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1. chinaXiv:201710.00052 [pdf]

进气预冷富燃预燃混排涡扇发动机热力循环

赵巍; 赵庆军; 徐建中
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

为满足高超声速飞行器对高比冲和大推力发动机的需要,提出了一种可重复使用的进气预冷富燃预燃混合排气涡扇发动机(Pre-cooled and Fuel-rich Pre-burned Mixed-flow Turbofan,PFPMT)热力循环。PFPMT发动机的特点是增大内涵空气进气预冷程度,内涵压气机为富燃燃气发生器提供空气作为氧化剂,内涵空气与预冷器出口燃料混合燃烧产生富燃燃气,驱动涡轮、带动内涵压气机与风扇增压,风扇外涵空气与涡轮出口排气在主燃烧室中掺混燃烧,产生高温燃气由喷管产生推力。对发动机热力循环进行了参数化分析,发动机比冲随着压气机压比的增大而增加,尤其是随着风扇压比增加的更为明显;单位推力主要随风扇压比增加而增加,受内涵压比影响较小。发动机地面的比冲与单位推力分别可以达到4500 s与900 N·s/kg以上;在Ma=5.0飞行条件下,发动机比冲与单位推力在3500 s与1100 N·s/kg以上。

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2. chinaXiv:201710.00053 [pdf]

几何参数对紧凑涡轮过渡段内部流动机理影响研究

张燕峰; 王晏根; 卢新根
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

本文深入探讨了定常来流条件下过渡段内部流动机理和损失机制。通过保持过渡段长高比、雷诺数和进口旋流不变,借助实验和数值模拟方法,系统地研究了过渡段中位角和出口面积对其内部流动及气动性能影响。研究发现,过渡段内部流场结构主要以对涡及轮毂和机匣区域附面层分离为主。过渡段来流尾迹、中位角及进出口面积比是影响过渡段内部流动损失的三个主要因素。其中,中位角决定了机匣第一弯逆压梯度强度,面积比主要控制第二弯静压升,上游尾迹是诱发机匣侧流动分离的主要诱因。在大中位角情况下,机匣第一弯的流动分离更严重,分离明显提前。在大面积比情况下,机匣侧不仅出现由上游尾迹堆积产生的流动分离,还会出现机匣附面层自身二维分离。随着过渡段的中位角和面积比增大,损失急剧增加。

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3. chinaXiv:201710.00055 [pdf]

用于化学热泵的丙酮加氢泡沫金属反应器的数值研究

彭文平; 许闵; 淮秀兰
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

异丙醇-丙酮-氢气化学热泵(IAH-CHP)是一种可同时提升能量品位与实现能量存储的系统。丙酮加氢反应器是异丙醇-丙酮-氢气化学热泵系统的重要组成部分。它对异丙醇-丙酮-氢气化学热泵系统的性能具有重要的影响。本文将泡沫金属反应器用于实现丙酮加氢反应,以提升丙酮加氢的反应效率与能量利用效率。首先建立丙酮加氢泡沫金属反应器的模型,然后通过模拟计算对泡沫金属反应器与颗粒填充反应器的性能进行了研究。研究结果表明:对于丙酮加氢等慢速反应,考虑壁面传热时,泡沫金属反应器的性能优于颗粒填充反应器。主要原因为泡沫金属反应器具有好的壁面传热特性与低的压降。

submitted time 2017-10-17 From cooperative journals:《工程热物理学报》 Hits894Downloads589 Comment 0

4. chinaXiv:201710.00057 [pdf]

回收透平排气有效成分的功冷联产系统研究

陈宜; 韩巍; 孙流莉
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

本文提出并研究了一种回收透平排气有效成分的新型功冷联产系统。该系统通过对高温高压过热氨水蒸气进行热能梯级利用和有效成分回收,实现了动力循环与制冷循环间能量和物质的双重耦合。经过部分冷凝后的透平排气中有效成分浓度明显提高,对这部分有效成分的回收可以有效增加系统制冷量。新系统等效作功效率为20.19%,比常规分产系统提高了44.32%,相对节能率为31.61%。与常规开式和常规闭式功冷联产系统相比,新系统等效作功效率提升幅度分别为7.28%和17.04%。通过研究能量传递与转换过程,阐明了系统的节能机理。新提出了平均能量品位差△A的概念,分析了系统对输入的利用情况和热力性能进一步提升的潜力。另外,还初步探索了系统中动力循环与制冷循环的耦合特性。

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5. chinaXiv:201710.00062 [pdf]

基于化学链燃烧生物质煤互补的天然气动力联产系统研究

范峻铭; 洪慧; 金红光
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

针对传统煤制天然气过程存在的能量利用不合理、碳捕集能耗过高等技术瓶颈,本文探索了一种能实现CO_2零排放的基于化学链燃烧的生物质煤互补天然气动力联产系统。生物质与煤互补从气化源头调节了合成气中H2/CO比例,有利于甲烷化反应过程,化学链燃烧实现了零能耗的CO_2捕集。研究结果表明:系统总能效率(η_(en))为57.03%,效率(η_(ex))为54.65%,系统能源节约率高达18.6%,实现了系统CO_2零排放。分析了关键参数如氧气碳比(O/C)、蒸气碳比(S/C)、生物质煤互补比例和未反应气循环倍率对系统热力学性能的影响。),异辛烷与醇类(包括丙醇、戊醇、己醇、庚醇)的黏度进行了计算,计算结果表明,计算值与实验值之间的总体平均绝对偏差为1.00%,最大偏差为9.75%。

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6. chinaXiv:201710.00014 [pdf]

聚光光伏与甲醇重整热化学互补发电系统性能研究

李文甲(1,2); 郝勇(1)
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

本文提出了太阳能光伏电池与甲醇中低温重整反应相结合的发电系统;通过太阳能的梯级利用以及物理能与化学能之间的品位耦合,太阳能净发电效率较单一光伏或甲醇热化学发电方式获得显著提升。热力学分析表明,在100~250℃C的系统运行温度范围内,系统的理论太阳能净发电效率达43.6%~44.3%(已考虑光学损失),显著高于光伏系统(22.5%)及热化学系统(32.7%)。系统约50%的太阳净发电量来自甲醇重整产物氢气,以化学能形式实现了太阳能的高效储能,且光伏、热化学发电随温度变化的相反趋势间互补达到了稳定输出的效果。此外,系统产生的电能中约25%来自太阳能,高于单一太阳能甲醇热化学发电系统的14%,对化石能源的依赖度降低。光伏与热化学互补发电为太阳能高效综合利用提供了新的思路。

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7. chinaXiv:201710.00008 [pdf]

基于TDTR方法的碳化硅低温导热性能实验研究

张航; 王新伟; 张中印
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

低温条件下碳化硅等半导体材料热导率的实验研究极少,数据匮乏,无法满足理论模型的优化需求。现有实验测量以接触式的稳态法导热系数测量为主,实验误差大,且低温测量成本过高。本文通过常规飞秒激光抽运探测热反射法与低温系统的有机结合,完成了4~300 K低温条件下单晶碳化硅热导率的测试及其随温度的变化规律,研究表明单晶碳化硅热导率在100 K左右存在极大值,温度低于100 K时其热导率与温度呈正相关,温度高于100 K时其热导率与温度呈负相关。极值点的位置与理论值的偏差可能是由于样品电子浓度、缺陷分布等因素影响。

submitted time 2017-10-13 From cooperative journals:《工程热物理学报》 Hits2220Downloads1432 Comment 0

8. chinaXiv:201703.00475 [pdf]

航空替代燃料低温氧化实验与模型研究

王丙寅; 刘岳曦; 潘冠福; 翁俊桀; 田振玉
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

在射流搅拌反应器中开展了常压下航空煤油替代燃料的低温(500-1100 K)氧化实验研究。利用气相色谱和气质联用仪测得了34个物种的摩尔分数曲线。通过研究芳烃和正癸烷间的耦合作用阐述了替代燃料低温区负温度系数效应对燃料燃烧特性的影响,揭示了实际航空燃料的低温自动点火机理。建立包括975物种和5920反应的亚琛替代燃料的动力学模型,并利用该模型准确地预测实际燃料燃烧的点火延迟等。结果将有助于理解燃气轮机低温点火过程。

submitted time 2017-03-22 From cooperative journals:《工程热物理学报》 Hits951Downloads499 Comment 0

9. chinaXiv:201703.00458 [pdf]

Wurster流化床内颗粒流动特性实验研究

车汉桥; 吴蒙; 叶佳敏; 王海刚
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

为研究Wurster流化床内颗粒流动规律并优化反应过程,本文利用12-4-8组合电极电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)传感器对Wurster流化床冷态实验和加湿实验过程进行监测,得到了ECT重构图像以及颗粒浓度时变曲线。首先,根据冷态实验数据比较了不同操作条件下流化床内颗粒流态和浓度波动特性;其次,通过加湿实验数据分析了包衣液流率对于颗粒流动的影响。最后,结合以上分析结果,总结了颗粒包衣过程的优化方案。

submitted time 2017-03-22 From cooperative journals:《工程热物理学报》 Hits753Downloads393 Comment 0

10. chinaXiv:201703.00456 [pdf]

基于致动面模型的风力机尾流数值研究

周洋; 许昌; 韩星星; Wenzhong Shen; 张明明; 陈星莺
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

?致动面模型利用无厚度的平面代替风力机叶片,在平面上施加不连续压力来模拟叶片对气流的作用,结合N-S方程,在FLUENT中进行数值模拟计算,是对致动线方法的延伸与改进。运用该方法能够简化风力机的模型,从而减少网格数量和计算时间。采用线性分布下的致动面模型,提出一种致动面网格的辨识方法,对单台Nibe A型风力机的远近尾流区域进行模拟计算,包括尾流风速变化,湍流强度,涡结构,并将数值模拟的结果与致动线模型计算结果以及实验数据进行对比分析,主要是风轮后特定距离截面的风速变化,验证了致动面方法的优越性以及用于风力机尾流场计算的可行性。

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