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流型转化对CO_(2)流动沸腾换热的影响研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1643-1649页

作者：黄永方徐肖肖孙云龙刘朝重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆4400044

本文开展了CO_(2)在内径5 mm水平光滑管内的流动沸腾换热及流型可视化实验,结合非绝热流型可视化数据对其流动沸腾换热特性开展研究。结果表明,受重力的影响,换热管顶部在低干度下发生间歇性干涸,导致其换热系数远低于底部换热系数。饱... 详细信息

本文开展了CO_(2)在内径5 mm水平光滑管内的流动沸腾换热及流型可视化实验,结合非绝热流型可视化数据对其流动沸腾换热特性开展研究。结果表明,受重力的影响,换热管顶部在低干度下发生间歇性干涸,导致其换热系数远低于底部换热系数。饱和温度的减小促进了流型的转换,有效减小间歇性干涸引起的管周向局部换热性能的差异,提高了截面的平均换热系数。饱和温度从15℃降至9℃时,截面平均换热系数提高约50%。

关键词：二氧化碳流动沸腾流型可视化沸腾换热特性

基于六水氯化钙的单相变材料热二极管的实验研究

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物理学报 2024年第5期73卷 334-343页

作者：杨旭李静毛宇陶可爱孙宽陈珊珊周永利郑玉杰重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

基于相反传热方向上相变程度不同引起的传热形式和系数差异设计的相变材料热二极管被认为是有潜力的热管理器件.然而多种材料的使用或仅依靠数值模拟的研究使其结构复杂或理想化,降低了其实际应用的可能性.因此,本文结合材料固液相变和... 详细信息

基于相反传热方向上相变程度不同引起的传热形式和系数差异设计的相变材料热二极管被认为是有潜力的热管理器件.然而多种材料的使用或仅依靠数值模拟的研究使其结构复杂或理想化,降低了其实际应用的可能性.因此,本文结合材料固液相变和自然对流过程的传热形式和传热系数变化,提出了一个仅含有CaCl_(2)·6H_(2)O单相变材料的简单热二极管结构,并制备了相应的器件,搭建了稳态热通量测试系统用于实验研究,其测量结果与文献记载值相近,具有良好的准确度,实验研究了冷热端温差和正反传热方向对热二极管热整流效果的影响规律.结果表明:热二极管的热通量随冷热源温差的减小而降低,正向和反向分别沿逆重力和重力方向时,热整流比最高可达1.58,最佳冷源温度范围为20-25℃,接近室温,所提出的相变材料热二极管结构在建筑节能和热管理等方面具有一定的应用潜力.

关键词：相变材料热二极管传热形式传热系数

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甲醇水蒸汽重整制氢装置及系统研究进展

中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7276-7292,I0015页

作者：李季铭杨扬朱恂叶丁丁陈蓉廖强低品位能源利用及系统教育部重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400030

氢能具有高热值、无污染的特性,是21世纪新兴发展能源之一,规模化消纳转化可再生能源新思路“液态阳光”的提出,使甲醇重整制氢能源供应体系受到广泛关注。甲醇水蒸汽重整制氢工艺因反应温度温和、产物中氢气浓度高而成为最具有商用前... 详细信息

氢能具有高热值、无污染的特性,是21世纪新兴发展能源之一,规模化消纳转化可再生能源新思路“液态阳光”的提出,使甲醇重整制氢能源供应体系受到广泛关注。甲醇水蒸汽重整制氢工艺因反应温度温和、产物中氢气浓度高而成为最具有商用前途的制氢方式之一。甲醇水蒸汽重整反应为吸热反应,不同供热方案形成了多样化制氢技术。该文以甲醇水蒸汽重整制氢所需热量来源为牵引,综述自热型甲醇水蒸汽重整制氢技术、光热转换甲醇水蒸汽重整制氢技术和余热利用型甲醇水蒸汽重整制氢技术的最新研究进展,总结并对比不同技术路线中重整反应器结构、系统设计方案及制氢性能。最后,对3种甲醇水蒸汽重整制氢技术的发展趋势及应用前景进行展望。

关键词：甲醇重整制氢热源反应器系统产氢性能

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Co-Ni/MgO催化剂上低温甲烷二氧化碳干重整研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1735-1742页

作者：杨桐冉景煜黄鑫欧志良邱华禹重庆大学能源与动力工程学院低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

采用溶胶凝胶法制备Ni/MgO和Co-Ni/MgO催化剂,考察了催化剂在甲烷二氧化碳低温干重整反应中的性能。结果表明1%Co-10%Ni/Mg O催化剂拥有较高的CH_(4)、CO_(2)转化率以及最高的H_(2)/CO,且在450℃下反应20 h后该催化剂的CH_(4)、CO_(2)... 详细信息

采用溶胶凝胶法制备Ni/MgO和Co-Ni/MgO催化剂,考察了催化剂在甲烷二氧化碳低温干重整反应中的性能。结果表明1%Co-10%Ni/Mg O催化剂拥有较高的CH_(4)、CO_(2)转化率以及最高的H_(2)/CO,且在450℃下反应20 h后该催化剂的CH_(4)、CO_(2)转化率以及H_(2)/CO仍高于Ni/Mg O催化剂,且积碳量比Ni/MgO催化剂少4.3%。通过XRD、H_(2)-TPR、TEM、SEM、TG、RAMAN等表征分析发现适量Co的添加有利于提升催化剂表面活性组分的分散度和粒径,减少催化剂颗粒的团簇,且能抑制积碳的形成。通过对干重整反应过程中反应物表观活化能的计算,发现适量Co的添加能降低反应物的表观活化能,有利于提升Ni/MgO催化剂的低温甲烷干重整反应性能。

关键词：镍钴氧化镁低温干重整积碳

带格架棒束子通道单相湍流交混轴向演化特性实验研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 104-109页

作者：刘莎莎马在勇张锐孙皖张卢腾朱隆祥潘良明重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学核工程与核技术系重庆400044

子通道间的湍流交混是影响堆芯内热工参数准确计算的关键因素,对于提升反应堆安全分析的精度具有重要意义。对于带格架棒束子通道间湍流交混,现有研究常采用热扩散系数研究其平均效应,缺乏对其轴向演化特性的详细分析。本文基于示踪剂... 详细信息

子通道间的湍流交混是影响堆芯内热工参数准确计算的关键因素,对于提升反应堆安全分析的精度具有重要意义。对于带格架棒束子通道间湍流交混,现有研究常采用热扩散系数研究其平均效应,缺乏对其轴向演化特性的详细分析。本文基于示踪剂分析方法,对带格架与不带格架的双子通道单相湍流交混的轴向演化特性开展了实验研究。实验结果表明格架对于单相湍流交混具有显著增强作用。相对于无格架工况,格架处由于格架强扰动和横流作用湍流交混增强作用最强,格架近下游由于反向横流作用增强作用最弱,格架远下游略强于格架上游,且增强作用可以持续较长距离。

关键词：格架棒束子通道轴向单相湍流交混

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纳米孔内的吸附过程及其动力学特性研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 157-162页

作者：何转桃吴春梅李友荣重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室能源与动力工程学院重庆400044

为了阐明气体在纳米多孔结构内的吸附及动力学过程,采用分子动力学方法建立了纳米多孔材料的吸附与解吸模型,探究了氩气在多孔结构表面的吸附特性,并对其吸附与解吸的动力学特性进行了分析。结果表明:纳米孔内的吸附机制有两种:一是吸... 详细信息

为了阐明气体在纳米多孔结构内的吸附及动力学过程,采用分子动力学方法建立了纳米多孔材料的吸附与解吸模型,探究了氩气在多孔结构表面的吸附特性,并对其吸附与解吸的动力学特性进行了分析。结果表明:纳米孔内的吸附机制有两种:一是吸附层生长过程中,相对壁面的吸附层不断靠近后孔内发生的液体桥接。二是孔隙内发生毛细管凝结后引起的弯月面推进。低压比时,吸附层持续增长,压比增加时孔隙内观察到液体桥接效应,由于液膜表面不稳定出现液桥的生长与收缩断裂;高压比时,纳米孔入口附近形成稳定的液桥,孔隙内出现空腔,空腔内的快速吸附可导致液体的二次桥接,这种现象不断重复直至空腔被填满。另外,解吸过程是在弯月面后退和空化作用下进行的。

关键词：纳米孔吸附解吸动力学液桥

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碳纳米管吸附CHF_(3)的分子模拟研究

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1679-1689页

作者：刘浏刘朝刘浪李期斌重庆大学能源与动力工程学院低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

有机朗肯循环中工质可能发生热分解,分解产物对循环性能产生较大影响。本文提出采用多孔材料对热解气体产物进行吸附的方法,以减小工质热解对系统性能的负面影响。采用巨正则蒙特卡洛模拟研究了工质HFO-1234yf主要分解产物CHF_(3)气体... 详细信息

有机朗肯循环中工质可能发生热分解,分解产物对循环性能产生较大影响。本文提出采用多孔材料对热解气体产物进行吸附的方法,以减小工质热解对系统性能的负面影响。采用巨正则蒙特卡洛模拟研究了工质HFO-1234yf主要分解产物CHF_(3)气体在碳纳米管(CNT)中的吸附特性,探究了CNT直径、温度及电荷对吸附的影响。结果表明,(6,6)CNT有着较高CHF_(3)饱和吸附量(2.06 mol·kg^(-1))以及极高的选择系数,但直径较大的CNT更偏向吸附工质HFO-1234yf;温度的升高导致(6,6)CNT对CHF_(3)的吸附量以及选择系数下降;同时带0.05e正电荷的CNT对CHF_(3)吸附量增加近50%,选择系数也有极大提升。

关键词：有机朗肯循环工质热解吸附碳纳米管

膜内掺Pt含量对质子交换膜电解水性能与氢渗透的影响

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5588-5595,I0012页

作者：丁文杰张亮李俊杨扬黄健付乾朱恂廖强低品位能源利用技术与系统教育部重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400030

针对质子交换膜电解水制氢中存在的氢渗透安全隐患,该文通过超声喷涂将纳米Pt颗粒负载到膜上,并经过热压制备掺Pt复合膜,以缓解运行中的氢渗透。在保持膜电极总Pt含量不变的条件下,研究膜内不同掺Pt含量对性能与氢渗透的影响。结果表明... 详细信息

针对质子交换膜电解水制氢中存在的氢渗透安全隐患,该文通过超声喷涂将纳米Pt颗粒负载到膜上,并经过热压制备掺Pt复合膜,以缓解运行中的氢渗透。在保持膜电极总Pt含量不变的条件下,研究膜内不同掺Pt含量对性能与氢渗透的影响。结果表明,通过超声喷涂和热压成功将纳米Pt颗粒负载到膜中,并有效缓解了氢渗透。随着膜内掺Pt含量的增加,氢渗透通量降低,同时由于阴极Pt含量降低、欧姆损失增大,电解性能呈现逐渐降低的趋势。综合考虑氢渗透和电解性能,最佳的掺Pt含量为0.01 mg/cm^(2),在0.1 A/cm^(2)时,氧中氢含量仅为0.82%,与无Pt复合膜相比,氢渗透降低了50.32%,而电解电压仅增加约20 mV。长时间运行电解电压和氧中氢浓度相对较稳定,氧中氢浓度低于氢气爆炸下限。

关键词：质子交换膜电解水复合膜膜内Pt含量氢渗透电解性能

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带肋方腔中单极注入诱导的电对流数值模拟研究

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 122-128页

作者：彭权周鑫王宏朱恂陈蓉丁玉栋廖强低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆大学工程热物理研究所重庆400030

本文设计了带不同形状肋片的二维方腔电对流物理模型,基于OpenFOAM的FVM框架耦合求解Navier-Stokes方程、电势的Poisson方程以及电荷守恒方程,研究了带肋方腔电对流的形成机制及流动特性。研究结果表明:带肋方腔肋片表面因电场强度较大... 详细信息

本文设计了带不同形状肋片的二维方腔电对流物理模型,基于OpenFOAM的FVM框架耦合求解Navier-Stokes方程、电势的Poisson方程以及电荷守恒方程,研究了带肋方腔电对流的形成机制及流动特性。研究结果表明:带肋方腔肋片表面因电场强度较大成为主要的电荷注入区域,最终形成了中轴线处的电羽流以及两侧对称的电荷空白区,流场为主体双涡对称、四角分布角涡;随着电瑞利数T的增大,电对流强度提高,当T超过某一阈值Tc时,电对流流型从稳定状态转变为不稳定状态;在强化电对流和稳定流型方面,带矩形肋方腔均具有最优性能,其电对流强度比带三角肋方腔提高了12.8%。

关键词：单极注入电对流数值模拟