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Parametric analysis of a packed bed thermal storage device with phase change material capsules in a solar heating system application

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Building Simulation 2021年第3期14卷 523-533页

作者： Long Gao Gegentana Junchao Bai baizhong sun Deyong Che Shaohua Li School of Energy and Power Engineering Northeast Electric Power UniversityJilin 132012China

The goal of this study is to investigate the effect of key design parameters on the thermal performance of the packed bed heat storage device by numerical calculation.A one-dimensional,non-equilibrium packed bed latent heat storage mathematical model was established and the applicability of the model was *** results demonstrate that the inlet temperature of the heat transfer fluid(HTF)had the greatest influence on each *** the inlet temperature increased from 333 K to 363 K,exergy destruction increased threefold,effective heat storage time decreased by 67%,effective heat storage increased by 38%,and exergy efficiency decreased by 11%.The decrease of the capsule diameter had a positive effect on each evaluation *** to the sensitivity analysis,the order of importance of each parameter within their variation range was HTF inlet temperature,HTF flow rate,PCM capsule size and PCM initial temperature.

关键词： packed bed thermal energy storage solar heating system performance evaluation parametric analysis

Experimental study on influence of operating parameters on tar components from corn straw gasification in fluidized bed

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Frontiers in Energy 2021年第2期15卷 374-383页

作者： Shuai GUO Xiao WEI Deyong CHE Hongpeng LIU baizhong sun School of Energy and Power Engineering Northeast Electric Power UniversityJilin 132012China

Gasification is a promising approach for converting solid fuel sources, including renewable ones like biomass, for use. The main problem in biomass gasification is the formation of condensable tars, including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). This paper investigated the conversion of tar components during corn straw gasification. It analyzed collected tar components using a gas chromatograph-mass spectrograph (GC-MS). Experimental results indicate that, with increasing temperature from 700°C to 900°C, the concentrations of benzene, indene, phenanthrene, naphthalene, acenaphthylene, fluorene, and pyrene increased whereas those of toluene, phenol, 1-methylnaphthalene, and 2-methylnaphthalene decreased. As the equivalence ratio (ER) increased from 0.21 to 0.34, the concentrations of indene and phenanthrene increased from 0.148% and 0.087% to 0.232% and 0.223%, respectively. Further, the phenol content increased as ER increased from 0.21 to 0.26 and then decreased as the ER increased further to 0.34. Other parameters like the steam/biomass (S/B) ratio and catalyst also played a critical role in tar reduction. This paper demonstrates the conversion of some tar components and elucidates their chemical properties during gasification.

关键词： gasification tar components operating parameters

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某车型起动过程起动机退齿异响的分析

小型内燃机与车辆技术 2024年第1期53卷 88-90页

作者：刘后发邵杰孙百重祝君志项兴富邵静萍宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司浙江宁波315336

随着汽车行业的不断发展,新技术的不断应用,乘用车驾乘感受及行驶品质都有了质的提高,但消费者对乘用车的驾乘舒适性及整体NVH性能要求不断提高。传统乘用车由于起动机受制于结构及功率限制,起动时往往会出现异响、拖尾声、振动、退齿... 详细信息

随着汽车行业的不断发展,新技术的不断应用,乘用车驾乘感受及行驶品质都有了质的提高,但消费者对乘用车的驾乘舒适性及整体NVH性能要求不断提高。传统乘用车由于起动机受制于结构及功率限制,起动时往往会出现异响、拖尾声、振动、退齿撞击声等问题,影响乘用车的NVH性能。对某新车型起动时退齿异响问题产生的机理及影响因素进行了分析。通过对起动机P轴齿轮参数进行优化,结合起动过程中的NVH性能测试、主观试驾评审,研究了起动机P轴齿轮参数优化对起动噪声的降低效果。结果表明,通过优化P轴齿轮参数,降低了起动机起动退齿异响。

关键词：起动机退齿异响优化 P轴齿轮参数

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木质素热解气相产物释放特性实验研究

中国电机工程学报 2015年第24期35卷 6439-6444页

作者：车德勇孙艳雪孙佰仲李少华东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012 中国大唐集团科学技术研究院北京市西城区100033

利用热重红外分析仪（TG-FTIR）对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,结合红外光谱对木质素不同热解阶段生成的半焦进行研究。实验结果表明：木质素热解分为3个阶段,200℃以下为自由水挥发过程;200-550℃为主要热解阶段,此过程中木... 详细信息

利用热重红外分析仪（TG-FTIR）对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,结合红外光谱对木质素不同热解阶段生成的半焦进行研究。实验结果表明：木质素热解分为3个阶段,200℃以下为自由水挥发过程;200-550℃为主要热解阶段,此过程中木质素苯环周围的官能团发生断裂,析出部分气体产物及焦油产物;550-900℃过程中,苯环发生解链或芳香缩聚成碳。通过FTIR的研究发现,木质素热解过程中,析出的主要气体包括H2O、CO2、CO以及烃类产物CH4等,CO2析出存在2个温度区间低温段（250-450℃）和高温段（650-750℃）,而CO在高温段大量生成,CH4的析出主要集中在在300-600℃温度区间。

关键词：木质素热解气相产物官能团

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糠醛渣与稻壳混合物的共热解特性研究

农业工程学报 2005年第9期21卷 151-154页

作者：王擎孙佰仲刘杨胡爱娟孙键东北电力学院动力工程系吉林132012 山东电力工程咨询院济南250013

通过对不同混合比糠醛渣和稻壳的混合物进行热重分析试验,发现主要热解温度区间明显的分为两个阶段,表现出不同的热解机理;糠醛渣和稻壳的混合比对热解过程有影响,共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加。在热解反应活跃区间建立... 详细信息

通过对不同混合比糠醛渣和稻壳的混合物进行热重分析试验,发现主要热解温度区间明显的分为两个阶段,表现出不同的热解机理;糠醛渣和稻壳的混合比对热解过程有影响,共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加。在热解反应活跃区间建立与糠醛渣和稻壳混合物固有热解特性相适应的分段分级热解动力学模型,计算得到热解动力学参数。最后应用Newton-coats数值求积方法对模型进行验证,并与实验曲线进行对比,结果表明该模型具有较强的可靠性和实用性。

关键词：生物质共热解热重分析动力学

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油页岩干馏瓦斯积碳影响因素的实验研究

中国电机工程学报 2016年第2期36卷 474-479页

作者：孙佰仲孙世鹏王擎张欣欣王海刚北京科技大学能源与动力工程学院北京市海淀区100083 通辽发电总厂内蒙古自治区通辽市028000 东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012 中国大唐集团科学技术研究院北京市昌平区102206

采用自制的连续流动反应装置,以06Cr25Ni20不锈钢管为反应器,对不同温度(600,650,700,750℃)、不同反应时间(30,60 min)、不同瓦斯流量(10,20 m L/min)等条件下油页岩干馏瓦斯在反应器内的积碳情况进行了实验研究。实验结果表明,积碳量... 详细信息

采用自制的连续流动反应装置,以06Cr25Ni20不锈钢管为反应器,对不同温度(600,650,700,750℃)、不同反应时间(30,60 min)、不同瓦斯流量(10,20 m L/min)等条件下油页岩干馏瓦斯在反应器内的积碳情况进行了实验研究。实验结果表明,积碳量随着反应温度、反应时间和瓦斯流量的增加而增大。前者是由于反应由表面反应决定,受反应动力学控制;后两者由于积碳反应所需前驱体不断增多所致。过渡型催化金属表面积碳是积碳速率随着反应时间的增加而降低的主要原因。利用多因素混合水平方差分析方法分析了影响油页岩干馏瓦斯积碳的因素,分析结果显示,反应温度、反应时间和瓦斯流量对油页岩干馏瓦斯积碳的影响均极为显著,说明从事油页岩干馏瓦斯积碳的相关研究,此3种因素必须予以考虑。

关键词：油页岩干馏瓦斯耐热合金积碳方差分析影响因素

钠盐对玉米秸秆热解气生成规律影响及反应动力学分析

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农业工程学报 2019年第20期35卷 235-241页

作者：郭帅衣雪车德勇刘洪鹏孙佰仲东北电力大学能源与动力工程学院

东北地区主要的农业废弃物玉米秸秆焚烧严重,造成环境污染,其合理消纳是亟需解决的问题。基于此,该文利用微型流化床与过程质谱联用仪研究在床温分别为550、600、650、700及750℃添加Na2CO3和NaCl的玉米秸秆热解气相产物(CO、CO2、CH4、... 详细信息

东北地区主要的农业废弃物玉米秸秆焚烧严重,造成环境污染,其合理消纳是亟需解决的问题。基于此,该文利用微型流化床与过程质谱联用仪研究在床温分别为550、600、650、700及750℃添加Na2CO3和NaCl的玉米秸秆热解气相产物(CO、CO2、CH4、H2)的析出特性,并采用等温模型拟合法计算了单组分气体产物生成反应的动力学参数。结果表明:随着温度的升高,4种热解气体产物的释放强度均有所增大,其中CO的变化程度最大。同时,添加钠盐后,各种气体释放起始时间差逐渐减小,说明钠盐促进了热解反应的进行。其中,添加Na2CO3后热解产生的CO、CO2和CH4的速率明显变快,表明其对含炭气相组分的生成具有明显促进作用。而添加NaCl后H2的生成速率明显加快,说明NaCl对H2生成具有选择性催化作用。此外,秸秆热解中不同气相产物生成反应活化能的计算结果也证实了上述结论。该文通过热解制备可燃气的方式以期为玉米秸秆的处理提供参考。

关键词：秸秆热解动力学气相产物

污泥与秸秆掺烧过程及污泥灰中重金属含量分析

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农业工程学报 2021年第12期37卷 207-214页

作者：郭帅于士祥车德勇刘洪鹏孙佰仲东北电力大学能源与动力工程学院吉林132012

焚烧是处理污泥的一种有效方式,但处理过程中会产生重金属等污染物,若对焚烧后的污泥灰进行填埋等处理会污染土壤,因此降低污泥灰中重金属含量是亟待解决的问题。基于此,在一台实验室规模的管式炉中,研究了350~650℃下污泥与玉米秸秆的... 详细信息

焚烧是处理污泥的一种有效方式,但处理过程中会产生重金属等污染物,若对焚烧后的污泥灰进行填埋等处理会污染土壤,因此降低污泥灰中重金属含量是亟待解决的问题。基于此,在一台实验室规模的管式炉中,研究了350~650℃下污泥与玉米秸秆的掺烧反应。主要目的是探究不同温度及秸秆掺混比对燃烧灰中8种重金属(Zn、Mn、Pb、Sb、As、Ni、Cr、Cu)含量的影响。结果表明:在试验工况下,随着秸秆的添加,灰中重金属Zn、Pb、Sb含量减少,350℃纯秸秆与纯污泥的燃烧灰相比3种重金属的含量分别降低了93%、90%及82%;在温度350~550℃下,Mn、Cr在掺烧灰中的含量比污泥或秸秆单独燃烧时高,350℃混烧灰中这两种重金属的含量分别比纯秸秆灰高出了20%及37%。而Ni、Cu的含量却相反,450℃掺烧灰中这两种重金属含量分别比纯秸秆灰中含量低了30%及50%。随后,借助XRD等测试手段探究了灰中重金属含量变化的原因。结果表明:秸秆灰中含有较多的KCl,350℃时高达45.4%,其通过化学反应转化为HCl,而后与重金属发生反应形成氯化物,促进重金属Zn、Pb、Sb的挥发。而掺烧灰中未发现KCl,这表明掺烧有助于KCl的转化,促进了Cu、Ni的挥发;同时,研究表明秸秆掺烧也有助于硅酸盐的分解,生成大量SiO2,其含量在650℃掺烧灰中可高达76.4%,这有助于Mn、Cr在掺烧灰中的保留。最后,基于试验数据利用多种函数拟合以建立混烧灰中重金属含量与反应条件间的关系,结果表明二者遵循Poly2D函数规律,进而可预测不同燃烧条件下秸秆与污泥掺烧灰中重金属的含量,从而对混烧灰的填埋风险进行评价。该研究可为污泥资源化处理提供技术支撑。

关键词：污泥重金属玉米秸秆掺烧

螺旋肋片同心套管相变储热单元储热特性分析与结构参数优化

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中国电机工程学报 2020年第15期40卷 4945-4954页

作者：高龙王鹏白俊超孙佰仲车德勇李少华东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012

以填充棕榈酸的同心套管相变储热单元为研究对象。建立储热性能试验系统,并应用数值模拟方法模拟相变传热过程。通过实验与模拟结果对比,验证数值计算方法的准确性。研究了螺旋肋片结构对储热单元的强化传热特性,以及无量纲螺距和无量... 详细信息

以填充棕榈酸的同心套管相变储热单元为研究对象。建立储热性能试验系统,并应用数值模拟方法模拟相变传热过程。通过实验与模拟结果对比,验证数值计算方法的准确性。研究了螺旋肋片结构对储热单元的强化传热特性,以及无量纲螺距和无量纲肋高对熔化过程的影响。研究结果表明:螺旋肋片结构在肋片导热和相变材料局部自然对流的共同作用机制下显著缩短充热时间,熔化速率呈先增大后减小的趋势;减小螺距、增加肋高可缩短充热时间,但减少储热量;综合充热时间、储热量和平均热流密度分析,通过单因素优化获得无量纲螺距和肋高的参数组合为0.24和0.59,该结构下充热时长240min,平均热流密度1056W/m2。

关键词：相变储热螺旋肋片同心套管强化传热熔化特性结构优化