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山东潍坊抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期通风气流组织数值模拟

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：郑万通司翔许淑惠李浩天徐荣吉北京建筑大学北京市建筑能源高效综合利用工程技术研究中心

【目的】为解决抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期爆破施工通风散烟时间过长的问题，【方法】基于山东潍坊抽水蓄能电站爆破开挖期施工，现场采集相关数据，采用Fluent数值模拟软件，对实际抽水蓄能电站爆破开挖期的施工通风气流组织进行... 详细信息

【目的】为解决抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期爆破施工通风散烟时间过长的问题，【方法】基于山东潍坊抽水蓄能电站爆破开挖期施工，现场采集相关数据，采用Fluent数值模拟软件，对实际抽水蓄能电站爆破开挖期的施工通风气流组织进行了数值模拟，并对通风气流组织进行了改进。【结果】结果表明：通过分配给不施工洞室一定送风量的改进措施，可在不爆破洞室内维持正压，以避免污染物进入，形成二次污染；通过爆破面送风口下移，局部廊道设置挡风墙等改进措施，送、排风可形成通风路径最短的顺流式通风；在竖井打通前，将射流风机加装在长距离隧道中间位置可形成机械排风，使机械排风和自然排风相结合，可有效缩短污染物达标时间；在竖井打通后，将排风机安装在竖井出口处，永临结合，可提高竖井排风能力，使污染物达标时间大幅度缩短。【结论】研究结论为类似工程的施工通风设计提供依据和技术支撑。

关键词：抽水蓄能电站地下厂房爆破气流组织数值模拟

增压型鼓泡吸收输运特性实验装置的设计与研究

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制冷学报 2024年第2期45卷 127-134页

作者：李季桐王刚熊亚选张群力北京建筑大学供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室北京100044 北京市建筑能源高效综合利用工程中心北京100044

为探索真空环境下,气泡在溶液吸收过程中流动、传热特性及其机理,设计了一种增压型垂直管内溶液鼓泡吸收输运特性测量实验装置,并介绍了该装置的结构和工作原理,通过系统真空度维持、气泡流动和能量校核等实验分别验证系统的可靠性和准... 详细信息

为探索真空环境下,气泡在溶液吸收过程中流动、传热特性及其机理,设计了一种增压型垂直管内溶液鼓泡吸收输运特性测量实验装置,并介绍了该装置的结构和工作原理,通过系统真空度维持、气泡流动和能量校核等实验分别验证系统的可靠性和准确性。结果表明,增压技术实现了负压环境下的鼓泡吸收。静置12 h系统真空度上升率仅为2.33%,系统气体泄漏量为2.4 mL/h,装置具有良好的可靠性。实验过程中的气泡产生、上升、碰撞、聚并和破裂行为与文献气泡流动行为一致。溶液和冷却水的出口温度、溶液出口质量分数测量结果最大相对偏差分别为0.08%、0.02%和0.01%;不同溶液入口温度和溶液流量的能量校核实验的最大误差分别为10.4 J和12.5 J,装置具有良好的准确性。为探究真空环境下鼓泡吸收的输运特性及揭示其传递机理奠定了良好的实验基础。

关键词：增压鼓泡吸收流动传热实验装置

不同形貌碳基纳米材料的添加对冷冻机油摩擦学性能的影响

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机械工程材料 2024年第7期48卷 34-40页

作者：邓巧邢美波孙非凡王瑞祥北京建筑大学环境与能源工程学院北京市建筑能源高效综合利用工程中心北京100044

在冷冻机油中添加零维球形富勒烯(CB)、一维碳纳米管(CNTs)、二维层状石墨烯(GE)3种不同形貌的碳基纳米材料制备纳米冷冻机油,研究了在含不同质量分数(0.01%~0.10%)碳基纳米材料冷冻机油润滑条件下钢球-钢盘摩擦副的摩擦因数以及钢盘磨... 详细信息

在冷冻机油中添加零维球形富勒烯(CB)、一维碳纳米管(CNTs)、二维层状石墨烯(GE)3种不同形貌的碳基纳米材料制备纳米冷冻机油,研究了在含不同质量分数(0.01%~0.10%)碳基纳米材料冷冻机油润滑条件下钢球-钢盘摩擦副的摩擦因数以及钢盘磨损行为。结果表明:随着碳基纳米材料添加量的增加,平均摩擦因数呈先降低后升高的趋势,磨损体积基本呈先升后降再升的趋势。当零维球形CB、一维CNTs、二维层状GE的质量分数分别为0.02%,0.05%,0.02%时,摩擦副的平均摩擦因数最小,分别比纯冷冻机油润滑条件下减小了约10%,12%,12%,零维球形CB降低摩擦因数的能力较弱,而一维CNTs和二维层状GE的能力较强,且较低含量二维层状GE可以达到较高含量一维CNTs的减摩效果。当零维球形CB、一维CNTs、二维层状GE的质量分数分别为0.02%,0.03%~0.05%,0.02%~0.05%时,磨损体积均最小,分别比纯冷冻机油润滑条件下减小了约59%,8%,36%。二维层状GE的综合减摩效果最佳,在添加GE的冷冻机油润滑条件下摩擦副的摩擦因数变化最平稳,磨损体积较小。

关键词：纳米冷冻机油富勒烯石墨烯碳纳米管摩擦因数磨损体积

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添加剂对冰浆品质影响的研究进展

低温与超导 2024年第6期52卷 28-34页

作者：王子彦邢美波张中天景栋梁北京市建筑能源高效综合利用工程中心北京建筑大学环境与能源工程学院北京100044

冰浆具有制冰能效高、放冷速度快、流动性好等优点被广泛应用。但纯水冰浆面临含冰率(IPF)低、易冰堵的问题。在水中添加适量的添加剂可以起到细化冰晶颗粒,延缓冰晶生长,提高制冰效率等强化作用。本文研究了无机盐、醇、纳米粒子以及... 详细信息

冰浆具有制冰能效高、放冷速度快、流动性好等优点被广泛应用。但纯水冰浆面临含冰率(IPF)低、易冰堵的问题。在水中添加适量的添加剂可以起到细化冰晶颗粒,延缓冰晶生长,提高制冰效率等强化作用。本文研究了无机盐、醇、纳米粒子以及复合类添加剂对冰浆品质的影响,并分析了添加剂的作用机制。综述了不同冰浆添加剂的作用特点,对添加剂在冰浆中的应用提出建议。

关键词：冰浆蓄冷添加剂无机盐醇纳米粒子

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太阳能选择性吸收涂层的失效机制及优化策略

化工新型材料 2024年第7期52卷 51-57页

作者：李晶晶王瑞祥邢美波北京建筑大学环境与能源工程学院北京市建筑能源高效综合利用工程中心北京100044

在光热系统中,集热器作为光热转化的核心部件通过光谱选择性吸收涂层将太阳能转化为热能。因此,对选择性吸收涂层进行优化能够有效提高集热器的工作效率。选择性吸收涂层的主要吸收机理为本征吸收和干涉吸收,提升涂层吸收效率的策略有... 详细信息

在光热系统中,集热器作为光热转化的核心部件通过光谱选择性吸收涂层将太阳能转化为热能。因此,对选择性吸收涂层进行优化能够有效提高集热器的工作效率。选择性吸收涂层的主要吸收机理为本征吸收和干涉吸收,提升涂层吸收效率的策略有材料掺杂、等离激元、光学陷阱等。在集热器实际工作过程中,选择性吸收涂层的失效是影响其效率的主要因素,明确失效原因和寻找解决方案是进一步研究选择性吸收涂层的重点。综述了太阳能选择性吸收涂层的种类及原理,梳理了涂层的失效机制,总结了抑制涂层失效的方法。

关键词：太阳能选择性吸收涂层失效机理预防方法

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磁场诱导取向碳纳米管强化凝固行为研究

化工新型材料 2024年第9期52卷 170-175页

作者：张中天邢美波景栋梁张洪发北京建筑大学环境与能源工程学院北京市建筑能源高效综合利用工程中心北京100044

基于纳米材料相变储能的研究进程,采用化学共沉淀法制备了Fe 3O 4包覆多壁碳纳米管(MWCNT)水基纳米磁流体。在引入浓硝酸和分散剂两种功能化方法的基础上,对磁场诱导取向MWCNT磁流体的凝固特性进行了实验研究。结果表明,反应温度70℃和... 详细信息

基于纳米材料相变储能的研究进程,采用化学共沉淀法制备了Fe 3O 4包覆多壁碳纳米管(MWCNT)水基纳米磁流体。在引入浓硝酸和分散剂两种功能化方法的基础上,对磁场诱导取向MWCNT磁流体的凝固特性进行了实验研究。结果表明,反应温度70℃和反应时间30min可以制备高饱和磁化强度的磁性MWCNT,添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的MWNCT磁流体在磁场诱导取向下具有最佳的凝固特性,与水相比,过冷度降低68.6%,成核时间提前76.4%,总凝固时间缩短36.2%。此外,对凝固速率和热流密度进行研究,发现磁场诱导取向碳纳米管磁流体的凝固速率可达8mL/min,是水的1.60倍,前25%凝固时间内的平均凝固速率是总平均速率的2倍;且初始热流密度最高可达5500W/m^(2),为水的1.55倍。

关键词：凝固磁性碳纳米管磁流体过冷度磁场

室外造雪机用核子器两相流动过程与雾化规律研究

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制冷学报 2024年

作者：郝亚辉吴海峰徐荣吉张华王瑞祥北京建筑大学环境与能源工程学院北京市建筑能源综合高效综合利用工程技术研究中心上海理工大学能源与动力工程学院

核子器对促进人工造雪的液滴快速成核、结晶、成雪过程具有重要作用。针对室外造雪机用的通用核子器，设计了可视化实验平台，研究了核子器内部气液两相流动过程以及对雾化行为的影响规律。结果表明：核子器内部呈两相环形流动，外部形... 详细信息

核子器对促进人工造雪的液滴快速成核、结晶、成雪过程具有重要作用。针对室外造雪机用的通用核子器，设计了可视化实验平台，研究了核子器内部气液两相流动过程以及对雾化行为的影响规律。结果表明：核子器内部呈两相环形流动，外部形成了连续的空锥形喷雾场。随着气液压力比（ΦGL）的增加，界面扰动波在内部气液两相流动过程中逐渐消失。随着空气核占据更多的空间，液膜厚度逐渐减小且变得均匀稳定，雾化效率和雾化质量均得到显著提升。当ΦGL从20%增至67%时，液滴分布的均匀性和稳定性分别提高了17%和60%。

关键词：室外造雪机核子器内部流型粒径分布科技冬奥

空腔效应对集成黑体高温发射率测量影响规律研究

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计量学报 2024年第4期45卷 520-526页

作者：孙路歌安保林赵云龙王炳凯翟慧星董伟王瑞祥北京建筑大学北京市建筑能源高效综合利用工程技术研究中心北京100044 中国计量科学研究院北京100029 长春理工大学吉林长春130022

提出集成黑体法中的非等温边界空腔效应修正因子的理论模型。基于有限元思想,开展不同发射率样品、特定温场下的非等温边界空腔效应修正因子理论计算,与基于蒙特卡洛光线追迹法获得的修正因子比对,两者具有良好的一致性,最大偏差不超过2... 详细信息

提出集成黑体法中的非等温边界空腔效应修正因子的理论模型。基于有限元思想,开展不同发射率样品、特定温场下的非等温边界空腔效应修正因子理论计算,与基于蒙特卡洛光线追迹法获得的修正因子比对,两者具有良好的一致性,最大偏差不超过2.5%,结果均表明波长越长、样品发射率越低,空腔效应对发射率测量结果影响越大。在1000℃温度下、12~14μm波长范围对铂金材料样品发射率进行实验,并与基于分立黑体法的发射率测量结果比对,经修正后的集成黑体法与分立黑体法的一致性从0.09提升至0.03,该结果验证了引入非等温边界空腔效应修正因子的理论模型的可行性,同时提高了该方法测量发射率的准确性。

关键词：辐射测温光谱发射率集成黑体法空腔效应非等温边界

光伏直驱直膨式热泵热水器变转速运行特性实验研究

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建筑科学 2024年第4期40卷 107-115页

作者：徐荣吉高强杨力伟雷涛鸣白海龙王瑞祥北京建筑大学北京市建筑能源高效综合利用工程技术研究中心北京100044 伦敦玛丽女王大学工程与材料科学学院伦敦E14NS

本文提出了1种基于无保温微通道光伏/吸/集热器(PV/T组件)的直流直驱直膨式热泵热水器系统,PV/T组件的光电通过最大功率跟踪控制器(MPPT)直接驱动热泵系统的直流压缩机,光热由热泵系统的蒸发器吸收提质加热水箱中的热水,实现了太阳能与... 详细信息

本文提出了1种基于无保温微通道光伏/吸/集热器(PV/T组件)的直流直驱直膨式热泵热水器系统,PV/T组件的光电通过最大功率跟踪控制器(MPPT)直接驱动热泵系统的直流压缩机,光热由热泵系统的蒸发器吸收提质加热水箱中的热水,实现了太阳能与热泵品位对口的系统集成。为提高系统运行效率及可靠性,设计了压缩机转速随太阳辐射变化而阶梯变化的变转速运行工况,并进行了实验研究。结果显示:系统发电量大于热泵运行电量消耗,可实现离网运行。随太阳辐射强度增加而采用压缩机转速升高的运行方式,可控制PV/T组件温升,其平均电效率、热效率与总效率分别为19.65%,48.8%和68.4%;90 L水从18.8℃加热到52.8℃仅用时210 min,系统平均能量利用效率和性能系数分别为68.4%和6.84。随太阳辐射强度减小而采用压缩机转速降低的运行方式,可维持较高的能量利用效率与系统性能系数,系统平均能量利用效率与性能系数分别为93.8%和5.52。

关键词：光伏直驱直膨式微通道光伏/吸/集热器运行特性变转速