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1. chinaXiv:201801.00002 [pdf]

脉冲放电过程中锂离子电池的热行为分析

孙秋娟(1);冯丽华(1);王青松(1,2);叶佳娜(1);孙金华(1)
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

本文采用加速量热仪与电池充放电循环仪联用技术,实时测量了钛酸锂电池在脉冲放电过程的电压、电流、温度、温升速率变化。电压曲线在脉冲过程及之后的静置时间内呈现先急剧下降再增加的变化。电池温度因脉冲的存在高于正常放电过程的温度,温升速率曲线在脉冲瞬间也急剧增大,但随着电池内部温度的增加,脉冲对温度、温升速率的影响减弱。此外,由于传热的滞后性,电池温度在脉冲瞬间并没有表现出明显的上升过程。

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2. chinaXiv:201801.00004 [pdf]

生物质热解和燃烧过程中钾的析出迁移特性研究

叶家铭,靳熹,杨金鑫,邓磊,车得福
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

生物质在热转化过程中,部分K 进入到气相,会造成高温对流受热面积灰结渣和高温腐蚀等严重问题。本文利用固定床实验系统对生物质热解和燃烧过程中碱金属的析出迁移特性展开了研究。实验结果表明:温度升高有助于小麦秸秆中K 元素的析出,而氧化性气氛能促进K 元素的析出;小麦秸秆和稻壳的热解析出曲线差异较大,燃料种类对K 元素的析出起着决定性作用;在所研究的温度范围内,水溶性K 的析出占据着主导地位。

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3. chinaXiv:201801.00005 [pdf]

混合时间对燃烧稳定性影响的实验研究

王怀书,李少帅,李春炎,翁方龙,朱民
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

燃烧振荡是不稳定燃烧过程与燃烧室内声波耦合产生的一种现象,在燃气轮机的贫预混燃烧室中较为常见,其发生易损坏燃烧室结构及缩短运行寿命。本文通过模型燃烧室进行系列实验研究燃料与空气的混合时间对旋流预混燃烧稳定性的影响规律。实验中通过改变预混长度和空气流速来改变混合时间,通过变当量比获得燃烧振荡与稳定的范围。实验结果表明混合时间对燃烧稳定性有重要影响,仅当混合时间处于一定区间内时才有可能发生燃烧振荡,发生燃烧振荡的当量比范围也与混合时间有关。本文同时还研究了燃烧振荡频率、振幅与当量比和空气流速的关系。

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4. chinaXiv:201801.00006 [pdf]

氧化石墨烯(GO)及复合物制备及其对汞吸附特性的研究

田冲(1,2);Yuxi Liu(3);余学海(2,4); Hongbo Zeng(3);赵永椿(2); 张军营(2)
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

以石墨粉(G)为原料,通过化学方法制备了氧化石墨烯(GO)、纳米Fe3O4 负载石墨烯复合材料(MGO)、纳米Ag 颗粒修饰磁性氧化石墨烯(GO-Ag/MGO-Ag)四种吸附材料,对材料进行了表征并考察了氧化石墨烯及其复合物对烟气中汞的吸附作用。研究表明四种石墨烯基吸附剂可被成功合成和表征;GO 在100-150℃时对Hg0 表现出优异的吸附性能,Ag-NPs 修饰GO 能有效提升吸附剂对汞的吸附能力,MGO-Ag 复合吸附剂对汞的吸附能力最佳;MGO-Ag 在150℃-200℃时表现出优异的汞吸附能力,在反复循环之后吸附性能几乎不变;以MGO-Ag 为代表的可再生磁性石墨烯基复合吸附剂在中低温条件下对Hg0 具有优异的吸附性能,且能有效与飞灰进行分离,具有良好的工业应用前景。

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5. chinaXiv:201801.00007 [pdf]

PODE/汽油双燃料RCCI大负荷扩展的试验研究1

童来会,王浒,贾国瑞,尧命发,郑尊清
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

采用新型含氧燃料PODE 作为缸内直喷燃料实现PODE/汽油双燃料RCCI 燃烧,研究PODE 在不同边界条件下对RCCI双燃料燃烧和排放的影响,结合进气门晚关策略进行了大负荷扩展的试验研究。结果表明:相对柴油燃料,PODE 作为直喷燃料能够实现更低的烟度排放,同时有效的改善燃烧效率和热效率;降低λ 可以有效的抑制峰值燃烧速率,而PODE/汽油RCCI 的烟度排放对λ 不敏感,即便在λ<1 的富油条件下依然可以实现极低的烟度排放,但当量比附近区域会引起CO 的恶化;进气门晚关可以降低缸内压力和峰值燃烧速率,但是过于推迟的进气门关闭时刻会导致进气量降低引起NOx 的升高;进气门晚关结合高增压实现当量燃烧可以将大负荷范围扩展至2.31 MPa IMEP,同时并未引起有效热效率的显著恶化。

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6. chinaXiv:201801.00008 [pdf]

玉米籽粒的传质干燥模拟及实验分析

黄凯,陈兴付,陈鹏枭,王凤贺,涂广,赵宇,刘相东,杨德勇
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

为了解干燥过程中玉米籽粒内部水分的扩散过程,优化干燥工艺参数,本文采用模拟研究和实验研究方法分析干燥过程中玉米籽粒内部水分分布随时间的变化规律。玉米籽粒由种皮、角质胚乳、粉质胚乳和胚四组分组成,四种组分水分扩散系数各不相同,本文分别假设玉米籽粒由单组分均质体和多组分非均质体组成,分别建立了玉米籽粒的干燥数学模型,利用COMSOL Multiphysics模块模拟研究了玉米籽粒内部的水分变化情况,并通过玉米籽粒的薄层干燥实验进行了实验验证。研究结果表明,建立的两个模型均可有效模拟玉米籽粒薄层干燥过程;80℃的模拟值与实验值的差异较70℃的小;玉米籽粒多组分模型精度优于单组分模型精度。

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7. chinaXiv:201801.00009 [pdf]

加热基板上硅油液滴蒸发诱发的Marangoni 对流失稳现象实验研究

贾沂伟(1);石万元(1, 2);王天石(1)
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

实验观察了加热基板上0.65cSt 硅油液滴蒸发过程Marangoni 对流失稳现象及其演变规律,测量了Marangoni对流失稳的临界条件,分析了润湿半径和Ma 数对液滴内Marangoni 对流稳定性的影响。结果发现:只有当液滴的接触角减小到某一临界值以下时,液滴内才产生Bénard-Marangoni 对流涡胞,涡胞呈“花瓣”状,液滴顶点处较尖细,三相接触线附近为圆弧形,涡胞相互挤压处呈直线形。随着蒸发的进行,涡胞变短变粗。涡胞数随润湿半径、Ma 数的增大而增多。产生Bénard-Marangoni 对流涡胞的临界接触角θc 随Ma 数的增大而增大。液滴边缘处始终为热毛细对流,无Bénard-Marangoni 对流涡胞。

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8. chinaXiv:201801.00010 [pdf]

基于水平衡的PEM 燃料电池大电流运行优化控制

何晓波(1,2); 詹志刚(1,2); 张洪凯(2); 帅露(1 );隋邦杰(3,4); 徐立(2)
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

质子交换膜燃料电池(PEMFC)水管理是影响其性能的主要因素之一。本文针对大电流运行的PEM 燃料电池,提出了一种基于MEA 水平衡的温度控制方法。在一定的操作压力和过量系数下,得到了基于无净电拖的PEM 电池水平衡温度,并通过三维模拟对无净电拖水平衡温度进行修正,获得了基于电池最优性能的操作温度;电池实际的操作温度控制,可以以无净电拖水平衡温度线为基础,加上一个修正量,使电池在性能良好区域运行。这种电池操作温度的控制算法简单,对电池的设计与操作优化具有参考意义。

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9. chinaXiv:201801.00011 [pdf]

流量分配不均下三股流板翅式换热器数值研究

李俊(1);蒋彦龙(2);王瑜(3);孟二林(1);李翠敏(1)
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

建立了流量分配不均下多股流板翅式换热器通用传热数学模型,并通过FLUENT 仿真和自主编程相结合的方式实现了板翅式换热器数值计算。以机载交叉式三股流板翅式换热器为例,通过与文献试验数据对比论证了数值方法的合理性,分析了变流体比热容、流体入口温度和流体流动阻力条件下流量分配不均对多股流板翅式换热器传热性能的影响。

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10. chinaXiv:201801.00012 [pdf]

一种新型旋转风能系统中聚热棚的模拟和实验研究

张铭旭,顾兆林,罗昔联,苏军伟,段翠娥
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等

自然界中的尘卷风蕴含的较大能量,据此提出的一种新型类尘卷风旋转风能系统已证实能够形成稳定旋转风场。带有预旋导流叶片的太阳能聚热棚是该系统中提供热源产生旋转气流的核心部件。本文通过数值模拟结合实验研究的方法,改变聚热棚模型的尺寸参数(聚热棚半径、叶片入射角度)和加热温差,模拟得到不同条件下出口处旋转风场特征风速值的变化规律,选取出适合的聚热棚入射角度;此外,通过模拟和实验结果与相似理论综合分析得出该入射角度下聚热棚尺寸与特征风速值在不同加热温度下的曲线关系图,并给出符合火星气候条件的同类曲线,为合理预测该系统结构及运行参数,以及更进一步太空中的应用前景提供重要参考。

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