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压缩空气与热化学复合储能系统反应器动态性能研究

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西安交通大学学报 2024年第2期58卷 1-11页

作者：姚尔人仲理科邹瀚森李瑞雄席光王焕然西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对压缩空气与热化学复合储能系统中,由于压缩机的波动运行而导致的反应器不稳定运行问题,通过建立热化学反应过程完备的数理模型,探究了不同工况参数对反应器内工质传热特性和甲醇裂解性能的影响规律,进而建立了反应器的运行调控策略... 详细信息

针对压缩空气与热化学复合储能系统中,由于压缩机的波动运行而导致的反应器不稳定运行问题,通过建立热化学反应过程完备的数理模型,探究了不同工况参数对反应器内工质传热特性和甲醇裂解性能的影响规律,进而建立了反应器的运行调控策略,以实现其内部热能到化学能的高效稳定转化。研究结果表明:在反应器的变工况运行过程中,反应器内反应物和空气温度在气体流动方向分别呈现升高和降低的趋势;甲醇裂解率随空气流量和反应器空气侧入口温度的增加而增加,随甲醇流量的升高而逐渐降低,反应器空气侧入口温度的扰动对甲醇裂解率的影响程度最大,而反应器内甲醇裂解率对甲醇流量扰动的响应速度最快;通过建立前馈加反馈调控策略,分别控制进入反应器和压缩机的工质流量,在压缩机85%~110%的输入功率范围内,反应器可在1000 s内实现95%的甲醇裂解率,证明了所提出调控策略的快速响应性和有效性。

关键词：压缩空气复合储能甲醇裂解动态性能调控策略

石墨炭负载单原子铁催化剂非均相还原NO的微观作用机理:DFT研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第5期52卷 717-724页

作者：赵妍李响黄金凯李先春朱亚明王焕然辽宁科技大学辽宁土木工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学辽宁化学工程学院辽宁鞍山114051

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,N... 详细信息

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,NO还原反应主要经历了N_(2)形成与释放两个阶段。在E-R机理作用下,NO分子以N,O-down结构吸附在Fe原子上发生的NO还原反应的控速步骤能垒值仅为15.5 kJ/mol,小于其余路径控速步骤能垒值。由能垒角度分析,Fe原子上残留的活性氧被还原的能垒值高于NO还原生成N_(2)的能垒值。NO分解后残留在Fe原子表面的活性氧抑制了NO的吸附与还原,Fe原子活性位的缺失导致催化剂的失活,单原子Fe的存在促进了NO还原反应的进行。由动力学角度分析,随着反应温度的升高,NO还原速率较活性氧转移速率提升更为显著。

关键词：单原子铁催化剂氮氧化物密度泛函理论机理失活

中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统热力学性能分析

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西安交通大学学报 2024年第1期58卷 126-137页

作者：令兰宁姚尔人孙昊李瑞雄邹瀚森王焕然席光张孙孝西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 长安大学建筑工程学院西安710061

针对地热能发电技术效率低、稳定性差的问题,提出一种兼具同轴套管取热技术和压缩空气储能技术特点的中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统,通过建立系统的热力学模型,研究了典型工况下系统关键参数和热力学性能的演化规律,揭示了不... 详细信息

针对地热能发电技术效率低、稳定性差的问题,提出一种兼具同轴套管取热技术和压缩空气储能技术特点的中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统,通过建立系统的热力学模型,研究了典型工况下系统关键参数和热力学性能的演化规律,揭示了不同运行特征下地热恢复与提取的动态机制。研究结果表明:储能发电系统的运行分为非稳定循环和稳定循环阶段,在非稳定循环阶段中,热提取量和膨胀机输出功随循环次数的增加而增加,而热补偿量和系统效率呈相反趋势变化;当热提取量、热补偿量和地热消耗量达到平衡时,储能发电系统从第8次循环进入稳定循环阶段,稳定循环中各参数不随循环次数改变,单次循环输出电量为47 956.7 kW·h,系统效率达到63.5%;通过提升压缩机压比和补热水流量可以提升地热恢复温度:当压缩机压比由6提升至7时,深度为1 300 m、半径为0.116 m处,岩土温度多提升4.3℃,当补热水流量由4.5 m^(3)/h提升至6 m^(3)/h,同一处岩土温度多提升6.4℃,该研究为提高地热能发电效率和稳定性提供了新方案。

关键词：地热发电稳定性地热恢复热力学性能

水平划分视域下初中生几何直观能力的培养策略

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数理化解题研究 2024年第2期 35-37页

作者：王焕然福建省厦门市槟榔中学福建厦门361010

在新课程标准下,随着课程目标从知识本位转向素养本位,明确数学课程要培养学生的核心素养.几何直观是初中数学核心素养之一,发展学生的几何直观能力有助于其更好地理解概念的本质及探索规律,将抽象的数学对象直观化、显性化.几何直观能... 详细信息

在新课程标准下,随着课程目标从知识本位转向素养本位,明确数学课程要培养学生的核心素养.几何直观是初中数学核心素养之一,发展学生的几何直观能力有助于其更好地理解概念的本质及探索规律,将抽象的数学对象直观化、显性化.几何直观能力的培养有助于思维能力及创新能力的发展.文章基于几何直观能力的水平划分,给出了相应的教学策略.

关键词：初中数学水平划分几何直观培养策略

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心理努力在学习领域的研究述评及教育启示

心理月刊 2024年第11期 231-235页

作者：王焕然天津师范大学心理学部安庆市第七中学

本文从概念界定、相关理论、测量方法、在学习领域的研究进展等方面对心理努力展开了综述。在当前的研究中，心理努力的概念还没有清晰明确，与认知负荷等概念的界定仍需开展。目前心理努力的研究大多围绕在认知任务领域，为教学设计中... 详细信息

本文从概念界定、相关理论、测量方法、在学习领域的研究进展等方面对心理努力展开了综述。在当前的研究中，心理努力的概念还没有清晰明确，与认知负荷等概念的界定仍需开展。目前心理努力的研究大多围绕在认知任务领域，为教学设计中材料的呈现方式、学习策略和教学方法的采用如何调节学生学习提供了科学依据。也有少部分研究探索了在学业中影响心理努力的因素，为改善学生的努力状况提供了理论支持。本综述旨在帮助教育工作者在教育教学中做出调整与改进，帮助学生提高其学业水平。未来的研究应把握住心理努力在学习中的调节的研究热点和趋势，探索学生在学业过程中是如何做出决策，分配认知资源，为教育教学的发展贡献力量。

关键词：心理努力述评教育教学学习

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先进抽水压缩空气复合储能技术

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 1-9页

作者：王焕然席光李瑞雄姚尔人孙中国王志恒邹瀚森令兰宁贺新张宇飞西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

储能技术的创新突破成为带动全球能源格局革命性、颠覆性调整的必经之路,是实现“碳中和、碳达峰”目标的重要举措。为此,西安交通大学“先进物理储能技术”研究团队创新性地发明了新型抽水压缩空气复合储能技术。该技术采用空气和水作... 详细信息

储能技术的创新突破成为带动全球能源格局革命性、颠覆性调整的必经之路,是实现“碳中和、碳达峰”目标的重要举措。为此,西安交通大学“先进物理储能技术”研究团队创新性地发明了新型抽水压缩空气复合储能技术。该技术采用空气和水作为混合工作介质,利用水力机械设备和空气透平作为系统的复合做功设备,实现储能介质高效等温压缩/膨胀。相比于传统压缩空气储能技术,新型气液复合空气储能技术具有响应快、效率高、投资成本低等优点。团队通过10余年的攻关研究,完成了关键设备与储能系统的性能表征、时域特性研究、流体机械关键共性技术集中攻关、空气储能技术全寿命周期性能评估软件的研发及应用,研究成果可为气液复合压缩空气储能技术的规模化推广应用提供坚实的理论与数据支撑。

关键词：压缩空气储能技术近等温压缩抽水压缩空气复合储能技术高效运行

新增未知攻击场景下的工业互联网恶意流量识别方法

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通信学报 2024年第6期45卷 75-86页

作者：曾凡一苘大鹏许晨韩帅王焕然周雪李欣纯杨武哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150009

针对工业互联网中新增未知攻击所引发的流量数据分布偏移问题,提出了一种基于邻域过滤和稳定学习的恶意流量识别方法,旨在增强现有图神经网络模型在识别已知类恶意流量时的有效性和鲁棒性。该方法首先对流量数据进行图结构建模,捕获通... 详细信息

针对工业互联网中新增未知攻击所引发的流量数据分布偏移问题,提出了一种基于邻域过滤和稳定学习的恶意流量识别方法,旨在增强现有图神经网络模型在识别已知类恶意流量时的有效性和鲁棒性。该方法首先对流量数据进行图结构建模,捕获通信行为中的拓扑关系与交互模式;然后,基于有偏采样的邻域过滤机制划分流量子图,消除通信行为间的伪同质性;最后,应用图表示学习和稳定学习策略,结合自适应样本加权与协同损失优化方法,实现高维流量特征的统计独立性。2个基准数据集上的实验结果表明,相较对比方法,所提方法在新增未知攻击场景下的识别性能提升超过2.7%,展示了其在工业互联网环境下的高效性和实用性。

关键词：工业互联网恶意流量识别图神经网络邻域过滤稳定学习

跨临界CO_(2)储能系统中填充床蓄冷性能的动态分析

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流体机械 2024年第6期52卷 49-57页

作者：姚小彦陈晓文黄勇黄研刘鹏虎程祖田王焕然黄河上游水电开发有限责任公司西宁810008 中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司郑州450007 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为进一步提升CO_(2)储能系统性能,建立了不同换热阶段CO_(2)与填充床的换热模型,探究了填充床长度等关键设计参数对蓄冷单元的影响规律。结果表明:由于温跃区的存在,初次循环中存储在蓄冷材料内的大量冷量未被利用,导致其㶲效率较低。随... 详细信息

为进一步提升CO_(2)储能系统性能,建立了不同换热阶段CO_(2)与填充床的换热模型,探究了填充床长度等关键设计参数对蓄冷单元的影响规律。结果表明:由于温跃区的存在,初次循环中存储在蓄冷材料内的大量冷量未被利用,导致其㶲效率较低。随着循环次数的增加,温跃区向后移动,蓄冷单元的㶲效率不断增加。在第15次循环后,蓄冷单元的冷量回收效率和㶲效率稳定在96.10%和82.44%。与填充床长度相比,填充床直径对其温度分布影响较大。本研究可为跨临界CO_(2)储能系统填充床的工程应用提供理论指导。

关键词：压缩CO_(2)储能填充床㶲分析蓄冷性能

高效稳定双罐式液体活塞近等温膨胀过程热力性能研究

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西安交通大学学报 2024年第7期58卷 1-12页

作者：张宇飞金鹏王海洋李向东王焕然席光李瑞雄西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为确保双罐式液体活塞膨胀过程的连续稳定运行,提出了一种创新的液体活塞近等温膨胀运行方式。该运行方式下,膨胀阶段完成后液体活塞进入膨胀后的吸气阶段,实现罐体水位的下降,从而保证了循环稳定性。通过建立相关的热力学模型,探究了... 详细信息

为确保双罐式液体活塞膨胀过程的连续稳定运行,提出了一种创新的液体活塞近等温膨胀运行方式。该运行方式下,膨胀阶段完成后液体活塞进入膨胀后的吸气阶段,实现罐体水位的下降,从而保证了循环稳定性。通过建立相关的热力学模型,探究了高压空气在近等温膨胀过程中的热力性能变化特性,并揭示了不同运行特征下液体活塞近等温膨胀的释能规律。研究结果显示:该运行方式使系统在第二次循环后进入稳定循环阶段;系统呈现出较好的等温性能,当膨胀比为5时,循环过程中空气最低温度达到282.3 K;空气与液滴换热占比随喷嘴数量的变化较为显著,喷嘴数量由2增加至18时,空气与液滴换热占比由20.2%增加至72.8%;在单个循环周期时长为4 800 s时,液体活塞膨胀释能效率和液体活塞膨胀释能量提升率都达到最大值,分别为84.6%和18.1%;液体活塞运行条件不同情况下,最佳喷淋时刻的无量纲压力存在差异。该研究为提高双罐式液体活塞近等温膨胀过程的稳定性提供了新的方案。

关键词：液体活塞近等温膨胀热力性能喷淋