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中心脉冲气-液-固循环流化床微生物燃料电池产电特性

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化工学报 2024年第8期75卷 2991-3001页

作者：朱楼宋杨凡王猛施睿鹏厉彦民陈鸿伟刘卓魏翔华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071000

为进一步提升微生物燃料电池(MFC)的电化学性能,设计并搭建了一个中心脉冲气-液-固循环流化床微生物燃料电池(CPCFB-MFC),通过设计多组实验工况研究了脉冲液流频率和幅值、颗粒循环速率及气体流量对CPCFB-MFC产电及污水处理特性的影响... 详细信息

为进一步提升微生物燃料电池(MFC)的电化学性能,设计并搭建了一个中心脉冲气-液-固循环流化床微生物燃料电池(CPCFB-MFC),通过设计多组实验工况研究了脉冲液流频率和幅值、颗粒循环速率及气体流量对CPCFB-MFC产电及污水处理特性的影响。在中心液流脉冲频率为0.25 Hz、脉冲幅值为0.08 m/s、颗粒循环速率为3.3 kg/(m^(2)·s)、气体流量为2 L/min条件下,CPCFB-MFC的输出电压达到最高(为649.2 mV),此时污水处理时间最短(为77 h)。通过对比不同工况的污水处理效率和综合能耗,证明了在反应器内采用脉冲液流和气-液-固循环运行方式能进一步提升MFC的综合性能。这项工作对推动微生物燃料电池技术的产业化具有重要意义。

关键词：微生物燃料电池循环流化床脉冲液流产电污水处理活性炭

基于高阶高斯函数的风力机三维尾流速度模型的研究与验证

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中国电机工程学报 2024年

作者：魏宏赵振宙刘一格魏赏赏刘惠文刘岩罗乔新能源发电技术教育部工程研究中心河海大学南京工业职业技术大学江苏风力发电工程技术中心

在自然条件下，风速在近尾流区尾流中心近似为顶帽形分布，在远尾流区的分布近似为高斯形。为了提高对尾流分布的预测精度，本文采用高阶高斯函数修正尾流速度分布，建立了三维高阶高斯卷吸尾流模型。通过外场试验和风洞试验进行验证，... 详细信息

在自然条件下，风速在近尾流区尾流中心近似为顶帽形分布，在远尾流区的分布近似为高斯形。为了提高对尾流分布的预测精度，本文采用高阶高斯函数修正尾流速度分布，建立了三维高阶高斯卷吸尾流模型。通过外场试验和风洞试验进行验证，结果表明该模型能有效描述尾流的径向和垂向空间分布，在不同的风速下，径向相对误差最大为7.29%，最小为1.4%；垂向相对误差最大为7.64%，最小为3.87%，能够较好地预测整个尾流区域的三维分布。

关键词：风力机尾流模型尾流速度高阶高斯函数

海上单桩风力发电机组载荷-基础全工况一体化设计

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太阳能学报 2024年第3期45卷 83-89页

作者：杨思阳陈前王瑞良孙勇浙江运达风电股份有限公司浙江省风力发电技术重点实验室杭州310012

海上风电机组受到的外力载荷较为复杂,如何考虑所有外载的相互耦合对于获得更为准确的结构内力和变形等动力响应起到了关键性作用,同时也是响应海上风力发电机组降本需求的重要手段。通过浙江某海上风电项目的单桩基础分析对比分离式设... 详细信息

海上风电机组受到的外力载荷较为复杂,如何考虑所有外载的相互耦合对于获得更为准确的结构内力和变形等动力响应起到了关键性作用,同时也是响应海上风力发电机组降本需求的重要手段。通过浙江某海上风电项目的单桩基础分析对比分离式设计和一体化设计的区别,结果表明:分离式设计相比于一体化设计在风力机载荷和波浪载荷上缺乏时间的一致性;因波浪作用产生的部分惯性效应被重复考虑以及载荷相关系数的规定上也更为保守;一体化设计无论是在极限还是疲劳分析上都更优于分离式设计,能较大节约海上风力机基础的成本。

关键词：海上风电机组基础疲劳载荷极限载荷一体化设计

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地下进风系统对间接空冷塔性能的影响

中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3987-3997,I0020页

作者：张学镭贾程广梁建雄王普赵哲贾雅永河北省低碳高效发电技术重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

削弱环境风对间接空冷塔散热器性能的不利影响,有助于其安全和经济运行。该文提出一种新型间接空冷塔地下进风系统,将空冷散热器整体布置在低于地表平面的地下空间内。建立配置地下进风系统的间接空冷塔数值计算模型,得到间接空冷塔的... 详细信息

削弱环境风对间接空冷塔散热器性能的不利影响,有助于其安全和经济运行。该文提出一种新型间接空冷塔地下进风系统,将空冷散热器整体布置在低于地表平面的地下空间内。建立配置地下进风系统的间接空冷塔数值计算模型,得到间接空冷塔的空气流场特性和热力特性。基于凝汽器和空冷散热器协同调节、相互制约的作用机制,采用机理模型和数值模拟相结合的方法建立排汽压力的计算模型,在此基础上计算地下进风系统的热经济性。结果表明,在4 m/s风速下,虽然迎风扇段空气流量减少14.5%,热负荷降低12.4%,但侧风扇段和背风扇段冷却空气量分别增加46.0%、8.0%,热负荷分别提升30.9%、3.2%。在高风速工况下,地下进风系统削弱环境风对排汽压力的影响,具有抵御自然大风的能力。某660 MW间接空冷机组,采用地下进风系统全年可节约标煤9554.3 t,节省燃料费1094.0万元。

关键词：地下进风系统间接空冷塔数值模拟环境风排汽压力

中国海洋潮流能发电技术与装备现状、新的机遇与挑战

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太阳能学报 2024年第8期45卷 668-674页

作者：褚景春贾法勇国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 国家能源潮汐海洋能发电技术重点实验室北京100039 国电联合动力技术有限公司北京100039

总结中国海洋潮流能发电技术与装备发展的现状,并与国际水平进行比较,指出中国在该领域的先进性和不足;同时分析中国“海洋强国”战略、“双碳”战略目标给海洋潮流能发电带来的诸多机遇,以及随之而来的种种挑战。对中国海洋潮流能发电... 详细信息

总结中国海洋潮流能发电技术与装备发展的现状,并与国际水平进行比较,指出中国在该领域的先进性和不足;同时分析中国“海洋强国”战略、“双碳”战略目标给海洋潮流能发电带来的诸多机遇,以及随之而来的种种挑战。对中国海洋潮流能发电技术与装备的水平、未来的发展方向提出建议和看法。

关键词：海洋潮流能发电技术与装备现状机遇和挑战

固定转捩对不同系列及厚度翼型气动性能的影响研究

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太阳能学报 2024年第8期45卷 513-522页

作者：李春曦吴英明苏顺龙叶学民华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003

为探究翼型表面污染对其气动性能的影响,基于SST k-ω模型对DU、NACA44XX系列的不同厚度翼型的气动性能进行数值模拟,确定两系列翼型的固定转捩敏感位置,分析固定转捩对两系列及不同厚度翼型气动参数、失速特性及内流特征的影响。结果表... 详细信息

为探究翼型表面污染对其气动性能的影响,基于SST k-ω模型对DU、NACA44XX系列的不同厚度翼型的气动性能进行数值模拟,确定两系列翼型的固定转捩敏感位置,分析固定转捩对两系列及不同厚度翼型气动参数、失速特性及内流特征的影响。结果表明:不同的气动外形会明显改变翼型的转捩敏感位置,但相对厚度的变化不会对其产生影响,DU和NACA44XX系列翼型吸力面和压力面上的转捩敏感位置分别位于1%c、5%c处及1%c、9%c处;NACA44XX翼型受固定转捩的影响相较于DU翼型更大,并随厚度的增大其影响更加显著;相对厚度增大导致固定转捩位置附近的高涡量区和整体涡团尺寸进一步增大,气动外形和相对厚度对固定转捩敏感度的影响主要体现在尾缘处的分离涡。

关键词：风力机风电叶片翼型粗糙度相对厚度气动性能失速

分流叶片长度及周向偏移量对ORC向心透平性能的影响

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动力工程学报 2024年第5期44卷 759-769页

作者：韩旭李奇杨依栋刘树华李鹏华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷... 详细信息

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷和损失分布。结果表明:分流叶片能有效削弱通道中的涡流,改善流动状况,使通道内部的压力分布合理;同时在一定程度上分担了主叶片的载荷。与分流叶片长度系数相比,周向偏移量对熵产率的影响较为明显;随着长度系数和周向偏移量的增加,高熵产率范围和总压损失系数均呈现先减后增的趋势,等熵效率的变化则相反,当l=0.5、d=0.5时等熵效率最大,为91.26%,而功率与叶片长度大体呈正相关;将长度系数和周向偏移量分别控制在0.5~0.6时,能保持较为理想的流动状况及叶片载荷分布,高熵产率范围较小,有利于透平性能的提升。

关键词：向心透平分流叶片熵产法数值模拟

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仿灰鲭鲨尾鳍襟翼的翼型气动性能数值研究

动力工程学报 2024年第6期44卷 895-904页

作者：苏顺龙叶学民吴英明李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

为进一步提高翼型的气动性能,基于灰鲭鲨尾鳍上尾叉型线结构,提出一种仿生襟翼结构。利用SST k-ω湍流模型模拟仿生翼型的气动性能和内流特征,分析了仿生襟翼相对位置和角度的影响,得到了气动性能最优的仿生襟翼翼型,并将其与格尼襟翼... 详细信息

为进一步提高翼型的气动性能,基于灰鲭鲨尾鳍上尾叉型线结构,提出一种仿生襟翼结构。利用SST k-ω湍流模型模拟仿生翼型的气动性能和内流特征,分析了仿生襟翼相对位置和角度的影响,得到了气动性能最优的仿生襟翼翼型,并将其与格尼襟翼进行对比。结果表明:安装仿生襟翼后,翼型升阻比较原翼型显著提高;当襟翼相对高度不变时,减小襟翼安装角和增大襟翼与尾缘间的距离均导致翼型失速提前;安装角为45°且逆流向安装在尾缘处的仿生襟翼翼型气动性能最优,其升力系数较格尼襟翼翼型在失速前平均提高5.9%;安装仿生襟翼后流场结构更复杂,流场内涡的位置、数量及大小均有所改变。

关键词：翼型仿生襟翼气动性能结构优化数值模拟

有机工质向心透平数值模拟及变工况内流特性研究

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动力工程学报 2024年第2期44卷 260-269页

作者：韩旭李奇杨依栋李鹏刘树华韩中合华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

基于国内外研究现状,分别对设计工况下和非设计工况下有机朗肯循环向心透平的工作状态进行了三维数值模拟。以透平功率、效率、反动度、静叶损失系数、动叶损失系数作为评价指标,分析了透平在非设计工况下的性能;同时开展了透平在非设... 详细信息

基于国内外研究现状,分别对设计工况下和非设计工况下有机朗肯循环向心透平的工作状态进行了三维数值模拟。以透平功率、效率、反动度、静叶损失系数、动叶损失系数作为评价指标,分析了透平在非设计工况下的性能;同时开展了透平在非设计工况下流动状况的描述。结果表明:设计工况下透平输出功率为122.3 kW,透平等熵效率为83.54%;在非设计工况下,透平功率和效率在转速比为0.8~1.0时的增幅较大,透平反动度和静叶损失系数均与转速呈线性关系,而动叶损失系数在转速比为0.8~1.2时存在最小值;当转速低于设计转速时,在动叶前缘吸力面存在涡流,当转速高于设计转速时,涡流存在于动叶压力面的前缘,造成此现象的主要原因是动叶转速与静叶出口流速的周向分量之间存在差值。

关键词：有机朗肯循环向心透平非设计工况流动状况数值模拟