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石墨蓄热式集热管内流动沸腾传热特性

浙江大学学报（工学版） 2016年第11期50卷 2087-2093页

作者：王宇飞张良王涛俞自涛胡亚才浙江大学能源工程学院热工与动力系统研究所浙江杭州310027

为了研究石墨蓄热对太阳能集热管内流动沸腾传热特性的影响,采用对比实验方法,通过改变热流密度设计4种不同的加热阶段,以石墨蓄热对集热管出口蒸汽温度、集热管均温性的改善为依据对石墨蓄热集热管性能进行评价,并重点分析石墨蓄热对... 详细信息

为了研究石墨蓄热对太阳能集热管内流动沸腾传热特性的影响,采用对比实验方法,通过改变热流密度设计4种不同的加热阶段,以石墨蓄热对集热管出口蒸汽温度、集热管均温性的改善为依据对石墨蓄热集热管性能进行评价,并重点分析石墨蓄热对集热管内流动沸腾不稳定性特征与管内换热系数的影响.实验结果表明,石墨蓄热导致辐照(热流密度)突降时集热管出口蒸汽温度降低时间延长了30.0%.与此同时,石墨蓄热对集热管轴向和径向温差均有明显的改善.在高热流密度条件下,集热管均温性的改善有效地抑制管内流动沸腾传热不稳定性,使得集热管的平均换热系数提高了7.23%.

关键词：太阳能蓄热集热管流动沸腾不稳定性

光船对气液两相介质激光支持爆轰波影响的数值模拟

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航空动力学报 2018年第11期33卷 2669-2677页

作者：冯俊涛苏云鹏盛德仁浙江大学能源工程学院热工与动力系统研究所杭州310027

建立了气液两相介质单脉冲激光支持爆轰波的数值模型,结合光船边界条件,数值模拟爆轰波及其周围流场的演化过程,分析温度、压力、速度场在爆轰波发生时的变化特性和演化形态。研究表明:有无光船边界在30μs前爆轰波发展趋势基本一致。... 详细信息

建立了气液两相介质单脉冲激光支持爆轰波的数值模型,结合光船边界条件,数值模拟爆轰波及其周围流场的演化过程,分析温度、压力、速度场在爆轰波发生时的变化特性和演化形态。研究表明:有无光船边界在30μs前爆轰波发展趋势基本一致。激光作用结束后,焦点范围处温度压力均达到最大,速度继续上升达到最大后逐渐衰减。温度最大值一直在焦点附近,压力最大值则是在激光作用时出现在中心处,激光作用结束后,转移到波阵面上,而速度最大值发生在冲击波波阵面上。光船模型中,冲击波会与壁面发生耦合作用,冲击波的反射与叠加作用使最大温度中心会向外偏移,压力和速度会在壁面与冲击波边沿接触面的两侧处达到最大值,向内侧逐渐减小。

关键词：激光推进抛物型光船气液两相介质激光支持爆轰波流场演化数值模拟

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船用齿轮箱系统抗冲击特性数值仿真

振动与冲击 2012年第12期31卷 79-85页

作者：童水光魏超费钟秀林雪妹浙江大学能源工程学系热工与动力系统研究所杭州310027

研究了船用齿轮箱系统抗冲击特性的分析方法。采用静力学、非线性接触有限元法计算某大型船用齿轮箱箱体、轮齿正常工况的等效静应力,在***的结果文件中提取各应力分量。建立齿轮箱系统的箱体-轴承-轴-齿轮耦合有限元模型,用DDAM法计算... 详细信息

研究了船用齿轮箱系统抗冲击特性的分析方法。采用静力学、非线性接触有限元法计算某大型船用齿轮箱箱体、轮齿正常工况的等效静应力,在***的结果文件中提取各应力分量。建立齿轮箱系统的箱体-轴承-轴-齿轮耦合有限元模型,用DDAM法计算其在水下爆炸冲击产生的动应力。应用弹塑性力学知识,将相应单元的静、动应力的分量按照MISES准则重新合成,引入无量纲强度剩余系数,评估该齿轮箱系统的抗冲击性能。采用衰减正弦基波组合的时间历程对冲击谱进行匹配,模拟水下爆炸环境,用模态加速度法,得到齿轮箱系统的加速度瞬态响应特性。研究结果为船用齿轮箱的抗冲击性能评估提供了理论基础,同时为抗冲击设计及冲击隔离提供数据支撑。

关键词：齿轮箱抗冲击性能 DDAM 瞬态响应衰减正弦曲线

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混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响

浙江大学学报（工学版） 2015年第2期49卷 330-335页

作者：丁晴方昕范利武程冠华俞自涛胡亚才浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027 浙江省能源与核技术应用研究院浙江杭州310012

为了研究混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响,制备以碳纳米管和银(或氧化铝)纳米颗粒为二元混合填料的有机类复合相变材料.采用瞬态平面热源法导热仪对复合相变材料在室温下固态时的有效导热系数进行测试.研究中综合考虑填料总... 详细信息

为了研究混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响,制备以碳纳米管和银(或氧化铝)纳米颗粒为二元混合填料的有机类复合相变材料.采用瞬态平面热源法导热仪对复合相变材料在室温下固态时的有效导热系数进行测试.研究中综合考虑填料总加载量、碳纳米管/纳米颗粒的配比以及基底相变材料对复合相变材料有效导热系数的影响.实验结果表明,碳纳米管和纳米颗粒填料之间是互相抑制的,混合纳米填料所导致的复合相变材料导热系数增长甚至低于仅添加单一碳纳米管或纳米颗粒时的效果.在本研究所关注的较低的总加载量下(最高体积分数为1.5%),尚不足以构建出能够实现混合填料协同效果的有效导热网络.纳米填料分布的微观表征图片证实,虽然混合填料各自的分布都较为均匀,但导热机理的差异和较高的界面热阻使得不同纳米填料之间无法体现出理想的协同效应,反而导致当单一纳米填料之间的导热通路被破坏时会呈现出反效果.

关键词：相变储热复合相变材料混合纳米填料导热系数协同效应

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全钒液流电池新型交错蛇型流道研究

工程热物理学报 2020年第5期41卷 1166-1171页

作者：孙洁郑梦莲俞自涛浙江大学能源学院热工与动力系统研究所杭州310027 能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

本文在传统全钒液流电池交叉型流道和蛇型流道的基础上提出了新型交错蛇型流道。基于全钒液流电池三维瞬态模型模拟结果,总结了新型交错蛇型流道与传统蛇型流道和交叉型流道对电解液渗入量、电解液在电极中分布的均匀性以及泵损失等参... 详细信息

本文在传统全钒液流电池交叉型流道和蛇型流道的基础上提出了新型交错蛇型流道。基于全钒液流电池三维瞬态模型模拟结果,总结了新型交错蛇型流道与传统蛇型流道和交叉型流道对电解液渗入量、电解液在电极中分布的均匀性以及泵损失等参数的影响规律。研究结果表明,交错蛇型流道的设计在确保电解液全部渗入和一次性渗入渗出电极的同时也在电极中具有较大的当地速度和反应离子浓度,这些优势使交错蛇型流道的电池性能优于传统交叉型和传统蛇型流道电池。

关键词：全钒液流电池蛇型流道三维瞬态模型传质过程

光纤Bragg光栅测量汽轮机叶片频率的试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2008年第10期42卷 1770-1774,1784页

作者：黄雪峰李蔚盛德仁岑可法陈坚红任浩仁浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027 浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027

利用光纤Bragg光栅(FBG)来测量汽轮机叶片的模态频率.在无约束条件下,FBG测得叶片4阶模态频率分别为1005.00、2048.00、2297.25和2786.00 Hz.当叶片受约束时,FBG测得叶片3阶模态频率分别为921.50、1482.00和2454.75 Hz.为分析FBG测量结... 详细信息

利用光纤Bragg光栅(FBG)来测量汽轮机叶片的模态频率.在无约束条件下,FBG测得叶片4阶模态频率分别为1005.00、2048.00、2297.25和2786.00 Hz.当叶片受约束时,FBG测得叶片3阶模态频率分别为921.50、1482.00和2454.75 Hz.为分析FBG测量结果的可靠性,采用加速度传感器(AT)进行对比测量,在无约束条件下其结果分别为1005.00、2048.00、2297.00和2786.00 Hz;在有约束条件下,其结果分别为917.00、1480.75和2454.25 Hz.结果表明,FBG和AT对叶片模态频率的测量结果十分吻合.通过研究FBG的解调和波分复用方式,实现两个FBG对叶片进行同时测量.因此FBG可组成传感网络,进行多点测量,用于汽轮机叶栅频率的测量.通过实现进入FBG和出射的光路非接触耦合方式,FBG可用于旋转部件的测量和叶片的动频测量.

关键词：光纤Bragg光栅汽轮机叶片模态频率解调方法波分复用

微多孔表面强化淬火过程中池沸腾传热的试验研究

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高校化学工程学报 2018年第4期32卷 794-801页

作者：张宇鸿李佳琦张嘉懿金梦丽蒋乐怡范利武俞自涛浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

增加表面亲水性是强化淬火过程沸腾传热、提高淬火速率的有效途径,对工程应用中实现高温物体的快速冷却具有重要意义。通过电化学阴极沉积的方法,在不锈钢柱体表面沉积金属镍颗粒,制备了一种具有较规整三维结构的微多孔超亲水表面。对... 详细信息

增加表面亲水性是强化淬火过程沸腾传热、提高淬火速率的有效途径,对工程应用中实现高温物体的快速冷却具有重要意义。通过电化学阴极沉积的方法,在不锈钢柱体表面沉积金属镍颗粒,制备了一种具有较规整三维结构的微多孔超亲水表面。对其在常压饱和去离子水中进行淬火试验,研究其瞬态池沸腾传热特性,并与光滑亲水表面及微粗糙超亲水表面进行对比。结果表明,微多孔表面加快了淬火进程,冷却时间较亲水表面和无孔超亲水表面分别缩短约52%和22%。微多孔表面的临界热流密度较亲水表面提高了33%,但与超亲水表面相比却略有降低。多孔结构的存在产生了"肋片效应",使得表面局部冷却,突起的孔壁更易"刺穿"汽膜,从而使得微多孔表面的Leidenfrost温度较亲水表面与超亲水表面分别提高了约300和190℃。该表面所具有的较强芯吸性也改善了液体对于表面蒸干区域的再润湿能力,加速淬火过程中膜态沸腾向过渡沸腾的转变。

关键词：微多孔表面淬火池沸腾传热超亲水表面芯吸性

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土壤原位热传导修复水-汽-热耦合输运模拟

浙江大学学报（工学版） 2022年第1期56卷 144-151,160页

作者：徐馨宇胡楠范利武浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

为了研究有机污染场地原位热传导热修复过程中地层温度的时空分布规律,基于典型场地建立水-汽-热耦合输运模型,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台对原位热传导修复过程中的土壤温升进行数值模拟研究,预测得到温度、水相及蒸汽相... 详细信息

为了研究有机污染场地原位热传导热修复过程中地层温度的时空分布规律,基于典型场地建立水-汽-热耦合输运模型,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台对原位热传导修复过程中的土壤温升进行数值模拟研究,预测得到温度、水相及蒸汽相浓度分布随时间的变化规律.利用文献中的单根加热棒加热场地实测数据对模拟结果进行对比验证,通过参数化分析探究土壤孔隙度、水饱和度及毛细作用力对土壤温度时空分布的影响.结果表明,大孔隙度和水高饱和度将导致土壤温升减慢,这是由于大量热量用于液态水蒸发过程.毛细管力会强化液态水输运,增大蒸发速率.

关键词：土壤原位热修复温度时空分布水-汽-热耦合输运水饱和度土壤孔隙度毛细力

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超临界水中氢键特性及其空间分布的密度相关性

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高校化学工程学报 2020年第3期34卷 582-587页

作者：曾冬雷冯飙宋嘉文范利武浙江大学热工与动力系统研究所浙江杭州310027 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

为了分析超临界水的密度不均匀性,对不同温度(666、700和800 K)的超临界水体系进行分子动力学模拟,研究了在较大的密度范围内(0.4ρc^2ρc,ρc为水的临界密度)超临界水中氢键的数量、键能与空间分布规律。采用经典的TIP4P/2005水分子模... 详细信息

为了分析超临界水的密度不均匀性,对不同温度(666、700和800 K)的超临界水体系进行分子动力学模拟,研究了在较大的密度范围内(0.4ρc^2ρc,ρc为水的临界密度)超临界水中氢键的数量、键能与空间分布规律。采用经典的TIP4P/2005水分子模型在正则系综下对1 000个水分子进行模拟。结果表明:随着超临界水密度的增大,氢键的数量、平均键能以及氢键空间分布的均匀性均增大。由于密度较低时水分子形成局部团聚,导致氢键在空间上也存在局部团聚现象。在较高的温度下,氢键的数量与平均键能均较低,但其键能大小在空间上分布得较为均匀。对超临界水中氢键特性及其空间分布的密度相关性的定量分析有助于深入理解超临界水密度不均匀性的微观机制。

关键词：超临界水密度氢键分子动力学模拟