大型软包锂离子电池的热物性实验研究

针对大型软包锂离子电池热物性参数的测定问题,提出适用于该型电池的热参数表征方法. 基于准稳态导热原理,建立电池的传热理论模型. 开展实验研究电池的比定压热容和导热系数与温度的依变关系,分析热损对测试结果的影响,对测试方法的有效性进行验证. 结果表明,电池比定压热容随着温度的升高而线性增大,导热系数受温度的影响较小. 在900 s内可以测得电池热参数在10~60 °C下的变化状况,实验验证结果显示测算精度高于92.3%,具有测算周期短、准确度高和测试灵活等优势.     

螺旋侧板厚度对浮式风力机Spar平台涡激载荷的影响

Spar平台因其特殊的深吃水立柱式结构,在来流影响下极易发生涡激运动。为探究不同厚度螺旋侧板对浮式风力机Spar平台涡激载荷的影响,基于CFD方法,针对不同厚度螺旋侧板,对平台进行了数值模拟并详细分析平台的升阻力系数、压力场及涡量场等流场参数。结果表明:螺旋侧板可有效抑制涡激载荷,且随厚度增加,升力系数幅值先增加后减小,阻力系数逐步减小;在研究范围内,螺旋侧板厚度为0.10 D时,升力系数幅值最小,阻力系数与原型平台在同一范围内,对涡激载荷的抑制效果最好。     

高纯ZnAl_2O_4纳米颗粒的制备及其微结构分析

将机械力化学与超声波化学相结合制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。分析了样品的表面形貌、晶体结构及微观结构。研究结果表明:当焙烧温度为600~900℃时,ZnO与γ-Al_2O_3固相反应制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。随着焙烧温度的升高,材料的致密度增大,结晶度提高,平均孔径依次增大,比表面积明显下降,孔隙率降低。     

同轴电射流打印实验研究

分别以光刻胶和硅油作为内、外液进行了同轴电射流打印实验,研究了关键工作参数对电射流形态及打印结果的影响,包括外液粘度、溶液流量以及施加在喷针上的电压。实验结果表明,同轴电射流形态受外液粘度影响较大,粘度越大,射流的聚焦效果越好;打印结果尺寸随着溶液流量的增大而增大;电压过小,液体无法形成射流,电压过大,液体会形成多股射流的不稳定状态。     

CO_2水合反应循环增压实验研究

针对CO2作为天然工质优越的制冷特性以及水合物技术在多领域的发展前景,利用水合物相平衡转折温度下压力急剧上升的特点,通过流程的创新设计,提出了一种利用CO2水合物交替生成与分解的过程来实现增压的循环系统。基于CO2复叠制冷低温级的热力学分析,结合对相平衡转折温度的考虑,通过实验表明,在套管式反应器中,0.3%(质量分数)SDS的动力学添加剂较之4%(质量分数)THF热力学添加剂更能促进CO2水合物的生成,在-2℃、1.4MPa的前提下,合成时间为60min;在0.3%SDS的溶液中,温度越低越易于水合物生成,其临界温度接近于-2℃,低于-2℃时,溶液结冰会堵塞管道;两套管式反应器交替运行,得到了-2℃合成、10℃分解的最佳循环温度,55min的最短循环时间,分解后的高压CO2气体经冷凝节流后达到了-36℃的低温。     

能源动力类专业有限元课程教学改革与尝试

有限元法已广泛应用于工程实际的各领域中,已成为强有力的数值计算工具。本文针对高校能源与动力类专业有限元课程教学中存在的问题,结合笔者在实践教学中的经验和思考,对有限元课程所采用教学模式的目的、内容、方法等方面进行了探讨和总结,着力增强学生学习有限元课程的兴趣,提高教学质量,培养学生采用有限元软件解决工程实际问题的能力。     

热风再循环机炉耦合高效发电系统变负荷性能仿真及优化

基于热风再循环回收烟气余热的机炉耦合发电（HAR）系统具有高效节能、受热面投资少、运行安全性高等优点。为解决其在全负荷范围安全又高效运行的问题,本文以某600MW烟煤机组为例,利用Ebsilon软件对HAR系统进行变负荷仿真研究。结果表明：烟气余热回收系统的排烟温度随负荷减小而降低,使锅炉空气预热器在低负荷下面临严重低温腐蚀风险;在低负荷下,现有的HAR系统难以通过调节高压、低压省煤器吸热量控制空气预热器冷端金属温度从而控制低温腐蚀;为在全负荷范围保证HAR系统内受热面安全可靠运行,提出了在余热回收系统中增设热量旁通管的HAR优化系统;在50%~100%热耗率验收工况（THA）负荷范围,应用该系统可使实例机组的标煤煤耗降低1.94~3.32g/(kW·h),在全负荷范围保持显著节能效益。为进一步推进该技术付诸应用,文章提出了HAR优化系统的运行控制方法。     

市政污泥吸附等温线模型和热力学性质

采用静态重量法测定了市政污泥在30℃、40℃、50℃下的吸附等温线,选用11个常见的数学模型对实验数据进行了拟合并对最佳模型进行了解析,通过净等量吸附热q_st、微分熵ΔS、扩散压力π、净积分焓q_in和净积分熵ΔS_in等指标评价污泥的热力学性质。试验结果表明,在温度恒定时,等温曲线属于Ⅱ型,GAB模型拟合效果最佳,能较好地反映平衡含水量随水分活度的变化。应用Clausius-Clapeyron方程,利用等温线模型计算净等量吸附热和微分熵,随着平衡含水率的增加,净等量吸附热和微分熵明显降低,调和平均温度T_hm与等速温度T_l不等,焓-熵补偿理论成立。在一定的水活度下,扩散压力随温度的升高而减小,在温度恒定的情况下,扩张压力随水分活度增大而升高。净积分焓随平衡含水率的增加而减小,而净积分熵在低平衡含水率时随平衡含水率的增加而减小,在30℃、40℃和50℃时分别达到最小值-75.698J/(K?mol)、-78.987J/(K?mol)和-82.687J/(K?mol),然后呈上升趋势。     

高孔密度下泡沫铜的填充率对石蜡融化传热机理的影响

基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了一套可视化蓄热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜填充率对石蜡相变过程的强化传热机理,得到了复合相变蓄热材料的综合传热系数。实验结果表明,当泡沫铜填充率为0、0.43%、1.29%和2.15%时,复合相变材料的综合传热系数先减小后增大,分别为1.26W/(m·K)、1.18W/(m·K)、1.44W/(m·K)和1.88W/(m·K),因此随着泡沫铜填充率的增加,复合相变材料的融化时间先增长后缩短。此外,随着泡沫铜填充率从0.43%增至2.15%,复合相变材料融化时传热机制中导热占比从17.26%上升到86.01%,自然对流占比从82.74%下降到13.99%。     

ZIF-8多孔材料吸附CO2的格子Boltzmann模拟

基于格子Boltzmann方法,在表征体元尺度上研究了ZIF-8材料吸附烟气中CO₂的流动耦合传质过程。分别采用二维D2Q9、D2Q5模型描述速度场和浓度场,分析了ZIF-8吸附剂粒径在0.05～0.20 mm、孔隙率在0.50～0.80以及颗粒排列方式对CO₂吸附性能的影响,并描述了吸附床中的流动、扩散以及吸附现象。结果表明：粒径越大,吸附床中对流作用越强,吸附平衡所需时间减小;孔隙率越小,局部流速增大越明显,为避免流速过大造成局部吸附不充分,工程应用中宜采用孔隙率较大的ZIF-8吸附剂;与采用随机排列和错列排列相比,顺列分布时可有效缩短达到吸附平衡所需的时间;对CO₂吸附量影响的敏感性依次为孔隙率>排列方式>粒径,因此在实际应用中应首先考虑对ZIF-8孔隙率的选择。