摘要：基于相反传热方向上相变程度不同引起的传热形式和系数差异设计的相变材料热二极管被认为是有潜力的热管理器件.然而多种材料的使用或仅依靠数值模拟的研究使其结构复杂或理想化,降低了其实际应用的可能性.因此,本文结合材料固液相变和自然对流过程的传热形式和传热系数变化,提出了一个仅含有CaCl_(2)·6H_(2)O单相变材料的简单热二极管结构,并制备了相应的器件,搭建了稳态热通量测试系统用于实验研究,其测量结果与文献记载值相近,具有良好的准确度,实验研究了冷热端温差和正反传热方向对热二极管热整流效果的影响规律.结果表明:热二极管的热通量随冷热源温差的减小而降低,正向和反向分别沿逆重力和重力方向时,热整流比最高可达1.58,最佳冷源温度范围为20-25℃,接近室温,所提出的相变材料热二极管结构在建筑节能和热管理等方面具有一定的应用潜力.

摘要：以固体氧化物燃料电池与质子交换燃料电池(SOFC-PEM)联合发电系统为研究对象,以系统操作参数作为不确定参数,采用基于拉丁超立方体抽样法的不确定分析方法,即包括以适宜的概率分布函数来表述和量化不确定因素并将不确定性传播到确定性模型来建立输出结果的概率分布规律,进而分析系统操作变量的不确定性对系统净电功率的影响。不同于传统的灵敏度分析方法,考虑参数的概率结构,评价多个参数的相对重要性。结果表明:高SOFC电堆操作温度、低燃料流量和低SOFC燃料利用率有利于减少系统净电功率因不确定因素引起的偏差和波动,但同时以减少系统净电功率为代价。不确定性分析可为在不确定条件下设计参数的优化提供依据。

摘要：针对壳管式换热器传统设计方法繁杂且结果又不能满足最佳经济费用的缺点,引入遗传算法对壳管式换热器进行设计。建立了相应的数学模型并以设备总费用为目标函数,对换热器进行优化设计。利用遗传算法智能及多点搜索等特性,不断地迭代优化变量,在优化变量值和约束条件范围内,得到最小目标函数的设计结果。采用了2个实际算例进行测试,结果显示在满足换热性能的前提下,优化后总费用都有降低,降幅分别为18.2%,7.98%。

摘要：采用非平衡态分子动力学模拟方法研究了碳纳米管(CNT)入口界面的水分子输运特性,分析了不同CNT直径下,水分子动力学特性的变化规律。结果表明,随着CNT直径的增大,水分子流入CNT的通量逐渐增大;界面处水分子密度沿轴向分布更加均匀且逐渐趋近于体相区域的水分子密度。由于大管径CNT对水分子热运动的约束减弱,水分子间相互扰动增强,使得CNT内部的氢键寿命逐渐缩短,有效降低界面传质能量壁垒并改善了水分子输运特性。本文的研究有助于深化对纳米多孔介质入口界面流体的输运特性理解,并为纳米多孔材料的优化设计提供基础理论指导。

摘要：利用数值模拟方法研究温升、"抽力"与体积流量关系以及集热棚半径、涡轮压降对系统性能参数的影响规律,所得的温升-体积函数关系可为初始设计中系统及设备性能的分析、控制算法的设计提供帮助。结果表明,"抽力"与体积流量间函数以最佳流量为分界点呈不同关系:低于最佳流量时,"抽力"是流量的一次函数;大于最佳流量时,"抽力"是流量的幂函数,其指数m与最佳压降比f_(opt)存在关系f_(opt)=(2-m)/3,通过幂函数求得的系统最大功率、最佳涡轮压降比与实际值的误差均在3.5%内。随着集热棚半径的增大,幂函数指数、一次函数斜率、系统功率、空气温升、蓄热层温升等均表现出增大趋势,最佳压降比、集热棚净效率、单位面积功率及热流密度均呈减小趋势。随涡轮压降增大,空气温升速率增大、"抽力"增大速率逐渐增大,且涡轮压降增大与"抽力"增大的共同作用导致流量随涡轮压降增大而线性减小。

摘要：采用RSM湍流模型对双进口方形分离器的气相流场进行数值模拟,得到了分离器内的速度场和压力分布;同时采用拉格朗日模型对方形分离器内固体颗粒的轨迹进行模拟。结果表明:双进口方形分离器内速度场和压力场的对称性较好但气流旋转强度不大且容易衰减;不同粒径、不同位置入射的颗粒轨迹有较大差异,细颗粒入射时分离器内容易形成气流短路现象,颗粒靠近分离器顶部入射时分离器内容易造成上灰环现象,给方形分离器的分离效率带来了不利的因素。将方形分离器筒体的四角改为切形倒角,可以很好地改善分离器的流场,并能有效提高分离器分离效率。

摘要：基于生物质部分氧化气化动力学参数难于采用热重分析仪进行研究,本文设计了一个移动床实验方案,样品槽携带生物质样品进入具有线性温度分布的炉膛中加热,并配合一定流量的空气与逐步升温的生物质反应,以达到连续稳定的部分氧化气化。求解动力学参数,需要为生物质提供稳定的升温速率,因此,本文着重研究生物质样品在线性温度分布的炉膛中的升温特性,研究了样品厚度、样品槽运动速度对样品升温特性的影响。在生物质进样速率一定的情况下,改变样品槽运动速度,得到生物质有稳定的升温特性,并且升温速率可控,能达到生物质部分氧化气化动力学实验研究的要求。

摘要：循环流化床(CFB)布风板的风帽结构设计及其布置方式与风帽出口小孔空气射流在密相区的射流特性密切相关。在一可视化冷态试验台上,采用真实CFB锅炉床料,对不同直径的小孔在密相实料层中的空气射流特性进行了试验研究。提出并验证了小孔空气射流在密相实料层中的射程的定义。试验结果表明:小孔空气射流射程随射流初速和小孔直径的增大而增大,随初始床料高度和床料颗粒粒径的增大而减小。此外,分析得出了小孔射流射程在2种宽筛分床料下的经验关系式,关系式计算值与试验值吻合较好,可用于优化布风板风帽结构设计及其布置方式。

摘要：引射式加热器结构简单、运行稳定、成本低、易维修,是一种高效回收利用蒸汽的设备。本文采用数值计算的方法,对多射流引射式低压加热器工作性能进行了研究,确定了射流股数、引射流体压力及温度、被引射蒸汽压力及温度对加热器引射及换热性能的影响.结果表明本文所设计加热器有较好的压力变工况适应性,引射流体与被引射蒸汽存在合适的温差范围,加热器无因次温差比与引射系数存在正线性函数关系。

摘要：对一种低热值煤层气燃烧器进行优化设计,在燃气管内设置导流叶片,并在旋流空气管和燃气管之间增加一根直流空气管,对此燃烧器进行冷态和热态实验,结果表明:改进后的燃烧器旋流强度沿中心轴线比原燃烧器下降平缓,在中心轴线相同位置处大于原燃烧器,改进后的燃烧器旋流强度最大值为0.53;改进后的燃烧器燃烧温度沿中心轴线比原燃烧器上升快,在中心轴线0.55 m处,温度达到最大值1 440 K;在相同热负荷下,温度峰值比原燃烧器更靠近喷口,且比原燃烧器大。原燃烧器火焰尾部温度高,火焰长,局部容积热强度低。