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Performance Analysis of an Integrated Supercritical CO_(2) Recompression/Absorption Refrigeration/Kalina Cycle Driven by Medium-Temperature Waste Heat

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Journal of Thermal Science 2022年第6期31卷 2051-2067页

作者： SU Ruizhi yu zeting WANG Daohan SUN Bo SUN Jia’nan School of Energy and Power Engineering Shandong UniversityJi'nan 250061China Shandong Engineering Laboratory for High-Efficiency Energy Conservation and Energy Storage Technology&Equipment Shandong UniversityJi'nan 250061China School of Electrical Engineering Shandong UniversityJi'nan 250061China School of Control Science and Engineering Shandong UniversityJi'nan 250061China

A novel power and cooling cogeneration system which combines a supercritical CO_(2) recompression cycle(SCRC), an ammonia-water absorption refrigeration cycle(AARC) and a Kalina cycle(KC) is proposed and investigated for the recovery of medium-temperature waste heat. The system is based on energy cascade utilization, and the waste heat can be fully converted through the simultaneous operation of the three sub-cycles. A steady-state mathematical model is built for further performance study of the proposed system. When the exhaust temperature is 505℃, it is shown that under designed conditions the thermal efficiency and exergy efficiency reach 30.74% and 61.55%, respectively. The exergy analysis results show that the main exergy destruction is concentrated in the heat recovery vapor generator(HRVG). Parametric study shows that the compressor inlet pressure, the SCRC pressure ratio, the main compressor and the turbine I inlet temperature, and the AARC generator pressure have significant effects on thermodynamic and economic performance of the combined system. The findings in this study could provide guidance for system design to achieve an efficient utilization of medium-temperature waste heat(e.g., exhaust heat from gas turbine, high-temperature fuel cells and internal combustion engine).

关键词： waste heat utilization cogeneration system supercritical CO_(2)recompression cycle absorption refrigeration cycle Kalina cycle

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基于代理模型的三维梯形流道质子交换膜燃料电池结构优化设计

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中国电机工程学报 2022年第6期42卷 2238-2247页

作者：夏雷于泽庭许国平纪少波山东大学能源与动力工程学院山东省济南市250061

为了优化梯形直流道质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的性能,以梯形流道的上/下底宽为设计变量,建立一个三维,多相的梯形直流道PEMFC模型。以矩形直流道质子交换膜燃料电池为基础模型,用于对比分析。以净... 详细信息

为了优化梯形直流道质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的性能,以梯形流道的上/下底宽为设计变量,建立一个三维,多相的梯形直流道PEMFC模型。以矩形直流道质子交换膜燃料电池为基础模型,用于对比分析。以净输出功率为目标函数,应用克里金(Kriging)代理模型完整预测分析域和形成响应面,发现用Kriging代理模型构建的响应面函数精度较高。最后,通过遗传算法得到一个宽矮型的最优梯形流道结构。研究显示梯形流道下底宽对净输出功率的影响较大,增加流道的下底宽度可以促进氧气向下扩散,从而提高电流密度。当电压为0.5V时,和基础模型相比,最优模型的净输出功率提升20.90%。研究还发现在阴极侧,流道下方氧气的摩尔浓度比脊下方的浓度高,沿着反应物的流动方向氧气摩尔浓度逐渐下降。沿着反应物流动方向和垂直方向,最优模型的氧气浓度梯度低于基础模型,最优模型的氧气分布更加均匀。在阴极扩散层及催化层内,最优模型的氧气平均摩尔浓度高于基础模型。

关键词：质子交换膜燃料电池数值模拟优化设计克里金代理模型遗传算法

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基于LNG冷能利用的高温质子交换膜燃料电池多联供系统性能研究

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热力发电 2022年第11期51卷 107-114页

作者：荣繁华纪少波于泽庭于秋晔山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 中汽数据(天津)有限公司天津300393

提出了一种基于液化天然气(LNG)冷能利用的新型多联供系统,该新系统包括高温质子交换膜燃料电池、跨临界有机朗肯循环和液化天然气冷能利用子系统。建立了多联供系统的数学模型,分析了参数变化对系统性能的影响。研究结果表明:在本研究... 详细信息

提出了一种基于液化天然气(LNG)冷能利用的新型多联供系统,该新系统包括高温质子交换膜燃料电池、跨临界有机朗肯循环和液化天然气冷能利用子系统。建立了多联供系统的数学模型,分析了参数变化对系统性能的影响。研究结果表明:在本研究设计工况下,高温质子交换膜燃料电池系统和跨临界有机朗肯循环系统的发电效率分别为31.51%和23.45%;新型多联供系统总能利用效率为40.75%,?效率为31.93%;多联供系统?损最大的部件为高温质子交换膜燃料电池,达到了52.8%;多联供系统总能利用效率和?效率随着高温质子交换膜燃料电池工作温度的增加而增加,随着氢气质量流量的增加和跨临界有机朗肯循环低压的增加而减少。

关键词：多联供系统高温质子交换膜燃料电池 LNG冷能利用跨临界有机朗肯循环

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固体氧化物燃料电池电热冷联供总能系统的分析

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太阳能学报 2007年第6期28卷 648-653页

作者：于泽庭韩吉田苏国萍山东大学能源与动力工程学院济南250061 燕山大学车辆与能源工程学院秦皇岛066004

提出了一个由固体氧化物燃料电池和吸收式制冷机组成的电热冷联供总能系统,应用MATLAB软件包对总能系统进行了模拟分析,得到了燃料电池的电流密度、燃料流量、输出功率等参数对总能系统的影响,为高温燃料电池电热冷联供总能系统的设计... 详细信息

提出了一个由固体氧化物燃料电池和吸收式制冷机组成的电热冷联供总能系统,应用MATLAB软件包对总能系统进行了模拟分析,得到了燃料电池的电流密度、燃料流量、输出功率等参数对总能系统的影响,为高温燃料电池电热冷联供总能系统的设计与优化提供参考依据。

关键词：固体氧化物燃料电池吸收式制冷系统热电联产总能系统

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运动性骨骼肌损伤中时钟基因BMAL1与MyoD的作用

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中国组织工程研究 2024年第4期28卷 510-515页

作者：刘志杨傅泽铤夏雨丁海丽成都体育学院附属体育医院四川省成都市610041 成都体育学院运动医学与健康研究所四川省成都市610041

背景:一次大负荷运动后会引起肌联蛋白titin降解导致骨骼肌损伤,成肌调节因子家族MyoD参与骨骼肌生成,在骨骼肌损伤修复中发挥重要的作用。目的:观察一次大负荷运动不同时相下骨骼肌MyoD、时钟基因BMAL1与titin表达变化,以期明确BMAL1与... 详细信息

背景:一次大负荷运动后会引起肌联蛋白titin降解导致骨骼肌损伤,成肌调节因子家族MyoD参与骨骼肌生成,在骨骼肌损伤修复中发挥重要的作用。目的:观察一次大负荷运动不同时相下骨骼肌MyoD、时钟基因BMAL1与titin表达变化,以期明确BMAL1与MyoD在运动诱导骨骼肌损伤中的作用。方法:24只8周龄SD大鼠随机分为安静对照组(n=4)和运动组(n=20)。运动组大鼠于跑台进行90 min下坡跑,运动后即刻(0 h)及运动后12,24,48,72 h取比目鱼肌。通过实时荧光定量PCR实验检测BMAL1、MyoD的mRNA表达量;透射电镜观察骨骼肌肌纤维超微结构变化;免疫荧光观测MyoD与BMAL1、BMAL1与titin的定位情况。结果与结论:①透射电镜显示:一次大负荷离心运动后,大鼠比目鱼肌部分位置肌节变宽,Z线模糊不清呈水波状,其中运动后12 h损伤最为严重,72 h后基本恢复;②实时荧光定量PCR检测显示:运动组BMAL1的mRNA表达呈现先升高,后趋于正常的状态;MyoD的mRNA表达呈现先下降、后升高的趋势;③免疫荧光观测:运动组可在12,24 h观测到BMAL1和MyoD的共定位;可在0,12,24 h观测到BMAL1和titin的共定位;④结果表明,MyoD与BMAL1共同参与运动性骨骼肌损伤的修复,可能是通过titin进行的。

关键词：运动性骨骼肌损伤运动骨骼肌损伤成肌调节因子大脑/肌肉芳香经受体核转位因子样蛋白1 骨架蛋白肌联蛋白

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全玻璃真空管太阳能集热器对流换热试验与模拟

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农业工程学报 2016年第5期32卷 206-212页

作者：张涛韩吉田田瑞于泽庭山东大学能源与动力工程学院济南250061 内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051

以可再生能源总能系统为研究背景,通过搭建太阳能辅助燃料电池试验平台,逐步完成不同涂层材料、内置导流板太阳能集热器自然对流试验研究;在试验验证基础上,分别建立太阳能集热器自然对流和强迫对流三维数学模型,应用场协同和火积理论... 详细信息

以可再生能源总能系统为研究背景,通过搭建太阳能辅助燃料电池试验平台,逐步完成不同涂层材料、内置导流板太阳能集热器自然对流试验研究;在试验验证基础上,分别建立太阳能集热器自然对流和强迫对流三维数学模型,应用场协同和火积理论分析流动和传热数据。自然对流研究表明,吸收率在0.95～1.0、发射率在0.06～0.16时,随吸收率升高,发射率降低,热效率升高1.71%,火积增量逐渐增大;加装导流板后,真空管内部混流消失,底部流动得到强化,实验热效率提高2.17%;确定全玻璃真空管热水器导流板合理板厚为2 mm,合理板长为距离真空管底部60～100 mm,合理位置为中心线以上16～20 mm;强迫对流研究表明,横双排集热器雷诺和努赛尔数、火积增量均高于竖单排集热器,火积耗散低于竖单排集热器。确定太阳能辅助燃料电池集热场在中低温条件下,自然对流采用内置导流板集热器,强迫对流采用横双排集热器。

关键词：太阳能热水器传热太阳能辅助燃料电池全玻璃真空管太阳能集热器场协同火积耗散

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太阳能耦合燃料电池联供系统余热回收的运行参数模拟研究

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农业工程学报 2019年第12期35卷 239-247页

作者：张涛韩吉田于泽庭刘洋山东大学能源与动力工程学院济南250061 山东省泰安市中心医院泰安271000

该文将太阳能与燃料电池相结合,构建太阳能耦合质子交换膜燃料电池的联供系统(proton exchange membranefuel cell,PEMFC)。试验与仿真研究太阳能耦合质子交换膜燃料电池联供系统余热回收的运行参数。试验结果表明:在低温太阳能集热器/... 详细信息

该文将太阳能与燃料电池相结合,构建太阳能耦合质子交换膜燃料电池的联供系统(proton exchange membranefuel cell,PEMFC)。试验与仿真研究太阳能耦合质子交换膜燃料电池联供系统余热回收的运行参数。试验结果表明:在低温太阳能集热器/空气源热泵热水系统中,储热水箱平均温度为45.55℃,热泵运行温度设定为40~45℃。仿真结果表明:增加PEMFC电堆单电池个数及氢气燃料分压力,可有效提高PEMFC电堆输出电压。提高PEMFC电堆的输出电压及电流的同时,电堆的运行温度随之降低,同时也相应的延长了PEMFC电堆的启动时间。PEMFC电堆循环冷却水进出口温度为45~55℃,当PEMFC电堆循环冷却水进出口温度为50~55℃时,太阳能冷却水进出口温度为40~45℃,PEMFC电堆的运行温度为80.47℃,氢气反应速率为0.015 4 mol/s,板式换热器热效率的合理区间为0.5~0.9。试验及仿真研究结果表明,40~45℃的低温太阳能集热器/空气源热泵热水系统,可连续不断地吸收PEMFC循环冷却水热量,确保联供系统正常运行。

关键词：太阳能热泵燃料电池板式换热器太阳能冷却水仿真研究

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CO_2近零排放固体氧化物燃料电池冷热电联供系统的性能分析

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中国电机工程学报 2017年第1期37卷 200-208页

作者：于泽庭蒙青山张承慧韩吉田山东大学山东省济南市250061

为了提高SOFC联供系统的综合利用效率和降低CO_2捕集能耗,提出一种基于SOFC循环的CO_2近零排放冷热电联供系统。建立了系统数学模型,给出了设计工况下各点的热力参数值,分析了燃料利用率、空燃比、燃料电池入口温度与工作压力变化对系... 详细信息

为了提高SOFC联供系统的综合利用效率和降低CO_2捕集能耗,提出一种基于SOFC循环的CO_2近零排放冷热电联供系统。建立了系统数学模型,给出了设计工况下各点的热力参数值,分析了燃料利用率、空燃比、燃料电池入口温度与工作压力变化对系统性能的影响。结果显示,在设计工况下,SOFC发电效率、联供系统净发电效率和一次能源利用率分别为51.59%、53.84%和72.01%,与没有CO_2捕集的联供系统相比,净发电量降低了3.66%,一次能源利用率降低了2.05%。变参数研究结果显示,随着工作压力的增加,SOFC的发电效率增大,而系统净发电效率和一次能源利用率减小;另外,增加空燃比会降低SOFC发电效率、系统净发电效率和一次能源利用率,所以在保证SOFC在正常工作情况下应选择较小的空燃比。在燃料利用率和阴极入口温度变化中,SOFC的输出功率和输出电压先增加后减少,而阳极入口温度变化对SOFC性能影响较小。

关键词：固体氧化物燃料电池冷热电联供吸收式制冷有机朗肯循环 CO2捕集

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潭江干流溶解氧时空格局及其调控因素研究

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环境科学学报 2024年第7期44卷 222-230页

作者：徐闯余香英许泽婷熊津晶陈晓丹广东省环境科学研究院广州510000 粤港澳环境质量协同创新联合实验室广州510000 深圳市环境科学研究院深圳518001

溶解氧是重要的水环境要素,研究溶解氧的时空格局及其调控因素对于流域水环境管理具有重要意义.基于此,收集了潭江干流上游义兴、中游新美和下游牛湾3个断面的监测数据,分析溶解氧在日、月、季节和水期等不同时间尺度的分布规律及其空... 详细信息

溶解氧是重要的水环境要素,研究溶解氧的时空格局及其调控因素对于流域水环境管理具有重要意义.基于此,收集了潭江干流上游义兴、中游新美和下游牛湾3个断面的监测数据,分析溶解氧在日、月、季节和水期等不同时间尺度的分布规律及其空间差异,并采用相关性系数和Lindeman-Merenda-Gold模型厘清外源影响因素与溶解氧之间的相关关系及其对溶解氧的相对贡献,明确低氧形成的原因.结果表明:2021年7月—2022年6月潭江干流溶解氧大致呈现出先递增后递减的变化趋势,义兴、新美和牛湾3个断面丰水期溶解氧浓度分别比枯水期低1.01、1.62和1.97 mg·L^(-1),低氧(溶解氧<5 mg·L^(-1))频率分别比枯水期高16.91%、39.29%和45.69%;潭江干流上游至下游溶解氧浓度呈现出降低趋势,受感潮影响较大的牛湾断面溶解氧浓度最低,且低氧持续时间最长.氨氮、水温、总磷和浊度是义兴断面溶解氧年内变化的主要影响因素,累计相对贡献为77.50%;水温、电导率和总氮是新美断面溶解氧年内变化的主要影响因素,累计相对贡献为78.98%;水温、电导率、总磷和高锰酸盐指数是牛湾断面溶解氧年内变化的主要影响因素,累计相对贡献为85.73%.在水温、潮汐等不利自然条件,降雨面源污染以及污染物沿程降解等因素的综合影响下,低氧偏好发生在潭江干流下游牛湾断面.

关键词：溶解氧时空格局调控因素 Lindeman-Merenda-Gold模型潭江干流

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设置富氨蒸气回热器的固体氧化物燃料电池/燃气轮机/卡琳娜联合循环系统的热力性能分析

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中国电机工程学报 2014年第26期34卷 4483-4492页

作者：岳秀艳韩吉田于泽庭岳炜莉山东大学能源与动力工程学院山东省济南市250061 国网济南供电公司山东省济南市250012

提出了一种新的SOFC/GT/KCS联合循环发电系统,建立了该系统热力性能的数学模型,根据热力学第一定律和第二定律,利用EES软件仿真模拟对系统进行了能量分析、憥分析,并研究了空气流率、燃料利用率、燃料流率、压气机压比、水蒸气碳比的变... 详细信息

提出了一种新的SOFC/GT/KCS联合循环发电系统,建立了该系统热力性能的数学模型,根据热力学第一定律和第二定律,利用EES软件仿真模拟对系统进行了能量分析、憥分析,并研究了空气流率、燃料利用率、燃料流率、压气机压比、水蒸气碳比的变化对联合循环热力性能的影响。研究结果表明,在设定工况下,SOFC的发电效率为49.2%,系统总发电效率为67.6%,系统总火用效率为68.16%;系统的各部件中,火用损失较大的部件依次为SOFC、后燃烧室、燃气轮机、预热器3和余热锅炉;当燃料利用率为0.85时联合循环系统的性能最佳;在一定范围内,随着空气流率、燃料流率或水蒸汽碳比的增加,联合循环系统的能量利用效率均降低。

关键词：固体氧化物燃料电池/燃气轮机(SOFC/GT) Kalina循环 EES程序热力性能联合循环 solid oxide fuel cell/ gas turbine (SOFC/GT)

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