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发夹式换热器壳程流体传热特性及多目标优化
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作者 李雅侠 王鑫 +2 位作者 李百慧 张丽 张静 《北京化工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期26-33,共8页
采用数值模拟方法研究了发夹式换热器的壳程流体换热特性,并以提高综合性能指标PEC(总换热量与总功耗之比)和减小无量纲材料成本M'(换热器材料成本与原结构材料成本之比)为目标建立神经网络模型,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对... 采用数值模拟方法研究了发夹式换热器的壳程流体换热特性,并以提高综合性能指标PEC(总换热量与总功耗之比)和减小无量纲材料成本M'(换热器材料成本与原结构材料成本之比)为目标建立神经网络模型,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对无量纲参数折流板间距l'、折流板缺口高度h'、曲率半径r'和雷诺数Re这4个设计变量进行多目标优化。结果显示:在本研究范围内,弯管段的换热量占换热器总换热量的5.0%~16.3%,而功耗仅占总功耗的0.5%~1.0%,说明弯管段结构的存在使得发夹式换热器在功耗小幅增加的情况下换热性能显著提高;参数优化后,得到l'的最佳取值为2.50,h'、r'、Re的最佳取值范围分别为0.33~0.45、0.80~1.30、8000~11000。从优化解集中选取两个代表性解,与原结构相比,优化结构1的PEC提高了25.12%,M'基本不变;优化结构2的PEC提高了17.93%,M'值降低了6.56%,结果表明多目标优化对发夹式换热器结构参数的优化效果明显。 展开更多
关键词 发夹式换热器 结构参数 强化传热 非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ) 多目标优化
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基于固-液界面传热的异质结冰过程模拟
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作者 王军 张悦 +1 位作者 朱星光 夏国栋 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第2期130-139,共10页
采用分子动力学模拟方法研究了基于固-液界面传热的铂表面异质结冰过程。结果表明,对于疏水表面而言,界面传热是影响结冰过程的主要因素。一方面,疏水表面的界面热阻较大,通过疏水表面将水冷却至低温所需的时间较长,因而增加了冰成核时... 采用分子动力学模拟方法研究了基于固-液界面传热的铂表面异质结冰过程。结果表明,对于疏水表面而言,界面传热是影响结冰过程的主要因素。一方面,疏水表面的界面热阻较大,通过疏水表面将水冷却至低温所需的时间较长,因而增加了冰成核时间;另一方面,由于水分子在降温过程中可以逐渐排列成类冰结构,因此从形成冰核到液膜全部冻结的时间变短。对于亲水表面而言,固-液界面传热过程的影响较弱,固-液界面处较强的吸附作用可以诱导水分子排成类冰结构,是亲水表面促进结冰的主要原因。 展开更多
关键词 界面传热 异质结冰 固-液结合强度 分子动力学模拟 成核率 润湿性
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不同粗糙元结构下CaCO_(3)污垢局部沉积特性
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作者 韩志敏 周相宇 +1 位作者 张宏宇 徐志明 《化工学报》 北大核心 2025年第1期151-160,共10页
由于换热器实际的热交换过程中换热壁面并非绝对光滑,而粗糙换热壁面很容易在部分局部位置处结垢,因此基于已构建的局部析晶污垢模型,对不同粗糙元结构下CaCO_(3)污垢局部沉积特性进行数值模拟研究。对比了三种不同形状(矩形、梯形和三... 由于换热器实际的热交换过程中换热壁面并非绝对光滑,而粗糙换热壁面很容易在部分局部位置处结垢,因此基于已构建的局部析晶污垢模型,对不同粗糙元结构下CaCO_(3)污垢局部沉积特性进行数值模拟研究。对比了三种不同形状(矩形、梯形和三角形)的粗糙元,并详细分析了三角形粗糙元的相对高度和相对宽度的影响。结果表明,三种粗糙元通道内的局部污垢热阻平均值均小于光滑通道,其中三角形粗糙元的局部污垢热阻平均值最小。三种粗糙元通道局部污垢热阻沿通道长度增加均呈周期性变化,且在每个周期内均存在峰值,其中最大峰值位于粗糙元背风侧。此外,局部污垢热阻随着三角形粗糙元相对高度的增加而减小,随着相对宽度的增加而略有增加,说明相对高度对局部污垢沉积影响更大。 展开更多
关键词 粗糙元 CaCO_(3)污垢 模型 局部污垢热阻 结垢 数值模拟
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多尺度结构烧结沟槽表面沸腾传热性能
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作者 张喆 纪献兵 +2 位作者 杨聿昊 刘家璇 姚泊丞 《化工进展》 北大核心 2025年第2期669-676,共8页
为解决高热流密度电子元件的散热问题,本文采用不同粒径的铜粉烧结制备了多尺度结构沟槽表面,以FCM-47电子氟化液为工质,结合可视化,研究了多尺度结构对液体补充与汽泡逸出的作用,探寻了铜粉粒径与沟槽结构尺寸对汽泡产生、长大、脱离... 为解决高热流密度电子元件的散热问题,本文采用不同粒径的铜粉烧结制备了多尺度结构沟槽表面,以FCM-47电子氟化液为工质,结合可视化,研究了多尺度结构对液体补充与汽泡逸出的作用,探寻了铜粉粒径与沟槽结构尺寸对汽泡产生、长大、脱离及沸腾传热的影响。结果表明沟槽结构尺寸对沸腾换热有着显著的影响,其中谷部宽度影响着汽泡脱离直径,存在最佳宽度值,脊部高度及沟槽底层厚度的影响是沟槽所能提供的核化点数量、相变传热面积及汽液流动阻力平衡的结果。孔隙的理论分析和沸腾可视化均表明多尺度结构有利于沸腾换热。相较于球状铜粉,枝状铜粉在烧结后形成了具有大小孔径的多尺度结构通道,很好地兼顾了液体补充与汽泡逸出的不同需求,传热性能得到显著提升。其中粒径为150μm的枝状铜粉多尺度表面传热性能显著优于本实验范围内其他表面,在电子氟化液中的换热系数可达46.0kW/(m^(2)·K)。 展开更多
关键词 多尺度 烧结 沟槽结构 池沸腾 可视化 传热 相变
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侧壁凹槽结构微通道流动与换热特性
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作者 朱崎峰 崔阳 +3 位作者 赵同乐 温小萍 孙好雷 和文强 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期99-107,共9页
目的为探究凹槽形状对微通道热沉内液体流动与换热性能的影响,寻找适用于微通道流动减阻和强化传热的最优凹槽几何结构,以提高微通道热沉的冷却效率,方法通过试验测试不同体积流量下去离子水在扇形凹槽结构微通道、水滴形凹槽结构微通... 目的为探究凹槽形状对微通道热沉内液体流动与换热性能的影响,寻找适用于微通道流动减阻和强化传热的最优凹槽几何结构,以提高微通道热沉的冷却效率,方法通过试验测试不同体积流量下去离子水在扇形凹槽结构微通道、水滴形凹槽结构微通道和梯形凹槽结构微通道内的进出口压力降和温升,采用流动摩擦因子、平均努塞尔数、强化传热因子和场协同数评价不同微通道内液体强制对流的流动和换热性能,并与光滑微通道的性能进行对比。结果随着体积流量增加,微通道内液体流动压降、平均努塞尔数和强化传热因子增大,流动摩擦因子、进出口温差和场协同数则相应减小,表明微通道内液体流动的泵耗功率增大,但其对流换热性能和换热效率却均得到显著提升;3种凹槽结构内液体流动压降和平均摩擦因子均小于光滑微通道,降低了流动的泵耗功率;在液体流量较大时,水滴形凹槽结构微通道和梯形凹槽结构微通道的换热性能和换热效率均优于光滑微通道;扇形凹槽结构微通道的换热性能和换热效率最好,其平均努塞尔数和综合强化传热因子最高分别达到7.81和1.32。结论研究结果为改进微通道设计以解决超大规模集成电路芯片冷却问题提供了参考。 展开更多
关键词 微通道 凹槽 传热 努塞尔数
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新型多通道扭带强化传热性能的数值模拟
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作者 陆威 熊松宁 +1 位作者 吴志根 刘柏群 《石油化工》 北大核心 2025年第1期15-21,共7页
采用数值模拟的方法,研究了内插具有交替顺、逆时针扭转方向(C-CC)结构的多通道扭带的换热管在Re=6000~12000范围内的流动传热特性。模拟结果表明,插有C-CC结构多通道扭带的换热管的Nu与通道数量(N)和Re呈正相关,与扭转比(T_(R))负相关... 采用数值模拟的方法,研究了内插具有交替顺、逆时针扭转方向(C-CC)结构的多通道扭带的换热管在Re=6000~12000范围内的流动传热特性。模拟结果表明,插有C-CC结构多通道扭带的换热管的Nu与通道数量(N)和Re呈正相关,与扭转比(T_(R))负相关,相对于经典扭带(N=2)最高提升了30.7%;摩擦系数与N呈正相关,与Re和T_(R)负相关,相对于经典扭带最高增加了304%;综合换热因子与Re和N呈负相关,随T_(R)的增加先增加后减小,最高为0.887。较小T_(R)时,所研究的新型C-CC结构多通道扭带有着比常规多通道扭带更好的强化传热性能。 展开更多
关键词 数值模拟 多通道扭带 强化传热 场协同
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电场和改性PVDF膜相分离结构协同作用下逆流微细通道压降特性
7
作者 罗小平 贾梦帆 李世珍 《化工进展》 北大核心 2025年第2期646-659,共14页
为解决微通道两相流传热过程中相变导致体积急剧膨胀,引发的流速不均、压降波动、局部过热等问题,本文对有无电场作用下不同相分离透气孔密度的逆流微细通道(PSP00型、PSP04型、PSP06型、PSP10型)内流动沸腾两相压降进行了研究,引入性... 为解决微通道两相流传热过程中相变导致体积急剧膨胀,引发的流速不均、压降波动、局部过热等问题,本文对有无电场作用下不同相分离透气孔密度的逆流微细通道(PSP00型、PSP04型、PSP06型、PSP10型)内流动沸腾两相压降进行了研究,引入性能评估指标(PEC)对不同电压(0、200V、400V、600V)作用下有无相分离结构的逆流微通道的综合传热性能进行了研究,并利用高速摄影仪对通道进行了可视化研究,引入了受限气泡长径比变化率来分析通道内受限气泡的生长行为。研究结果发现,相分离结构透气孔密度越大,通道内流动阻力和压降越小,随着热流密度的增大,两相压降减小程度更加明显;施加电场会使通道内两相压降增大,但与相分离结构协同作用后的通道内两相压降相比,增加幅度减小,施加600V电压的有相分离结构的PSP10型通道较无相分离结构PSP00型通道两相压降降低了14.2%;电场和相分离结构均可使微细通道内受限气泡长径比减小,且相分离孔密度和电压越大,受限气泡长径比越小;单独电场、单独相分离结构以及电场与相分离结构复合作用均有利于提高微细通道的综合换热性能PEC,其中电场与相分离结构复合作用效果最好,且相分离结构透气孔密度和电压越大,PEC越大,电场和相分离结构(PSP10-600V)同时作用时的最大PEC为1.30,比单独电场(PSP00-600V)作用时的最大PEC提高了13.0%,比单独相分离结构(PSP10型)作用时的最大PEC提高了7.4%。 展开更多
关键词 逆流微通道 改性PVDF膜 针状电极 压降 性能评估指标 气泡
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表面微功能结构铝板传热性能研究
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作者 李勇 王慧攀 +2 位作者 何嘉斌 江克俊 陈昕宇 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期61-71,共11页
电子产品微型化、轻薄化、低成本的发展需求,给散热模组的设计制造带来极大挑战。为解决轻薄型高性能路由器以及小型电子器件散热难题,在光滑铝板散热器基础上设计了6种具有表面微功能结构的铝板散热器,并根据新设计的铝板散热器搭建实... 电子产品微型化、轻薄化、低成本的发展需求,给散热模组的设计制造带来极大挑战。为解决轻薄型高性能路由器以及小型电子器件散热难题,在光滑铝板散热器基础上设计了6种具有表面微功能结构的铝板散热器,并根据新设计的铝板散热器搭建实验测试平台,分别在自然对流和微对流工况下,对比分析所设计的6种新型铝板散热器相对于光滑铝板散热器散热性能的提升效果。结果表明:自然对流工况下,热源功率在3.0~6.0 W时,方形针翅式铝板散热性能最优,相比于光滑表面铝板,平均努塞尔数提高约18%,传热系数与传热面积乘积提高约17%,热源温度降低约2.0 K;圆形针翅式铝板相较于光滑表面铝板,平均努塞尔数提高7%,传热系数与传热面积乘积提高约5%,热源降低约1.3 K;表面处理后,喷砂型方形针翅式铝板可使热源温度降低2.0~3.9 K,纳米碳层方形针翅式铝板可使热源温度降低5.3~8.6 K;喷砂型圆形针翅式铝板可使热源温度降低1.9~2.5 K,纳米碳层圆形针翅式铝板可使热源温度降低4.9~7.7 K。在风速2 m/s微对流工况下,圆形针翅式铝板散热性能最优,相比于光滑表面铝板,平均努塞尔数提高约8%,热源在6.0 W时温度可降低3.6 K,热阻降低18%;方形针翅式铝板,相比于光滑表面铝板,平均努塞尔数提高约6%,热源在6.0 W时温度可降低2.4 K,热阻降低11%。热源功率越高,具有表面微功能结构铝板相较于光滑表面铝板散热性能越好。 展开更多
关键词 表面微功能结构 散热器 对流换热 辐射换热
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永磁驱动液态金属磁-电-流-热耦合特性
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作者 雷贤良 郭汶沧 李智宁 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第3期67-76,共10页
针对可靠、低成本的液态金属驱动方法仍十分缺乏的现状,利用旋转永磁本身磁场与导电流体中产生的错位感应磁场间的洛伦兹力来驱动液态金属,提出了磁-电-流-热的多物理场耦合计算的有限元仿真方法,构建了U型通道耦合分析模型,研究了气隙... 针对可靠、低成本的液态金属驱动方法仍十分缺乏的现状,利用旋转永磁本身磁场与导电流体中产生的错位感应磁场间的洛伦兹力来驱动液态金属,提出了磁-电-流-热的多物理场耦合计算的有限元仿真方法,构建了U型通道耦合分析模型,研究了气隙间距、磁体数量、剩余磁通密度、磁盘转速等参数对U型液态金属流道内磁场、感应电流、流动与传热的影响规律。仿真结果表明:气隙间距由6 mm增加至14 mm时,轴向扭矩显著衰减7.5倍;永磁体数量由4块增长2倍时,扭矩由波动达到稳定,由于周向单磁体作用于液态金属时间减小,感应电流峰值降低2.5倍,平均轴向扭矩降低5.2倍;高剩余磁通密度条件下输出扭矩非线性增加,2.0 T时产生的扭矩是1.0 T时的4.67倍;当磁盘转速由200 r/min增加至800 r/min时,产生的扭矩可提升2.52倍。该研究结果可为开发高效、稳定的永磁驱动装置提供参考。 展开更多
关键词 永磁驱动 液态金属 多物理场 洛伦兹力
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R407C换热器内流动沸腾换热的实验研究和理论分析
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作者 詹国兵 郭浩然 《低温工程》 北大核心 2025年第1期78-86,共9页
研究了微肋管内R407C和R22的流动沸腾换热特性,采用威尔逊图解法对实验数据进行处理,主要分析实验工况、制冷剂物性、微肋管结构等变量的影响。结果表明:制冷剂R407C与R22与换热壁面之间的换热热阻均随热流密度、质流密度、干度、肋片... 研究了微肋管内R407C和R22的流动沸腾换热特性,采用威尔逊图解法对实验数据进行处理,主要分析实验工况、制冷剂物性、微肋管结构等变量的影响。结果表明:制冷剂R407C与R22与换热壁面之间的换热热阻均随热流密度、质流密度、干度、肋片螺旋角等的增加而减小;由于制冷剂气液相密度比的差异性,R22传热系数比与R407C的高约18.5%—21.4%。选用关联式对微肋管内R407C流动沸腾换热特性进行预测评估,并对关联式预测精度随干度、质流密度等的变化趋势进行分析。在所选关联式内,Yu and Koyama关联式表现出最佳预测效果,其平均预测误差在±6.5%以内,且干度、质流密度对其预测精度的影响相近;而对于其它关联式,干度对关联式预测精度的影响比重普遍高于质流密度。 展开更多
关键词 R407C 流动沸腾 干度 质流密度关联式
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微沟槽表面对池沸腾传热影响的仿真研究
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作者 廖文蓉 刘正阳 《武汉工程职业技术学院学报》 2025年第1期22-28,共7页
基于流体力学理论,利用Fluent软件建立微沟槽结构气液相变换热的数值模型,分析了9种微沟槽结构表面对池沸腾换热的影响规律。从换热表面温度、表面传热系数等方面进行对比分析,结果表明:换热表面温度随微沟槽槽深的增加、槽宽的减小呈... 基于流体力学理论,利用Fluent软件建立微沟槽结构气液相变换热的数值模型,分析了9种微沟槽结构表面对池沸腾换热的影响规律。从换热表面温度、表面传热系数等方面进行对比分析,结果表明:换热表面温度随微沟槽槽深的增加、槽宽的减小呈单调递减的趋势。槽宽相同时,传热系数随沟槽深度的增加而增加。槽深相同时,槽宽对传热系数影响较小。当槽宽为0.1mm,槽深为0.2mm,肋宽为0.1mm时,微沟槽表面温度最低、传热系数最高,较光滑平面温度下降3.63%、传热系数上升80.43%。 展开更多
关键词 沸腾传热 微沟槽结构 池沸腾 FLUENT 数值模拟
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基于气固对流换热系数计算模型的铁矿烧结传热传质过程模拟
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作者 赵改革 吴迪 +4 位作者 杨淞云 刘柳 喻维纲 汤乐云 伍东玲 《烧结球团》 北大核心 2025年第1期38-44,共7页
针对现有铁矿石烧结数值计算中气固换热系数计算模型较多,而相对计算精度不明导致的模型选择困难的问题。本文采用数值模拟与烧结杯试验相结合的方法,对3种常用的气固换热系数计算模型的准确性进行了对比分析。结果表明:对流换热系数增... 针对现有铁矿石烧结数值计算中气固换热系数计算模型较多,而相对计算精度不明导致的模型选择困难的问题。本文采用数值模拟与烧结杯试验相结合的方法,对3种常用的气固换热系数计算模型的准确性进行了对比分析。结果表明:对流换热系数增大能够有效提高点火期间固相的温度,降低后续烧结速率以及料层蓄热能力,导致出口烟气成分中O_(2)质量分数更大而CO_(2)质量分数更低。三个模型中,具有最大对流换热系数的计算模型得到的O_(2)质量分数与烧结杯试验更接近,而处于中间的对流换热系数计算模型得到的CO_(2)质量分数和烧结速率与试验更接近。 展开更多
关键词 数值计算 气固换热系数 烧结杯试验 烟气成分
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碳化硅球辅助硅酸钙微波干燥的性能
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作者 冯帅 刘海玉 +3 位作者 郑仙荣 周世豪 乔晓磊 金燕 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期129-135,共7页
对添加碳化硅球辅助微波干燥多孔硅酸钙进行试验和数值模拟,分析碳化硅球添加量和微波功率对硅酸钙干燥特性的影响.结果表明,碳化硅球的添加显著缩短了硅酸钙的干燥时间.在微波功率150 W时,15 g w(水)=75%的多孔硅酸钙中的碳化硅球最优... 对添加碳化硅球辅助微波干燥多孔硅酸钙进行试验和数值模拟,分析碳化硅球添加量和微波功率对硅酸钙干燥特性的影响.结果表明,碳化硅球的添加显著缩短了硅酸钙的干燥时间.在微波功率150 W时,15 g w(水)=75%的多孔硅酸钙中的碳化硅球最优添加量为12颗,较未添加碳化硅球的样品平衡温度提升15℃,干燥能耗降低46%,干燥有效扩散系数为1.42×10^(-7) m^(2)/s.随着微波功率的增加,硅酸钙的干燥能耗和干燥时间减小,但减小趋势随功率的增加而减缓.在高微波功率下,添加碳化硅球会进一步减少硅酸钙的干燥时间和能耗.对干燥过程进行多物理场仿真,考察样品内部温度、电场强度、水分浓度场的实时分布.干燥初期,碳化硅球的添加对微波加热样品并未起到明显作用,在干燥后期形成热点,有效提升样品温度,加快了硅酸钙的干燥速度. 展开更多
关键词 多孔硅酸钙 微波干燥 碳化硅球 水分有效扩散系数 干燥能耗
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具有扰流结构的风冷型锂电池包热管理系统优化
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作者 何闯 赵钦新 梁志远 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期90-97,共8页
基于常见新能源车结构设计了一种车载式风冷型锂电池包,利用有限元仿真对风冷型锂电池热管理系统进行模拟计算。结果表明:入口空气流速2 m/s的条件下,顺排和叉排两种结构的最大温差分别为6.96℃和6.29℃,叉排结构下最大温差有所降低;增... 基于常见新能源车结构设计了一种车载式风冷型锂电池包,利用有限元仿真对风冷型锂电池热管理系统进行模拟计算。结果表明:入口空气流速2 m/s的条件下,顺排和叉排两种结构的最大温差分别为6.96℃和6.29℃,叉排结构下最大温差有所降低;增加扰流板为空气流场创造扰流结构,最大温差为5.69℃,相比叉排结构最大温差降低了0.60℃;入口空气流速大于4 m/s时,最大温差低于5℃,满足锂电池最优放电效率;扰流板布置为对称结构时电池包具有最优的冷却性能,电池的最高温度和最大温差明显低于其他排布方式;入口空气流速与电池包冷却性能呈正相关,入口空气流速达到6 m/s时达到最优冷却效果,此后继续增大入口空气流速冷却性能变化幅值减小。所设计的18650锂电池包在隔板间距为对称排布下具有最优的扰流冷却性能,控制入口空气流速大于4 m/s时可以使电池在最优放电效率下运行。 展开更多
关键词 锂电池 扰流结构 热管理 入口空气流速 温差
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碱性介质中腐植酸电化学氧化动力学研究
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作者 冯晴晴 何德民 +1 位作者 范玉强 关珺 《现代化工》 CAS 北大核心 2025年第1期207-213,共7页
采用三电极体系的H型隔膜电解池对腐植酸(humic acid,HA)在碱性条件下的电化学氧化过程进行动力学研究,考察了温度、阳极电位、碱液质量浓度对电化学氧化反应的影响。结果表明,HA电化学氧化符合二级反应动力学模型,活化能为19.94 kJ/mol... 采用三电极体系的H型隔膜电解池对腐植酸(humic acid,HA)在碱性条件下的电化学氧化过程进行动力学研究,考察了温度、阳极电位、碱液质量浓度对电化学氧化反应的影响。结果表明,HA电化学氧化符合二级反应动力学模型,活化能为19.94 kJ/mol,各反应条件对HA进一步氧化成高附加值的煤酸(CA)有不同程度的影响。对各反应条件下的氧化过程进行分析发现,温度影响分子间键能和双电层充放电速率;阳极电位影响相应的电流密度,进而影响电子转移效率;碱液质量浓度改变溶液的电导性。HA电化学氧化后分子结构发生改变,可为进一步研究煤电化学氧化这一复杂反应提供参考。 展开更多
关键词 腐植酸 碱性 电化学氧化 动力学 反应条件
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基于相场法的非等温气-水两相驱替特征研究
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作者 左伟芹 崔佩雯 +3 位作者 刘彦伟 韩红凯 李利文 罗予阳 《力学学报》 北大核心 2025年第1期261-272,共12页
为了阐明在非等温条件下多孔介质中气-水两相动态驱替特征,使用一种基于Navier-Stokes方程、Cahn-Hilliard方程耦合下的两相流数值方法,与表面张力模型、传热模型相结合,完成了对流体动力学和传热的定量计算,同时利用表征真实孔隙特征... 为了阐明在非等温条件下多孔介质中气-水两相动态驱替特征,使用一种基于Navier-Stokes方程、Cahn-Hilliard方程耦合下的两相流数值方法,与表面张力模型、传热模型相结合,完成了对流体动力学和传热的定量计算,同时利用表征真实孔隙特征下的非均质模型,实现了多孔介质内非等温热-流耦合下两相流动过程的精准表征.通过求解Cahn-Hilliard方程精准模拟相分离的演化特征,利用Navier-Stokes方程完成对流体速度及压力的相关计算,结合传热方程获取各个时刻的温度分布;联合流动耦合和温度耦合的节点,实现质量、动量及能量方面的全耦合;算法使用自适应网格法,使网格点分布始终与物理解耦合,提高了解的高精度性.研究表明:大孔中流体压力变化态势平稳,孔喉狭窄处流体速度较大且波动剧烈;注气压力增加,气体突破时间缩短,温度的热传导速率加快,驱替效率在气体突破后呈下降趋势;注气压力较高会加剧水对气体流动能力的干扰,当注气压差满足气相可进入细小孔隙,同时受流动干扰相对较小时,驱水效果最好. 展开更多
关键词 相场法 非等温流动 驱替 多孔介质 渗流机理
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离子推力器外壳非预期放电抑制及热特性
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作者 李建鹏 靳伍银 +2 位作者 赵以德 代鹏 张兴民 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期865-873,共9页
离子推力器非预期放电直接影响其工程应用可靠性,为降低推力器外壳与屏栅间的非预期放电频率,通过理论分析和试验的方法明确了非预期放电机制,综合考虑降低非预期放电频率和热设计开展了3种方案的外壳优化设计及热特性分析,搭建了外壳... 离子推力器非预期放电直接影响其工程应用可靠性,为降低推力器外壳与屏栅间的非预期放电频率,通过理论分析和试验的方法明确了非预期放电机制,综合考虑降低非预期放电频率和热设计开展了3种方案的外壳优化设计及热特性分析,搭建了外壳验证及热平衡试验系统。结果表明:高功率下非预期放电频率明显高于低功率,采用单面本色阳极化外壳方案后,5 kW工况下,推力器非预期放电频率从优化前6.90次/h降低到0.70次/h,3 kW工况下,从优化前的3.3次/h降低到0.20次/h,电连接器处测温最高温度为148.5℃,满足使用要求,不同外壳方案对热敏感性强的栅极组件温度影响较小,温差范围为5℃,推力器温度测试和热分析最大误差小于10℃。 展开更多
关键词 离子推力器 外壳 非预期放电 抑制 热设计
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正戊醇添加剂强化喷雾冷却传热实验研究
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作者 陈晗 蔡畅 +1 位作者 刘红 尹洪超 《化工学报》 北大核心 2025年第1期131-140,F0004,共11页
以纯水和低浓度正戊醇-水溶液为工质开展喷雾冷却传热性能实验研究,并探究正戊醇添加剂对喷雾场内冷却工质的液滴Sauter平均直径、液滴数量以及体积通量空间分布特性的影响规律。结果表明少量正戊醇添加剂可显著提高纯水喷雾冷却传热性... 以纯水和低浓度正戊醇-水溶液为工质开展喷雾冷却传热性能实验研究,并探究正戊醇添加剂对喷雾场内冷却工质的液滴Sauter平均直径、液滴数量以及体积通量空间分布特性的影响规律。结果表明少量正戊醇添加剂可显著提高纯水喷雾冷却传热性能,但强化传热效果随着正戊醇浓度的提高呈现先增强后减弱的趋势。相比纯水工质,混合溶液的喷雾液滴数量增加,Sauter平均直径降低,体积通量提高,三者共同作用导致喷雾冷却换热性能的提升。然而,正戊醇较低的比定压热容、热导率和汽化潜热会对换热产生不利影响。在上述强化传热与削弱传热两种机制的共同作用下,实验结果表明体积分数为1.0%的正戊醇-水喷雾冷却传热效果最佳。 展开更多
关键词 喷雾冷却 传热 正戊醇添加剂 Sauter平均直径 体积通量 两相流 对流
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水平圆管降膜蒸发式冷凝器热力性能计算分析
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作者 张先开 王博宇 +1 位作者 郭亚丽 沈胜强 《化工学报》 北大核心 2025年第3期995-1005,共11页
在MATLAB平台上编制了蒸发式冷凝器热力过程计算软件,对水平圆管降膜蒸发式冷凝器的热力性能进行了计算分析,探讨了换热管束外迎面风速和水的喷淋密度对蒸发式冷凝器的换热量、管外传热系数和传质系数的影响规律。计算结果表明,迎面风... 在MATLAB平台上编制了蒸发式冷凝器热力过程计算软件,对水平圆管降膜蒸发式冷凝器的热力性能进行了计算分析,探讨了换热管束外迎面风速和水的喷淋密度对蒸发式冷凝器的换热量、管外传热系数和传质系数的影响规律。计算结果表明,迎面风速增大会提高换热量,且迎面风速对管外液膜产生的扰动会对传质产生较大的影响,风速达到4.21 m·s^(-1)后,空气出口温度和湿度的变化趋势发生反转,更加促进液膜蒸发;增大喷淋密度虽会小幅增加换热量,但管外水膜温度会升高,出口空气湿度下降,阻碍传热和传质的进行,故最佳喷淋密度约为0.068 kg·m^(-1)·s^(-1)。 展开更多
关键词 降膜蒸发 蒸发式冷凝器 传质 传热 水平圆管 相变
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环境风下空冷岛通流散热行为对发电机组热经济性的影响
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作者 谢家琪 马欢 +2 位作者 仝波 陶丁 司风琪 《热力发电》 北大核心 2025年第1期108-119,144,共13页
电站空冷岛平台上往往包含有2台直接空冷发电机组的空冷单元阵列,各方位空冷单元相互作用下的通流散热行为会对2个机组运行的热经济性产生直接且异样的影响。为此,通过耦合直接空冷机组热力学模型和空冷岛三维通流散热数值模型,分析研... 电站空冷岛平台上往往包含有2台直接空冷发电机组的空冷单元阵列,各方位空冷单元相互作用下的通流散热行为会对2个机组运行的热经济性产生直接且异样的影响。为此,通过耦合直接空冷机组热力学模型和空冷岛三维通流散热数值模型,分析研究了不同环境风向风速下各空冷单元通流散热行为、空冷单元组群冷却性能及2个机组运行热经济性的关联关系。研究发现:任一风向下,迎风面空冷单元通流散热特性较差且迅速恶化,而下游空冷单元性能好且受环境风影响小;热风回流现象容易出现在两侧和迎风面空冷单元;炉后风下两机空冷单元冷却能力相等且均是最差,而在炉侧风下两机空冷单元冷却性能一高一低,下游的要好于上游;当炉后风风速由0 m/s增大到12 m/s,在100%THA负荷下两机发电效率下降2.46%,加权煤耗增大15.91 g/(kW·h),而在30%THA负荷下,两机发电效率下降1.24%,加权煤耗增大8.65 g/(kW·h);炉侧风和炉前风下两机整体运行经济性相近,且低负荷下两机运行的热经济性参数对风速变化的敏感度也相对较小。 展开更多
关键词 直接空冷机组 空冷岛 通流散热行为 数值模拟 热经济性
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