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浸没式相变储热单元的设计与实验研究

浸没式相变储热单元的设计与实验研究

作者：赵泓宇中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

由于新能源产业的高速发展,油田井口采出液的主要加热方式由燃料加热逐渐演变为电加热。为降低电加热成本,采用相变材料储存和释放热量,不仅有助于调节电网负荷,还能提高热量利用率,达到降本增效的目的。本文针对传统油田井口采出液加... 详细信息

由于新能源产业的高速发展,油田井口采出液的主要加热方式由燃料加热逐渐演变为电加热。为降低电加热成本,采用相变材料储存和释放热量,不仅有助于调节电网负荷,还能提高热量利用率,达到降本增效的目的。本文针对传统油田井口采出液加热能耗高、成本大的问题,设计了一种浸没式相变储热单元和储热装置,并开展了相关实验研究和经济性分析。首先,以价格低廉、相变区间灵活可调的石蜡为相变材料,依据其热物性参数和油田井场供热需求,基于Fluent仿真软件,采用数值模拟方法对比了不同形状的封装单元的储/放热性能。结果表明,板形封装单元相较于球形和圆柱形封装单元,石蜡完全熔化和凝固的时间都最短,完全熔化时间分别缩短了52.71%和33.08%,完全凝固时间分别缩短了45.36%和32.28%。其次,基于板形封装单元,设计了一种类板形结构且具有大比表面的浸没式袋形封装相变储热单元。将其分层排列于新型圆柱型储热装置中,搭建实验平台并进行储热装置的储/放热实验。结果表明,在储热过程中,该圆柱型储热装置在升温至67℃、70℃、73℃时的平均储热时间分别为5.28 h、5.99 h和6.06 h,储热量分别为223.8 MJ、258.8 MJ和261.8 MJ。在放热过程中,该圆柱形储热装置在升温至67℃、70℃、73℃时的平均放热时间为167.5 min、113.5 min和79min,在167.5 min的基础上,时间分别缩短了32.23%和30.4%。当储热装置温度为67℃,流量分别为0.4 m/h、06 m/h、0.8 m/h时,平均放热功率分别为15.32k W,20.86 k W和24.66 k W。在15.32 k W的基础上,提升幅度分别为36.17%,18.22%。最后,以实际用热案例进行成本和收益估算,对相变储热装置的经济性进行了分析。结果表明,以袋形封装单元为储热单元的相变储热装置在生命周期内的净现值均大于零,投资回报周期低于使用年限。当生命周期内的折现率低于32.22%时,均具有投资价值。

关键词：井口采出液加热相变材料袋形封装单元储放热性能经济性分析

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最美武夷——九曲溪

小学生必读（中年级版） 2016年第1期 82-83页

作者：赵泓宇

位于福建省的武夷山不仅有着秀丽神奇的丹霞地貌，而且还有“中国最美溪流”之美誉的九曲溪。我早已迫不急待地想要去目睹“她”的芳容，对于九曲溪竹筏漂流更是跃跃欲试了！

关键词：九曲溪丹霞地貌武夷山福建省 “她”

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雪花型翅片提高相变储热单元储/放热性能

储能科学与技术 2022年第2期11卷 521-530页

作者：张永学王梓熙鲁博辉杨胜旗赵泓宇中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 海南医学院国际教育学院海南海口571199 北京市过程流体过滤与分离重点实验室北京102249

相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了其实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种... 详细信息

相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了其实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种新型翅片结构来提高填充了相变材料的潜热储存单元储/放速率。针对该单元储/放热过程进行了全三维多场耦合数值模拟研究,结果表明,在同一换热流体流动条件下,与具有相同体积的纵向翅片相比,雪花型翅片能够显著提高潜热储存单元的传热速率和温度均匀性,完全熔化/凝固时间可分别缩短26.87%和32.01%;尽管储热单元的储/放热速率均得到了大幅度提升,但是液态相变材料最大速度的积分平均值在储热过程中降低了26.83%,而在放热过程中提高了18.00%。

关键词：雪花型翅片潜热储存单元相变材料储/放热性能自然对流

石蜡/Fe_(3)O_(4)纳米颗粒复合相变材料在管壳式储热单元中的储/放热性能研究

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储能科学与技术 2021年第5期10卷 1709-1719页

作者：鲁博辉师志成张永学赵泓宇王梓熙中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 北京航化节能环保技术有限公司北京100176 海南医学院国际教育学院海南海口571199

相变储热技术凭借其储热密度高、温度波动小、成本低廉等优势在太阳能利用和余热回收等领域具有巨大应用潜力,但相变材料的低导热系数严重限制了其实际应用。为此,本文运用“两步法”制备出不同质量分数的石蜡/Fe_(3)O_(4)纳米颗粒高导... 详细信息

相变储热技术凭借其储热密度高、温度波动小、成本低廉等优势在太阳能利用和余热回收等领域具有巨大应用潜力,但相变材料的低导热系数严重限制了其实际应用。为此,本文运用“两步法”制备出不同质量分数的石蜡/Fe_(3)O_(4)纳米颗粒高导热系数复合相变材料,对其热物性进行了综合表征,并将其与纯石蜡在管壳式储热单元中的储/放热性能进行了对比研究。研究结果表明:与纯石蜡相比,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒能够有效地提高复合相变材料的导热系数;当纳米颗粒的质量分数为5%时,固态和液态导热系数分别提升了53%和79%,完全熔化和凝固时间可分别缩短29.69%和29.81%;尽管复合相变材料的储热量和放热量分别下降了5.62%和7.32%,但是储热和放热过程的㶲效率分别提升了0.43%和3.37%;Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的添加降低了储热和放热过程中的自然对流强度。

关键词：相变储热石蜡纳米颗粒导热系数管壳式储热单元

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双8字型无碳小车的研究设计

科技创新导报 2019年第22期16卷 85-87页

作者：夏有强王茂赵泓宇西南石油大学机电工程学院

根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求以及“无碳”的时代新理念,现设计出一种基于凸轮机构的双8字型无碳小车。本文将介绍竞赛要求,从能量转换机构、转向机构、传动机构及车身结构等多方面进行设计说明。在加工装配小车后... 详细信息

根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求以及“无碳”的时代新理念,现设计出一种基于凸轮机构的双8字型无碳小车。本文将介绍竞赛要求,从能量转换机构、转向机构、传动机构及车身结构等多方面进行设计说明。在加工装配小车后验证了该无碳小车可按预定轨迹行进达到预期成果,说明了小车具有高效率和低偏差的优点,证明了研究设计的科学高效。

关键词：双8字轨迹无碳小车齿轮传动凸轮机构

肝脏组织受BMAL1调控昼夜节律基因的鉴定及其与脂肪性肝病的相关性

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肝脏组织受BMAL1调控昼夜节律基因的鉴定及其与脂肪性肝病的相关性

作者：赵泓淙西北农林科技大学

学位级别：硕士

基于SPR效应的高灵敏度微结构光纤传感器设计

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基于SPR效应的高灵敏度微结构光纤传感器设计

作者：赵泓翔北京邮电大学

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生成式AI激发大众体育消费潜力的理论逻辑与实践路径

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体育科学 2024年第6期44卷 63-71页

作者：李荣日赵泓羽华东理工大学体育经济理论研究所上海200237 华东理工大学商学院上海200237

把握新发展阶段下“扩大内需”战略基点所带来的关键契机,运用前沿数字技术,充分挖掘和释放我国体育消费潜力,是推进我国体育消费高质量发展的当务之急和长远之需。研究在分析大众体育消费需求演进历程的基础上,对生成式AI赋能大众体育... 详细信息

把握新发展阶段下“扩大内需”战略基点所带来的关键契机,运用前沿数字技术,充分挖掘和释放我国体育消费潜力,是推进我国体育消费高质量发展的当务之急和长远之需。研究在分析大众体育消费需求演进历程的基础上,对生成式AI赋能大众体育消费需求表达的内在机理与场景应用进行解构,发现生成式AI赋能大众体育消费需求表达存在的问题主要有认知图式限制体育消费“微粒化”需求表达,数字素养差异掣肘体育消费长尾需求挖掘,技术固有缺陷削弱体育消费需求表达灵感生成,信息收集异化限制体育消费需求众创内容生产。研究认为,在生成式AI赋能大众体育消费需求表达过程中,应持续优化体育消费AI交互算法,精准突破个体认知图式局限;充分释放数字技术普惠红利,提升个体体育消费需求表达规模;深化生成式AI技术多组态应用,触发个体体育消费需求创意灵感;优化数据隐私保护与信息收集机制,夯实个体体育需求表达信任基础。

关键词：生成式人工智能体育消费消费潜力

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高突矿井未开采保护层区域瓦斯治理研究

矿业安全与环保 2024年第3期51卷 56-64页

作者：赵泓超王秦生陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710070

为解决高突矿井试验工作面未开采保护层区域瓦斯浓度超限难题,基于COMSOL数值模拟分析了抽采参数对煤层瓦斯预抽效果的影响规律,通过物理相似模拟明确了采动卸压瓦斯导流通道。结合工程实际采掘进度,划分“掘进期”和“回采期”,分别开... 详细信息

为解决高突矿井试验工作面未开采保护层区域瓦斯浓度超限难题,基于COMSOL数值模拟分析了抽采参数对煤层瓦斯预抽效果的影响规律,通过物理相似模拟明确了采动卸压瓦斯导流通道。结合工程实际采掘进度,划分“掘进期”和“回采期”,分别开展瓦斯防治工作,采用立体式瓦斯抽采技术开展“顺层+穿层”钻孔瓦斯抽采。分析了掘进期高负压顺层钻孔与穿层钻孔的预抽效果,对比回采期断层附近穿层钻孔瓦斯浓度,研究了瓦斯抽采效果与工作面推进距离的关系。研究结果表明:不同布孔条件下,钻孔外侧瓦斯有效抽采半径在5 m左右,钻孔间距设置为10 m较为合理。掘进期,通过底抽巷施工穿层钻孔抽采邻近层瓦斯,配合顺层钻孔抽采使煤层瓦斯含量由24.37 m^(3)/t降至6.76 m^(3)/t,煤层瓦斯压力由1.62 MPa降至0.47 MPa;回采期,进风巷施工低负压高抽钻孔抽采上层采空区瓦斯,最大瓦斯浓度仅为8.7%。未开采保护层区域瓦斯抽采结合卸压瓦斯抽采技术成功消除了M18煤层的煤与瓦斯突出危险性。

关键词：瓦斯防治上保护层邻近层瓦斯抽采钻孔立体式抽采治理效果