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纳米液滴撞击润湿阵列碳纳米管的分子模拟

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2678-2686页

作者：冯潇源冉景煜邵运璘黄鑫杨桐桑国华重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

利用分子动力学模拟方法研究了水纳米液滴在不同阵列碳纳米管上的润湿特性,考察了不同结构与表面改性阵列碳纳米管、不同纳米液滴初始运动状态对润湿特性的影响。结果表明:手性参数n=30、m=0碳纳米管的抗水性能更强,顺排排列、间距为9 n... 详细信息

利用分子动力学模拟方法研究了水纳米液滴在不同阵列碳纳米管上的润湿特性,考察了不同结构与表面改性阵列碳纳米管、不同纳米液滴初始运动状态对润湿特性的影响。结果表明:手性参数n=30、m=0碳纳米管的抗水性能更强,顺排排列、间距为9 nm时阵列碳纳米管有利于保持液滴形态,可避免不规则润湿现象发生;在环境温度升高过程中,纳米液滴在表面的扩散行为由液滴的铺展逐渐转变为气体的扩散;纳米液滴We数为6.74时,无量纲润湿半径最小,润湿过程由表面张力主导转变为惯性力主导;纳米液滴运动角度的改变不影响液滴最终润湿半径,但在小角度会出现不规则润湿现象,造成纳米液滴的动能在摩擦与形变中损耗,对抗水性能有不利影响。

关键词：润湿性阵列碳纳米管纳米液滴分子动力学

基于分散模糊推理的多输入多输出系统预测控制

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控制与决策 2024年第4期39卷 1273-1280页

作者：冯泽陈红王广军重庆大学能源与动力工程学院重庆400044 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

对于动态过程具有明显迟延和惯性的MIMO系统,常规模糊控制难以建立模糊规则,控制效果不理想.针对MIMO控制对象,提出一种基于分散模糊推理的预测控制(predictive control based on decentralized fuzzy inference,DFIPC)方法.构造一组与... 详细信息

对于动态过程具有明显迟延和惯性的MIMO系统,常规模糊控制难以建立模糊规则,控制效果不理想.针对MIMO控制对象,提出一种基于分散模糊推理的预测控制(predictive control based on decentralized fuzzy inference,DFIPC)方法.构造一组与被控输出相对应的分散模糊推理模块,每个推理模块利用一组分散的模糊推理单元,分别根据各个输出的期望值与预测值之间的偏差进行分散推理.在时间层面,根据动态响应程度对推理结果进行加权综合,获得等效控制输入;进一步,通过对等效控制输入加权综合产生系统实际控制输入增量,从而有效克服模糊推理系统处理多维输入信息时模糊规则难以建立的困难.最后,通过实验验证所提出控制方法对于迟延和惯性明显的MIMO控制对象的有效性和适应性.

关键词： MIMO系统分散模糊推理加权综合等效控制输入模糊规则预测控制

翅片型中置式光伏Trombe墙性能的数值模拟

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 1917-1923页

作者：肖兰张雨晴吴双应徐世杰重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

提出一种带有竖直翅片的中置式光伏Trombe墙,基于热力学第一和第二定律,数值研究翅片间距和高度对其性能的影响,并与无翅片的中置式光伏Trombe墙进行性能对比。结果表明:在一定的翅片间距和翅片高度范围内,热效率可以得到有效提高;减小... 详细信息

提出一种带有竖直翅片的中置式光伏Trombe墙,基于热力学第一和第二定律,数值研究翅片间距和高度对其性能的影响,并与无翅片的中置式光伏Trombe墙进行性能对比。结果表明:在一定的翅片间距和翅片高度范围内,热效率可以得到有效提高;减小翅片间距和增大翅片高度能够提升电效率。引入综合效率计算发现,相比于热能,获得的电能在整体能效中占主导地位。在较大的翅片高度下,存在最佳翅片间距使综合效率最大化,且翅片高度的增大提升了系统的综合效率。翅片型中置式光伏Trombe墙在翅片间距和高度分别为15.625 mm和45 mm时的综合效率达到了12.74%,相对于无翅片的系统提高了11.29%,具有很大的应用潜力。

关键词：翅片中置式光伏Trombe墙自然对流性能评价

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近壁面柔性水翼流致弯曲扭转振动特性

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1015-1021页

作者：刘东丁林冒祥熙孙悦重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

本文针对不同翼壁距离下柔性水翼的流致弯曲扭转振动特性进行研究,讨论了翼壁距离对柔性水翼的弯扭振动响应、频率响应、水动力特性以及尾涡结构的影响。研究发现,在低折减速度时(3≤U*≤6),水翼弯曲扭转幅值很小,升阻力特性的趋势与弯... 详细信息

本文针对不同翼壁距离下柔性水翼的流致弯曲扭转振动特性进行研究,讨论了翼壁距离对柔性水翼的弯扭振动响应、频率响应、水动力特性以及尾涡结构的影响。研究发现,在低折减速度时(3≤U*≤6),水翼弯曲扭转幅值很小,升阻力特性的趋势与弯曲振幅类似;在8≤U*≤12范围内,由于存在弯曲和扭转的频率“锁定”现象,弯扭振动、时均升阻力系数和升阻比发生剧烈变化,翼壁距离越大,柔性水翼锁定区间越宽。折减速度和翼壁距离越大,柔性水翼的弯曲位移和扭转角度都会增大。

关键词：流固耦合流致振动柔性水翼翼壁距离

Co-Ni/MgO催化剂上低温甲烷二氧化碳干重整研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1735-1742页

作者：杨桐冉景煜黄鑫欧志良邱华禹重庆大学能源与动力工程学院低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

采用溶胶凝胶法制备Ni/MgO和Co-Ni/MgO催化剂,考察了催化剂在甲烷二氧化碳低温干重整反应中的性能。结果表明1%Co-10%Ni/Mg O催化剂拥有较高的CH_(4)、CO_(2)转化率以及最高的H_(2)/CO,且在450℃下反应20 h后该催化剂的CH_(4)、CO_(2)... 详细信息

采用溶胶凝胶法制备Ni/MgO和Co-Ni/MgO催化剂,考察了催化剂在甲烷二氧化碳低温干重整反应中的性能。结果表明1%Co-10%Ni/Mg O催化剂拥有较高的CH_(4)、CO_(2)转化率以及最高的H_(2)/CO,且在450℃下反应20 h后该催化剂的CH_(4)、CO_(2)转化率以及H_(2)/CO仍高于Ni/Mg O催化剂,且积碳量比Ni/MgO催化剂少4.3%。通过XRD、H_(2)-TPR、TEM、SEM、TG、RAMAN等表征分析发现适量Co的添加有利于提升催化剂表面活性组分的分散度和粒径,减少催化剂颗粒的团簇,且能抑制积碳的形成。通过对干重整反应过程中反应物表观活化能的计算,发现适量Co的添加能降低反应物的表观活化能,有利于提升Ni/MgO催化剂的低温甲烷干重整反应性能。

关键词：镍钴氧化镁低温干重整积碳

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纳米孔内的吸附过程及其动力学特性研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 157-162页

作者：何转桃吴春梅李友荣重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室能源与动力工程学院重庆400044

为了阐明气体在纳米多孔结构内的吸附及动力学过程,采用分子动力学方法建立了纳米多孔材料的吸附与解吸模型,探究了氩气在多孔结构表面的吸附特性,并对其吸附与解吸的动力学特性进行了分析。结果表明:纳米孔内的吸附机制有两种:一是吸... 详细信息

为了阐明气体在纳米多孔结构内的吸附及动力学过程,采用分子动力学方法建立了纳米多孔材料的吸附与解吸模型,探究了氩气在多孔结构表面的吸附特性,并对其吸附与解吸的动力学特性进行了分析。结果表明:纳米孔内的吸附机制有两种:一是吸附层生长过程中,相对壁面的吸附层不断靠近后孔内发生的液体桥接。二是孔隙内发生毛细管凝结后引起的弯月面推进。低压比时,吸附层持续增长,压比增加时孔隙内观察到液体桥接效应,由于液膜表面不稳定出现液桥的生长与收缩断裂;高压比时,纳米孔入口附近形成稳定的液桥,孔隙内出现空腔,空腔内的快速吸附可导致液体的二次桥接,这种现象不断重复直至空腔被填满。另外,解吸过程是在弯月面后退和空化作用下进行的。

关键词：纳米孔吸附解吸动力学液桥

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碳纳米管吸附CHF_(3)的分子模拟研究

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1679-1689页

作者：刘浏刘朝刘浪李期斌重庆大学能源与动力工程学院低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

有机朗肯循环中工质可能发生热分解,分解产物对循环性能产生较大影响。本文提出采用多孔材料对热解气体产物进行吸附的方法,以减小工质热解对系统性能的负面影响。采用巨正则蒙特卡洛模拟研究了工质HFO-1234yf主要分解产物CHF_(3)气体... 详细信息

有机朗肯循环中工质可能发生热分解,分解产物对循环性能产生较大影响。本文提出采用多孔材料对热解气体产物进行吸附的方法,以减小工质热解对系统性能的负面影响。采用巨正则蒙特卡洛模拟研究了工质HFO-1234yf主要分解产物CHF_(3)气体在碳纳米管(CNT)中的吸附特性,探究了CNT直径、温度及电荷对吸附的影响。结果表明,(6,6)CNT有着较高CHF_(3)饱和吸附量(2.06 mol·kg^(-1))以及极高的选择系数,但直径较大的CNT更偏向吸附工质HFO-1234yf;温度的升高导致(6,6)CNT对CHF_(3)的吸附量以及选择系数下降;同时带0.05e正电荷的CNT对CHF_(3)吸附量增加近50%,选择系数也有极大提升。

关键词：有机朗肯循环工质热解吸附碳纳米管

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火电机组凝结水系统在线跟踪仿真研究

热科学与技术 2024年第3期23卷 277-282页

作者：杨晨王晓升唐陈黄尚龙重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

为了研究凝结水系统跟踪仿真系统的问题,首先在模块化建模系统仿真平台中建立了凝结水系统的动态模型,然后对影响跟踪变量的模型参数进行敏感性分析,确定在线跟踪机制的控制变量为除氧器压力和各加热器壳侧压力,最后设计基于比例积分(pr... 详细信息

为了研究凝结水系统跟踪仿真系统的问题,首先在模块化建模系统仿真平台中建立了凝结水系统的动态模型,然后对影响跟踪变量的模型参数进行敏感性分析,确定在线跟踪机制的控制变量为除氧器压力和各加热器壳侧压力,最后设计基于比例积分(proportional integral,PI)控制算法的在线跟踪仿真系统。通过调节所设计PI控制器的参数,实现对除氧器和各加热器壳侧压力的精确快速跟踪。结果表明,通过选取合适PI控制器参数,所设计的凝结水在线跟踪仿真系统能够有效实现除氧器和各加热器壳侧压力对抛物线形和阶梯形信号的跟踪。

关键词：在线跟踪仿真敏感性分析凝结水系统

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尿素/过硫酸钠纸基微流体燃料电池产电特性

工程热物理学报 2024年第2期45卷 525-534页

作者：陈曦叶丁丁朱恂杨扬兰巧陈蓉廖强重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400030 重庆大学能源与动力工程学院工程热物理研究所重庆400030

本文提出一种尿素/过硫酸钠完全被动式纸基微流体燃料电池,通过方波电流法将非贵金属镍催化剂电沉积到碳纸上制备阳极,阴极无需催化剂负载,电池成本大大降低。在不同结构及燃料、氧化剂、电解液浓度下测试了电池性能,结果表明,双层纸结... 详细信息

本文提出一种尿素/过硫酸钠完全被动式纸基微流体燃料电池,通过方波电流法将非贵金属镍催化剂电沉积到碳纸上制备阳极,阴极无需催化剂负载,电池成本大大降低。在不同结构及燃料、氧化剂、电解液浓度下测试了电池性能,结果表明,双层纸结构能大幅提高反应物流速,强化反应物传质,提高性能;电池在电极间距为6 mm、燃料浓度为0.3 mol·L^(-1)、氧化剂和电解液浓度均为1.0 mol·L^(-1)时,峰值功率密度和极限电流密度分别为5.9 m W·cm^(-2)和23.5 m A·cm^(-2),且运行稳定性较好。

关键词：尿素/过硫酸钠纸基微流体燃料电池性能稳定性