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高温固体颗粒填充床储热特性数值研究

热能动力工程 2024年第6期39卷 131-138页

作者：赵港归周月桂上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所上海200240

为了研究填充材料的物性以及储热温度对填充床储热系统性能的影响,使用局部非热平衡模型对高温固体颗粒填充床内的气固两相对流换热过程开展了数值模拟,研究了岩石、氧化铝和碳化硅3种不同颗粒材料在储热温度为600,900和1200 K时对蓄放... 详细信息

为了研究填充材料的物性以及储热温度对填充床储热系统性能的影响,使用局部非热平衡模型对高温固体颗粒填充床内的气固两相对流换热过程开展了数值模拟,研究了岩石、氧化铝和碳化硅3种不同颗粒材料在储热温度为600,900和1200 K时对蓄放热过程中床层内温度分布、压力损失、蓄热效率、放热功率、循环火用效率的影响。模拟结果表明:碳化硅体积比热容最高,对应的填充床储热系统的蓄热量、蓄热效率、循环火用效率也最高;当储热温度从600 K分别提升到900和1200 K时,蓄热效率分别提升了约2%和3%,放热功率提升一倍和两倍,火用效率提升17%~22%和24%~32%。

关键词：储热高温颗粒填充床非热平衡数值模拟

基于覆膜成型MOF材料的太阳能空气取水装置

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工程热物理学报 2024年第5期45卷 1308-1313页

作者：邵昭孙瑞琨陈芷荟杜帅王如竹上海交通大学机械与动力工程学院制冷与低温研究所上海200240

全球性的淡水危机大幅促进了水资源获取方式的研究。其中太阳能吸附式空气取水由于其无需外界输入电能,可适应多种离网式的应用场景等优点而逐渐成为水科学领域的研究热点。本文从太阳能吸附式空气取水基本原理入手,报道了一种结构紧凑... 详细信息

全球性的淡水危机大幅促进了水资源获取方式的研究。其中太阳能吸附式空气取水由于其无需外界输入电能,可适应多种离网式的应用场景等优点而逐渐成为水科学领域的研究热点。本文从太阳能吸附式空气取水基本原理入手,报道了一种结构紧凑的覆膜成型MOF的太阳能空气取水装置。该装置利用覆膜加成型工艺,克服了传统粉末材料导热差、密度低的劣势,同时在总高5cm紧凑的热设计结构下,该装置仍然可以保持45℃的最大温差,保障了空气取水过程的进行。经过测试,该装置在干旱工况下,材料的单位质量吸附量达到了0.56g·g^(-1),折合每平方米光热板可产水312g,有望为沙漠等干旱离网场景提供新的用水途径。

关键词：吸附式空气取水 MOF 太阳能与能源利用

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一种铜基逆流连通微通道的沸腾实验研究

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2111-2117页

作者：王东玉洪芳军张朝阳上海交通大学机械与动力工程学院工程热物理研究所上海200240 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

两相微通道热沉具有极高的传热性能,是解决小空间、高功率电子器件高热流散热问题的有效解决方案之一。本文设计验证了一种铜基逆流连通微通道,通过建立泵流体两相流体回路系统进行验证两相微通道热沉的和换热均温性能,考察不同流量、... 详细信息

两相微通道热沉具有极高的传热性能,是解决小空间、高功率电子器件高热流散热问题的有效解决方案之一。本文设计验证了一种铜基逆流连通微通道,通过建立泵流体两相流体回路系统进行验证两相微通道热沉的和换热均温性能,考察不同流量、过冷度下的影响规律。实验发现逆流连通微通道在传热性能上的优异表现是主要是因为其能促进相邻通道不同干度流体的掺混,提高流量会提高均温性,而提高过冷度会导致热沉的均温性变差。

关键词：微通道连通沟槽流动沸腾均温性

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水泥生产系统富氧燃烧改造的性能模拟优化

洁净煤技术 2024年

作者：陈涛王玉亭周月桂上海交通大学国家电投智慧能源创新学院上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所

以日产3000吨熟料的水泥干法生产设备为研究对象，采用Aspen Plus软件建立了水泥生产系统富氧燃烧改造的工艺流程模型，研究了采用富氧煤粉燃烧方式生产水泥熟料的系统能量效率和CO2捕集成本。结果表明，在相同的水泥熟料生产条件下，... 详细信息

以日产3000吨熟料的水泥干法生产设备为研究对象，采用Aspen Plus软件建立了水泥生产系统富氧燃烧改造的工艺流程模型，研究了采用富氧煤粉燃烧方式生产水泥熟料的系统能量效率和CO2捕集成本。结果表明，在相同的水泥熟料生产条件下，当烟气再循环率为51%时富氧燃烧气氛下系统沿程温度分布与空气气氛下相匹配，此时富氧燃烧整体氧气浓度为26.4%。富氧燃烧方式需要配置的空气分离装置和CO2纯化压缩装置将导致系统能量效率比传统生产方式下降18.9%，并且采用该方式生产1吨水泥熟料需花费532.1元。但在CO2捕集成本方面，采用富氧煤粉燃烧技术生产水泥熟料的系统CO2捕集成本为227.3元/tCO2，比传统的燃烧后CO2捕集成本降低了58%。因此，对水泥熟料采用富氧燃烧技术生产，可以保证熟料的产量和品质，同时CO2捕集成本也比燃烧后CO2捕集成本更低，具有显著优势。

关键词：水泥生产富氧燃烧热力性能优化技术经济性分析系统集成

基于复合动态采样的自动驾驶矿车节能路径规划方法

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同方期刊数据库

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汽车工程 2024年第4期46卷 588-595,642页

作者：丁志杰王亚飞章翼辰邬明宇王亦乐上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学汽车动力与智能控制国家工程研究中心上海200240

近年来,考虑安全与效率的自动驾驶矿车路径规划方法已逐渐成熟,并在多种矿山场景落地应用。与此同时,产业界和学术界也开始关注如何利用路径规划提升矿车的燃油经济性。针对这一需求,本文提出了一种矿山场景下的自动驾驶矿车节能路径规... 详细信息

近年来,考虑安全与效率的自动驾驶矿车路径规划方法已逐渐成熟,并在多种矿山场景落地应用。与此同时,产业界和学术界也开始关注如何利用路径规划提升矿车的燃油经济性。针对这一需求,本文提出了一种矿山场景下的自动驾驶矿车节能路径规划方法,其主要特点是根据车速、道路坡度及障碍物进行S-L(进度-偏离)和S-T(进度-时间)的复合动态采样。针对矿山典型地形场景,建立了矿车燃油消耗指标,提出了安全性-运行效率-能耗综合路径评价模型;为了防止评价模型的各项权重陷入局部最优,设计了基于模拟退火策略的粒子群自适应优化方法。在矿山实际场景的测试中,本研究提出方法较现有方法在燃油经济性指标上平均提升了11.28%。

关键词：智能汽车自动驾驶燃油经济性局部路径规划

面向先进燃气轮机的燃烧激光诊断及反应调控研究进展

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1550-1569页

作者：石小祥廉天佑李伟李玉阳上海交通大学机械与动力工程学院航空动力研究所上海220024

燃气轮机广泛应用于能源领域,在未来综合能源系统中作为多能互补灵活调峰手段将发挥关键作用。在“双碳”目标牵引下,燃气轮机燃烧室未来继续向高效、清洁、低碳和燃料灵活方向发展,先进低污染燃烧技术及低碳燃烧技术研发需求更加紧迫... 详细信息

燃气轮机广泛应用于能源领域,在未来综合能源系统中作为多能互补灵活调峰手段将发挥关键作用。在“双碳”目标牵引下,燃气轮机燃烧室未来继续向高效、清洁、低碳和燃料灵活方向发展,先进低污染燃烧技术及低碳燃烧技术研发需求更加紧迫。为此,需要深入认识复杂流动与化学反应相互耦合的湍流燃烧过程,并针对氢气、氨气等低碳燃料发展激光诊断和燃烧调控方法。本文在综述燃气轮机燃烧技术的发展趋势、研究挑战及需求的基础上,从燃气轮机燃烧激光诊断和反应调控两个方面详细回顾了国内外研究现状和进展,最后展望了燃气轮机燃烧激光诊断和反应调控的未来研究方向。本综述对未来先进燃气轮机低碳燃烧技术研发和基础研究工作具有指导意义。

关键词：燃气轮机低碳燃烧技术燃料灵活燃烧激光诊断燃烧反应调控

热处理对Mg-12Y-1Al合金组织及性能的影响

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材料工程 2024年第3期52卷 129-136页

作者：聂敬敬潘玥袁杏夏先朝孙京丽李扬欣应韬肖旅上海航天精密机械研究所上海201600 上海交通大学上海200240

采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等研究固溶处理、时效处理后Mg-12Y-1Al合金的显微组织,利用拉伸实验分析热处理前后合金在室温及高温200℃下的力学性能,使用电化学方法测试热处理前后合金的耐腐蚀性能。结果表明:Mg-12Y-1Al合... 详细信息

采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等研究固溶处理、时效处理后Mg-12Y-1Al合金的显微组织,利用拉伸实验分析热处理前后合金在室温及高温200℃下的力学性能,使用电化学方法测试热处理前后合金的耐腐蚀性能。结果表明:Mg-12Y-1Al合金的铸态组织由α-Mg基体、Mg_(24)Y_(5)相和Al_(2)Y相组成。Mg-12Y-1Al具有优异的高温热稳定性,在520℃×16 h(T4)固溶处理后,晶粒没有长大,产生新的长周期有序堆垛相(LPSO);225℃×30 h(T6)时效处理对组织的影响不大。与室温下的性能相比,T4态合金在200℃下的极限抗拉强度没有降低,而伸长率由室温的1.3%提高至12.5%。此外,Mg-12Y-1Al合金经固溶及时效处理后耐腐蚀性能得到提升,腐蚀电流密度由铸态的2.799×10^(-5)A/cm^(2)降低至1.551×10^(-5)A/cm^(2)。

关键词： Mg-12Y-1Al合金热处理显微组织力学性能腐蚀行为

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基于相变技术的便携式储冷箱性能研究

制冷学报 2024年第1期45卷 145-157页

作者：张文宇赵长颖上海交通大学工程热物理研究所上海200240

在冷链运输末端温度失效问题普遍存在,本文基于相变技术设计了适用于-18℃以下的冷链末端运输的冷能储存箱。研究了储冷箱在环境温度、真空板厚度、相变材料的种类及其与真空板相对位置等参数变量影响下箱体的温度场特性和储冷性能,并... 详细信息

在冷链运输末端温度失效问题普遍存在,本文基于相变技术设计了适用于-18℃以下的冷链末端运输的冷能储存箱。研究了储冷箱在环境温度、真空板厚度、相变材料的种类及其与真空板相对位置等参数变量影响下箱体的温度场特性和储冷性能,并对不同位置相变材料板单独存在时的储冷性能进行分析。结果表明:储冷箱有良好的抵抗外界温度变化的能力,且装配真空板时最大有效保冷时间延长至29.26 h,相变材料布置在真空板内侧时有效保冷时间延长54.3%。基于实际应用温度所研究的4种相变材料中,相变温度为-21.55℃的2-辛酮储冷性能最佳。对不同位置的相变材料板单独分析发现,底部板对储冷箱整体的储冷效果贡献最大,其单板保冷系数为0.454。

关键词：冷藏单元蓄冷相变材料性能系数

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中子衍射应力分析技术及其应用进展

金属学报 2024年第8期60卷 1017-1030页

作者：林皓李建杨钊龙钟圣怡上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海交通大学中子科学与技术全国重点实验室上海200240 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621999 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

中子衍射依托中子源大科学装置,能够非破坏性地获取材料内部微结构的统计信息,是建立物质微观、介观和宏观结构与性能内在联系的重要表征手段,同时也是航空发动机涡轮盘/叶片、反应堆压力容器等重大技术与装备关键部件内部残余应力定量... 详细信息

中子衍射依托中子源大科学装置,能够非破坏性地获取材料内部微结构的统计信息,是建立物质微观、介观和宏观结构与性能内在联系的重要表征手段,同时也是航空发动机涡轮盘/叶片、反应堆压力容器等重大技术与装备关键部件内部残余应力定量无损评价的重要方法。本文简要介绍了中子衍射技术测量原理和基本方法,阐述了该技术在材料基础与前沿探索的研究进展,评述了其在工程构件设计、制造、服役及安全评估中的地位与作用。基于新材料和新工艺开发的共性需求,展望了中子衍射技术跨尺度、多参量分析的开发潜力,及其未来在高通量表征中的发展方向。

关键词：中子衍射残余应力高通量表征服役安全