检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

静置工况条件下掺氢天然气浓度分布规律

天然气工业 2024年第2期44卷 145-155页

作者：李敬法宇波苏越刘翠伟李玉星北京石油化工学院机械工程学院中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能... 详细信息

利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能量最小原理,推导了在重力场作用下掺氢天然气浓度分布数学模型,并采用Peng-Robinson真实气体状态方程对该数学模型进行了求解,最后研究了甲烷—氢气二元组分混合气体在4种典型场景高度和5种掺氢比下氢浓度随高度的分布规律。研究结果表明:(1)在重力影响下管道顶部和底部的氢浓度存在差异,但其受高度差的影响显著,对于米级的水平管道、几十米级的一般城镇楼宇天然气立管、百米级的高层楼宇天然气立管,氢浓度随高度变化的差异微小,可完全忽略氢分层;(2)对于千米级大落差的掺氢天然气管道,当掺氢比不超过20%时,氢分层仍可忽略,但当掺氢比很高时(例如50%)管道顶部和底部的氢浓度差将超过1%,此时需考虑工程实际情况评估能否忽略氢分层;(3)西气东输某管道考虑真实气体组成、掺氢比20%、管道落差200 m时,各气体组分的浓度随落差高度的分布规律揭示了在实际工程中此类落差高度的掺氢天然气氢分层可忽略。结论认为,对于掺混均匀的掺氢天然气在静置这种最容易发生分层的极端工况下,如果不存在千米级极端大落差和极端大掺氢比,掺氢天然气管道分层现象可完全忽略;该认识从理论上厘清了目前关于掺氢天然气分层现象的争议,对掺氢天然气管道安全输送具有重要指导意义。

关键词：掺氢天然气氢分层掺氢比能量最小原理静置工况

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

柱坐标系强守恒型动量方程离散方法研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1049-1054页

作者：石国赟陈宇杰朱剑琴李海旺宇波北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102617 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京102617

柱坐标系中,为了便于统一形式和编程实施方便,学者们对动量方程形式进行了多种变换,导致其守恒性质不明或有待进一步定量验证。针对这一问题,本文根据柱坐标系基向量关系推导了张量形式强守恒型方程的分量形式,并基于AUSM格式给出了对... 详细信息

柱坐标系中,为了便于统一形式和编程实施方便,学者们对动量方程形式进行了多种变换,导致其守恒性质不明或有待进一步定量验证。针对这一问题,本文根据柱坐标系基向量关系推导了张量形式强守恒型方程的分量形式,并基于AUSM格式给出了对应的离散过程和离散结果。通过激波和均匀流动问题求解验证表明,本文所推导的动量方程在任意网格下均可严格满足守恒性,而将部分项放入源项处理则导致守恒性无法满足,需要大量网格才能保证计算结果的可靠性。本文研究内容可为强守恒型动量方程的应用提供参考。

关键词： N-S方程守恒性柱坐标数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

硅基微柱簇阵列微通道流动沸腾实验研究

化工学报 2024年

作者：曲玖哲杨鹏杨绪飞张伟宇波孙东亮王晓东北京计算机技术及应用研究所华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京石油化工学院机械工程学院

为实现硅基微通道流动沸腾换热强化，分别设计并加工了具有并联微通道、稀疏微柱簇和致密微柱簇结构的微通道换热器，以丙酮为工质开展热通量200～650 kW·m-2的流动沸腾实验。结果表明，相较于并联微通道，稀疏微柱簇和致密微柱簇微通... 详细信息

为实现硅基微通道流动沸腾换热强化，分别设计并加工了具有并联微通道、稀疏微柱簇和致密微柱簇结构的微通道换热器，以丙酮为工质开展热通量200～650 kW·m-2的流动沸腾实验。结果表明，相较于并联微通道，稀疏微柱簇和致密微柱簇微通道具有更强的两相换热性能；在质量流速43 kg·m-2·s-1的条件下，稀疏微柱簇微通道与致密微柱簇微通道的平均传热系数分别可达到18.6 kW·m-2·K-1和17.8 kW·m-2·K-1，稀疏微柱簇微通道PEC最大可达到1.49。微柱簇阵列随热通量的增加呈现出三种不同流型，可视化研究表明，稀疏微柱簇内产生的汽相更倾向发生微柱簇绕流，而致密微柱簇内产生的汽相更倾向包裹住微柱簇，这使得前者表现出更强的两相换热性能。

关键词：微通道微柱簇阵列相变气液两相流强化换热气泡行为

流动与传热数值计算中任意网格基架点下导数差分通式研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

工程热物理学报 2024年第7期 2012-2018页

作者：宇波苏越孙树瑜焦开拓陈宇杰李敬法北京石油化工学院机械工程学院并氢能研究中心中国石油大学(北京)机械工程学院阿卜杜拉国王科技大学西安交通大学能源与动力工程学院

在流动与传热数值计算中，导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架，推导过程比较繁琐。为了解决这一问题，本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式，首先对通式形式... 详细信息

在流动与传热数值计算中，导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架，推导过程比较繁琐。为了解决这一问题，本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式，首先对通式形式进行了猜想，之后对节点上的导数及截差的通式给出了证明。对于任意网格基架下界面上一阶导数及截差的表达式，通过对拉格朗日插值求导化简得到。相比于传统方法，导数的差分通式的优点包括：1)避免了方程组的人工求解，节约计算时间；2)容易得到高精度的差分表达式；3)易于编制通用程序，基架点变化后无需对方程进行重新离散。本文推导的导数及截差的差分通式对于快速获取高精度的导数差分表达式具有一定的意义。

关键词：有限容积法有限差分法拉格朗日插值导数差分表达式

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

液氢低温输运管道环空绝热技术研究进展

油气储运 2024年

作者：牛帅帅赵杰李敬法吴小华宇波李建立北京石油化工学院机械工程学院北京石油化工学院氢能研究中心北京石油化工学院安全工程学院

【目的】液氢因具有体积密度大、氢纯度高等优势而备受关注，但极低的沸点导致其在输运过程中易蒸发而造成氢损失，低温绝热技术是实现液氢管道输运的关键手段。【方法】从热传递的3种方式（固体导热、气体导热、辐射换热）对管道环空... 详细信息

【目的】液氢因具有体积密度大、氢纯度高等优势而备受关注，但极低的沸点导致其在输运过程中易蒸发而造成氢损失，低温绝热技术是实现液氢管道输运的关键手段。【方法】从热传递的3种方式（固体导热、气体导热、辐射换热）对管道环空间的漏热进行分析，固体导热主要来源于环空间绝热支撑结构，总结了不同类型支撑结构的导热性能。同时，维持环空间夹层真空度可以有效削弱因气体导热引起的漏热。真空多层绝热材料对低温绝热技术的影响是研究热点，在此从真空多层绝热材料预测模型、绝热材料布置方式、定密度多层绝热与变密度多层绝热等方面分别进行了讨论分析。【结果】在保证应力强度的前提下改善支撑形状，最大限度缩短传热路径、减少支撑与内外管的接触点个数及接触面积大小能够有效降低支撑的漏热量。进一步研究低成本与高效率的吸气剂是维持真空度最直接的有效方法。真空多层绝热技术在低温设备中应用广泛，可有效减少固体导热、气体导热及辐射换热。定密度多层绝热和变密度多层绝热都存在最佳层密度排布使漏热最低，并且变密度多层绝热具有更好的绝热性能及重量优势。【结论】合理优化环空间几何结构和热传递方式并研制高效吸氢剂，对推动液氢低温输运管道环空绝热技术、有效降低液氢输运过程中的氢损失具有重要意义。

关键词：液氢低温输运管道低温绝热技术绝热支撑真空多层绝热

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

液氢低温输送管道环空绝热技术研究进展

油气储运 2024年第4期43卷 373-386页

作者：牛帅帅赵杰李敬法吴小华宇波李建立北京石油化工学院机械工程学院北京石油化工学院安全工程学院北京石油化工学院氢能研究中心

【目的】液氢因其体积密度大、氢纯度高等优势而备受关注,但其极低的沸点导致在输送过程中易蒸发而造成氢损失,低温绝热技术是实现液氢管道输送的关键手段。【方法】从热传递的3种方式(固体导热、气体导热、辐射换热)对管道环空间的漏... 详细信息

【目的】液氢因其体积密度大、氢纯度高等优势而备受关注,但其极低的沸点导致在输送过程中易蒸发而造成氢损失,低温绝热技术是实现液氢管道输送的关键手段。【方法】从热传递的3种方式(固体导热、气体导热、辐射换热)对管道环空间的漏热进行分析,固体导热主要来源于环空间绝热支撑结构,总结了不同类型支撑结构的导热性能;同时,维持环空间夹层真空度可以有效减少因气体导热引起的漏热。真空多层绝热材料对低温绝热技术的影响是研究热点,在此从真空多层绝热材料预测模型、绝热材料布置方式、定密度多层绝热、变密度多层绝热等方面分别进行了讨论。【结果】在保证应力强度的前提下改善支撑形状,最大限度缩短传热路径、减少支撑与内外管的接触点个数及接触面积能够有效减少支撑的漏热量。同时,加快研制低成本与高效率的吸气剂是维持真空度最直接的有效方法。真空多层绝热技术在低温设备中应用广泛,可有效减少固体导热、气体导热及辐射换热。定密度多层绝热和变密度多层绝热都存在使漏热最低的最佳层密度排布方式,且变密度多层绝热具有更好的绝热性能及重量优势。【结论】合理优化环空间几何结构与热传递方式、研制高效吸氢剂,对优化液氢低温输送管道环空绝热技术、有效降低液氢输送过程中的氢损失具有重要意义。(图5,表2,参85)

关键词：液氢低温输送管道低温绝热技术绝热支撑真空多层绝热

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

金属氢化物储氢反应器的热管理研究进展

油气储运 2024年第3期43卷 257-271页

作者：廖艺涵王艺郑度奎李敬法宇波李建立中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·油气管道输送安全国家工程研究中心·石油工程教育部重点实验室·城市油气输配技术北京市重点实验室北京市102249 长江大学石油工程学院北京市102249 北京石油化工学院机械工程学院·氢能研究中心

【目的】金属氢化物储氢反应器是固态储氢技术的核心部件,在金属氢化物进行可逆吸放氢反应过程中会发生大量热交换,从而导致反应器内部温度分布不均匀,影响反应器的储氢性能和使用寿命。因此,对金属氢化物储氢反应器进行有效的热管理,... 详细信息

【目的】金属氢化物储氢反应器是固态储氢技术的核心部件,在金属氢化物进行可逆吸放氢反应过程中会发生大量热交换,从而导致反应器内部温度分布不均匀,影响反应器的储氢性能和使用寿命。因此,对金属氢化物储氢反应器进行有效的热管理,是提高其储氢效率和稳定性的关键技术之一。【方法】为研究国内外金属氢化物储氢反应器的热管理进展,通过文献调研的方式,概述了金属氢化物吸放氢反应原理,根据热量传递过程将储氢反应器的换热过程分为3个阶段:热量在储氢材料中的传递、储氢材料与储氢反应器壁面间的换热、储氢反应器壁面与外界的换热,并对提高不同阶段换热效率的热管理方法进行了分类。【结果】通过对各种热管理方法的换热性能进行分析,分别介绍了使用换热管、翅片、相变材料等不同热管理方法的研究进展,以吸放氢速率作为金属氢化物储氢反应器的重要指标,对比分析了不同热管理方法的优缺点,总结了现阶段仍存在的问题和挑战,并对金属氢化物储氢反应器热管理的未来发展方向进行了展望。【结论】不同的热管理方法有各自的优势和劣势,对不同规模和用途的金属氢化物储氢反应器有针对性地进行热管理方法的选择与优化,有利于设计出高效、紧凑的热管理系统,为固态储氢技术的规模化和工程化应用奠定基础。(图7,表1,参79)

关键词：固态储氢金属氢化物反应器热管理吸放氢性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

低温液氢加注技术研究进展

低碳化学与化工 2024年第2期49卷 105-114页

作者：耿银良李建立吴小华李敬法宇波王凯北京石油化工学院机械工程学院北京102617

液氢的安全高效加注是对其进行转移、储存和使用的关键。从加注模式、加注结构和加注工艺等方面综述了国内外液氢加注技术的研究进展。在常重力环境下,有排气和无排气加注均能通过加注结构和工艺的合理设计实现加注目的。典型的无排气... 详细信息

液氢的安全高效加注是对其进行转移、储存和使用的关键。从加注模式、加注结构和加注工艺等方面综述了国内外液氢加注技术的研究进展。在常重力环境下,有排气和无排气加注均能通过加注结构和工艺的合理设计实现加注目的。典型的无排气顶部加注过程包含初始快速升压、相对稳定加注和末期快速升压3个阶段,而无排气底部加注无明显的阶段性特征。对于常重力加注,不同的顶部加注结构主要影响加注初期接收罐内的压力和温度变化,而不同的底部加注结构还显著影响加注初期的流场特征。不同加注工艺主要通过初始闪蒸、壁面沸腾、液相蒸发、气相冷凝及气相压缩等机制对加注过程产生影响。对于微重力环境下的液氢无排气加注,加注位置和加注结构对加注过程的影响小于不同加注工艺的影响。加注过程中内胆壁面的热变形程度与其冷却程度呈正相关,热应力集中区域不依赖于热变形的分布。为加快实现在更广泛的应用场景下的安全、高效加注液氢,还需进一步深化对加注过程的理论分析、仿真研究和实验研究,同时结合经济性,加强系统性加注工艺流程的仿真研究。

关键词：液氢加注加注模式加注结构加注工艺

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

《工程流体力学》多元评价机制的改革与实践

北京石油化工学院学报 2024年第2期32卷 74-76页

作者：俞接成宇波杨绪飞张志莲北京石油化工学院能源工程系北京102617

《工程流体力学》是能源动力类专业重要的基础课之一。为便于学生掌握扎实的流体力学知识、学习后续专业课程打下良好基础,课程组在广泛调研和吸取国内院校教改经验和成果的基础上,对我校《工程流体力学》课程的评价方式进行了探索。通... 详细信息

《工程流体力学》是能源动力类专业重要的基础课之一。为便于学生掌握扎实的流体力学知识、学习后续专业课程打下良好基础,课程组在广泛调研和吸取国内院校教改经验和成果的基础上,对我校《工程流体力学》课程的评价方式进行了探索。通过课程教研小组的充分讨论,确定了课程的多元考核环节和权重比例,构建了适合我校高素质应用型人才培养的课程评价体系,平时考核环节占比的提升也充分调动了学生平时学习的主动性,并在2022春季学期的教学实践中取得了良好的教学效果。

关键词：工程流体力学教学改革课程评价