大容量锂电池液冷冷却结构设计及仿真分析

针对大容量锂离子电池组,建立了三维热模型,获取了锂电池在1 C、2 C和3 C条件下的温升特性。通过对微通道液体冷却结构的设计和CFD仿真模型,分析了在1 C放电条件下的冷却效果。仿真结果表明,采用微通道的冷却结构能够有效降低电池组温度,通过改变冷却液流量和入口温度能有效改善电池组温升和温度均匀性,从而使电池组工作在合理范围内。     

亚毫米平行板通道内燃烧过程的数值模拟

微动力系统是动力机械具有里程碑意义的发展.由于能量密度的极大优势,应用燃烧释放碳氢燃料的化学能转化为电能或者机械能的微动力系统有巨大的发展潜力和广阔的应用前景.微燃烧室是该类微系统的核心,本实验建立了1mm以下尺寸的平行板微燃烧室内的流动、传热和燃烧模型,在实验验证的基础上,用CFD软件进行了数值模拟,获得了亚毫米平行板通道高度、混合气流量和比率等参数对内部燃烧情况及壁面温度的影响规律.     

卓越工程师背景下"传热学"课程教学的思考

根据卓越工程师培养计划的基本要求,分析了"传热学"课程教学的现状和不足,并在教学内容、教学手段、考核方式等方面提出了课程改革的一些措施,以促进课堂的教学效果和学生实践应用能力的培养。     

点火位置对天然气转子发动机燃烧的影响

为了实现对火花点燃式转子发动机工作过程的动态模拟,建立了相应的湍流和燃烧模型。在此基础上,计算得到了转子发动机缸内的流场、温度场演变及火焰传播过程。并在相同点火条件下,分析了不同点火位置对缸内燃烧过程的影响。研究结果表明:点火位置位于湍流到单向流的过渡区域时,压力峰值增大,但同时缸内平均温度增大,NO排放量也相应增加。     

材料和喷口直径对多孔介质微燃烧的影响

为了进一步优化微燃烧室的设计,以最大化提高微燃烧室的能量转换效率及微热光电系统的整体工作效率,在前期工作的基础上设计了不同多孔介质材料及喷嘴/燃烧室内径比的多孔介质微燃烧室.通过实验验证,针对多孔介质微燃烧室内的氢氧预混燃烧进行了数值模拟计算,研究结果表明,多孔介质材料,喷嘴/燃烧室内径比对微燃烧室内的微尺度燃烧有重要影响,微燃烧室在多孔介质材料为SiC, 喷嘴/燃烧室内径比为0.27时燃烧效率最高,有利于提高微热光电系统的整体效率.     

亚毫米通道内的氢氧预混合燃烧

在亚毫米尺度,尺寸效应带来散热损失的激增和燃烧驻留时间的急剧减少,使燃烧室内预混合气的着火和燃烧条件恶化.针对碳化硅材质的亚毫米矩形燃烧室,改变混合气的流量和当量比,测出了不同高度燃烧室内氢氧预混合气的着火界限分布,并通过燃烧室外壁面和出口温度的测量,分析得出亚毫米通道内氢氧预混合燃烧的特性.结果表明,亚毫米尺寸与常规尺寸相比氢氧预混合气的稀燃界限明显升高,但仍能在一定条件下实现稳定燃烧;测试条件下,外壁面温度随氢气流量的增加而升高,但燃烧的充分性降低;少量的过量氧气能提高外壁面的温度,并使温度分布更均匀;由于导热系数较高,碳化硅材质的燃烧室外壁面温度分布比石英材质的要更均匀.     

乙醇/空气扩散火焰制备碳纳米管的影响因素

采用乙醇为燃料和碳源,改变取样时间、催化剂种类和基板材料,在扩散火焰中进行了合成碳纳米管的试验研究．对于制备出的碳纳米材料的微观形貌采用高分辨扫描电镜(HRSEM)、透射电镜(TEM)进行了表征．研究结果表明,取样时间较短(小于5,min)或过长(大于20,min)时,基板表面都无法生成碳纳米材料;催化剂的种类和浓度对合成碳纳米材料具有重要影响;含有多种催化活性金属元素的基板不利于合成均一碳纳米管;试验条件下合成碳纳米管的最优工艺条件是温度在650～750,℃,取样高度为20,mm,取样时间为10,min,基板材料和催化剂分别为铜和1.0,mol/L硝酸镍．     

燃烧室结构对微热光电系统能量转换的影响分析

针对微热光电系统,设计了4种结构的平行板燃烧室,在考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数的前提下,构建了系统能量转换模型并编制了相应的计算程序.通过计算得出不同结构的平行板燃烧室对系统能量转换的影响,重点分析了喷口形状、多孔介质、催化剂的使用等条件改变时辐射外壁面的温度分布、辐射能光谱分布、各子环节效率和系统整...     

内置错列挡板式微型燃烧器的工作特性

为提高微型热光电系统的输出性能,本文设计了一种内置错列挡板的平板式微型燃烧器,并通过构建的三维计算模型,研究了其工作过程的基本特征以及挡板间距和位置等结构参数的影响。研究结果表明:直通道内部设置挡板后,得益于换热效果的增强,辐射壁面的温度值和均匀性都有一定程度的提升;在2~5 mm的挡板间距范围内,每缩小1 mm,壁面温度约能提高17 K;挡板初始设置点则对壁面高温区域的分布形态和均匀性有直接影响,在4 mm时燃烧器工作效果最佳。     

微尺度下氢氧预混合气催化燃烧的研究

基于空间气相和表面催化的详细化学反应机理,应用计算流体动力学软件对亚毫米燃烧器内的氧氧预混合燃烧进行模拟,在对催化燃烧模型进行试验验证的基础上,讨论不同反应模型的燃烧特性以及壁面材料和进口流速等对催化燃烧反应的影响.模拟结果显示,表面催化反应会使壁面相邻位置空间气体内的OH质量分数降低,对该催化壁面临近区域的气相反应有所抑制;壁面催化反应与空间气相反应耦合进行时,燃烧效率可达到最大值;进口速度对出口排气温度的影响要大于对外壁面最高温度的影响,进口速度过高会导致燃烧效率降低;燃烧器材料的选择也对催化燃烧有着重要的影响,采用热导率较小的材料时,燃烧器壁面存在较高的温度梯度,燃烧器外壁面温度也较高,而采用热导率较大的材料时,壁面对进口端的气体预热作用增强,高温燃烧区域向入口端移动.