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固体氧化物电解池制甲烷系统换热器设计与优化

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固体氧化物电解池制甲烷系统换热器设计与优化

作者：杜智宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

能源是一个国家的命脉,随着传统能源消费与生态环境之间的矛盾日益凸显,寻求更加清洁、低碳、安全的能源愈加迫切,由于可再生能源波动性和间歇性的特点以及存在供需不匹配问题,需要发展可再生能源存储技术。现有技术中只有抽水蓄能与空... 详细信息

能源是一个国家的命脉,随着传统能源消费与生态环境之间的矛盾日益凸显,寻求更加清洁、低碳、安全的能源愈加迫切,由于可再生能源波动性和间歇性的特点以及存在供需不匹配问题,需要发展可再生能源存储技术。现有技术中只有抽水蓄能与空气储能技术可进行大规模长时间的储能,但是会受到地理环境约束,存在资金投入高、往返效率低等问题,现有甲烷存储和分配基础设施完善,通过电力转甲烷技术将可再生电力转化为易于存储、运输的合成甲烷被认为是实现高密度、高效、大规模长时间储能的有效途径,其中基于固体氧化物电解槽的电解制甲烷系统具有较高的系统效率与耐久性,在现有电解制甲烷技术中脱颖而出。在本文中,针对固体氧化物电解池的电制甲烷系统,建立了系统模型,遴选设计工况点下物料平衡数据,通过夹点分析和数学规划方法对整个系统进行换热网络合成,利用基于多目标遗传算法的两流股换热器热力学计算方法进行迭代计算优化,然后通过对换热系数、压降比和表面积之间进行权衡,选择换热器设计点。并在上述方法的基础上,为了减少系统所需换热器个数和换热器的体积,提高系统的空间利用率,增加系统热回收,提高系统经济性和系统效率,创新性的开发了一种将Aspen EDR软件与多目标遗传算法耦合,以各流层允许压降为决策变量,总传热系数和总压降为目标函数,换热器几何尺寸为约束条件的多流股板翅式换热器设计优化方法,通过换热器体积、系统回收热量以及系统效率开展性能评估工作。在固体氧化物电解池吸热模式下,电流密度选取0.5A/cm2,运行温度选取800℃,燃料利用率选取90%,甲烷化反应温度选取290℃,四流股换热器相对两流股换热器对于系统的影响:(1)换热器的总体积由90494cm3降低为37240 cm3,降低了 59%,大大减少了换热器的体积,大幅提高了系统的紧凑性、灵活性;(2)减少了 1.93kW的外部电加热,系统效率由73.78%提高到76.14%,提高了 2.36%,提高了整体系统效率,使其向商业化更近一步;(3)在变工况下,四流股换热器系统是始终要比两流股换热器高2%-6%的系统效率,并且四流股换热器下的系统效率随电流密度变化改变幅度较小,增加了系统变工况稳定性。

关键词：固体氧化物电解池电制甲烷系统热集成换热网络板翅式换热器

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生态保护与防灾减灾协同治理的法典编纂方案

江淮论坛 2024年第3期 98-107页

作者：黄智宇南昌大学法学院南昌30031

生态保护与防灾减灾协同治理面临立法方法较落后、法律体系较零散与共治效能不佳的困境。纵观国内外协同治理的发展,法治化与体系化已成共识。现有法治体系中形成了基于生态系统方法的防灾减灾和通过生态要素管控保护以防灾减灾两种模式... 详细信息

生态保护与防灾减灾协同治理面临立法方法较落后、法律体系较零散与共治效能不佳的困境。纵观国内外协同治理的发展,法治化与体系化已成共识。现有法治体系中形成了基于生态系统方法的防灾减灾和通过生态要素管控保护以防灾减灾两种模式,结合生态环境法典编纂的定位、目标与体例安排,这些协同治理条款应整合优化纳入生态环境法典,尤其是自然生态保护编中。首先,以生态系统方法为核心,提炼规划、区划、信息、利用管控与修复等自然生态保护基本制度,致力于保障生态系统服务功能,包括灾害调节功能;其次,分别在该编水、土地、林草、海洋、自然保护地等章节明确防灾减灾;最后,设“自然生态退化的防治与改善”专章,以底线思维统筹水土流失、土地沙化、盐碱化和石漠化等生态环境灾害严重的区域与趋势,按照禁限、预防、治理与改善的逻辑构建协同治理制度体系。

关键词：生态系统方法防灾减灾协同治理生态环境法典自然生态保护编

覆材厚度对不锈钢复合板焊接接头应力应变影响的数值模拟分析

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焊接学报 2024年第1期45卷 73-82,I0007,I0008页

作者：冯玉兰吴志生孙智宇太原科技大学太原030024

采用钨极气体保护焊(gas tungsten arc welding,GTAW)制备了基材厚度为13 mm,覆材厚度分别为0.3,1.0,2.0 mm的304/Q355复合板焊接接头.采用数值模拟法,分析了覆材厚度对304/Q355复合板焊接接头应力应变的影响,揭示了不同覆材厚度的不锈... 详细信息

采用钨极气体保护焊(gas tungsten arc welding,GTAW)制备了基材厚度为13 mm,覆材厚度分别为0.3,1.0,2.0 mm的304/Q355复合板焊接接头.采用数值模拟法,分析了覆材厚度对304/Q355复合板焊接接头应力应变的影响,揭示了不同覆材厚度的不锈钢复合板焊接过程中残余应力及应变的演变特征.结果表明,随着覆材厚度的增加,304/Q355复合板焊接接头截面区最大残余应力逐渐减小,残余应力区宽度逐渐增大,在基层焊缝向过渡层焊缝焊接过程中,应力集中区逐渐向过渡层焊缝区收缩,最高应力集中区均位于过渡层焊缝区,最大应力接近材料屈服强度.焊后变形量随覆材厚度的增加而增大,覆材厚度2.0 mm的复合板变形量比覆材厚度0.3 mm的复合板变形量大约2 mm,变形最大的方向为焊缝厚度方向.

关键词：覆材厚度复合板应力应变数值模拟

燃烧室百叶与双排孔冷气对透平端壁冷却性能影响研究

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 65-76页

作者：张垲垣栗智宇李志刚李军西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对燃烧室与透平冷气掺混导致实际二次流发展及端壁冷却性能偏离设计值的问题,综合考虑燃烧室百叶冷气尾迹与双排孔射流,数值研究了多源冷气射流在燃烧室与透平交界区的掺混机制,分析了其对透平静叶端壁气膜冷却与流动特性的影响规律... 详细信息

针对燃烧室与透平冷气掺混导致实际二次流发展及端壁冷却性能偏离设计值的问题,综合考虑燃烧室百叶冷气尾迹与双排孔射流,数值研究了多源冷气射流在燃烧室与透平交界区的掺混机制,分析了其对透平静叶端壁气膜冷却与流动特性的影响规律。研究结果表明:空腔涡卷吸大部分百叶冷气,并跨越双排孔冷气向下游发展,马蹄涡卷吸限制大部分双排孔冷气,并向空腔涡外侧发展;当双排孔冷气吹风比M_h=0.5,1.0较小时,马蹄涡导致冷气形成楔形高冷效区域,空腔涡的附着侧和分离侧分别产生了高、低冷效区,随着百叶冷气吹风比M_l的增加,空腔涡强度显著降低,导致位于楔形中心的分离侧冷却效率有所提升;当双排孔冷气吹风比M_h为1.5时,双排孔冷气部分跨越马蹄涡,静叶端壁可实现完全冷气覆盖,此时百叶冷气吹风比M_l从0.5增加到1.5,静叶端壁平均冷却效率可从0.4提升到0.63。该研究为考虑燃烧室与透平交界区实际流动掺混情况的静叶端壁冷却结构与布局设计提供理论基础。

关键词：透平静叶端壁燃烧室百叶冷气双排孔射流气膜冷却

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近断层地震作用下独塔斜拉桥抗震性能研究

近断层地震作用下独塔斜拉桥抗震性能研究

作者：严智宇重庆交通大学

学位级别：硕士

《汉书·地理志》水道里程蠡测——兼论汉代的水道交通

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历史地理研究 2024年第2期44卷 22-35,160,161页

作者：杨智宇复旦大学历史地理研究中心上海200433

《汉书·地理志》记录了百余条水道里程,这些里程数字是实际测量的结果,统计精确度较高。受测量条件限制,汉代测量水道里程需要依托航道、堤岸、河谷等交通道路进行,《汉志》中记录的里程数字是水道作为交通通道的河段里程,并不是水道... 详细信息

《汉书·地理志》记录了百余条水道里程,这些里程数字是实际测量的结果,统计精确度较高。受测量条件限制,汉代测量水道里程需要依托航道、堤岸、河谷等交通道路进行,《汉志》中记录的里程数字是水道作为交通通道的河段里程,并不是水道完整的流程。利用《汉志》水道里程的统计结果,可以构建出汉代以江、河、淮、郁等大河为主干彼此连通、延展的水道交通网络。通过定量研究,可揭示汉代水道交通能力南方优于北方的基本特征,以及河水水系、淮济水系、江水水系、郁水水系不同的水道交通模式。

关键词：《汉书·地理志》河流水系道路里程水道交通

基于核心素养视角下的沪科版新教材分析 ——以“机械能守恒定律”章节为例

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基于核心素养视角下的沪科版新教材分析 ——以“机械能守恒定律...

作者：邱智宇上海师范大学

学位级别：硕士

基于变遗忘因子的空间太阳能电站时变频率辨识

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北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2470-2481页

作者：倪智宇李自森邬树楠吴晨晨沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136 中山大学航空航天学院深圳518107 南京理工大学物理学院南京210094

考虑空间太阳能电站(SSPS)在轨运行时帆板旋转所导致的系统变构型特征,提出一种变遗忘因子广义子空间跟踪器(VFF-GYAST)递推辨识方法,在轨辨识该时变动力学系统的模态频率参数,以提高GYAST方法对于这类时变系统的跟踪能力。基于模态综... 详细信息

考虑空间太阳能电站(SSPS)在轨运行时帆板旋转所导致的系统变构型特征,提出一种变遗忘因子广义子空间跟踪器(VFF-GYAST)递推辨识方法,在轨辨识该时变动力学系统的模态频率参数,以提高GYAST方法对于这类时变系统的跟踪能力。基于模态综合技术和子结构方法,建立多旋转关节构型SSPS(MJ-SSPS)的时变姿态-振动耦合动力学方程;根据投影子空间理论,通过计算系统均方差来确定递推过程中的时变遗忘因子,以提高GYAST方法的跟踪性能并辨识得到系统的时变伪模态频率参数。数值仿真结果表明:所提方法能够有效地识别该大型柔性系统的时变频率参数。与传统的递推子空间方法相比,所提方法具有较高的抗噪声干扰能力,在低量测信噪比时所提方法对于频率辨识结果的相对误差的平均值小于5%,且对时变系统的跟踪性能优于基于固定遗忘因子的原始方法。

关键词：模态参数辨识递推子空间方法空间太阳能电站时变系统变遗忘因子

开放、自我和超沉浸:“云演艺”业态的新价值生成

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四川戏剧 2024年第4期 136-142页

作者：韦铀杜智瀚广西艺术学院人文学院

从发展来看,“云演艺”的兴起并不完全是疫情下的权益之计所导致。作为一种基于云技术下的网络文艺形态,“云演艺”具有跨时空性、去中心化、即时互动性和AI化的特征,正是这些特征让“云演艺”在虚拟空间下生成出与传统演出艺术不同的... 详细信息

从发展来看,“云演艺”的兴起并不完全是疫情下的权益之计所导致。作为一种基于云技术下的网络文艺形态,“云演艺”具有跨时空性、去中心化、即时互动性和AI化的特征,正是这些特征让“云演艺”在虚拟空间下生成出与传统演出艺术不同的新价值:超越时空开放型的新业态形式、凸显自我性的审美过程,以及以个体超沉浸为特征的观演新模式和消费新领域。

关键词：云演艺数字生态业态价值