质子交换膜燃料电池阳极内流动与传质特性模拟

针对直流道质子交换膜燃料电池阳极，建立二维稳态的数学模型研究流道和电极内的流动和传质特性。模型采用通用Darcy定律来描述多孔介质与非多孔介质区域的流体流动，可以模拟沿流动方向上的物质变化情况，并探讨进口速度、进口氢气质量分数和催化层厚度对质量传输的影响。结果表明：增大进口速度、增加进口氢气质量分数、降低催化层厚度有利于氢气的质量传递。     

三角形微槽中的气体滑移流动特性

针对三角形微槽利用正交函数法求解了带一阶滑移边界条件的N-S方程，对不可压燃气体在等腰三角形和等边三角形微槽道内的充分发展层流滑移流动特性进行了理论分析，获得了三角形微槽内的速度分布和阻力特性的分析解，计算结果表明，正交函数法适用于三角形微槽内滑移流动特性的分析计算，在滑移流区，三角形微槽边界上出现滑移流动，且随着Knudsen数（气体分子的平均自由程与流道特征尺寸之比）的增大，壁面上的滑移速度越大，流动阻力随之减小，但三角形微槽的三个角区边界上的滑移速度增加较小，三角形微槽的高宽比对无量纲阻力常数随Kn的变化关系影响很小。     

铝电解质预焙槽气体焙烧流场与温度场数值模拟

应用κ－ε双方程模型和离散辐射强度法对铝电解槽气体焙烧的流场及温度场进行数值模拟。模型避免了辐射传热的空间积分运算，使温度场的求解简单方便。数值模拟所得到的温度场和流场与工业试验结果吻合较好。本文研究为铝电解预焙槽气体焙烧这一新的焙烧启动方法提供了理论基础。     

催化活性分布对甲醇水蒸气重整制氢的影响

为了强化微通道中甲醇水蒸气重整制氢,考察了催化表面活性分布对该反应过程的影响。利用计算流体力学软件FLUENT中的通用有限速率模型对微通道中甲醇水蒸气重整进行了二维数值研究。计算表明,在相同的反应条件下,通过微通道壁面上催化活性的合理分布可以提高反应器出口甲醇的转化率,这一效果在低进口温度和高速度下更为明显,在进口温度为453 K、进口速度为1.0 m/s下转化率最大提高46%。合理的活性分布应是进口处活性较低,沿着反应通道活性逐渐增加。这种催化活性分布还可降低反应通道中的冷点温差。     

在新型水平三维内微肋管中R134a的凝结传热

以R1 34a为工质 ,对一种新型水平三维内微肋管内凝结传热性能进行了实验 .实验管件为外径 1 6mm ,内径 1 2mm的铜管 ,实验工况范围为 :质量通量 1 2 5～ 2 85kg·m- 2 ·s- 1 ;进口压力 0 .51～ 0 .77MPa ;蒸汽干度0 .1 4～ 1 .将实验得到的局部传热系数与相同工况下Shah的水平光滑管内凝结传热关系式的预测值进行了比较 ,结果在本实验质量通量范围内 ,该三维内微肋管的局部凝结传热系数 (x =0 .6时 )是光管的 1 .7～ 3倍 ,平均强化比为 2 .2 .     

大型循环流化床锅炉整体动静态数学模型的建模方法研究

提出了一种建立大型商用循环流化床锅炉动静态整体数学模型的方法。该方法在描述循环流化床悬浮段内气固流动特性时考虑了固体物料的宽筛分特性和“核心－环”流动结构，并详尽考虑了循环流化床锅炉内发生的诸如燃烧、传热、有害物质的生成和还原等主要物理化学过程。针对目前国内容量最大的引进410t/hPyroflow循环流化床锅炉，采用该方法对其整体性能进行了预测。     

气体在任意截面形状微尺度槽道中的滑移流动

利用正交函数法对气体在具有任意截面形状的微尺度槽道内的充分发展层流滑移流动特性进行了理论分析,获得了任意截面形状微槽道内的速度分布和流动阻力特性的分析解,并以矩形微槽为例分析了微槽截面上的速度分布和阻力特性.结果表明：随Kn数的增加,由于壁面处滑移流动的影响,气体流经微槽的流动阻力常数小于大尺度理论预测值;理论分析解的结果与实验结果吻合较好,表明在一定的Kn数范围内Navier-Stokes方程在考虑了速度滑移后可以描述微通道内的气体流动过程;正交函数法在微槽内滑移流动的分析中是可行的.     

螺旋管内单相及沸腾的强化换热与阻力特性实验

实验研究了三维内肋螺旋管内单相及沸腾的强化换热与阻力性能。单相对流换热实验采用光滑螺旋管和两种不同结构尺寸的三维内肋螺旋管。与光滑螺旋管相比,在测试的流动范围内．两种三维内肋管的平均换热系数增加了71％和103％．平均阻力增加了90％和140％;曲率δ=0．0605、测试段长0．58m的三维内微肋螺旋管内流动沸腾换热实验结果表明：在不同质量流速、热流密度工况下,三维内微肋螺旋管的平均换热系数比光滑螺旋管增加40％到120％．阻力增加18％到119％。