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核壳结构粒子与群粒子光学散射特性研究

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 514-521页

作者：毛前军杨开雁武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

为探究近红外波段下气溶胶粒子的散射特性,基于离散偶极子近似法,对黑碳和硫酸盐气溶胶内混合核壳结构粒子及同种气溶胶粒子的2种假设结构的光学散射特性进行研究。编译构建以黑碳为核、硫酸铵为壳的核壳结构粒子模型,模拟计算特定入射... 详细信息

为探究近红外波段下气溶胶粒子的散射特性,基于离散偶极子近似法,对黑碳和硫酸盐气溶胶内混合核壳结构粒子及同种气溶胶粒子的2种假设结构的光学散射特性进行研究。编译构建以黑碳为核、硫酸铵为壳的核壳结构粒子模型,模拟计算特定入射方向的入射波长(875、1020、1640、2000 nm)下粒子的消光效率因子、散射效率因子、吸收效率因子、不对称因子及单次散射反照率随有效粒径的变化。数值计算结果表明:在同一入射波长下,随着有效粒径的增大,单核核壳粒子、二核团簇粒子、三核团簇粒子的消光、散射、吸收效率因子主要呈先增后减趋势,且3种粒子的散射、消光效率因子相差不超过10%。随着核粒子数增加,粒子结构半径增大,效率因子峰值后移。在4个波长下,多核团簇粒子的不对称因子平均比单核核壳粒子大0.1777、0.1960、0.2900和0.3131,而2种多核粒子的不对称因子平均仅相差0.096。在有效粒径相同的情况下,单核核壳粒子的单次散射反照率基本高于多核粒子,波长越大差异越明显。该研究结果可对复杂大气环境下气溶胶粒子的光学散射特性、污染物及气候效应监测等领域的分析提供一定的参考价值。

关键词：红外波段气溶胶粒子核壳粒子离散偶极子近似法散射与吸收

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双圆台型高温太阳能蓄热系统传热特性研究

太阳能学报 2021年第3期42卷 191-196页

作者：毛前军刘宁彭丽武汉科技大学城市建设学院武汉430065

提出一种新型太阳能蓄热系统(双圆台型),然后建立数学模型并进行模型验证,最后计算多种变参数条件下蓄热系统的传热特性。研究结果表明:增大传热介质的入口温度、流速均能提高蓄热装置的蓄热速率;对比单圆台型储热系统的出口温度,结果... 详细信息

提出一种新型太阳能蓄热系统(双圆台型),然后建立数学模型并进行模型验证,最后计算多种变参数条件下蓄热系统的传热特性。研究结果表明:增大传热介质的入口温度、流速均能提高蓄热装置的蓄热速率;对比单圆台型储热系统的出口温度,结果发现双圆台型系统的热利用率显著提高;在该文的数值计算参数范围内,当传热介质的进口温度和流速分别为747 K和1.2 m/s时,双圆台型系统的蓄热效果最优。研究结果对于认识和揭示高温太阳能高效光热转换及利用具有参考价值。

关键词：太阳能储热系统相变材料蓄热速率

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新型分叉翅片强化管壳式储能罐储热性能

储能科学与技术 2023年第1期12卷 69-78页

作者：毛前军朱元媛武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

针对相变材料的质量和最大储热能力因翅片占据相变储能装置的部分体积而下降的问题,实现翅片结构优化具有重要意义。本工作在传统纵向翅片的基础上根据分叉形状提出了一种新型翅片来提高管壳式相变储能罐的储热性能,并针对该装置中相变... 详细信息

针对相变材料的质量和最大储热能力因翅片占据相变储能装置的部分体积而下降的问题,实现翅片结构优化具有重要意义。本工作在传统纵向翅片的基础上根据分叉形状提出了一种新型翅片来提高管壳式相变储能罐的储热性能,并针对该装置中相变材料带自然对流的熔化过程进行了三维数值模拟研究,分析了翅片数量、传热流体的入口温度和流速对相变材料熔化过程的影响。研究结果表明:与具有同等体积和数量的纵向翅片相比,新型分叉翅片显著加快了管壳式相变储能罐的蓄热过程。与无翅片和纵向翅片相比,新型分叉翅片使相变材料的熔化时间分别缩短了59.9%和23.4%,平均储热速率分别提高了142.1%和31.4%。在不改变翅片体积的前提下,增加翅片的数量可以减少相变材料的熔化时间,提高平均储热速率,但当翅片数量超过6时,对储热性能的进一步改善效果不明显。提高传热流体的入口温度和流速不仅可以缩短相变材料的熔化时间,也可以增加总储热量和平均储热速率。研究结果可为管壳式储能装置的结构优化和太阳能的高效利用提供一定的参考价值。

关键词：翅片储能装置相变材料储热性能

2009年至2018年全球气溶胶光学厚度时空分布特性研究

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激光与光电子学进展 2021年第3期58卷 84-90页

作者：毛前军金穗穗武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

气溶胶光学厚度(AOD)是表征气溶胶含量及大气污染程度的关键因素。利用CALIPSO卫星level 2气溶胶廓线产品,分析2009年至2018年全球范围典型区域内AOD的时空变化特征及其变化趋势。结果表明:全球范围的AOD表现出一定的时空差异性。在空... 详细信息

气溶胶光学厚度(AOD)是表征气溶胶含量及大气污染程度的关键因素。利用CALIPSO卫星level 2气溶胶廓线产品,分析2009年至2018年全球范围典型区域内AOD的时空变化特征及其变化趋势。结果表明:全球范围的AOD表现出一定的时空差异性。在空间尺度上,AOD高值中心主要分布在印度、沙特阿拉伯等地区;在时间尺度上,也存在明显的季节差异性。印度、沙特阿拉伯及中国北方等典型地区在MAM和DJF时期达到AOD峰值,巴西则在JJA时期达到AOD峰值。每个典型地区也存在显著的AOD趋势差异,印度地区AOD上升趋势最强。

关键词：大气光学气溶胶光学厚度时空分布全球范围

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楔形管壳式蓄热罐的传热性能

储能科学与技术 2022年第11期11卷 3658-3666页

作者：毛前军陈凯莉武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

针对常规矩形管壳式相变蓄热系统中相变材料热响应较慢的问题,实现蓄热系统高效储热结构优化具有重要意义。本工作采用数值模拟对基准管壳式相变储热单元和优化结构单元中相变材料带自然对流的熔化过程进行研究,并进行实验验证。根据不... 详细信息

针对常规矩形管壳式相变蓄热系统中相变材料热响应较慢的问题,实现蓄热系统高效储热结构优化具有重要意义。本工作采用数值模拟对基准管壳式相变储热单元和优化结构单元中相变材料带自然对流的熔化过程进行研究,并进行实验验证。根据不同的增强自然对流技术如楔形化、内流管偏心及倾斜罐体,讨论温度场、储热量、Fo数、平均Nu数及相界面的演化过程,分析不同增强自然对流方式内相变材料的动态热行为,得出改善储热系统传热效率的优化解。研究结果表明:楔形相变储热单元外壳形状可增强自然对流作用,提高储热单元的传热性能。当楔形比X=5时,与基准矩形结构中的相变材料熔化时间相比,其完全熔化时间缩短了28%;偏心距对竖直放置蓄热系统内相变材料的储热量影响不大,但是延长了完全熔化时间,对熔化效率起到反作用;楔形罐体倾斜75°时,在熔化前期自然对流换热效果达到最大值,蓄热效率也随之增长到最大,与垂直放置相比提升了29%。研究结果对节能减排以及双碳目标的实现具有一定的借鉴意义。

关键词：强化传热自然对流相变材料楔形蓄热系统

太阳辐射强度对太阳能腔式吸热器热流密度的影响

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太阳能学报 2013年第10期34卷 1818-1822页

作者：毛前军谢鸣帅永谈和平哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 东北石油大学土木建筑工程学院大庆163318

基于蒙特卡罗方法对抛物线碟式太阳能系统腔式吸热器的热流密度进行数值模拟研究,得知哈尔滨地区3种不同太阳辐射强度条件下吸热腔的热流分布沿高度方向基本呈正态分布,最大热流出现在吸热器高度为130mm处,最大热流值为0.22MW/m2。同时... 详细信息

基于蒙特卡罗方法对抛物线碟式太阳能系统腔式吸热器的热流密度进行数值模拟研究,得知哈尔滨地区3种不同太阳辐射强度条件下吸热腔的热流分布沿高度方向基本呈正态分布,最大热流出现在吸热器高度为130mm处,最大热流值为0.22MW/m2。同时对不同太阳辐射强度下的腔式吸热器热流分布进行实验研究,结果显示实验结果与数值模拟结果吻合较好,误差在±3.63%以内。

关键词：腔式吸热器蒙特卡罗方法模拟实验

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一种新型复合相变蓄热材料的制备与表征

可再生能源 2018年第10期36卷 1574-1580页

作者：毛前军刘宁彭丽武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

相变蓄热材料是太阳能高效利用的基础与关键。文章选用54%KNO_3-46%NaNO_3作为太阳能高温热电站的蓄热材料,并选用膨胀石墨作为添加剂,分别制备了膨胀石墨(EG)质量分数为1%和2%的新型太阳能复合相变蓄热材料KNO_3-NaNO_3/EG。然后利用... 详细信息

相变蓄热材料是太阳能高效利用的基础与关键。文章选用54%KNO_3-46%NaNO_3作为太阳能高温热电站的蓄热材料,并选用膨胀石墨作为添加剂,分别制备了膨胀石墨(EG)质量分数为1%和2%的新型太阳能复合相变蓄热材料KNO_3-NaNO_3/EG。然后利用同步热分析仪(SDT-Q600)测量上述蓄热材料的相变温度、潜热,利用扫描电子显微镜(SEM)观测上述蓄热材料的微观结构。分析结果表明:太阳能复合相变蓄热材料KNO_3-NaNO_3/EG的相变温度为224.28℃,相变潜热为105.8 J/g;添加膨胀石墨能够明显地增强蓄热材料的导热性能,石墨对蓄热材料的熔点影响较小。

关键词：复合相变蓄热材料差示扫描量热法熔点扫描电子显微镜微结构

基于CALIPSO卫星遥感数据的全球典型区域气溶胶光学特性研究

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激光与光电子学进展 2021年第24期58卷 418-425页

作者：毛前军金穗穗张恒星武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

利用CALIPSO卫星提供的2级气溶胶层产品,通过统计分析多个气溶胶光学特性参数,研究2009—2018年全球范围典型区域内气溶胶光学特性的空间分布特性及其季节属性。结果表明:沙特阿拉伯和印度的气溶胶光学厚度(AOD)月均值呈单峰型,在6月到... 详细信息

利用CALIPSO卫星提供的2级气溶胶层产品,通过统计分析多个气溶胶光学特性参数,研究2009—2018年全球范围典型区域内气溶胶光学特性的空间分布特性及其季节属性。结果表明:沙特阿拉伯和印度的气溶胶光学厚度(AOD)月均值呈单峰型,在6月到7月达到峰值;中国和非洲中部的AOD月均值变化为双峰型,最值出现在4月到6月和12月到次年1月。粒子退偏振比(PDR)和粒子色比(CR)的区域差异性为巴西地区颗粒物不规则程度最大,PDR值为0.5~0.7;中国、印度和印度尼西亚等地则主要以细模态粒子为主,CR值为0.1~0.2。在DJF和MAM时期,以沙特地区颗粒物非球形趋势最强,在JJA和SON时期,以沙特和非洲中部颗粒物粒径最大,CR值变化范围为0.756~0.829。各地区气溶胶粒子非规则程度均呈增强趋势,趋势系数变化范围为0.01~0.025,以巴西增强趋势最明显,粒子粒径则表现为弱下降趋势。

关键词：遥感全球范围气溶胶光学厚度 CALIPSO卫星退偏振比色比

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对《工程热力学》课堂教学的几点看法

制冷与空调（四川） 2007年第2期21卷 121-122页

作者：毛前军大庆石油学院黑龙江大庆163318

工程热力学是能源工程、机械工程、航空航天工程、材料工程、化学工程、生物工程等领域专业的重要技术基础课,是培养涉及能源特别是与热能相关的各领域中具有创新能力人才的基础,也是培养21世纪工科学生科学素质的公共基础课。笔者就如... 详细信息

工程热力学是能源工程、机械工程、航空航天工程、材料工程、化学工程、生物工程等领域专业的重要技术基础课,是培养涉及能源特别是与热能相关的各领域中具有创新能力人才的基础,也是培养21世纪工科学生科学素质的公共基础课。笔者就如何提高工程热力学教学效果提出几点看法,与同行商榷。

关键词：工程热力学课堂教学教学效果