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基于火-储联合循环的冷热电三联供系统多运行模式热力性能分析

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3598-3609,I0022页

作者：李佳佳李兴朔周国文颜培刚刘金福于达仁哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江省哈尔滨市150001

综合考虑绝热压缩空气储能及火电机组的特点和不足,该文从能量转化及利用机理出发,提出将二者耦合集成的火-储联合循环概念以及一种基于该循环的新型冷热电多能联供系统,并对该系统进行性能评估和特性分析。基于构建的热力模型,分别研... 详细信息

综合考虑绝热压缩空气储能及火电机组的特点和不足,该文从能量转化及利用机理出发,提出将二者耦合集成的火-储联合循环概念以及一种基于该循环的新型冷热电多能联供系统,并对该系统进行性能评估和特性分析。基于构建的热力模型,分别研究纯电及热电、冷电联产3种典型场景下热能综合利用方式对重要参数及性能的影响规律。结果显示,在最优集成方案下,储能系统的循环效率可提高2.61%。在热电和冷电模式下,循环效率可进一步提升至77%及70.13%。火-储集成能够显著提高能源综合利用水平,在多能联产模式下性能提升更为明显。此外,通过敏感性分析得到典型运行模式下热能利用的合理方式。该文结果能够指导火-储耦合集成系统优化设计及运行,可为火电机组与压缩空气-储能高效发展提供一种新思路。

关键词：压缩空气储能火-储联合循环冷热电联产热力性能

基于电流源型逆变器驱动的五相永磁同步电机控制策略研究

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2843-2852,I0027页

作者：杨士杰郑萍佟诚德隋义王明峤哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

在现代电机驱动系统中,采用电流源型逆变器控制方案可有效提升系统可靠性,降低电机电流谐波含量,并提升电磁兼容性能。电流源型逆变器拓扑采用电感元件作为母线储能装置,对于功率回路中的短路故障具有较强的抵抗能力。同时,逆变器输出... 详细信息

在现代电机驱动系统中,采用电流源型逆变器控制方案可有效提升系统可靠性,降低电机电流谐波含量,并提升电磁兼容性能。电流源型逆变器拓扑采用电感元件作为母线储能装置,对于功率回路中的短路故障具有较强的抵抗能力。同时,逆变器输出侧并联滤波电容网络,实现对高频谐波的旁路作用。该文对五相电流源型驱动系统控制策略进行研究,采用五相半桥型逆变器拓扑结构,电机绕组采用星型连接方式以限制零序电流,给出基波与谐波电流矢量空间分布特征,提出双平面矢量脉宽调制策略,有效抑制3次谐波电流。考虑到逆变器输出侧CL型负载可能引起的谐振问题,采用基于电机电流的有源阻尼策略,降低谐振电流分量,提升系统稳定性。最后,通过实验验证所提控制策略的有效性。

关键词：五相永磁同步电机驱动电流源型逆变器电流型空间矢量调制 CL谐振有源阻尼

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二次水断供核主泵屏蔽电机冷却水瞬态热分析

中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5756-5763,I0027页

作者：路义萍艾丽昆孙海锋索文旭哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江省哈尔滨市150080 齐齐哈尔大学机电工程学院黑龙江省齐齐哈尔市161000 哈尔滨电气动力装备有限公司黑龙江省哈尔滨市150040

核主泵屏蔽电机在热态极端环境参数额定(简称热态额定)工况下,二次水突然断供(secondary water supply outage,SWSO)300 s时刻,一次下导轴承润滑水温不超过警报温度95℃是产品出厂的重要指标,研究该情况下热流场计算方法及各种参数随时... 详细信息

核主泵屏蔽电机在热态极端环境参数额定(简称热态额定)工况下,二次水突然断供(secondary water supply outage,SWSO)300 s时刻,一次下导轴承润滑水温不超过警报温度95℃是产品出厂的重要指标,研究该情况下热流场计算方法及各种参数随时间演变特性对于电机热安全非常重要。首先,以北方工厂冷态环境参数下额定(简称冷态额定)工况该电机SWSO前后稳/瞬态厂内测量入出口试验数据为边界条件,采用有限体积法,进行流场和温度场的流固耦合数值模拟,模拟值与试验值300 s时的误差为5.97%,验证了计算方法准确性。然后,数值反演热态额定工况SWSO一/二次冷却水的温度场随时间变化规律。结果表明:SWSO 300 s内,二次水流速及对流传热系数随时间变化存在特征明显不同的2个阶段,二次水与螺旋槽壁面间对流换热系数h由稳态时7808.06 W/(m^(2)⋅K),13 s内减少到480.07 W/(m^(2)⋅K),随后h变化很小;热态额定参数时,下导轴承润滑水温远低于报警值95℃。为核主泵屏蔽电机轴承润滑水热安全计算提供参考。

关键词：屏蔽电机二次水断供故障瞬态模拟流固耦合冷却水温升有限体积法

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高密度烃在冲压发动机再生冷却中适用性研究

推进技术 2024年第1期45卷 124-133页

作者：李立翰鲍文秦江于彬付蒙哈尔滨工业大学能源与动力学院黑龙江哈尔滨150006 北京动力机械研究所北京100074

为了研究高密度烃是否适用于宽域可调亚燃冲压发动机再生冷却,分析了高密度烃再生冷却关键表征指标及其实验方法研究现状,然后模拟再生冷却系统典型冷却通道结构,在背压3.5 MPa和6.0 MPa工况下,采用单管直流电加热实验系统,开展了HD-01... 详细信息

为了研究高密度烃是否适用于宽域可调亚燃冲压发动机再生冷却,分析了高密度烃再生冷却关键表征指标及其实验方法研究现状,然后模拟再生冷却系统典型冷却通道结构,在背压3.5 MPa和6.0 MPa工况下,采用单管直流电加热实验系统,开展了HD-01高密度烃热沉及结焦特性研究。研究结果表明:在3.5 MPa背压实验中,出现了燃料温度振荡、管路热声振荡和外壁温度异常升高现象;而在6.0 MPa背压实验中,未发生管路热声振荡现象,燃料温度和外壁温度升高过程均较为平稳。3.5 MPa背压和6.0 MPa背压两种工况的HD-01高密度烃600℃热沉均大于1.8 MJ/kg,在整个实验温度范围内,热沉上升速率变化不明显,表明在600℃内燃料的裂解率不大。在600℃进行长时间加热结焦实验时,加热管进出口压差非常稳定,均没有超过30 kPa,没有出现结焦堵塞使压力急剧上升的情况,表明HD-01高密度烃在600℃以内结焦率很低。从热沉及结焦特性两个关键指标分析可知,HD-01高密度烃适用于最高马赫数5.0的宽域可调亚燃冲压发动机再生冷却。高密度烃用于再生冷却时,冷却通道的设计压力应高于其临界压力值3.6 MPa,并留有足够裕度,以保证发动机再生冷却在全域全温范围内稳定可靠工作。

关键词：冲压发动机高密度烃再生冷却热沉结焦实验研究

亲水胶体调控肌原纤维蛋白热诱导凝胶形成机制的研究进展

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食品科学 2024年第6期45卷 285-293页

作者：徐一宁曹传爱贺俊杰孔保华孙方达刘骞东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030 黑龙江省绿色食品科学研究院黑龙江哈尔滨150028

肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)是肌肉中非常重要的蛋白质,其在热诱导过程中能够形成三维凝胶网络结构,从而最终影响肉制品的品质特性。在肉类工业中,添加不同来源的亲水胶体能够显著增强MP凝胶强度、持水性及相关的功能特性,... 详细信息

肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)是肌肉中非常重要的蛋白质,其在热诱导过程中能够形成三维凝胶网络结构,从而最终影响肉制品的品质特性。在肉类工业中,添加不同来源的亲水胶体能够显著增强MP凝胶强度、持水性及相关的功能特性,从而获得具有最佳品质的终产品。然而,在MP热诱导凝胶的形成过程中,有很多因素直接影响亲水胶体与MP之间的相互作用,最终对MP凝胶特性产生显著影响。本文系统综述了MP的凝胶机理,探讨了不同亲水胶体与MP之间的互作机制,梳理了亲水胶体调控MP热诱导凝胶形成的关键因素及其对最终MP凝胶特性的影响,为亲水胶体调控肉制品品质关键技术体系奠定理论基础,并为下一步实际应用提供技术指导。

关键词：亲水胶体肌原纤维蛋白热诱导凝胶调控作用分子互作

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圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 517-525页

作者：凌贤长邢文强唐亮卢凡丛晟亦哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学重庆研究院重庆401135 黑龙江省寒区轨道交通工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150090

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长... 详细信息

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。

关键词：高速铁路路堑边坡圆形抗滑桩拱形挡土板三维数值模型正交分析机械钻孔支护性能

基于机器学习的黑龙江省强降水致灾预估方法研究

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灾害学 2024年第3期39卷 60-65页

作者：李昊宸邵源铭杨洪伟蒋慧亮徐永清李亚滨魏磊哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150096 黑龙江省气候中心黑龙江哈尔滨150030

采用黑龙江省1984—2019年各县强降水灾情资料和逐日降水资料,以逻辑回归和长短时记忆网络模型为基础,建立了黑龙江全省、大兴安岭、小兴安岭、松嫩平原、三江平原和东南半山区的强降水致灾与否二分类预估模型。通过机器学习,得到黑龙... 详细信息

采用黑龙江省1984—2019年各县强降水灾情资料和逐日降水资料,以逻辑回归和长短时记忆网络模型为基础,建立了黑龙江全省、大兴安岭、小兴安岭、松嫩平原、三江平原和东南半山区的强降水致灾与否二分类预估模型。通过机器学习,得到黑龙江省以及5个地区判断强降水致灾与否的最佳观测天数在4~6 d、最佳的日降水量阈值为16~20 mm。比较全连接逻辑回归模型、优先考虑日期的部分连接逻辑回归模型D、优先考虑站点的部分连接逻辑回归模型S和长短时记忆网络LSTM模型等四个模型的表现,前三种逻辑回归模型表现差距不大,相对表现最好的全连接模型,其在大部地区所表现的准确率、精确率、召回率和F1分数均在0.7以上,而LSTM模型只在大兴安岭表现更好一些。

关键词：机器学习逻辑回归模型长短时记忆网络模型强降水致灾预估模型黑龙江

五氧化二钒/碳纳米复合材料在超级电容器中的应用

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化工进展 2024年第7期43卷 3857-3871页

作者：杨光姜瑞婷张玥符子剑刘伟黑龙江省能源环境研究院能源化学研究中心黑龙江哈尔滨150007 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所黑龙江哈尔滨150000

五氧化二钒(V2O5)作为一种有广阔前景的电极材料,具有储量丰富、无毒、高电容电位等优点,通过V2O5纳米化、复合化等策略可实现材料性能的最优化。本文综述了V2O5/C纳米复合材料在超级电容器储能器件领域的最新研究进展,总结了V2O5/C纳... 详细信息

五氧化二钒(V2O5)作为一种有广阔前景的电极材料,具有储量丰富、无毒、高电容电位等优点,通过V2O5纳米化、复合化等策略可实现材料性能的最优化。本文综述了V2O5/C纳米复合材料在超级电容器储能器件领域的最新研究进展,总结了V2O5/C纳米复合材料的制备方法及其对形貌和电化学性能的影响规律,讨论了组分优化、增加有效比表面积、杂原子掺杂、构建三元纳米复合材料等电化学性能提升策略。V2O5/C纳米复合材料以其独特的结构及优异的效能克服了单一电极材料的局限性,具有较强的实际应用潜力。最后,提出了V2O5/C电极材料在性能提升、机理探索和规模化生产等方面面临的问题,对电化学储能技术的未来发展趋势做出了展望,即开发高性能、智能化的新型复合材料及储能器件,为构建高效、安全的电化学储能体系提供理论和实践支持。

关键词：超级电容器五氧化二钒碳材料复合材料电化学

基于5 kHz平面激光诱导荧光的射流火焰局部熄火时空特性分析

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光学精密工程 2024年第9期32卷 1307-1319页

作者：高龙彭江波于欣杨超博曹振袁勋刘文备哈尔滨工业大学航天学院光电子技术研究所黑龙江哈尔滨150006

基于高频光学测量手段研究射流火焰局部熄火的分布特性,对于分析燃烧场不稳定性机理有重要意义。建立5 kHz的平面激光诱导荧光测量系统,对高速射流火焰开展实验研究,并获得火焰结构的动态发展过程;将双边滤波、竖直滑窗局部自适应阈值... 详细信息

基于高频光学测量手段研究射流火焰局部熄火的分布特性,对于分析燃烧场不稳定性机理有重要意义。建立5 kHz的平面激光诱导荧光测量系统,对高速射流火焰开展实验研究,并获得火焰结构的动态发展过程;将双边滤波、竖直滑窗局部自适应阈值等图像处理方法引入平面激光诱导荧光图像的预处理,在局部断裂结构数量特征的基础上,提取局部断裂结构长度和空间位置等特征;基于上述特征深入解析局部熄火的时空分布特性,进一步完善高频平面激光诱导荧光诊断与分析方法。研究表明:双边滤波算法处理后,图像峰值信噪比为34.3 dB,结构相似度为0.93,噪声水平显著降低,获得了较好的去噪效果;使用竖直滑窗局部自适应方法进行图像分割的F1分数达到93.30%;断裂结构累计数量随时间线性增加,当射流马赫数由0.5增至1.6时,单侧图像断裂结构的每秒累计数量从790.7增至9 217.2,并且局部熄火频率与射流马赫数呈指数关系;断裂结构主要分布区域为火焰臂及上侧中央燃料区。本研究进一步拓展了高频平面激光诱导荧光技术的应用能力,证明了高频平面激光诱导荧光技术用于局部熄火时空分布特性研究的可行性。

关键词：激光诱导荧光光谱诊断高速射流火焰 OH基局部熄火图像特征