检索结果-南通市图书馆

主梁腹板偏置及复合材料铺层的大型风力机叶片结构性能分析

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中国电机工程学报 2023年第19期43卷 7509-7518页

作者：王海生缪维跑李春李志昊岳敏楠朱海波上海市动力工程多相流动与传热重点实验室(上海理工大学) 上海市杨浦区200093

为研究大型风力机叶片内部结构偏转及表面偏轴蒙皮纤维共同作用下的叶片结构性能,基于NX二次开发建立NREL5MW叶片CAD模型,通过CFD方法求解叶片气动载荷,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲稳定性计算。结果表明:各叶片一阶固有... 详细信息

为研究大型风力机叶片内部结构偏转及表面偏轴蒙皮纤维共同作用下的叶片结构性能,基于NX二次开发建立NREL5MW叶片CAD模型,通过CFD方法求解叶片气动载荷,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲稳定性计算。结果表明:各叶片一阶固有频率均有下降,腹板偏转角θ对叶片模态影响高于纤维偏转角α;在气动载荷作用下,叶尖最大形变量均大于传统叶片;叶片最大应力位于近叶根最大弦长处,叶片表面应力随偏转腹板角θ增加而增大,且θ>0叶片均大于θ0叶片,抗屈曲能力较好;综合分析,θ=-15°,α=15°叶片模态降幅小,屈曲因子增幅及表面应力降幅较为显著,降低叶片结构应力效果良好。

关键词：风力机叶片弯扭耦合特性复合材料结构-材料耦合屈曲分析

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外加液滴条件下固体细颗粒声凝并特性

物理学报 2023年第6期72卷 200-208页

作者：赵豪吴志豪胡晓红凡凤仙苏明旭上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

外加声场激励下固体细颗粒的声凝并在燃烧污染物超低排放中具有应用潜力,添加大粒径液滴有望提高细颗粒声凝并效果.本文从颗粒运动、碰撞、凝并与反弹的动力学过程出发,基于直接模拟蒙特卡罗方法,建立气相中液滴与固体颗粒共存的气-液-... 详细信息

外加声场激励下固体细颗粒的声凝并在燃烧污染物超低排放中具有应用潜力,添加大粒径液滴有望提高细颗粒声凝并效果.本文从颗粒运动、碰撞、凝并与反弹的动力学过程出发,基于直接模拟蒙特卡罗方法,建立气相中液滴与固体颗粒共存的气-液-固三相体系的声凝并模型,对外加液滴条件下固体细颗粒声凝并的过程和效果开展数值模拟.将模拟结果与实验相对比,验证模型可靠性.在此基础上,探究外加液滴条件下细颗粒声凝并动力学行为,考察外加液滴直径和数目浓度对细颗粒声凝并效果的影响规律.结果表明,外加液滴条件下,固体细颗粒迅速与大粒径液滴凝并,形成液-固混合相颗粒,细颗粒凝并效率显著提升.外加液滴直径和数目浓度是影响细颗粒声凝并的重要因素,随着直径的增大或数目浓度的提高,细颗粒凝并效率增大,而增幅趋于减小.研究结果可为复杂颗粒系统凝并模型的建立提供理论基础,并可为燃烧源细颗粒超低排放提供方法指导.

关键词：细颗粒声凝并外加液滴数值模拟

丁二酸-水纳米气溶胶液滴表面张力的分子动力学研究

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物理学报 2023年第11期72卷 231-238页

作者：张超布龙祥张智超樊朝霞凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

表面张力在纳米气溶胶颗粒的吸湿生长研究中具有重要意义,然而现有实验方法不能对其准确测量.本文基于分子动力学方法模拟了丁二酸气溶胶颗粒吸湿生长形成稳定液滴的动力学过程,在此基础上,建立模型计算了液滴的表面张力,进而探究了温... 详细信息

表面张力在纳米气溶胶颗粒的吸湿生长研究中具有重要意义,然而现有实验方法不能对其准确测量.本文基于分子动力学方法模拟了丁二酸气溶胶颗粒吸湿生长形成稳定液滴的动力学过程,在此基础上,建立模型计算了液滴的表面张力,进而探究了温度、粒径和丁二酸浓度对纳米液滴表面张力的影响机制.结果表明,随着温度从260 K升高到320 K,液滴内分子间作用力的减弱导致了液滴表面张力的减小,且表面张力的减小程度随丁二酸浓度的增大而增大,究其主要原因在于液滴中丁二酸分子的径向分布随温度和丁二酸浓度变化的差异;随着粒径的增大,液滴表面张力先增大后趋于定值,且粒径对表面张力的显著影响区间随着丁二酸浓度的增大而缩短;研究还发现,丁二酸分子的表面活性导致液滴表面张力随着丁二酸浓度的增大而减小,且减小趋势符合对数函数形式,尤其是在粒径小于6.12 nm时,同时,基于Szyszkowski公式对液滴的表面张力进行了拟合.本文研究成果能为气溶胶颗粒的吸湿生长和相关动力学过程预测理论及模型的改进提供参数依据.

关键词：气溶胶液滴表面张力分子动力学数值模拟

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波纹翅片板翅式换热器换热与阻力性能

化学工程 2023年第3期51卷 35-40,65页

作者：吴晓芸袁益超上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为研究翅片结构对波纹翅片板翅式换热器换热与阻力性能的影响规律,在模化实验验证的基础上,对21种波纹翅片的性能进行数值模拟。结果表明:翅高h≤10 mm时,其对换热与阻力性能影响较小;翅高h>10 mm时,随h增大,换热性能先提高(Re=1500、5... 详细信息

为研究翅片结构对波纹翅片板翅式换热器换热与阻力性能的影响规律,在模化实验验证的基础上,对21种波纹翅片的性能进行数值模拟。结果表明:翅高h≤10 mm时,其对换热与阻力性能影响较小;翅高h>10 mm时,随h增大,换热性能先提高(Re=1500、5000时分别提高3.54%、5.98%)后降低(Re=1500、5000时分别降低4.2%、5.95%),阻力性能先降低(Re=1500、5000时分别降低2.83%、5.65%)后提高(Re=1500、5000时分别提高2.99%、3.98%)。随翅片间距s增大,换热性能在低雷诺数时降低(Re=1500时降低16.02%),在高雷诺数时提高(Re=5000时提高6.83%),阻力性能降低(Re=1500、5000时分别降低151.6%、73.87%)。随翅片振幅2 A增大,换热性能提高(Re=1500、5000时分别提高49.29%、34.43%),阻力性能降低(Re=1500、5000时分别降低201.18%、146.2%)。随波长L增大,换热性能降低(Re=1500、5000时分别降低45.92%、51.73%),阻力性能提高(Re=1500、5000时分别提高78.51%、85.3%)。获得了传热因子j、摩擦因子f与翅片结构参数及雷诺数Re的关联式。

关键词：板翅式换热器波纹翅片传热因子摩擦因子数值模拟模化实验

蒸汽在含有不可溶核和可溶无机盐的细颗粒物表面的核化特性

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化工学报 2022年第7期73卷 3251-3261页

作者：赵庆杰胡晓红张超凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

鉴于生物质直接燃烧和生物质与煤混合燃烧发电过程排放细颗粒物表面通常含有一定量的可溶无机盐,基于经典异质核化理论,综合考虑晶核生长的表面扩散和直接沉积机制建立了改进的蒸汽在包含球形不可溶核和可溶无机盐的细颗粒物表面的异质... 详细信息

鉴于生物质直接燃烧和生物质与煤混合燃烧发电过程排放细颗粒物表面通常含有一定量的可溶无机盐,基于经典异质核化理论,综合考虑晶核生长的表面扩散和直接沉积机制建立了改进的蒸汽在包含球形不可溶核和可溶无机盐的细颗粒物表面的异质核化模型,利用数值模拟方法,对4种组分颗粒(不可溶颗粒以及3种含可溶无机盐的颗粒)的异质核化特性进行对比分析。结果表明,在中等接触角条件下,不可溶颗粒的临界晶核形成自由能和临界晶核半径最大,含KCl颗粒次之,含NaCl颗粒再次之,含CaCl_(2)颗粒最小;临界晶核条件下,表面扩散机制与直接沉积机制引起的水分子添加速率之比随颗粒半径的增大先略有增加而后保持不变,随接触角的增大而单调下降。研究还发现,当接触角较小时,含可溶无机盐颗粒的成核临界饱和度低于不可溶颗粒;当接触角较大时,含KCl和NaCl颗粒的成核临界饱和度先后超过不可溶颗粒。

关键词：颗粒成核凝结不可溶核可溶无机盐数值模拟

不同流场结构对PEMFC性能影响的模拟研究

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太阳能学报 2023年第8期44卷 62-67页

作者：张拴羊杨其国徐洪涛毛逸君王珂刘舜上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

该文模拟常规矩形平行流场、正六边形平行流场和正六边形蜂窝状仿生学流场对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响。通过对极化曲线、氧气和水分布、膜电流密度以及压降和寄生功率密度进行分析,结果表明:正六边形流场表现出良好的输出性... 详细信息

该文模拟常规矩形平行流场、正六边形平行流场和正六边形蜂窝状仿生学流场对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响。通过对极化曲线、氧气和水分布、膜电流密度以及压降和寄生功率密度进行分析,结果表明:正六边形流场表现出良好的输出性能,且正六边形蜂窝状流场的电流密度比常规矩形平行流场和正六边形平行流场分别提升11.28%和4.95%。此外,常规矩形平行流场、正六边形平行流场和正六边形蜂窝状流场的氧气不均匀度分别为0.64、0.53和0.41,正六边形蜂窝状流场展现出更好的水和膜电流密度分布能力,进一步说明正六边形流场缓解了氧气、水和膜电流密度分布不均匀的问题。正六边形蜂窝状流场压降虽比常规矩形平行流场和正六边形平行流场分别增加40.0%和27.7%,有较高的寄生功率密度,但仍获得了最大的净输出功率密度。

关键词：质子交换膜燃料电池流场数值模拟结构优化

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小管径CO_(2)蒸发器换热性能

化学工程 2023年第3期51卷 84-89页

作者：焦兴蓉张良杨玉麒上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为进一步优化适用于低蒸发温度的CO_(2)蒸发器性能,建立CO_(2)翅片管式蒸发器数学模型,探究在低蒸发温度-35℃、制冷剂流量0.06 kg/s、进风干球温度-25℃、风速1—3.5m/s条件下,5种不同换热管径及流路数对CO_(2)蒸发器的换热量、传热特... 详细信息

为进一步优化适用于低蒸发温度的CO_(2)蒸发器性能,建立CO_(2)翅片管式蒸发器数学模型,探究在低蒸发温度-35℃、制冷剂流量0.06 kg/s、进风干球温度-25℃、风速1—3.5m/s条件下,5种不同换热管径及流路数对CO_(2)蒸发器的换热量、传热特性、压降特性的影响,并搭建CO_(2)跨临界双级压缩制冷试验台对蒸发器进行性能测试,验证蒸发器模型的准确性与可靠性。研究结果表明:迎面风速的增加可以提高蒸发器换热特性和增大管内外侧压降,但迎面风速过大反而会使管内换热系数降低;小管径在CO_(2)蒸发器的应用,可以显著提高换热性能,5 mm管径蒸发器空气侧与制冷剂侧换热系数相比于6.35 mm管径换热器分别最大提高15%和45.91%;通过增加流路数可以明显改善小管径蒸发器压降过大问题,为用于低温制冷的CO_(2)蒸发器性能优化与推广提供参考。

关键词：二氧化碳小管径化实验验证低蒸发温度数值模拟传热

多孔介质中含溶解反应的互溶驱替过程格子Boltzmann研究

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物理学报 2022年第5期71卷 203-214页

作者：刘高洁邵子宇娄钦上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用格子Boltzmann方法研究了孔隙尺度下多孔介质内含流固溶解反应的互溶驱替过程,重点研究了被驱替流体与驱替流体黏性差异较大的情况下,溶解反应引起的多孔介质内部结构变化对驱替过程的影响;定量分析了不同达姆科勒数及佩克莱数下多... 详细信息

采用格子Boltzmann方法研究了孔隙尺度下多孔介质内含流固溶解反应的互溶驱替过程,重点研究了被驱替流体与驱替流体黏性差异较大的情况下,溶解反应引起的多孔介质内部结构变化对驱替过程的影响;定量分析了不同达姆科勒数及佩克莱数下多孔介质孔隙率和驱替过程驱替效率随时间的演变.研究结果表明:达姆科勒数较大时,溶解反应的发生会在多孔介质内部生成虫洞,导致一部分被驱替流体不能被波及,驱替流体沿虫洞离开多孔介质,造成驱替效率的减少.在此基础上,随着达姆科勒数的增大,孔隙率变化越大,生成的虫洞越宽,最终驱替效率变大,但仍小于无溶解反应时的驱替效率;随着佩克莱数的增大,指进增长速度越快,孔隙率变化越小,驱替效率越小.

关键词：多孔介质互溶驱替溶解反应格子Boltzmann方法

La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层的抗结焦性能

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化工进展 2023年第4期42卷 1769-1778页

作者：梁贻景马岩卢展烽秦福生万骏杰王志远上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

目前,钙钛矿材料在汽车尾气催化处理、污水处理及燃料电池等方面应用广泛,但在抑制热裂解结焦涂层应用方面鲜有报道。本文以磷酸二氢铝为黏结剂,采用浆料法在HP40不锈钢基体表面制备了La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层,采用X射线衍射(X... 详细信息

目前,钙钛矿材料在汽车尾气催化处理、污水处理及燃料电池等方面应用广泛,但在抑制热裂解结焦涂层应用方面鲜有报道。本文以磷酸二氢铝为黏结剂,采用浆料法在HP40不锈钢基体表面制备了La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和Raman光谱考察了La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层及表面焦层的物相组成和微观结构,利用X射线光电子能谱(XPS)研究了涂层组成元素的化学状态,通过石脑油热裂解结焦实验评价了涂层的抗结焦效果。结合材料表征与实验结果,阐述了涂层抗结焦机理。表征结果显示,La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层涂覆均匀,厚度约为30μm,与基底贴合紧密,粒子之间结合较好,但表面存在少量微孔;La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿氧化物具有明显的立方晶体特征,Sr进入LaMnO_(3)晶格未改变钙钛矿晶相结构;与未经掺杂的LaMnO_(3)涂层相比,Sr掺杂后的钙钛矿表面吸附氧含量与晶格氧含量之比O_(ads)/O_(latt)更高,而且涂层中氧空位的数量增加。热裂解结焦实验结果表明,钙钛矿涂层的抗结焦性能随着Sr含量的提高而增强,当裂解时间为3h和5h时,La_(0.2)Sr_(0.8)MnO_(3)涂层的抑制结焦效果分别可达到84.88%和82.31%。钙钛矿涂层结构不仅通过屏蔽基底金属的催化活性抑制了催化结焦过程,还通过催化焦炭氧化燃烧反应进一步减少热裂解焦炭的沉积。其中,Sr的掺杂可促进氧空位形成,增加氧的流动性,从而促进电子转移,进一步提高催化焦炭燃烧反应的活性。钙钛矿La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)涂层的涂覆会导致焦层中无序化焦炭的比例增加,焦炭的石墨化程度降低,有利于后续的清焦操作。

关键词：热解钙钛矿界面催化焦炭