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5mm微肋管内R404A流动沸腾压降特性

化工进展 2019年第8期38卷 3548-3555页

作者：何宽柳建华张良余肖霄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

为了给冷链用换热器小管径的可行性提供理论支持,对R404A制冷剂在5mm微肋管内流动沸腾压降特性进行了实验研究。实验工况为:饱和温度为0℃、热通量为5~25kW/m2、质量流速为200~500kg/(m^2·s)、干度为0.1~0.9。研究结果表明:质量流速的... 详细信息

为了给冷链用换热器小管径的可行性提供理论支持,对R404A制冷剂在5mm微肋管内流动沸腾压降特性进行了实验研究。实验工况为:饱和温度为0℃、热通量为5~25kW/m2、质量流速为200~500kg/(m^2·s)、干度为0.1~0.9。研究结果表明:质量流速的提高不仅会增大摩擦压降,同时使摩擦压降随干度变化的趋势提前转变;摩擦压降受热通量的影响较小,在0.1~0.7的干度区间,摩擦压降不随热通量的增大而改变,热通量仅会使摩擦压降的拐点提前出现;与光滑管相比,微肋管内的两相流动摩擦压降较高,增大质量流速会提高摩擦压降的增量,当干度值为0.4时,增量出现极值,随后增量逐渐上升。本实验研究的数据与理论预测模型的对比显示:修正后的Kim模型能够较佳的预测本实验数据,绝对平均偏差11.54%,偏差幅度±30%以内的数据多达85.23%。

关键词：蒸发压降两相流微肋管 R404A 模型

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漂浮式风力机平台动态响应的优化方法探讨

振动与冲击 2016年第3期35卷 20-26页

作者：叶舟成欣周国龙李春上海理工大学动力工程系上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为研究漂浮式风力机平台动态响应的优化措施,分别提出平台附加螺旋侧板和平板的方式。建立基于Spar平台的5MW风力机整机模型,利用有限元软件进行水动力计算,得到了结构运动和波浪力的幅频特性。并通过与附加螺旋侧板和平板情况下的频域... 详细信息

为研究漂浮式风力机平台动态响应的优化措施,分别提出平台附加螺旋侧板和平板的方式。建立基于Spar平台的5MW风力机整机模型,利用有限元软件进行水动力计算,得到了结构运动和波浪力的幅频特性。并通过与附加螺旋侧板和平板情况下的频域和时域动态特性参数对比,探讨两种措施是否对结构的运动性能起到提升作用。结果表明:附加螺旋侧板后,结构在垂荡和纵摇上的运动幅值均得到了明显抑制;附加平板可以有效降低结构的垂荡频域响应峰值,但对纵荡和纵摇影响很小;在考虑实际风、浪、流载荷作用时,两种措施都能起到对结构运动性能的优化作用,附加螺旋侧板的优化作用更为优越。

关键词：漂浮式风力机 Spar平台动态响应有限元分析

过冷壁面液滴中四丁基溴化铵水合物生成的可视化研究

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化工学报 2021年第4期72卷 2094-2101页

作者：李梦钖高明左启蓉章立新赵玉刚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

使用高速摄影技术对2μl液滴中四丁基溴化铵(TBAB)水合物晶体的成核与生长进行了实验研究。对不了相应的数学模型,推导出TBAB水合物形成活化能Ea为-14.99 kJ/mol。研究结果表明,通过以液滴滴落过冷固体表面的方式可以有效缩短水合物成... 详细信息

使用高速摄影技术对2μl液滴中四丁基溴化铵(TBAB)水合物晶体的成核与生长进行了实验研究。对不了相应的数学模型,推导出TBAB水合物形成活化能Ea为-14.99 kJ/mol。研究结果表明,通过以液滴滴落过冷固体表面的方式可以有效缩短水合物成核的诱导时间,促进水合物的快速生成。为解决水合物在工业中大规模应用的难题提供了新方法。

关键词： TBAB水合物液滴快速生成可视化动力学模型

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尾缘射流式垂直轴风力机气动特性数值分析

哈尔滨工业大学学报 2022年第1期54卷 58-64页

作者：李东旭李春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(上海理工大学) 上海200093

为抑制翼型表面流动分离并提高风力机叶片气动性能,将可靠性较高的吹气射流技术应用于垂直轴风力机叶片尾缘。采用数值模拟方法分析不同尾缘射流角度对垂直轴风力机风能利用系数、力矩系数及单叶压力与整机涡量的影响。模拟结果表明:在... 详细信息

为抑制翼型表面流动分离并提高风力机叶片气动性能,将可靠性较高的吹气射流技术应用于垂直轴风力机叶片尾缘。采用数值模拟方法分析不同尾缘射流角度对垂直轴风力机风能利用系数、力矩系数及单叶压力与整机涡量的影响。模拟结果表明:在最佳尖速比(2.63)时,10°射流可以有效降低翼型尾缘脱落涡频率,有效控制叶片尾迹效应,整机效率及运行稳定性均优于0°尾缘射流式垂直轴风力机;在较低尖速比时,风力机单叶力矩峰值均集中在120°相位角,尾缘10°射流对整机力矩系数有显著提升效果;在较高尖速比时,单叶翼型压力面存在较大正压区,风能利用系数最大可提高11%左右,气动性能明显优于无射流垂直轴风力机。尾缘射流降低了风力机叶片所需承受的轴向载荷,提高了风力机输出功率。不同角度尾缘射流均能有效降低叶片表面流动损失进而延缓流动分离,数值结果为尾缘射流式垂直轴风力机的工程应用提供了部分参考价值。

关键词：垂直轴风力机翼型尾缘射流气动性能尖速比

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建筑增强型垂直轴风力机气动特性数值研究

哈尔滨工业大学学报 2019年第1期51卷 87-93页

作者：朱海天郝文星李春丁勤卫余万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(上海理工大学) 上海200093

为捕获建筑环境中蕴藏丰富的高品质风能,结合高耸建筑的高度优势与建筑扩散体强化风速效应,将垂直轴风力机放置于不同建筑扩散体之间,通过数值模拟的方法研究建筑增强型垂直轴风力机在具有不同实度与不同翼型时的气动特性.结果表明:建... 详细信息

为捕获建筑环境中蕴藏丰富的高品质风能,结合高耸建筑的高度优势与建筑扩散体强化风速效应,将垂直轴风力机放置于不同建筑扩散体之间,通过数值模拟的方法研究建筑增强型垂直轴风力机在具有不同实度与不同翼型时的气动特性.结果表明:建筑扩散体可大幅提升风力机获能效率,建筑增强型垂直轴风力机较原始垂直轴风力机最大风能利用系数提升4.47倍,其最佳尖速比位置向右偏移,但其载荷波动较剧烈,且对建筑外廓敏感,其中圆弧形截面建筑可有效减小建筑分离涡造成的影响.随着实度的增加,建筑增强型垂直轴风力机风能利用系数先增大后因叶片间干扰而减小,其载荷波动和自启动性在多叶片时得到明显改善.对于不同系列的翼型,FXLV152翼型有助于减小疲劳累积损伤,最大厚度较大的NACA0021翼型有利于提高风力机的获能效率,S809非对称翼型则不适用于建筑增强型垂直轴风力机.数值结果为建筑增强型垂直轴风力机的工程应用提供部分参考依据.

关键词：风力机械与设备建筑环境垂直轴风力机数值模拟建筑外廓实度翼型

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一种新的分流棋盘模型同步优化质量交换网络

工程热物理学报 2023年第12期44卷 3361-3371页

作者：易智康崔国民肖媛段欢欢黄晓璜熊思恒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

传统棋盘模型具有模拟计算量小、结构紧凑等优点,但在结构多样性方面存在一定局限,因此提出了有分流棋盘模型,并应用于质量交换网络。该模型中贫富流股匹配更加多样化,适用于复杂的质量交换网络综合问题。此外,分支数是有分流棋盘模型... 详细信息

传统棋盘模型具有模拟计算量小、结构紧凑等优点,但在结构多样性方面存在一定局限,因此提出了有分流棋盘模型,并应用于质量交换网络。该模型中贫富流股匹配更加多样化,适用于复杂的质量交换网络综合问题。此外,分支数是有分流棋盘模型的关键参数,基于此提出了分支数匹配策略,在保证有分流棋盘模型的优化效率下可形成大小合适搜索空间。最后,将本文提出的方法运用于焦炉气脱硫、再生法回收苯酚以及废水脱酚三个算例,所获得的年综合费用分别为409367 USD/a、685114USD/a和348454 USD/a,均低于大部分文献所优化出的结果,其中算例再生法回收苯酚所得到的结果突破了已发表文献的最优解。

关键词：质量交换网络棋盘模型过程系统模型优化

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高岭土颗粒絮凝沉淀过程的超声波测量研究

高校化学工程学报 2021年第3期35卷 534-541页

作者：郑松林胡子健苏明旭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

针对高岭土的絮凝沉淀过程的监测问题提出了一种超声方法。基于Epstein-Carhart-Allegra-Hawley(ECAH)理论模型并考虑颗粒不规则度修正,通过数值计算得出声衰减系数随体积分数、频率和粒度的变化关系,分析了不同物性参数的影响。利用超... 详细信息

针对高岭土的絮凝沉淀过程的监测问题提出了一种超声方法。基于Epstein-Carhart-Allegra-Hawley(ECAH)理论模型并考虑颗粒不规则度修正,通过数值计算得出声衰减系数随体积分数、频率和粒度的变化关系,分析了不同物性参数的影响。利用超声换能器,对4种不同初始质量浓度高岭土颗粒絮凝沉淀过程进行超声信号测量、浑液面高度记录、工业相机拍摄和在线取样检测;分析了由浑液面高度和衰减系数变化得到的各沉淀阶段的持续时间和变化率;通过比较超声法获取体积分数参数与在线取样法结果,并结合沉淀原理进行讨论,表明超声法用于高岭土絮凝沉淀过程监测的可行性。

关键词：超声测量声衰减絮凝浓度沉淀

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精细搜索策略应用于质量交换网络综合

化工学报 2022年第7期73卷 3145-3155页

作者：杨岭崔国民周志强肖媛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

质量交换网络是化工过程系统的重要组成部分,其优化设计对降低污染排放具有重要意义。采用启发式算法优化质量交换网络时,存在难以兼顾全局搜索和局部搜索的问题。通过分析不同精度优化参数下的优化结果,揭示了该问题的成因,并提出一种... 详细信息

质量交换网络是化工过程系统的重要组成部分,其优化设计对降低污染排放具有重要意义。采用启发式算法优化质量交换网络时,存在难以兼顾全局搜索和局部搜索的问题。通过分析不同精度优化参数下的优化结果,揭示了该问题的成因,并提出一种精细搜索策略用于基础算法所得结构的深度优化。该策略包含两种方法,方法1采用具有个体回代与分化的高精度强制进化随机游走算法,可保留个体结构变异能力;方法2采用确定性方法依次对多维目标函数中的每个变量进行一维搜索,具有精度高收敛快的优点。将该策略应用于焦炉气脱硫和空气除氨算例,得到的结果分别为407308 USD·a^(-1)和127807 USD·a^(-1),经济性优于现有文献中的结果,验证了本策略的有效性。

关键词：质量交换网络过程系统优化强制进化随机游走算法确定性方法

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基于多相变材料的分腔式蓄热器蓄热性能优化

太阳能学报 2020年第7期41卷 227-236页

作者：张峰鸣赵明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

通过数值方法建立基于多相变材料的分腔式蓄热器模型,研究4种模型的的蓄热特性,并通过温差分析选择RT25和LA这2种不同熔点的PCM组合,提出不同填充形式的组合方案。数值模拟结果表明:当采用上下分腔结构时,下部腔室低熔点相变材料的选择... 详细信息

通过数值方法建立基于多相变材料的分腔式蓄热器模型,研究4种模型的的蓄热特性,并通过温差分析选择RT25和LA这2种不同熔点的PCM组合,提出不同填充形式的组合方案。数值模拟结果表明:当采用上下分腔结构时,下部腔室低熔点相变材料的选择,应根据单一相变材料完全融化时,上下腔室的温度差来作选择;此外,所采用的单独多相变材料组合和单独加肋片分腔2种优化方法具有近似的蓄热效率,但当两者结合时,蓄热效率可得到很大提升,完全融化时间可减少72%;另外,当考虑环形分腔的不同PCM组合方案时,沿径向温度分布,填充不同相变材料有更好的蓄热效果。

关键词：相变材料蓄热数值模拟优化自然对流