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工程热物理学报杂志

杂志介绍

工程热物理学报杂志是由中国科学院主管,中国工程热物理学会;中国科学院工程热物理研究所主办的一本北大期刊。

工程热物理学报杂志创刊于1980,发行周期为月刊,杂志类别为政治类。

  • 液滴型振动式能量收集器的实验研究

    关键词: 能量收集  液滴  输出功率  

    能量收集是一种将环境中微小的能量转换成电能的技术,具有清洁环保的优点。本文主要研究了液滴型振动式能量收集器的输出特性和相关影响因素。本文首先制作了基于单颗液滴的振动式能量收集器,然后对其输出电压和输出功率进行了测量。实验结果表明,由于液体与固体的有效接触面积更大,液滴型振动式能量收集器的输出性能比无液滴的振动式能量收集器...

  • 直驱式潮汐能反渗透海水淡化系统性能计算模型及分析

    关键词: 潮汐能  海水淡化  反渗透  计算模型  

    建立了直驱式潮汐能反渗透海水淡化系统的性能计算模型,考察了潮汐泄湖内外形成的水位差对水轮机和高压泵流量、膜元件产水流量和回收率以及系统总效率的影响,分析了水轮机不同额定水头以及高压泵不同出口压力的情况下系统性能的变化规律。结果表明:随着水位差的增大,膜元件产水流量先增大而后减小,回收率先减小而后增大,系统总效率不断下降随后...

  • 不平衡数据技术在冷水机组故障诊断中的应用

    关键词: 冷水机组  故障诊断技术  smote  过采样  不平衡数据  

    数据驱动的冷水机组模型通常只用于专有对象,当涉及到一种不同类型的冷水机组时,需要大量的正常数据和故障数据训练一个新的模型,这既耗时又依赖大量数据,不利于冷水机组故障诊断技术在实际应用中的推广。本文的研究中,介绍了处理不平衡数据技术,探索将离心式冷水机组训练成一个能够诊断螺杆式冷水机组故障的新模型的可能性,即只需使用少量新数...

  • 透平横向流动对成型孔气膜冷却的影响

    关键词: 主流横向流动  气膜有效度  冷却气迁移  

    为了揭示透平叶片通道近壁横向流动对成型孔气膜冷却的影响,本文采用等宽弯通道进行端壁平面气膜冷却,以研究近端壁横向流动单一因素对气膜冷却特性的影响。本文在直通道实验段和弯通道实验段中采用压力敏感漆(PSP)方法测量绝热气膜有效度,对比两实验段中气膜冷却的差别来阐述横向流动对气膜冷却有效度分布的影响。气膜冷却区域从气膜孔出口沿横...

  • 超临界二氧化碳布雷顿循环及其向心透平的设计与分析

    关键词: 超临界二氧化碳  布雷顿循环  向心透平  变工况  

    本文初步设计了超临界二氧化碳布雷顿循环的热力参数,输出功率在1.5 MW左右。同时本文对超临界二氧化碳热力系统核心部件向心透平进行设计,并进行了CFD数值模拟、变工况预测与计算,结果表明流量、效率等总体参数都达到设计目标,各气动参数计算值与设计值的趋势也保持一致,CFD计算结果与一维变工况预测结果基本符合。

  • 不同DDES对压气机叶栅流动预测性能评估

    关键词: ddes  压气机  角区分离  各向异性  能谱密度  

    本文采用基于SA模型和SST模型的两种延迟脱体涡模拟方法(DDES)对压气机高负荷PVD叶栅进行数值模拟。评估了这两种方法对叶栅内三维角区分离流动现象的预测准确性。通过对比发现DDES-SA方法过大地预测了压气机叶栅内的三维角区分离流动现象,而DDES-SST方法与实验结果符合的较好。基于这两种方法建立的湍流场数据库,本文还分析了角区分离区内湍流...

  • 预旋槽缝流及间隙射流对端壁冷却性能的影响

    关键词: 燃气涡轮  端壁冷却  间隙泄漏流  数值模拟  

    本文针对同时具有上游槽缝、端壁气膜孔及通道间隙的流道结构,采用求解雷诺时均方程的数值方法,计算了槽缝流量比、端壁吹风比、密度比及旋流比对下端壁冷却性能的影响。结果表明,增加上游槽缝流量可增加冷却气体在端壁的覆盖面积并强化端壁前缘的冷却效果;冷却流体密度比的增加会导致冷却射流随横向梯度迁移的趋势减弱;随吹风比的增加,通道间隙...

  • 实验研究层板结构对端壁冷却的影响

    关键词: 端壁冷却  层板结构  综合冷却  温度比  

    本文在主-冷流温比(TR)大于2.0的情况下,利用红外热像技术研究了多孔层板给导叶端壁带来的温降与综合冷却效率分布,并探讨了冷-热流质量流量比(MFR)和TR的影响。通过实验结果比较可以发现:1)利用层板取代金属实心端壁,可以加强端壁导热作用,层板内的冷气作用可进一步降低端壁表面温度,尤其是吸力面附近,但在压力面根部,层板内冷气作用非常弱,材...

  • 基于体积力模型的高速压气机仿真研究

    关键词: 体积力模型  能量方程  cfx  源项  

    针对传统体积力模型应用于跨声速压气机精度不够的问题,发展了带能量源项的三维体积力模型。在从单通道RANS定常结果提取体积力源项时,考虑控制体能量方程,提取出能量源项,连同力源项一起加入到CFX软件中进行求解。将仿真结果与实验数据对比,从而修正源项的值和分布,并循环计算。最终结果表明:体积力模型成功模拟了NASA Rotor37在设计转速下的气...

  • 叶尖小翼结合凹槽对压气机叶栅间隙流场的影响

    关键词: 叶尖小翼  叶顶凹槽  压气机叶栅  间隙流场  

    为了揭示叶尖小翼结合叶顶凹槽对压气机叶栅性能及其间隙流场的影响,采用数值模拟方法对一低速压气机叶栅进行了研究。结果表明,不同宽度吸力面小翼均能控制叶顶泄漏流,减少叶尖泄漏损失。吸力面小翼与叶顶凹槽相结合,可以进一步削弱叶顶泄漏涡强度及降低叶栅损失。不同叶顶间隙尺寸的数值计算结果表明吸力面小翼结合叶顶凹槽降低了叶栅损失的间...

  • 离心压气机蜗壳非轴对称性影响的研究

    关键词: 蜗壳  非轴对称几何  离心叶轮  旋转遥测系统  

    本文首先对一台1.5级离心压气机进行非定常数值模拟研究蜗壳非轴对称性对该压气机内部流动的影响结果表明:受蜗壳非轴对称几何影响,压气机内部的瞬态流场呈非轴对称分布,蜗舌的非定常干涉向上游延伸至叶轮进口;叶轮叶片表面的动态压力在蜗舌附近脉动幅值最大,其频域特征揭示该压力主要受蜗舌通过频率与扩压器叶片通过频率影响,且蜗舌影响最大。...

  • 建筑物扰流对分布式垂直轴风力机性能影响分析

    关键词: 垂直轴风力发电机  cfd  墙体扰流  滑移网格  

    分布式发电可充分开发利用各种分散能源,是新能源发展的趋势。但安装地周围建筑物对风力机性能有很大的影响。本文以一种组合式垂直轴风力机为研究对象,结合滑移网格技术,分析上游墙体对不同来流风速的扰流,紊流涡影响区域以及风力机性能变化。结果表明:建筑物扰流会影响其下游水平及垂直区域风的速度和流向;低来流风速下,风力机处于墙体紊流涡...

  • 数值模拟轴对称欠膨胀超声速射流啸叫单音

    关键词: 超声速欠膨胀射流  啸叫单音  模态切换  

    为了验证本文所采用的方法对射流啸叫单音特性的预测能力,针对不同马赫数下射流流场进行了数值模拟。采用SAS-SST模型模拟二维轴对称超声速欠膨胀射流的湍流流场,空间离散采用Roe格式,时间离散采用双时间步长法,远场边界采用无反射边界条件。模拟了激波单元结构形成过程,并对比了实验和计算所得的流场纹影图、不同位置上的压力和密度值;对于射流...

  • SCM-ACM求解二维不可压缩层流的精度研究

    关键词: 不可压缩流动  配置点谱方法  人工压缩法  精确解  精度研究  

    不可压缩流动问题因广泛存在于各种工程领域,而受到持续的关注和研究。数值方法是研究不可压缩流动问题的重要手段,开发高效高精度的数值方法是数值研究的重要方向。本文选取具有全域近似、指数收敛特性和高精度的配置点谱方法(spectral collocation method, SCM)离散控制方程,选取形式简单、易于收敛和实施的人工压缩法(artificial compressibi...

  • 气水泡状流绕流开孔圆管分离特性研究

    关键词: 泡状流  开孔圆管  气液绕流  分离效率  

    气液两相流绕流柱体时尾迹区内含气率通常较高,为了将这一特性用于气液分离,本文针对气水泡状流绕流开孔圆管的分离过程开展了实验研究,分析了入口水流量和含气率对开孔圆管气液分离性能的影响规律。结果表明,泡状流绕流过程受入口含气率大小影响,分为细泡状流阶段和泡状流向段塞流转变阶段。当细泡状流绕流时,大量气泡回流至开孔圆管壁面附近并...

  • 流化床半焦燃烧的DEM三维数值模拟

    关键词: dem  燃烧  气固流动  三维数值模拟  

    气相场基于欧拉法,颗粒相采用离散单元法(DEM),同时考虑气固流动、传热传质以及化学反应,构建了基于CFD-DEM法的稠密气固系统热转化过程的并行数值模拟方法及平台,并对实验室规模的流化床半焦燃烧过程进行了研究。通过准三维流化床中单颗粒燃烧模拟对所建立的模型进行了验证,其后考察了不同过量空气系数下的三维流化床半焦燃烧,获得了颗粒流型、...

  • 脉冲加热条件下垂直上升管内流动不稳定性研究

    关键词: 脉冲加热  数值模拟  流动不稳定  

    脉冲释能是未来基于惯性约束聚变或聚变-裂变混合堆能源系统的固有特性,掌握脉冲加热条件下冷却剂流动不稳定基本特性及其关键影响因素,对新型脉冲能源系统的发展有着重要意义。本文对脉冲加热条件下的垂直上升管内流动不稳定进行了建模与数值模拟研究。研究结果表明随着脉冲热负荷的增加,管内会依次发生三种不同的流量脉动或流动不稳定现象,分...

  • 结构和几何参数对碟式太阳能甲烷接收反应器性能的影响研究

    关键词: 碟式太阳能接收反应器  甲烷重整制氢  树形分叉结构  旋流槽道结构  

    与传统以定壁温或定热流作为边界条件不同,为更精确分析结构与扰流参数对碟式太阳能甲烷接收反应器性能的影响,本文考虑实际辐照,以高斯分布模型(Guassian distribution model)作为热流边界条件,提出树形分叉和旋流槽道型两种新型反应器结构,并对其内部传热传质进行了数值分析。文中分析了结构类型、隔板个数及层数、旋流槽道弧度及数量对接收反...

  • 基于动网格的飞灰沉积特性数值模拟

    关键词: 受热面  飞灰沉积  动网格  数值模拟  

    以中低温受热面顺排管束为研究对象,采用CFD-DPM和动网格方法模拟早期烟气侧飞灰在管束表面的沉积特性。建立了飞灰颗粒在管壁沉积、脱附和表面堆积的数学模型,并以用户自定义函数形式载入FLUENT参与控制方程的计算。对比了不同流速下含飞灰烟气外掠管束的沉积特性,给出了飞灰堆积的形貌。结果表明,在沉积初期,飞灰沉积以迎风面沉积为主,上游管...

  • 甲烷在干酪根中的吸附及扩散特性

    关键词: 干酪根  甲烷  吸附  扩散  

    本文采用巨正则蒙特卡罗和分子动力学方法研究了甲烷在两种干酪根(kerogenⅡ-A和kerogenⅡ-D)中的吸附和扩散特性,分析了温度、压力、埋藏深度及混有二氧化碳时对甲烷吸附扩散的影响。结果表明:甲烷吸附量随着地层温度的增加而减小,随着地层压力的增加而增大,且压力对吸附量的影响比温度大,随着埋存深度的增加先增大后减小,在3~4 km时达到最大值...

  • 格栅结构对多孔介质集热器性能影响研究

    关键词: 格栅结构  多孔介质  选择性反射  光线追迹  

    太阳能光热发电技术近年来发展十分迅速,集热器作为关键部件之一也吸引了很多研究者的关注。其中以多孔介质作为吸热体,空气作为传热工质的容积式集热器是最具有前景的集热器方案之一,这种集热器目前面临着辐射损失大的问题。本文提出在多孔介质外增设一层格栅结构,并研究了格栅结构对强化多孔介质吸收太阳辐射和减少热辐射损失的作用。光线追迹...

  • 广义辐射传热有热漏换热过程[火积]耗散最小化

    关键词: 换热过程  热漏  广义辐射传热规律耗散最小  有限时间热力学  

    换热器性能的提高有利于提高能源利用效率。本文研究了广义辐射传热规律[q∝△(T~n)]下与外界环境间存在热漏的换热过程,应用平均最优控制理论导出了过程[火积]耗散最小时的最优性条件。基于普适的优化结果,进一步得到了牛顿(n=1)、线性唯象(n=-1)、辐射(n=4)以及一类混合传热规律下的特例结果,并与热流率和热流体温度分别为定值的常规传热策略...

  • 碳管受限空间十二酸相变热特性研究

    关键词: 碳纳米管  十二酸  定形相变材料  

    本文制备了两种管径、不同填充率的碳纳米管填充十二酸的定形相变材料,对其结构和相变特性进行表征。结果表明,十二酸填充到碳管中后熔点和潜热降低,同时随着填充率的减小,熔点和潜热继续降低,当填充率减小到15.5%时,不再发生相变。分子动力学模拟所得结果与实验一致,同时微观结构分析表明,十二酸分子在碳管内优先附壁形成非晶相,而相变特性取决...

  • 热屏对离子推力器空心阴极性能影响研究

    关键词: 空心阴极  热设计  热屏设计  热效率  

    为了研究热屏对离子推力器空心阴极的性能的影响,本文建立了空心阴极热屏热量损失的半经验理论模型。计算了不同热屏结构对空心阴极的热量损失的影响,并对模型计算结果进行了实验验证。实验测试结果表明:空心阴极热屏不仅能够更有效的减少空心阴极加热器的热辐射,也可以缩短空心阴极热平衡时间、降低空心阴极稳态工作时功率提高空心阴极工作的性...

  • 多尺度多孔介质的有效气体渗透率研究

    关键词: 多孔介质  多尺度  气体渗透率  分形几何  努森数  

    多孔介质的气体渗透率对于油气资源、微机电系统、燃料电池、生物组织、纤维以及复合材料等具有重要的理论和实际意义。然而,多孔介质内孔隙结构和连通性十分复杂,孔隙尺度范围极广,从常规尺度到微纳米尺度形成了多尺度并存的物理结构,气体在多尺度孔隙结构中的流动涉及多种输运机制。本文基于分形几何理论,建立了多尺度多孔介质气体渗流的物理...

  • 智能热控技术及其在卫星蓄电池热管理中的应用

    关键词: 卫星热控技术  热智能材料  智能热控  有限元分析  

    随着空间探测需求提高,卫星载荷增加,设备精密程度提高,要求热控技术具备更高的控制精度和响应速度,同时消耗更少的重量、功率资源。本文提出一种基于热智能材料的智能热控技术,利用热智能材料热导率可智能调控的特点实现对被控对象与外界从隔热到良好导热的自主调控,响应速度在毫秒量级,可精确调控被控对象温度并显著降低资源消耗。文中基于大...

  • 多孔检测试纸渗透率实验及单胞数值模型

    关键词: 检测试纸  多孔介质  毛细流动  颗粒立方单胞  渗透率  

    本文对侧流试纸NC膜(硝酸纤维素膜)分别进行水平和竖直工况下的毛细流动实验,通过数据拟合得到渗透率。拍摄了NC膜的SEM图片,统计出其粒径和孔径的分布。基于该微观结构图像,提出一套全新的用来预测NC膜渗透率的颗粒立方单胞模型。基于颗粒立方单胞模型,推导了孔隙率、孔径和粒径三者间的理论关系,并得到基于称重法所测孔隙率的验证。最后,采用...

  • 石英灯热流分布计算方法对比研究

    关键词: 石英灯  热流模拟  对比  优化设计  

    对石英灯热流分布模拟的理论解析方法和蒙特卡罗方法及其简化方法进行了对比研究。对不同情况下石英灯热流分布计算结果进行了对比分析。结果表明,对于无反射屏的石英灯,各种方法计算获得的热流分布基本吻合,且均与试验结果符合较好;对于有平板反射屏的石英灯,除石英灯正下方遮挡区域外,其余大面积区域热流分布基本吻合,与试验结果符合较好。分...

  • 非贵金属阴极无膜直接甲酸燃料电池性能特性

    关键词: 非贵金属阴极  氧还原  无膜  直接甲酸燃料电池  

    本文以Vulcan XC72碳黑为前驱体制备了具有高氧还原催化活性的非贵金属催化剂,并构建了一种结构简单的管式阴极。研究发现基于此种管式阴极的直接甲酸燃料电池(DFFC)可省去昂贵的质子交换膜,且具有电池结构简单和电池成本低的优势。本文还研究了电池运行条件,如阳极液流速、燃料浓度及支持电解质浓度等对DFFC整体性能的影响。结果表明,当流速为0...

  • 基于透射法的泡沫金属热辐射特性测量方法

    关键词: 泡沫金属  边缘效应  透射法  热辐射特性  

    泡沫金属材料通常属于半透明介质,本文考虑热辐射传输中泡沫金属块材的边缘效应,引入高温热辐射特性测量中的多层结构模型并结合透射法测量热辐射特性的双厚度方法,将泡沫金属材料划分为边缘层、介质层等结构层,建立了边缘层-介质层-边缘层的三层结构模型,基于辐射传输过程获得了泡沫金属块材热辐射特性的求解方法.基于该方法,采用FTIR光谱仪对...

  • 二氧化钛改性硅胶的光催化和吸湿特性

    关键词: 吸附  复合材料  二氧化钛  光催化特性  氮氧化物  

    为提高硅胶吸附剂的氮氧化物去除性能,并且不影响其水蒸气传质性能,选择光催化性能优异的二氧化钛为改性材料,通过浸渍法制备不同二氧化钛含量的硅胶-二氧化钛复合材料。对复合材料的紫外透射性能、氮氧化物光催化性能和水蒸气吸附性能进行了实验研究。研究结果表明:随着二氧化钛含量的增加,复合材料透射光谱趋向二氧化钛·复合材料的氮氧化物去...

  • 高温含尘烟气深度净化和高品位余热回收一体化技术与装备

    关键词: 高温烟气  深度净化  余热回收  耦合  陶瓷膜  

    针对工业高温含尘烟气净化困难以及高品位余热难以回收的技术瓶颈,采用自制的陶瓷膜过滤管,通过耦合换热元件,首次研发出陶瓷膜高温除尘与换热一体化装置。通过结合亚松弛因子和数值模拟优化了一体化装置结构,使得装置内流场更均匀。通过液化气燃烧产生高温烟气并在烟道中可控地加入粉尘模拟高温含尘烟气,实验结果表明,该装置可对1000℃以上含尘...

  • 螺旋波纹管内拟序结构的实验研究

    关键词: 湍流  拟序结构  螺旋管  强化传热  

    本文结合立体视觉粒子图像测速技术(Stereo-PIV)和本征正交分解方法(POD)提取深槽螺旋波纹管内的拟序结构,这些拟序结构对传热传质具有主导作用。实验研究表明由快照POD提取的螺旋管内拟序结构的低阶特征能量比重非常大,流场中产生多对大尺度纵向涡结构,从拟序结构的角度揭示了螺旋管强化传热的原因。

  • 燃煤初期碳烟生成的激光诱导白炽光LII诊断研究

    关键词: 碳烟  hencken燃烧器  时间尺度分析  

    本文基于光学可视化Hencken平焰燃烧器系统平台,采用激光诱导白炽光(LII)方法对煤粉燃烧初期碳烟生成过程进行诊断。结果表明,高阶PH煤在燃烧初期产生的碳烟量高于低阶准东(Zhundong)煤。化学渗透热解模型计算结果证明这主要由PH煤热解过程中更高的焦油产量所致。时间尺度分析表明,在1500 K, 20%O2燃烧条件下,PH煤碳烟生成的特征时间(约20 ms)滞...

  • 基于CPD模型的煤粉颗粒着火特性的数值模拟

    关键词: 煤粉燃烧  脱挥发分  着火延迟  数值模拟  

    本文以Sandia国家实验室的携带流反应器为研究对象,采用详细化学反应机理以及CPD脱挥发分模型,并详细考虑挥发分的气体组分(CH4, CO, CO2, H2O, CH4, H2和C2H2),对煤粉颗粒的着火特性进行数值模拟研究,将模拟结果与实验测量值进行对比,验证了数值模拟的正确性。对炉内颗粒温度和气体成分进行详细的分析,对比不同给煤量以及煤种对着火延迟时间的...

  • CexMn1-xO2活性特征及对柴油机碳烟氧化的催化作用

    关键词: 氧空位  氧物种  碳烟氧化  柴油机  

    采用柠檬酸络合燃烧法制备出CexMn1-xO2系列催化剂,通过程序升温还原(TPO)、X-射线粉末衍射(XRD)、氮气吸附脱附、氢气程序升温还原(H2-TPR)等技术,探究了Mn改性CeO2对碳烟催化氧化的特征,并深入分析了催化剂氧物种与碳烟燃烧的联系。结果表明:Mn改性CeO2后催化剂晶型结构未发生改变,而亚晶尺寸却呈现递减趋势,其中Ce0.5Mn0.5O2比表面积较CeO2增...

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