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二甲醚、氨气和甲烷混合燃料的层流预混火焰[火用]损特性研究

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燃烧科学与技术 2022年第3期28卷 271-282页

作者：孙国军付忠广卢茂奇华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

为阐明替代燃料燃烧过程的能质转换特性、探索提高燃烧过程效率的原理,分别对掺混二甲醚(DME)、氨气(NH_(3))的CH_(4)/空气层流预混火焰的[火用]损特性应用热力学第二定律进行分析.结果表明,宽掺混比范围内,NH_(3)的性能要优于DME;热传... 详细信息

为阐明替代燃料燃烧过程的能质转换特性、探索提高燃烧过程效率的原理,分别对掺混二甲醚(DME)、氨气(NH_(3))的CH_(4)/空气层流预混火焰的[火用]损特性应用热力学第二定律进行分析.结果表明,宽掺混比范围内,NH_(3)的性能要优于DME;热传导源项驱动了总[火用]损率随温度的升高而降低;运行压力的提升有利于降低化学和排气[火用]损率;而随着当量比的上升,总[火用]损率先减小后增大,并在化学计量比附近达到最小值.此外,还构建了多运行参数共同作用下的总[火用]损率响应函数,该函数在较宽的运行范围内得到了良好验证,有望为CH_(4)/DME、CH_(4)/NH_(3)燃料燃烧系统的设计优化与运行提供帮助.

关键词： [火用]损层流预混火焰二甲醚氨气化学动力学

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油页岩半焦流化燃烧反应动力学研究

油页岩半焦流化燃烧反应动力学研究

作者：卢茂奇东北电力大学

学位级别：硕士

油页岩半焦是提炼页岩油过程中残留的一种固体废弃物,有一定热值。通过燃烧的方式既利用了半焦的余热,又降低其对环境危害。基于前期油页岩半焦特性的相关研究,本文采用动力学分析方法,以活性炭颗粒燃烧特性作为参考,利用不同燃烧装置... 详细信息

油页岩半焦是提炼页岩油过程中残留的一种固体废弃物,有一定热值。通过燃烧的方式既利用了半焦的余热,又降低其对环境危害。基于前期油页岩半焦特性的相关研究,本文采用动力学分析方法,以活性炭颗粒燃烧特性作为参考,利用不同燃烧装置进行深入研究。分析不同升温速率及不同终温的影响,获得燃烧的一般规律;计算样品的动力学参数,得到试样活化能随转化率变化的特征;利用AKTS软件对恒温燃烧进行模拟预测并与流化床、固定床恒温结果进行对比分析;同时通过不同燃烧条件下半焦流化燃烧过程中的气体释放特性进行分析得出流化燃烧特性。利用热重分析仪在不同升温速率下对活性碳、龙口半焦的燃烧特性进行研究。通过TG-DTG曲线表明,半焦燃烧过程分为两个阶段,而活性炭燃烧过程只有一个阶段。随着升温速率的增加,各失重峰区逐渐变宽、峰值变大、燃烧曲线向高温段移动;同时着火和燃尽温度升高,单位时间内的反应速率也随之增加,各燃烧评价指数均增大。采用FWO法与Friedman法对活性炭与龙口半焦进行动力学研究,结果表明两种算法呈相同规律,而由Popescu法推断出活性炭燃烧符合反Jander三维扩散模型,半焦燃烧符合Avrami-Erofeev方程。采用间歇式流化床、自制U型管固定床对活性炭与半焦进行恒温燃烧试验。结果表明活性炭非等温燃烧活化能在可作为流化燃烧初始阶段的一个参考,而热重恒温燃烧与U型管固定床燃烧有一定的关联性;半焦流化燃烧与固定床燃烧得到的活化能均小于热重非等温燃烧的活化能。由预测失重曲线与不同燃烧器下的失重曲线对比分析可得到,活性炭固定床燃烧曲线与预测关联性较强,半焦流化燃烧曲线与预测值吻合度更好。为热重燃烧预测流化床、固定床燃烧提供了重要的理论依据。基于半焦流化燃烧特性的研究,对不同燃烧过程中的NO、SO释放特性进行分析。结果表明,随着床温与空气流量的增加,气体瞬时排放峰值减小;粒度的增加,SO的瞬时排放峰值变化趋势与NO相反;不同影响因素下,空气流速对NO和NO的影响程度最大,粒径次之;对于SO而言,床温的影响程度大于粒径及空气流量的影响,燃烧时间对气体释放量影响最小。

关键词：活性炭油页岩半焦动力学分析活化能

含石墨烯油气润滑的角接触球轴承腔热流数值分析

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计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2139-2147页

作者：靳岚卢世奇芮执元李卫兵曾鑫磊兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

为更有效地降低大功率高速电主轴用高速角接触球轴承腔温度,对含石墨烯的油气润滑影响轴承腔热流特性的规律进行分析。基于流体力学守恒方程,建立了高速角接触球轴承腔体内压缩气体、润滑油和石墨烯颗粒形成的气液固三相流热流分析数学... 详细信息

为更有效地降低大功率高速电主轴用高速角接触球轴承腔温度,对含石墨烯的油气润滑影响轴承腔热流特性的规律进行分析。基于流体力学守恒方程,建立了高速角接触球轴承腔体内压缩气体、润滑油和石墨烯颗粒形成的气液固三相流热流分析数学模型。通过数值模拟分析了不同速度压缩气体状态下油气通道中的石墨烯润滑油环状流形成条件、轴承腔内石墨烯润滑油流场速度,以及石墨烯颗粒分布与轴承腔温度场的关系。结果表明,石墨烯润滑油速度与压缩气体速度之比为1∶10时,油气通道中会形成石墨烯润滑油环状流,使高速角接触球轴承腔具有良好的润滑效果;高速运转工况下,轴承腔内石墨烯的分布状态同时受离心力与滚珠高速自旋的影响,而且石墨烯颗粒分布越密集,该区域的温度越低;石墨烯润滑油在滚珠与内圈接触区域流速越大,表面换热系数越高,该区域散热越快,为石墨烯油气润滑更好地降低高速角接触球轴承温度、保障轴承正常工作提供了理论依据。

关键词：油气润滑石墨烯角接触球轴承三相流

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基于膨胀效应的超临界CO类沸腾临界点模型

物理学报 2024年

作者：张海松卢茂聪李志刚中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室中国科学院大学

传热恶化是超临界流体（Supercutical fluid， SCF）传热研究重要问题之一，但由于SCF在跨过拟临界点时，流体存在非平衡过程，类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识。本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象，通... 详细信息

传热恶化是超临界流体（Supercutical fluid， SCF）传热研究重要问题之一，但由于SCF在跨过拟临界点时，流体存在非平衡过程，类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识。本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象，通过类比亚临界沸腾传热，认为超临界CO2传热恶化原因之一是由于流体膨胀导致热量不能被及时从壁面被带走，并提出一个类沸腾临界点模型。结果表明：类沸腾引起的传热恶化发生在大温度梯度下，较大的温度梯度使类过热液层覆盖在壁面，并使类气和类液呈现不同的分布形式，从而表现出不同的传热特性；当内壁温大于拟临界温度时，覆盖在壁面的过热类液焓值超过一定值会发生传热恶化，提出的理论模型能够较好的解释实验结果，此外考虑类沸腾的传热关联式，预测精度大大提高。本文从理论上建立超临界和亚临界传热之间的联系，为SCF传热恶化研究提供了新思路，丰富了超临界压力下的传热理论。

关键词：超临界CO 膨胀类沸腾传热恶化理论模型

基于膨胀效应的超临界CO2类沸腾临界点模型

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物理学报 2024年第18期 201-211页

作者：张海松卢茂聪李志刚中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室中国科学院大学

传热恶化是超临界流体（supercutical fluid, SCF）传热研究重要问题之一,但由于SCF在跨过拟临界点时,流体存在非平衡过程,类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识.本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象,通过类比... 详细信息

传热恶化是超临界流体（supercutical fluid, SCF）传热研究重要问题之一,但由于SCF在跨过拟临界点时,流体存在非平衡过程,类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识.本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象,通过类比亚临界沸腾传热,认为超临界CO2传热恶化原因之一是由于流体膨胀导致热量不能被及时从壁面被带走,并提出一个类沸腾临界点模型.结果表明:类沸腾引起的传热恶化发生在大温度梯度下,较大的温度梯度使类过热液层覆盖在壁面,并使类气和类液呈现不同的分布形式,从而表现出不同的传热特性;当内壁温高于拟临界温度时,覆盖在壁面的过热类液焓值超过一定值会发生传热恶化,提出的理论模型能够较好地解释实验结果,此外考虑类沸腾的传热关联式,预测精度大大提高.本文从理论上建立超临界和亚临界传热之间的联系,为SCF传热恶化研究提供了新思路,丰富了超临界压力下的传热理论.

关键词：超临界CO2 膨胀类沸腾传热恶化理论模型

复合材料δ-FeOOH/MoS_(2)/g-C_(3)N_(4)在光辅助下活化PMS降解RhB的研究

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环境科学学报 2024年第1期44卷 228-241页

作者：陈勇号赵丹孙天奇董延茂苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 苏州科技大学化学与生命科学学院苏州215009

采用超声-共沉淀法成功制备了δ-FeOOH/MoS_(2)/g-C_(3)N_(4)(CMF)材料,并在可见光下活化过一硫酸盐(PMS)降解染料罗丹明B(RhB).同时,通过XRD、SEM、UV-vis DRS、FTIR和XPS等仪器对催化剂进行了分析.结果表明,10-CMF粒径约为200~400 nm;催化剂对RhB(30 mg·L^(-1))在50 min内可降解99.99%.其优异的催化性能归因于双金属活化PMS和异质结的构建抑制了电子-空穴对复合的双重协同作用.此外,10-CMF在实际水基质(池塘水和自来水)中仍然表现出较好的催化效果,具有较强的抗干扰能力.通过自由基淬灭和EPR分析确定了该体系中的主要活性物质为h+和^(1)O_(2),并提出了可能的降解途径.最后,催化剂经过5次循环实验后,对RhB的去除率仍然达到90.16%,说明材料具有较好的使用寿命.本研究为可见光辅助催化剂活化PMS降解污染物提供了新的解决方案,并在实际废水处理中具有良好的应用前景.

关键词：二硫化钼 δ-FeOOH g-C_(3)N_(4) 光催化实际废水过硫酸盐

一种嵌合互质阵列的离网水声信号方位估计方法

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电讯技术 2024年

作者：邢传玺谈光枝冉艳玲卢茂孟强云南民族大学电气信息工程学院云南省无人自主系统重点实验室

针对水听器互质阵列存在无法有效利用全部阵元信息和海洋噪声影响下传统算法波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）估计性能下降的问题，提出了一种结合互质阵列内插值及信号子空间拟合的离格稀疏贝叶斯水声信号方位估计方法。首先，... 详细信息

针对水听器互质阵列存在无法有效利用全部阵元信息和海洋噪声影响下传统算法波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）估计性能下降的问题，提出了一种结合互质阵列内插值及信号子空间拟合的离格稀疏贝叶斯水声信号方位估计方法。首先，采用互质阵列接收水声信号，通过虚拟阵元内插对虚拟域中缺失孔洞进行填充，通过最小化原子范数的设计和内插虚拟阵列协方差矩阵的重建，将阵列接收信号全部信息用于DOA估计。其次，通过重建后的协方差信号子空间对接收信号进行重构，有效降低了背景噪声干扰。最后利用空域稀疏性，推导出重构信号的离格稀疏表示模型，采用贝叶斯学习求解出信源信号的最大后验概率，实现了目标方位估计。仿真表明，利用7阵元可以有效估计12个信源角度，在信噪比为-20dB时，所提算法相较于互质内插值阵列下的ROOTMUSIC（ROOT Modified Multiple Signal Classification，ROOTMUSIC）算法估计性能提高了46.89%。在快拍数为256时所提算法相较于互质内插值阵列下的ROOTMUSIC算法估计性能提高了22.12%。研究结果表明，所提方法能够有效利用虚拟阵列所提供的自由度，可有效去除噪声干扰，在定位精度、算法鲁棒性上均有更优的性能。

关键词： DOA估计内插阵元互质阵列子空间信号重构离格稀疏贝叶斯

基于等效复数磁导率的利兹线绕组损耗计算模型

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电工技术学报 2024年第4期39卷 947-955页

作者：赵志刚王丽美陈天缘赵安琪卢子奇省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300401 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津300401

绕组损耗是高频变压器总体损耗的重要组成部分,是影响磁性元件体积、效率和温升的关键性参数。由于利兹线的高频损耗小而广泛应用于高频变压器绕组,但其复杂的三维扭转结构导致准确、快速地计算绕组损耗十分困难。解析方法需要进行简化... 详细信息

绕组损耗是高频变压器总体损耗的重要组成部分,是影响磁性元件体积、效率和温升的关键性参数。由于利兹线的高频损耗小而广泛应用于高频变压器绕组,但其复杂的三维扭转结构导致准确、快速地计算绕组损耗十分困难。解析方法需要进行简化和近似处理,难以准确地表征绕组的高频涡流特性,有限元数值方法需要对每匝绕组精细化建模,导致计算资源耗费严重。采用具有等效复值材料特性的区域替代绕组区域的均匀化技术,能够实现二维磁场对涡流效应的表征,降低了精细化建模的计算成本。但等效区域的材料特性需要利用数值方法获得,增加了计算的复杂性。因此该文通过分析利兹线损耗机理,考虑利兹线截面形状对等效区域材料特性的影响,实现了圆形利兹线绕组等效复数磁导率的明确解析描述。建立了圆形利兹线绕组损耗计算模型,验证了等效复数磁导率计算邻近效应的准确性,实现了较宽频率范围内绕组损耗的准确预测。

关键词：利兹线绕组损耗等效复数磁导率趋肤效应邻近效应

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混合多项自适应权重的混沌麻雀搜索算法

计算机工程与应用 2024年第7期60卷 70-83页

作者：杜云周志奇贾科进丁力卢孟杨林河北科技大学电气工程学院石家庄050031

麻雀搜索算法具有原理简单、搜索能力强、快速寻优等优点,但是存在全局搜索不足、易陷入局部最优等缺点,针对其缺点提出了混合多项自适应权重的混沌麻雀搜索算法。增加改进Circle混沌映射提高种群多样性;在发现者引入自适应权重策略,提... 详细信息

麻雀搜索算法具有原理简单、搜索能力强、快速寻优等优点,但是存在全局搜索不足、易陷入局部最优等缺点,针对其缺点提出了混合多项自适应权重的混沌麻雀搜索算法。增加改进Circle混沌映射提高种群多样性;在发现者引入自适应权重策略,提高发现者的全局搜索能力和搜索范围;在加入者引入改进鲸鱼优化算法的气泡网捕食策略,提高算法的局部搜索性能和跳出局部最优的能力;结合反向学习策略机制,对所有的个体进行最优选择,使每次迭代后的个体质量得到提升,以提高算法的寻优效率和寻优精度。将混合多项自适应权重的混沌麻雀搜索算法与4种经典基本算法和9种改进的麻雀搜索算法在12种测试函数和CEC2022测试函数上进行对比,改进算法有更好的寻优性能和收敛速度。

关键词：麻雀搜索算法 Circle混沌映射自适应权重鲸鱼优化算法反向学习