能特性研究————作者：李文杰;李晨光;雷少敏;郭欣;

摘要：钙循环技术(CaL)因其耐高温、高储热密度，与聚光太阳能(CSP)电站高度契合。然而，CaO循环稳定性差、吸光性能差，限制了系统的整体效率。本研究以钢渣为原料，通过醋酸浸渍并掺杂不同比例的锰来制备新型钙基材料。结果表明，掺杂5%锰的材料性能最佳。通过热重测试和30次循环储热实验，与CaO相比，吸附速率提高85%，储能密度提升73%。此外，其吸光率为CaO的9.5倍。光驱动模拟实验也进一步验证了其在...

低温环境下S-CO₂混合工质布雷顿循环系统热力学性能分析————作者：牛晓娟;付亚楠;雷有哲;岳桂磊;祁磊;洪文鹏;司和勇;

摘要：超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环应用于深海、极地等低温冷源场景时，压缩机入口温度受限于CO₂的临界参数（30.98℃）而无法进一步降低，在CO₂中添加第二组分工质是调整临界温度、提高系统循环效率的有效途径。本文对低温环境下的S-CO₂混合工质布雷顿循环系统进行热力学性能分析，选取SF₆

铯热离子–温差热电混合发电系统建模及优化————作者：马方惟;张昊春;邓明浩;罗曦;

摘要：随着空间探索任务的不断深入，对高效、可靠的空间核电源需求日益迫切。本文建立了一种由铯热离子能量转换器(Cesium Thermionic Energy Converter, CTEC)和温差发电器(Thermoelectric Generator, TEG)组成的静态混合动力发电系统的数学模型，考虑了CTEC模块的不可逆热损失和附加能垒，以及TEG模块的汤姆逊效应。探究CTEC输出电压、阳极功函数...

CO₂-煤气化耦合绿氢制备甲醇系统集成————作者：郑雅文;王珺瑶;刘建辉;何松;曾雪兰;杨光;

摘要：传统的煤化工行业面临着高能耗和高CO₂排放的问题。为了提高能量效率并减少CO₂排放，提出了一种将CO₂间接加氢与煤化工集成的新系统，即将CO₂作为气化剂送入煤气化炉，同时将绿氢送入化工产品合成单元调节氢碳比的新系统。以甲醇生产系统为例，研究了新系统的热力学和环境性能。结果显示，新系统的较优运行条件为CO

基于微纳超材料结构的热光伏发射器研究进展————作者：袁昆鹏;陈冰虹;徐珺涵;

摘要：微纳超材料结构由于其可调谐的选择性吸波或辐射特性，被广泛应用于热光伏系统中选择性热发射器的研究。本文从热光伏系统常用的光伏电池出发，针对几种光伏电池的外量子效率进行理想化辐射光谱分析，之后基于文献调研解释超材料发射器光谱调控机理并分析其性能指标。最后，根据辐射光谱，归纳现有超材料发射器结构并按时间顺序总结热光伏系统的实验研究，并在展望部分针对目前技术发展的挑战列出对策，为未来热光伏技术的发展提供理...

梯度组分阳极对SOFC电化学性能影响的数值研究————作者：付佩;曹自强;陈颖;谢洋;刘青山;陈轶嵩;

摘要：固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）是一种高效利用氢能的新型绿色能源技术，应用范围广泛，有利于转变我国的能源结构。对于平板式阳极支撑型SOFC，梯度阳极设计被认为是一种有望提高其综合性能的重要结构。本文针对梯度组分阳极SOFC开展数值研究，通过建立等温工况下三维多物理场耦合模型，模拟了SOFC内部的气体传输现象与电化学反应过程，通过对比梯度组分阳极SOFC与...

基于螺旋流道太阳能有序制氢反应器性能研究————作者：李梁;苏博生;袁妁;蔡嘉豪;

摘要：针对碟式太阳能聚光器产生的不均匀光斑的问题，本研究提供了一种新的解决思路，从化学反应本身吸热特征与受热面温度场的匹配性出发，设计了一种与聚光光斑温度梯度相匹配的新型螺旋流道太阳能有序制氢反应器。通过引入螺旋反应进程，反应器受热面最大温差从450 K下降至279 K，温度的下降能够明显提高反应器材料的物理性能，缓解反应器由聚光不均匀引发的材料疲劳和安全问题。通过与盘式反应器对比研究发现，在同等合适的...

基于前尾缘精确控制的超音速压气机叶型参数化设计方法研究————作者：唐宇安;阳诚武;赵胜丰;卢新根;邓坤盈;

摘要：超音压气机叶型面临着进口高马赫数带来的激波损失增加和激波与附面层之间强烈干涉等难题，这些因素严重限制了超音叶型的实际应用，而超音叶型的造型方法对叶型流动和损失影响显著。本文以唯一进气角理论为基础，将进口马赫数、气流角和叶型进口段设计参数关联，采用前尾缘精确控制方法，结合多段低阶Bezier曲线发展了超音压气机叶型参数化造型方法。利用该参数化方法对ARL-SL19叶型进行了拟合，并通过Fluent数...

非轴对称端壁对压气机叶栅迎角特性的影响————作者：郭汉文;金东海;于豪;张健成;戴宇辰;刘西武;桂幸民;

摘要：基于三维反问题设计方法研究了非轴对称端壁对压气机叶栅迎角特性的影响。反问题设计方法通过在端壁上给定静压分布迭代出相应端壁形状，使流动机理得以介入设计过程。反问题设计中，定量地给出合适的端壁压力分布是一个重要的问题。通过横向流的动力学模型来确定端壁上的横向压力分布，进而探讨0°迎角下设计的非轴对称端壁在不同迎角下对角区流动的影响。结果表明，在保证吸、压力面压差不变的情况下，局部加强叶栅通道后段吸力面...

基于LES-FEM方法的低比转速离心泵流噪声特性研究————作者：顾嘉嵘;高波;倪丹;张宁;王非凡;

摘要：为了探究低比转速离心泵流噪声分布特性，本文基于大涡模拟(LES)结合有限元(FEM)的混合法对不同工况下泵内部声源特性进行求解，获得了泵内部流噪声频域响应特性，揭示了不同声源对流噪声的贡献，并基于傅里叶逆变换(IFFT)对频谱进行转化，阐明流噪声随时间的变化规律。研究表明：由于动静干涉作用，叶轮出口具有较高的声功率；叶片偶极子噪声主要受流体作用在叶片表面的脉动载荷激励，呈现典型的宽频噪声，随着流量...

多台压气机串并联增压系统匹配分析方法研究————作者：王啸宸;顾春伟;

摘要：压缩空气储能等领域对增压系统压比、流量等调节范围提出了很高要求，需采用多台压气机串并联设计，以满足复杂工况的安全稳定运行，给系统匹配的准确预测和运行调节带来巨大挑战。本文提出了基于压气机通流计算的多台压气机串并联增压系统匹配分析方法，基于自主开发的压气机二维通流工具，建立了压气机通流和管路一维特性耦合计算的预测模型及平台，具备增压系统启停、升负荷等过程的准稳态匹配分析功能。针对某多台压气机增压系统...

上升管内气液两相流多尺度能量分布特性研究————作者：李乃良;刘力闻;刘常松;杜雪平;

摘要：开展上升管内气液两相流动力学运动特性研究，可为流型的准确识别和监测提供理论依据和数据支撑。从能量分布的角度实验研究了上升管内空气–水两相流泡状流、弹状流、环状流和段塞流的相间作用机理。基于多分辨率分析方法，利用db2小波将上升段压差信号时间序列分解到1～8尺度上，计算得到了各流型压差信号细节分量的无量纲能量，揭示了流型的多尺度能量分布机理。结果表明，泡状流的能量分布为双峰结构，而环状流、弹状流和段...

壁面温度对燃油液滴撞壁后飞溅规律影响的实验研究————作者：靳爽;张卫正;郭镇瑶;颜杰;原彦鹏;石智成;

摘要：为了揭示壁面温度对燃油液滴撞壁后飞溅现象的影响机制，本文搭建光学实验系统开展壁温对燃油液滴撞壁后飞溅现象的可视化研究。实验结果表明，在壁面温度-40～400?C和韦伯数42～720下，燃油液滴撞壁出现沉积、飞溅、破碎、二次雾化及反弹等行为模式。飞溅现象由于液冠结构破裂差异可分为先边缘脱落后整体破裂和液冠直接破裂呈现环形或指状溅射两种子模式。这主要是驱动液冠边缘脱落及整体破碎的不稳定性差异导致。壁温...

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