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不同温差发电循环流程系统的热经济分析

太阳能学报 2023年第2期44卷 22-29页

作者：王博杨童赟张宇彤卞永宁有马博史大连理工大学海洋科学与技术学院盘锦124221 日本国佐贺大学海洋能源研究所佐贺840-8502

采用模拟的方法,对朗肯循环、卡琳娜循环和上原循环建模,在不同热源温度环境下,分析不同循环流程热效率η和平准化度电成本CLCOE的差异;同时,通过对循环蒸发温度和透平入口压力进行分析,探究其在不同循环流程中对热经济性能的影响。研... 详细信息

采用模拟的方法,对朗肯循环、卡琳娜循环和上原循环建模,在不同热源温度环境下,分析不同循环流程热效率η和平准化度电成本CLCOE的差异;同时,通过对循环蒸发温度和透平入口压力进行分析,探究其在不同循环流程中对热经济性能的影响。研究结果表明,卡琳娜循环在各热源温度下均有较高的热效率,但经济指标表现不佳;低温热源环境,纯氨工质朗肯循环在同等条件下CLCOE最低,在设计时,朗肯循环应选用饱和蒸汽状态,尽可能增加透平入口压力,减小蒸发过热度;高温热源环境,上原循环CLCOE最低,卡琳娜循环和上原循环CLCOE极小值与热效率极大值对应的透平入口压力存在偏差,按最小CLCOE标准可获得更高的发电量和更低的设备成本。因此,在流程设计时,需考虑不同循环在各热源环境中的热经济性能。

关键词：热能温差发电经济分析朗肯循环平准化度电成本

羟基自由基快速杀灭刺激隐核虫及其对大黄鱼肠道结构的影响

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应用海洋学学报 2023年第1期42卷 56-65页

作者：卞永宁徐茹高蕊魏源方宏达白敏冬福建省海岸带污染防控重点实验室、厦门大学环境与生态学院福建厦门361005 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中科同恒环境科技有限公司福建厦门361005

刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)的大规模暴发严重危及大黄鱼养殖业的健康发展,造成重大经济损失。在福建省宁德市三都澳海域大黄鱼(Larimichthys crocea)养殖基地,采用大气压强电离放电高效生成的羟基自由基(·OH)溶液输入到海水管... 详细信息

刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)的大规模暴发严重危及大黄鱼养殖业的健康发展,造成重大经济损失。在福建省宁德市三都澳海域大黄鱼(Larimichthys crocea)养殖基地,采用大气压强电离放电高效生成的羟基自由基(·OH)溶液输入到海水管路中,快速(0.53 mg/L,6 s)杀灭(100%)刺激隐核虫,再排入净水池中储存作为大黄鱼的养殖水。经·OH处理后的海水养殖大黄鱼,鱼肠道组织结构完整、肠绒毛长且密,大黄鱼存活率100%;净水池养殖用水中弧菌、总大肠菌群、耐热大肠菌群均未检出,且细菌总数为0 CFU/mL,水质符合《海水水质标准》第二类标准,三溴甲烷含量为7.84μg/L,远低于《生活饮用水卫生标准》的限值100μg/L,溴酸盐、三氯甲烷等均未检出,海洋生态安全。

关键词：海洋环境科学羟基自由基快速杀灭大黄鱼刺激隐核虫肠道结构

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非牛顿流体在正弦波壁管内的减阻特性

实验流体力学 2010年第5期24卷 31-35页

作者：马宗豪卞永宁大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

通过添加高分子表面活性剂来有效降低流动阻力在水处理和石油开采等行业中具有重要的现实意义。实验研究了聚丙烯酰胺聚合物(PAM)溶液在正弦波壁管内的减阻特性。研究发现,PAM溶液在层流区域具有明显的减阻作用,在湍流区域却不是很明显... 详细信息

通过添加高分子表面活性剂来有效降低流动阻力在水处理和石油开采等行业中具有重要的现实意义。实验研究了聚丙烯酰胺聚合物(PAM)溶液在正弦波壁管内的减阻特性。研究发现,PAM溶液在层流区域具有明显的减阻作用,在湍流区域却不是很明显;同时在波壁管内存在一个PAM的最佳减阻浓度。另外,通过f-Re曲线发现PAM溶液的过渡域转捩点比牛顿流体明显提前,流动可视化结果验证了上述结论;应用Fluent进行数值模拟得到的数值结果与实验基本吻合。

关键词：非牛顿流体正弦波壁管最佳减阻聚丙烯酰胺剪切变稀

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低浓度水基多壁碳纳米管纳米流体的流变特性

材料导报 2020年第22期34卷 22010-22014,22019页

作者：于丽卞永宁刘杨徐新生大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 大连理工大学海洋科学与技术学院盘锦124221

对纳米流体流变特性的研究有助于深入理解纳米流体的能量输运机理。本工作利用高级旋转流变仪,研究了MWCNT(Multi-walled carbon nanotube)纳米粒子体积分数为0.0047%、0.0238%、0.047%、0.0714%、0.095%的自来水基(tap)和蒸馏水基(DI)... 详细信息

对纳米流体流变特性的研究有助于深入理解纳米流体的能量输运机理。本工作利用高级旋转流变仪,研究了MWCNT(Multi-walled carbon nanotube)纳米粒子体积分数为0.0047%、0.0238%、0.047%、0.0714%、0.095%的自来水基(tap)和蒸馏水基(DI)多壁碳纳米管(MWCNT)纳米流体在278~353 K温度范围内的粘度、触变性、粘度滞后的流变特性。结果表明:纳米流体粘度均高于基液水的粘度,其随纳米粒子体积分数的增大和温度的降低而增大;纳米流体相对粘度不受温度影响;MWCNT/水纳米流体从牛顿型流体转变为剪切稀化非牛顿流体的临界浓度为0.047%,其流动特性可用幂律模型来描述;当温度低于335 K时,MWCNT/水的流变特性不受基液性质的影响且无触变性;MWCNT/tap纳米流体出现高温引起的粘度滞后现象;基于实验数据,取得一个更准确的预测MWCNT/水纳米流体粘度的方程,为相关流动与热质传递模拟提供参考。

关键词：纳米流体碳纳米管非牛顿流体粘度粘度滞后现象

新型磁性MOFs-聚合铁盐复合制备及DOM混凝效果研究

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新型磁性MOFs-聚合铁盐复合制备及DOM混凝效果研究

作者：卞永宁湖南科技大学

学位级别：硕士

地表水源水中的溶解有机质(DOM)含有大量的溶解性碳/氮(DOC/DON)化合物。这些化合物是消毒副产物的前驱物质,会造成水体富营养化、膜污染等问题,严重影响供水安全。混凝-絮凝过程是传统的水处理操作单元,其对后续操作单元的深度处理效... 详细信息

地表水源水中的溶解有机质(DOM)含有大量的溶解性碳/氮(DOC/DON)化合物。这些化合物是消毒副产物的前驱物质,会造成水体富营养化、膜污染等问题,严重影响供水安全。混凝-絮凝过程是传统的水处理操作单元,其对后续操作单元的深度处理效果具有深远影响,但现有絮凝技术处理DOM效果有限。目前提高混凝-絮凝效率的关键要素和核心环节是对混凝剂的优化设计。研究和制备高效混凝剂的方法和技术是目前研究的重要方向,其中复合混凝剂的研究极为广泛,它为混凝剂的高效、环保、经济的应用提供了有力的途径。将具有超顺磁性、生物安全性的磁性纳米颗粒引入混凝剂体系合成的磁混凝剂成为新兴的研究热点。本研究通过将结构丰富、功能易调、表面活性位点多、吸附容量高、比表面积大的金属有机骨架(MOFs)负载于核壳磁性纳米颗粒(MNPs)表面,制备了磁性金属有机骨架复合材料(MMOFs)。将MMOFs引入聚合硫酸铁(PFS)中,探索和研究了基于新型磁性MOFs-聚合铁盐混凝剂(PFS-MMOFs)的制备方法、结构特性及其混凝效果。研究包括如下主要内容与结果:(1)基于溶剂热法合成稳定晶体结构和超顺磁性的FeO,使用Stober法在其表面修饰SiO壳层以增加其分散性、抗氧化性、耐酸性;采用原位生长法使UiO-66-2COOH层叠生长在FeO@SiO表面;将MMOFs与PFS通过共聚法合成PFS-MMOFs。通过单因素实验获得各因素控制水平,使用响应面设计PFS-MMOFs合成各因素最优水平为:MNPs与MOFs的质量比(m/m)比为2、MMOFs与有效Fe成分的质量比(m/m)为0.2、合成温度40℃、碱化度(n/n)摩尔比值为0.16。(2)采用Fe-Ferron逐时络合比色法(Ferron法)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、Zeta电位等,分析FeO、MNPs、MOFs、MMOFs、PFS-MMOFs的物理化学结构。研究结果表明:MMOFs可使PFS的铁水解形态再重新分布,其中中间络合形态(Fe)增加显著;获得球状FeO的粒径大小为30000 nm,包裹SiO壳层为10 nm左右,层叠状MOFs成功生长在FeO@SiO表面,最终形成所需MMOFs。研究将MMOFs成功引入聚合硫酸铁体系,形成PFS-MMOFs,产生的絮体具有可回收的磁性。MOFs可增强PFS的电中和作用且提高碱性条件下潜在的吸附带负电有机物的能力。(3)考察了PFS-MMOFs投加量、pH、水力条件等因素对混凝性能的影响,对比研究了MMOFs影响PFS去除水环境污染物水平,通过三维荧光光谱法、切割分子量等方法探究了PFS-MMOFs絮凝水环境污染物的效果,获得了其水环境的适用性。结果显示:以人工湖水(月湖)为处理对象,PFS-MMOFs在pH=9,投机量为22 mg/L时,能够获得浊度、UV和DOC的最佳去除效果;掺杂MMOFs的PFS-MMOFs较PFS去除UV和DOC效果好,但对UV和DOC去除机理不一致;最佳水力条件为:快搅90s、慢搅20 min、快搅转速210 r/min、慢搅转速80 r/min、静止沉淀30 min;PFS-MMOFs对微污染源水有良好的去除效果,显示出对水体类蛋白质(I、II)与类可溶性微生物代谢产物(IV)去除的方向性。

关键词：磁混凝剂金属有机框架磁性MOFs 溶解有机质溶解有机炭/氮地表水

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波壁管内的脉动流动及传质强化的数值模拟

化工学报 2009年第1期60卷 6-14页

作者：贾宝菊孙发明卞永宁徐新生大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

应用Fluent软件对波壁管内脉动流场下的层流流动、质量传递强化进行了数值研究,并将得到的结果与已有的实验结果进行了比较。考虑了3个参数:净流动Reynolds数Re,脉动流的振动分率P和代表脉动频率的Strouhal数St,其中重点考察了St对质量... 详细信息

应用Fluent软件对波壁管内脉动流场下的层流流动、质量传递强化进行了数值研究,并将得到的结果与已有的实验结果进行了比较。考虑了3个参数:净流动Reynolds数Re,脉动流的振动分率P和代表脉动频率的Strouhal数St,其中重点考察了St对质量传递强化的影响。对中等Reynolds数以下的脉动流动结构和质量传递强化的数值模拟结果表明,存在一个最佳St使得强化效果最好,并且数值结论与相应的实验结果具有较好的一致性。

关键词：脉动流场质量传递强化波壁管数值模拟

脉动作用下波壁管内非牛顿流体流动特性的研究

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实验流体力学 2011年第6期25卷 59-65页

作者：张亮卞永宁白敏丽吕继组崔文正王鹏大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

在热量和质量传递过程中,流体的流动状态对整个传递过程有着重要的影响,为此,通过实验方法对以聚丙烯酰胺(PAM)溶液为代表的非牛顿流体在波壁管内的流动特性进行压力差和可视化研究。研究发现,PAM溶液存在一个最佳减阻浓度,在该浓度下... 详细信息

在热量和质量传递过程中,流体的流动状态对整个传递过程有着重要的影响,为此,通过实验方法对以聚丙烯酰胺(PAM)溶液为代表的非牛顿流体在波壁管内的流动特性进行压力差和可视化研究。研究发现,PAM溶液存在一个最佳减阻浓度,在该浓度下与牛顿流体相比PAM溶液的转捩点明显提前。此外在脉动流场下,在一个脉动周期内,波壁管内流体存在明显的稳定流动和不稳定流动两种结构;相同净雷诺数条件下,脉动流场下波壁管内流体的流动混合情况比定常流动状态下强烈很多,意味着脉动流场具有更加优越的质量传递特性。

关键词：流动可视化脉动流场非牛顿流体波壁管减阻质量传递

SiO_2-water纳米流体在不同流场下的质量传递特性

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热科学与技术 2013年第4期12卷 313-319页

作者：张亮吕继组白敏丽卞永宁刘浩王鹏大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

在质量传递过程中,工质种类和流场对整个传质过程有着重要的影响。利用实验方法,在定常流场和脉动流场下,对纯净水和SiO2-water纳米流体在波壁管中的流动进行质量传递特性的实验研究。研究发现:在定常流场和脉动流场下,SiO2-water纳米... 详细信息

在质量传递过程中,工质种类和流场对整个传质过程有着重要的影响。利用实验方法,在定常流场和脉动流场下,对纯净水和SiO2-water纳米流体在波壁管中的流动进行质量传递特性的实验研究。研究发现:在定常流场和脉动流场下,SiO2-water纳米流体的质量传递效果均要好于水;有脉动流场存在时,相同净雷诺数下的质量传递速率比定常流动状态下高很多,表明脉动流场具有更加优越的质量传递特性。

关键词：质量传递定常流场脉动流场波壁管纳米流体

SiO_2-水纳米流体在波壁管内流动特性的实验研究

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实验流体力学 2011年第1期25卷 29-34页

作者：徐淼崔文政白敏丽卞永宁张亮吕继组大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116023 大连理工大学工程力学系辽宁大连116023

实验研究了不同质量分数的SiO2-水纳米流体在波壁管内的流动特性,由于波壁管自身的结构特点,使流体在较小雷诺数下达到湍流状态,可以方便测出流体在层流、过渡流、湍流区的流动特性。研究发现:相同温度条件下,纳米流体的粘度随着质量分... 详细信息

实验研究了不同质量分数的SiO2-水纳米流体在波壁管内的流动特性,由于波壁管自身的结构特点,使流体在较小雷诺数下达到湍流状态,可以方便测出流体在层流、过渡流、湍流区的流动特性。研究发现:相同温度条件下,纳米流体的粘度随着质量分数的提高而增大;流动可视化照片显示纳米流体中由于内部纳米粒子的微运动促使流体均匀性更好;沿程阻力测试表明在层流区内摩擦系数随纳米流体质量分数的增加而增大,在过渡流和湍流区内摩擦系数随质量分数增加变化不大。

关键词：纳米流体波壁管流动特性可视化