基于外场扰动的固液相变储能主动强化换热技术

1

作者 翟祥瑞 张伟 +4 位作者 张倩倩 曲玖哲 杨绪飞 邓雅军 宇波 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1432-1446,共15页

相变储能技术在促进波动性可再生能源消纳以及利用峰谷价差实现低成本供能等领域具有广阔的应用前景。由于大多数固液相变材料热导率低且相变储能系统中对流效应弱等因素,导致相变储能系统储热/释热速率慢,发展高效固液相变换热强化技... 相变储能技术在促进波动性可再生能源消纳以及利用峰谷价差实现低成本供能等领域具有广阔的应用前景。由于大多数固液相变材料热导率低且相变储能系统中对流效应弱等因素,导致相变储能系统储热/释热速率慢,发展高效固液相变换热强化技术已成为该领域的研究热点。现有研究大多通过相变材料热物性调控、换热结构优化等被动式方法来强化固液相变换热,而基于外场扰动的固液相变换热主动强化技术相关研究较少。为此,系统综述了国内外基于外部磁场、电场、声场以及多场耦合等条件下固液相变主动强化换热技术研究的最新进展,分析了外场主动强化固液相变换热的原理、关键控制参数以及应用前景等,为发展基于外场扰动的固液相变主动强化换热技术提供了良好的科学借鉴和工程指引。 展开更多

关键词 储能 相变 传热 整体优化 外场扰动 主动强化

在线阅读 下载PDF 职称材料

静电场对调湿盐溶液-空气界面及粒子作用影响机理 被引量：5

2

作者 雷冰洁 殷勇高 范芳苏 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期487-494,共8页

为探索静电场作为强化气液界面能质传递新方法的可行性,研究了静电场强化盐溶液-空气体系能质传递的微观机理.以质量分数为50%的溴化锂溶液为例,运用分子动力学模拟方法定量分析了强度为0~1 V/nm的静电场作用下界面结构特性、粒子间相... 为探索静电场作为强化气液界面能质传递新方法的可行性,研究了静电场强化盐溶液-空气体系能质传递的微观机理.以质量分数为50%的溴化锂溶液为例,运用分子动力学模拟方法定量分析了强度为0~1 V/nm的静电场作用下界面结构特性、粒子间相互作用及输运性质的变化.结果表明,外加静电场可以增加气液界面区域厚度,影响水分子取向,从而增加水分子参与到能质传递过程中的概率;外加静电场还可以减弱粒子间相互作用力,减小表面张力,破坏界面层氢键结构,从而减弱相际能质传递阻力.在多因素共同作用下,气液界面水分子自扩散系数增大,从而强化相际能质传递.因此,外加静电场通过调控界面结构及分子行为,成为调湿盐溶液-空气体系能质强化的新方法. 展开更多

关键词 气液界面 能质传递 电场强化 溶液除湿 分子动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

场协同扭转螺杆强化混合与传热的作用机制

3

作者 潘威 黄士争 +5 位作者 朱家威 Mohini Sain 杨卫民 曾宪奎 何燕 鉴冉冉 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期89-96,共8页

螺杆构型对胶料的挤出塑化质量有着至关重要的影响。文中使用ANSYS Polyflow仿真软件,对不同构型的5种场协同扭转螺杆进行了非等温瞬态流动模拟研究,分析了不同构型螺杆的混合性能,传热性能及塑化均匀性等,并与普通双头螺纹螺杆进行了... 螺杆构型对胶料的挤出塑化质量有着至关重要的影响。文中使用ANSYS Polyflow仿真软件,对不同构型的5种场协同扭转螺杆进行了非等温瞬态流动模拟研究,分析了不同构型螺杆的混合性能,传热性能及塑化均匀性等,并与普通双头螺纹螺杆进行了对比。结果表明,相比于普通螺纹螺杆,5种场协同扭转螺杆的综合性能均有所提升,其中螺杆F的混合性能最佳,螺杆B的传热性能最佳。场协同扭转元件诱导产生的螺旋流动可以增加流场中的拉伸流动和拉伸形变,改善胶料速度场、速度梯度场与温度梯度场之间的协同性,增强传热传质,提高胶料挤出质量,符合场协同原理。 展开更多

关键词 场协同扭转螺杆 螺杆构型 强化传热传质 场协同原理

在线阅读 下载PDF 职称材料

场协同拉伸螺杆强化混合与传热机理的研究

4

作者 黄士争 潘威 +4 位作者 朱家威 Mohini Sain 杨卫民 曾宪奎 鉴冉冉 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期101-106,共6页

基于聚合物场协同塑化输运混炼原理,设计开发强化混合与换热的场协同拉伸螺杆新结构——场协同拉伸元件,利用ANSYS Polyflow对普通双头螺纹螺杆和不同拉伸元件排布的场协同拉伸螺杆进行了数值模拟,对比分析了不同螺杆构型对聚合物胶料... 基于聚合物场协同塑化输运混炼原理,设计开发强化混合与换热的场协同拉伸螺杆新结构——场协同拉伸元件,利用ANSYS Polyflow对普通双头螺纹螺杆和不同拉伸元件排布的场协同拉伸螺杆进行了数值模拟,对比分析了不同螺杆构型对聚合物胶料的混合性能、传热性能以及塑化均匀性的影响。结果表明,场协同拉伸螺杆综合性能均优于普通螺纹螺杆,其中,场协同拉伸元件集中排布的螺杆B传热性能最优,场协同拉伸元件分散排布的螺杆F混合性能最优;场协同拉伸螺杆中拉伸元件的径向收敛流道改变了速度场的方向,使速度矢量产生了径向分量,促进了速度场与温度梯度场、速度梯度场的协同相互作用,增加流场中的拉伸流动和拉伸形变,强化了热质传递输运过程。 展开更多

关键词 场协同原理 场协同拉伸螺杆 塑化质量 强化传热传质

在线阅读 下载PDF 职称材料

质量传递过程中的场协同作用 被引量：15

5

作者 程伟良 韩晓娟 孙宏玉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第13期105-108,共4页

依据三传现象的类比规律,由质量方程导出了各种情况边界层传递的对流传质量与贴壁层扩散量的关系,提出了当量内部生成率即当量源的概念及通过源强化增强传质的结论,且源的强化不是通过常用增加能耗的方法而是改变主要变量即速度场和密... 依据三传现象的类比规律,由质量方程导出了各种情况边界层传递的对流传质量与贴壁层扩散量的关系,提出了当量内部生成率即当量源的概念及通过源强化增强传质的结论,且源的强化不是通过常用增加能耗的方法而是改变主要变量即速度场和密度梯度场夹角来强化。该文进行了复杂极端情况下的数值模拟,在平板左侧,Pem增大至7时,使边界层变得很薄,最大程度地强化了质量传递;在平板右侧,Pem增大至7.5时,大大促使边界层增厚,弱化了质量传递,减少了质量流密度,使其效果远不如静止扩散的传递效果。因此可进行涉及传质过程的场协同分析和优劣评价及方法改进,并为传质设备的设计优化和运行提供科学指导。 展开更多

关键词 热能动力工程 强化传质 数值模拟 场协同

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁场作用下的强化传质研究进展 被引量：13

6

作者 肖祖峰 陈明东 韩光泽 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1911-1916,共6页

总结了电场、磁场和电磁场作用下强化传质的一些实验与理论工作,分析了3种强化传质方式在传质对象和传质机理方面的一些不同。进行比较后显示,电磁场强化传质的应用更加广泛,其强化传质机理可解释为:电磁场与物质的相互作用改变了物质... 总结了电场、磁场和电磁场作用下强化传质的一些实验与理论工作,分析了3种强化传质方式在传质对象和传质机理方面的一些不同。进行比较后显示,电磁场强化传质的应用更加广泛,其强化传质机理可解释为:电磁场与物质的相互作用改变了物质的活性,降低了传质过程的活化能,从而使扩散得到增强。最后介绍了微波非热效应的一些实验与理论研究进展。研究表明,一些化学反应、陶瓷烧结和萃取等过程的传质得到强化确实是由于微波非热效应的作用。 展开更多

关键词 强化传质 电磁场 微波辐射 扩散系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

外场作用下多组分质量传递Maxwell-Stefan方程及其应用:电场作用下球形颗粒中的扩散 被引量：5

7

作者 韩光泽 杜尚永 陈明东 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期416-423,共8页

Fick扩散定律只能用于没有外场作用下的二组分扩散过程,Maxwell-Stefan(MS)方程适用于外场作用下多组分系统中的质量传递过程。阐述了MS方程的物理意义,并由此将外场作用下普遍化MS方程的表达式改写为清晰且易于使用的形式。给出了在MS... Fick扩散定律只能用于没有外场作用下的二组分扩散过程,Maxwell-Stefan(MS)方程适用于外场作用下多组分系统中的质量传递过程。阐述了MS方程的物理意义,并由此将外场作用下普遍化MS方程的表达式改写为清晰且易于使用的形式。给出了在MS方程中常用的外场作用力的数学形式。Fick扩散定律是MS方程在没有外场作用下对二元理想流体扩散的应用;MS方程对离心分离和电解质扩散等过程的描述比传统的描述方法更全面。利用MS方程导出了欧姆定律,利用该结论可以通过测量电导率计算带电粒子的扩散系数。利用MS方程研究了电场作用下球形颗粒中的扩散过程,结果表明,该方程可以对电场强化质量传递过程给出有效描述。MS方程为外场作用下的质量传递过程提供了一种有效的理论研究方法。 展开更多

关键词 MAXWELL-STEFAN方程 多组分质量传递 外场强化传质

在线阅读 下载PDF 职称材料

场协同原理强化管外降膜吸收传热特性实验研究 被引量：7

8

作者 薄守石 马学虎 +1 位作者 陈嘉宾 白涛 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期18-21,共4页

对基于场协同原理设计的两种强化传热管型进行了LiBr降膜吸收水蒸气过程的传热实验研究,并与光滑铜管作比较,考查该传热管型在吸收过程中的强化作用.实验测量参数包括:溶液进出口温度、浓度、流量,冷却水进出口温度、流量等.实验结果表... 对基于场协同原理设计的两种强化传热管型进行了LiBr降膜吸收水蒸气过程的传热实验研究,并与光滑铜管作比较,考查该传热管型在吸收过程中的强化作用.实验测量参数包括:溶液进出口温度、浓度、流量,冷却水进出口温度、流量等.实验结果表明,两种强化传热管型在低雷诺数时对LiBr降膜吸收传热的强化比分别为20%和50%,而且随着雷诺数的增大而增大.利用场协同理论和降液膜流动的波动特性分析了强化降膜吸收过程传热特性的物理机制,发现速度矢量与温度梯度的夹角及降液膜厚度形成的阻力对对流换热有一定影响. 展开更多

关键词 场协同原理 降膜吸收 传热传质 强化管

在线阅读 下载PDF 职称材料

外场协同强化扩散传质过程的唯象分析 被引量：7

9

作者 郭平生 韩光泽 +1 位作者 张妮 华贲 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第4期14-17,共4页

根据非平衡热力学熵产生表达式中热力学力和流的定义,并结合不可逆过程中热力学力和流之间的因果关系,推导了热力学力和流之间的唯象表达式,由此分析得到:除化学势梯度及温度梯度(热扩散,Soret效应)能引起物质的扩散外,外场力也对物质... 根据非平衡热力学熵产生表达式中热力学力和流的定义,并结合不可逆过程中热力学力和流之间的因果关系,推导了热力学力和流之间的唯象表达式,由此分析得到:除化学势梯度及温度梯度(热扩散,Soret效应)能引起物质的扩散外,外场力也对物质扩散流产生贡献,其扩散传质流大小不仅与外场参量梯度大小及化学势梯度大小有关,还与它们的方向配合有关,即与外场同化学势场的配合有关,当外场梯度与化学势场梯度方向一致时,扩散传质流最大. 展开更多

关键词 化学势梯度 强化扩散传质 场协同

在线阅读 下载PDF 职称材料

螺旋管内对流传质场协同强化模拟 被引量：13

10

作者 陈迁乔 钟秦 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3764-3770,共7页

通过计算流体力学方法对层流直管内浓度场的模拟,发现大部分区域浓度梯度在径向比轴向高2个数量级。为了强化传质,应降低浓度梯度矢量和速度矢量的夹角,在径向产生一定的流动。对螺旋管内浓度场和速度场的计算表明,二次流横穿浓度等值线... 通过计算流体力学方法对层流直管内浓度场的模拟,发现大部分区域浓度梯度在径向比轴向高2个数量级。为了强化传质,应降低浓度梯度矢量和速度矢量的夹角,在径向产生一定的流动。对螺旋管内浓度场和速度场的计算表明,二次流横穿浓度等值线,提高了两场的协同。两种螺旋结构的比较表明,二次流随着Reyn-olds数的增大而增强,传质增强效果也越显著,正是二次流显著提高了速度场和浓度场的协同。所研究的螺旋结构在Re=1000～2400时,平均二次流速度最大达到主流速度的6.5%～6.8%,Sherwood数增大了4.99～6.43倍。 展开更多

关键词 场协同 对流传质 传质强化 螺旋管

在线阅读 下载PDF 职称材料

多旋静态混合器强化对流传质场协同分析 被引量：3

11

作者 孟辉波 王丰 +2 位作者 禹言芳 宋明远 吴剑华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期282-286,共5页

为了研究静态混合器强化高粘流体混沌对流传质机理,通过积分中值角定量评价雷诺数和混合构件结构对静态混合器内速度场与压力场协同程度的影响。研究结果表明：静态混合器内速度场与压力场的协同角随着雷诺数的增加而降低;当Re〉17.8时... 为了研究静态混合器强化高粘流体混沌对流传质机理,通过积分中值角定量评价雷诺数和混合构件结构对静态混合器内速度场与压力场协同程度的影响。研究结果表明：静态混合器内速度场与压力场的协同角随着雷诺数的增加而降低;当Re〉17.8时,随着截面内叶片个数的增加,多旋静态混合器的协同角逐渐增大;FKSM构件较KSM提高速度场与压力场的协同程度达5.9%~11.9%,且其概率密度分布更加集中,最大概率对应的协同角数值比KSM高2.3%~3.5%,旋流叶片的切割分流作用致使轴向相邻2组混合元件过渡处协同角数值较大。 展开更多

关键词 静态混合器 强化传质 场协同 协同角

在线阅读 下载PDF 职称材料

物理场强化气液传质的研究进展 被引量：3

12

作者 金付强 张晓东 +2 位作者 许海朋 华栋梁 张杰 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期803-810,823,共9页

分别简述了磁场、电场、电磁场、超声场和超重力场5种物理场的作用机理,综述了这些物理场在强化蒸发、精馏和气体吸收等气液传质过程中的研究进展,同时概述了物理场强化气液传质的热力学研究进展。分析表明,物理场强化气液传质在化工、... 分别简述了磁场、电场、电磁场、超声场和超重力场5种物理场的作用机理,综述了这些物理场在强化蒸发、精馏和气体吸收等气液传质过程中的研究进展,同时概述了物理场强化气液传质的热力学研究进展。分析表明,物理场强化气液传质在化工、环保和节能减排等领域具有广泛的应用前景,但目前的研究大多还处于实验阶段,其机理和各种因素对强化效果影响的研究还不够深入和完善。指出今后研究热点主要包括:继续探索物理场强化传质的作用机理,拓展其应用领域,并对过程中的瓶颈问题进行技术攻关;通过实验和热力学研究两种方法对不同种类物理场强化传质效果进行比较,以确定各种物理场的适用体系。 展开更多

关键词 气液 传质 物理场 过程强化

在线阅读 下载PDF 职称材料

碳酸乙烯酯合成过程的反应吸收多场协同分析及数值模拟 被引量：2

13

作者 蒋雪冬 邱鹏 +1 位作者 张海亮 杨伯伦 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期92-97,共6页

为提高尿素醇解法合成碳酸乙烯酯的收率,通过在酯化反应进行的同时吸收副产物氨气来实现全过程的强化.首先针对磷酸溶液中NH3鼓泡吸收的具体过程进行了多场协同分析,获得了反应吸收耦合过程强化的理论依据;进而运用流体体积函数多相流... 为提高尿素醇解法合成碳酸乙烯酯的收率,通过在酯化反应进行的同时吸收副产物氨气来实现全过程的强化.首先针对磷酸溶液中NH3鼓泡吸收的具体过程进行了多场协同分析,获得了反应吸收耦合过程强化的理论依据;进而运用流体体积函数多相流模型对单个NH3气泡的化学吸收过程进行了数值模拟.结果表明:受气膜传质控制的NH3化学吸收,实质上是气流速度场和压力梯度场共同作用的结果,传质效率直接受两场协同度的影响,该协同数不仅取决于两场标量值的大小,也取决于它们的矢量夹角,当夹角为0°时,场协同数最大,相应地对流传质系数就越大.在鼓泡吸收过程中,气液两相的流动促使NH3气泡内部气流形成由中心向四周发散的微小涡流,气流流场向着与相界面附近的压力梯度场达到最优协同度的方向发展,最大化了场协同数,有利于强化传质. 展开更多

关键词 化学吸收 强化传质 多场协同 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型场协同螺杆元件强化传质实验 被引量：2

14

作者 赵世超 杨卫民 +2 位作者 鉴冉冉 王萌萌 谢鹏程 《塑料》 CSCD 北大核心 2017年第6期88-91,共4页

介绍了一种新型场协同螺纹元件及可视化实验装置,在自行搭建的可视化实验平台上,开展了新型场协同螺杆元件强化传质的实验。对比观测了悬浮于高黏度硅油中示踪纤维在新型场协同螺杆元件和普通螺纹元件螺槽内的流动行为,通过对比分析新... 介绍了一种新型场协同螺纹元件及可视化实验装置,在自行搭建的可视化实验平台上,开展了新型场协同螺杆元件强化传质的实验。对比观测了悬浮于高黏度硅油中示踪纤维在新型场协同螺杆元件和普通螺纹元件螺槽内的流动行为,通过对比分析新型场协同螺杆元件及普通螺纹元件内示踪纤维的取向变化,揭示了新型场协同螺杆元件在单螺杆挤出过程中熔体输送段的强化传质机理。实验结果表明,与普通螺纹元件相比,在场协同螺杆元件螺槽内形成了更为剧烈的涡旋流动,实现了螺槽顶部熔体与底部熔体的质量交换。而且,涡旋流动强化了螺槽内熔体的传质行为,特别是在螺槽深度方向的质量传递。 展开更多

关键词 场协同 螺杆元件 纤维取向 流动行为 强化传质

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子交换膜燃料电池流场强化传质研究进展 被引量：14

15

作者 刘英杰 陈奔 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期799-807,814,共10页

质子交换膜燃料电池作为车载新型动力源具有广阔的应用前景而备受关注。流场板是燃料电池的核心部件之一,起分配反应气体、移除水分与杂质和传导电子等作用。目前对质子交换膜燃料电池流场方面的研究,大多针对常规流道进行了尺寸和流场... 质子交换膜燃料电池作为车载新型动力源具有广阔的应用前景而备受关注。流场板是燃料电池的核心部件之一,起分配反应气体、移除水分与杂质和传导电子等作用。目前对质子交换膜燃料电池流场方面的研究,大多针对常规流道进行了尺寸和流场布置方式的优化,部分研究在流道内部添加不同形式的堵块以增强气体传质,或将多孔介质材料应用于流场板,或设计新型的三维网格流场结构,通过此类方式来优化燃料电池的水热管理,强化传质效果以提高燃料电池的性能。本文中对这些研究进行归纳总结,并得出若干结论。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 流场优化 增强传质

在线阅读 下载PDF 职称材料