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纤维增强树脂复合材料化学回收技术研究进展 被引量：13
1
作者 陈瑞哲 程磊磊 +2 位作者 顾菁 袁浩然 陈勇 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期981-994,共14页
纤维增强树脂复合材料(fiber-reinforcedpolymercomposites,FRPC)具有强度高、易加工、成本低等优异性能,成为风机叶片、线路板等典型工业产品的首选结构材料。随着FRPC产量逐年增加以及工业产品退役期的来临,废弃复合材料的累积将导致... 纤维增强树脂复合材料(fiber-reinforcedpolymercomposites,FRPC)具有强度高、易加工、成本低等优异性能,成为风机叶片、线路板等典型工业产品的首选结构材料。随着FRPC产量逐年增加以及工业产品退役期的来临,废弃复合材料的累积将导致严重的环境污染和能源资源浪费,亟需研发高效清洁回收技术。化学回收技术不仅能够回收高质纤维材料,而且可实现树脂定向转化为燃料和有机化学品。本文在分析复合废材组成特性以及化学回收技术的基础上,对再生产品应用、技术经济性以及环境效益进行了评价。进一步提出基于有机树脂官能团特性,在温和条件下定向解聚升级循环制备精细化学品的同时,实现纤维材料无损再生利用。 展开更多
关键词 纤维增强树脂复合材料 化学回收 热解 溶剂法 再生 经济环境评价
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有机固体废弃物热解技术及热解气组成综述 被引量：12
2
作者 郭怡君 李军 +1 位作者 黄宏宇 小林敬幸 《新能源进展》 CSCD 2023年第2期106-122,共17页
近年来,将固体废弃物转化为各种燃料的能源化利用引起研究人员的广泛关注。有机固体废弃物热解技术可以从有机固体废弃物中生产不同组分的燃料和其他增值产品,有很大潜力被用作能源使用。然而,有机固体废弃物因来源广泛、组成差异等,采... 近年来,将固体废弃物转化为各种燃料的能源化利用引起研究人员的广泛关注。有机固体废弃物热解技术可以从有机固体废弃物中生产不同组分的燃料和其他增值产品,有很大潜力被用作能源使用。然而,有机固体废弃物因来源广泛、组成差异等,采用不同热解工艺技术和不同反应条件时,其有效组分具有巨大差异。为考察热解温度对热解气态产物组成的影响,对不同有机固体废弃物的热解气态产物组成的研究现状进行了综述,并对热解气的有效利用方法进行了分析,为后续热解气的能源化利用提供参考。 展开更多
关键词 有机固体废弃物 垃圾能源化 垃圾热解处理 热解气体 气体组分
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严寒条件CO_(2)跨临界循环热泵优化技术 被引量：3
3
作者 吴锋明 李帅旗 +4 位作者 李江峰 田佳垚 何世辉 宋文吉 冯自平 《新能源进展》 CSCD 2023年第3期255-263,共9页
以严寒条件CO_(2)跨临界循环热泵系统为研究对象,采用涡流管技术与二级压缩技术对其进行优化,采用工程方程求解器(EES)软件建立四个热力学模型(单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环),模拟分析了性能系数(COP)、排气温... 以严寒条件CO_(2)跨临界循环热泵系统为研究对象,采用涡流管技术与二级压缩技术对其进行优化,采用工程方程求解器(EES)软件建立四个热力学模型(单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环),模拟分析了性能系数(COP)、排气温度等参数随气冷压力、蒸发温度、过热度、级间压力的变化规律。研究表明气冷压力变化对严寒条件下优化系统的性能影响最大,在设定的压力变化范围内(7MPa~12MPa),单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环的COP变化幅度分别为74.40%、60.46%、110.38%、90.94%;涡流管技术在低压缩比条件下优化效果更佳,一定条件下,单级涡流管循环较单级循环COP可提高11.2%;二级压缩技术在高压缩比条件下优化效果更好,在最优气冷压力条件下,二级循环相较单级循环COP可提高18.2%,同时二级压缩技术可降低压缩机排气温度,使压缩机保持较高的等熵效率,且存在最优级间压力使得COP达到最大值。结果表明,当总压缩比不大、级间压力处于较低水平或者需要获取更高的第一级压缩出口温度时,通过改变涡流管参数调节过热度效果更好,与二级压缩技术匹配将更有意义。 展开更多
关键词 热泵 涡流管 二级压缩 跨临界循环
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钢铁行业氢冶金技术的替代潜力与经济性分析——以广东为例 被引量：3
4
作者 郑励行 董耿林 +1 位作者 汪鹏 赵黛青 《新能源进展》 CSCD 2023年第6期583-592,共10页
氢冶金是钢铁行业降低碳排放的变革性技术,对工业部门深度脱碳具有重要意义。广东省的钢铁产能占全国的4%,是中国钢铁产能布局较多的地区,钢铁行业能耗在全省终端能耗中的占比为4.6%,碳排放在全省碳排放总量中的占比达到17%,因此钢铁行... 氢冶金是钢铁行业降低碳排放的变革性技术,对工业部门深度脱碳具有重要意义。广东省的钢铁产能占全国的4%,是中国钢铁产能布局较多的地区,钢铁行业能耗在全省终端能耗中的占比为4.6%,碳排放在全省碳排放总量中的占比达到17%,因此钢铁行业深度脱碳将直接影响广东省碳达峰碳中和目标的实现。另一方面,广东省是全国最早推动氢能产业化发展的省份,多种制氢路线的研发和示范已有许多实际案例。分析广东省2020—2035年的粗钢产量变化,对广东省未来可实现的制氢技术路线和产氢能力进行研判,在此基础上,对采用氢作为还原剂替代焦炭的氢冶金工艺产生的能耗、碳排放和成本进行了不同情景分析。结果表明,氢冶金技术能够促使广东省钢铁行业二氧化碳排放大幅减少,2035年在替代情景(氢冶金技术替代率为21.2%)下,与基准情景相比,广东钢铁行业的能耗可以降低2.3%,二氧化碳排放减少10.9%。 展开更多
关键词 炼钢 氢冶金 制氢 情景分析
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农村地区可再生能源潜力分析及发展路径研究——以广东省为例 被引量：2
5
作者 肖子毅 成贝贝 +2 位作者 刘晓俞 任松彦 陶海 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第3期761-772,共12页
实现乡村振兴与“双碳”目标的有机结合,是我国农村现代化向绿色高质量发展的必经之路。本研究以广东省为例,结合地理信息系统,建立可再生能源资源评估、能源消费与碳排放预测的综合评价模型,对21个地市农村地区进行可再生能源丰裕度和... 实现乡村振兴与“双碳”目标的有机结合,是我国农村现代化向绿色高质量发展的必经之路。本研究以广东省为例,结合地理信息系统,建立可再生能源资源评估、能源消费与碳排放预测的综合评价模型,对21个地市农村地区进行可再生能源丰裕度和自给率分析。结果表明,广东全省农村地区生物质可发电41 540 GWh,太阳能可发电37 225 GWh,并且具有明显地理分布特性,其中肇庆、清远等市组成的板块生物质资源和太阳能资源均具备较高的发展潜力。结合能源消费量中长期情景预测,基准情景下广东省农村地区能源消费于2031年达到峰值3 921.12万tce(t标准煤当量)。揭阳市、肇庆市和韶关市的能源自给率均超过100%,未来可实现可再生能源电力自给自足,而珠三角农村地区的能源自给率较低(均低于35%),对外依赖性较大。综上分析,本研究提出以下发展建议:根据各地区资源环境禀赋和经济社会发展实际情况,因地制宜制定农村地区生物质和太阳能发电规划以及节能降碳措施,以梯次有序推进碳达峰进程。 展开更多
关键词 可再生能源丰裕度 能源自给率 农村低碳发展 广东省
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燃气空气源热泵系统低温环境制热特性
6
作者 陈翔 林文野 +3 位作者 姚少鹏 李帅旗 宋文吉 冯自平 《化工进展》 北大核心 2026年第2期778-788,共11页
燃气空气源热泵(gas engine-driven heat pump,GHP)是空气源热泵的一种,通过耦合热泵、燃气发动机及余热回收技术构成高效的分布式能源梯次利用系统。GHP因充分利用发动机余热且可变转速调节余热量而比电空气源热泵具有更好的低温和超... 燃气空气源热泵(gas engine-driven heat pump,GHP)是空气源热泵的一种,通过耦合热泵、燃气发动机及余热回收技术构成高效的分布式能源梯次利用系统。GHP因充分利用发动机余热且可变转速调节余热量而比电空气源热泵具有更好的低温和超低温制热能力,进而能够在工程应用中满足更宽温域的制热需求。本文在自行搭建的GHP系统实验平台上首次针对低温和超低温制热(即环境温度在-12℃和-25℃以下)运行特性开展研究,分析讨论了GHP系统在不同环境温度(Tamb)、系统出水温度(tw,out)以及不同发动机转速(Neng)下的低温制热性能的变化规律。结果表明,GHP系统显著改善了空气源热泵低温区间制热能力,但超低温制热运行时GHP制热能效会下降,此时为适配更广地域的供热需求,应增加锅炉等作为调峰和补燃设备。当系统tw,out为41℃,机组可以在Tamb为-12℃和-25℃时分别达到额定制热能力(85kW)的87.27%和69.15%,此时GHP系统的一次能源利用率(primary energy ratio,PER)对应为1.12和0.90,相比Tamb为7℃时PER分别下降32.81%和45.92%。此外,实验还发现调节Neng是保障GHP低温制热能力的一种高效控制策略,且随着Tamb降低,最经济运行Neng变大,相关研究成果对GHP系统在低温制热工况下的运行优化具有重要意义。 展开更多
关键词 热泵 一次能源利用率 超低温 热特性 清洁能源
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电力驱动冷热双供耦合供能系统经济性分析
7
作者 姜志鹏 李帅旗 +2 位作者 何世辉 宋文吉 冯自平 《储能科学与技术》 北大核心 2026年第3期971-982,共12页
针对工业园区化石能源供热和制冷主机结合冷却塔供冷的冷热独立供应现状,为实现低碳供能的发展目标,本研究提出一种基于热泵与蓄能的电力驱动冷热双供供能耦合系统。通过结合能源现状,建立了该系统的数值模型,研究了供冷温度(7~20℃)和... 针对工业园区化石能源供热和制冷主机结合冷却塔供冷的冷热独立供应现状,为实现低碳供能的发展目标,本研究提出一种基于热泵与蓄能的电力驱动冷热双供供能耦合系统。通过结合能源现状,建立了该系统的数值模型,研究了供冷温度(7~20℃)和供热温度(50~120℃)对热力性能的影响,且从是否兼顾制冷需求两个维度对比了该系统与传统的燃煤、燃气及电锅炉供能方案的经济性和环境效益。研究结果表明,在性能分析中,当制热温度为120℃、制冷温度为7℃时,系统的性能系数(COP)最大时中间温度为71℃,对应值为1.733。在经济性分析中,兼顾制冷需求时,该系统在50~120℃温区的全寿命周期成本最低,其日运行成本相比于电锅炉、燃煤锅炉和燃气锅炉分别节省了73.9%、57.4%和80%。在碳排放方面,该系统的碳排放量显著低于电锅炉和燃煤锅炉,当供热温度为60℃时,其碳排放仅为电锅炉的24%,在大多数应用场景下亦优于燃气锅炉方案。综上,从经济效益与环境效益评估来看,热泵在制冷与供热需求并存的场景中最具优势。 展开更多
关键词 冷热双供 热泵 锅炉 性能分析 经济性分析 碳排放
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产甲烷菌系对玉米秸秆厌氧半干/干消化性能的影响
8
作者 梁心怡 李嘉琛 +2 位作者 陈乐 李颖 孙永明 《新能源进展》 北大核心 2026年第1期10-16,共7页
厌氧半干/干消化存在底物浓度高、消化启动慢、甲烷产率低的问题,定向添加产甲烷微生物菌群进行生物强化是解决该问题的有效方法。为探究强化菌剂对玉米秸秆厌氧消化性能的影响,以实验室前期驯化获得的丙酸产甲烷菌系作为生物强化菌剂,... 厌氧半干/干消化存在底物浓度高、消化启动慢、甲烷产率低的问题,定向添加产甲烷微生物菌群进行生物强化是解决该问题的有效方法。为探究强化菌剂对玉米秸秆厌氧消化性能的影响,以实验室前期驯化获得的丙酸产甲烷菌系作为生物强化菌剂,对秸秆厌氧半干/干消化进行生物强化,比较产气性能以及秸秆降解情况,并结合产甲烷动力学分析评估生物强化效果,从而确定最优菌剂添加量。研究结果表明:不同剂量的生物强化菌剂均可促进厌氧消化产气,当总固体含量为15%时,累积甲烷产率提高了1~7倍,且累积甲烷产率与菌剂添加量呈正相关。甲烷产率在强化菌剂添加量为7.5%时最大,达到199.77 mL/g(以挥发性固体含量计算),比对照组提高了5.41倍。提高总固体含量至20%后,生物强化菌剂可继续提高甲烷产率,对比对照组,添加生物强化菌剂可以加速厌氧消化启动。用修正Gompertz方程模拟产甲烷潜力动力学分析表明,添加不同剂量的产甲烷菌剂能有效缩短启动延滞期,并提高甲烷产率。但高剂量生物强化菌剂的引入可能会降低生物强化效率,考虑生物强化经济性,用于玉米秸秆的生物甲烷转化的最佳生物强化菌剂添加量为6%(0.36 g/L)。综上,在固体含量较高的消化体系内,定向添加生物强化菌剂有助于加速反应器启动,提升厌氧消化性能。 展开更多
关键词 玉米秸秆 厌氧消化 生物强化 甲烷潜力
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U型井干热岩超临界发电系统参数优化
9
作者 李华山 孙斌 +2 位作者 祁子航 龚宇烈 田小明 《新能源进展》 北大核心 2026年第1期60-69,共10页
U型井地热系统与超临界发电技术结合是开发干热岩地热资源的重要途径,对影响U型井干热岩超临界发电系统性能的设计参数进行探索和优化是当前重点关注的问题。基于田口法建立L_(27)(3^(5))正交表,通过信噪比分析和方差分析,探究了流体流... U型井地热系统与超临界发电技术结合是开发干热岩地热资源的重要途径,对影响U型井干热岩超临界发电系统性能的设计参数进行探索和优化是当前重点关注的问题。基于田口法建立L_(27)(3^(5))正交表,通过信噪比分析和方差分析,探究了流体流量、垂直井深度、水平井长度、管道直径和U型井入口压力对系统效率(η_(sys))和平准化度电成本(φ_(LCOE))的影响规律。此外,结合灰色关联分析理论,将两个评价指标转化为单目标优化问题,并求解得到最优参数组合。结果显示,η_(sys)和φ_(LCOE)在很大程度上受到垂直井深度的影响,参数组合A_(1)B_(3)C_(3)D_(3)E_(1)可实现最优η_(sys),为16.629%;而参数组合A_(3)B_(3)C_(1)D_(2)E_(3)可实现最优φ_(LCOE),为1.693元/(kW·h)。灰色关联分析得到的最优参数组合为A_(2)B_(3)C_(1)D_(3)E_(1),相应的η_(sys)和φ_(LCOE)分别为14.220%、1.741元/(kW·h)。 展开更多
关键词 干热岩 U型井 闭式地热系统 田口法 灰色关联分析
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煤电灵活性改造对构建新型电力系统的影响——基于广东省的探索
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作者 卢俊曈 王文秀 +1 位作者 蔡国田 郝伟韬 《全球能源互联网》 北大核心 2026年第2期308-320,共13页
“柔性灵活”是新型电力系统的重要特征,煤电灵活性改造在新型电力系统构建中将发挥重要作用。但目前在满足新型电力系统调峰能力需求的煤电灵活性改造最佳比例方面的探索还不够充分,无法为区域煤电功能转变及其升级改造提供精准参考。... “柔性灵活”是新型电力系统的重要特征,煤电灵活性改造在新型电力系统构建中将发挥重要作用。但目前在满足新型电力系统调峰能力需求的煤电灵活性改造最佳比例方面的探索还不够充分,无法为区域煤电功能转变及其升级改造提供精准参考。以广东省为例,集成LEAP-SWITCH模型,构建电力系统“柔性灵活”量化指标体系,设置多种煤电灵活性改造情景,研究不同情景下新型电力系统“柔性灵活”特征的演变趋势,探索满足广东省新型电力系统调峰能力需求的煤电灵活性改造最佳路径。结果显示:①中度灵活性改造情景(S_(2))侧重突出发电能力来满足不断增长的电力需求,且其灵活性综合表现水平最高,是最优的改造技术方案。②煤电灵活性改造技术组合存在阈值,最优情景(S_(2))下煤电最小技术出力比例为20%,基荷和灵活性调峰比例为0.1∶0.7时,电力系统最为安全可靠。③“灵活性电源装机占比”、“灵活性不足概率”和“市间交易电量”3个关键量化指标可以较好反映基荷煤电转化为灵活调峰煤电以及煤电改造技术提升对电力系统的影响,为未来定量化评价新型电力系统“柔性灵活”特征提供了关键指标参考。本研究结果可以为广东省未来煤电灵活性改造、构建新型电力系统提供理论基础。 展开更多
关键词 LEAP-SWITCH 灵活性 煤电 新型电力系统 熵权法
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纳米纤维素的制备及性能调控研究进展
11
作者 酒兆瑞 张权 +1 位作者 苗长林 庄新姝 《化工进展》 北大核心 2026年第1期288-299,共12页
纳米纤维素具有优异的机械性能、高比表面积和良好的生物相容性等优点,作为新一代生物纳米材料,在能源储存、生物医学、复合材料、化妆品和食品包装材料等众多领域展现出巨大的应用潜力。但受机械强度、均一性、稳定性及定向制备的可控... 纳米纤维素具有优异的机械性能、高比表面积和良好的生物相容性等优点,作为新一代生物纳米材料,在能源储存、生物医学、复合材料、化妆品和食品包装材料等众多领域展现出巨大的应用潜力。但受机械强度、均一性、稳定性及定向制备的可控性等影响,其规模化应用仍存在着诸多挑战。据此,本文综述了纳米纤维素的制备方法、性质表征以及性能调控的最新研究进展。从物理、化学和生物的角度出发介绍了不同的制备方法。讨论了纳米纤维素的形态学表征、胶体稳定性、结晶度指数和热性能表征。提出了如何通过不同的策略来调控纳米纤维素的性能,包括提升产量、控制颗粒形态、提高热稳定性和定制亲水性。同时,指出了纳米纤维素研究中存在的挑战,并对未来的研究方向做出了展望,旨在为纳米纤维素的研究和应用提供借鉴,以促进其在材料科学领域的进一步发展。 展开更多
关键词 纳米纤维素 制备方法 性能表征 性能调控
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能源匮乏型城市新型电力系统构建的电源侧多情景分析——以广州市为例
12
作者 朱志芳 王文秀 +6 位作者 林紫菡 董红 高艳娜 胡柳君 蔡国田 卢俊瞳 郝伟韬 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第5期616-626,共11页
“安全高效”“清洁低碳”是构建新型电力系统的基本要求和核心目标。化石能源、可再生能源“双匮乏”的超大型城市在新型电力系统电源侧建设方面面临巨大挑战。构建指标体系并量化探测电源侧建设现状、未来趋势和存在的短板是精准推动... “安全高效”“清洁低碳”是构建新型电力系统的基本要求和核心目标。化石能源、可再生能源“双匮乏”的超大型城市在新型电力系统电源侧建设方面面临巨大挑战。构建指标体系并量化探测电源侧建设现状、未来趋势和存在的短板是精准推动新型电力系统建设的关键环节。以具有“能源匮乏严重、电力负荷密度极高”典型特征的广州市为例,构建新型电力系统电源侧指标体系,设置六种可能的供电情景,分析不同情景下新型电力系统的特征演进趋势,探寻能源匮乏型城市构建新型电力系统的突破口。结果显示,广州市电力自给率逐年提升,至2030年,A5情景下电力自给率可以达到80%,其他情景下可达68%。但电量自给率在“十五五”期间不升反降,2030年A5情景最高可达50%,A1情景最低仅有36%,电力电量差距大,电力供应安全依然难以保障。六种供电情景下,A3情景相对最为清洁低碳,A5情景最为安全,A4情景在不同阶段可以兼顾安全和低碳,政府可根据其发展目标和侧重点选择最适合的发展情景。广州市构建新型电力系统最大的短板是“低清洁度”,而广州市无法通过发展本地高比例可再生能源来破解这一难题,提高外购电的可再生能源比例才是其最优突破口。到2030年,外购电中可再生能源供电占总用电量的比例分别提高至35%、40%和45%左右时,广州市可以分别实现慢速、中速和快速新型电力系统电源侧建设目标。研究可为构建新型电力系统指标体系奠定前期研究基础,为能源匮乏型城市探索出一套新型电力系统电源侧构建的最佳组合模式。 展开更多
关键词 能源匮乏 新型电力系统 安全高效 清洁低碳 供电情景 广州市
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胺基功能化三硅氧烷电解液添加剂的合成及其在LiMn_(2)O_(4)电池中的应用
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作者 闫晓丹 骆萱 张灵志 《新能源进展》 北大核心 2025年第4期387-395,共9页
LiMn_(2)O_(4)电池凭借其高安全性、低成本等优势,已被广泛应用于动力电池领域,但其高温循环稳定性仍面临重大挑战。设计合成了一种新型胺基功能化的三硅氧烷电解液添加剂[3-(N,N-二甲基氨基)二乙氧基丙基]七甲基三硅氧烷(MTSON),以提升... LiMn_(2)O_(4)电池凭借其高安全性、低成本等优势,已被广泛应用于动力电池领域,但其高温循环稳定性仍面临重大挑战。设计合成了一种新型胺基功能化的三硅氧烷电解液添加剂[3-(N,N-二甲基氨基)二乙氧基丙基]七甲基三硅氧烷(MTSON),以提升LiMn_(2)O_(4)电池的高温电化学性能。在55℃、1 C倍率下,添加0.5%MTSON的LiMn_(2)O_(4)/Li电池经过200次循环后,容量保持率达95.2%,而使用基础电解液的电池容量保持率为92.6%。X射线光电子能谱显示,MTSON添加剂在LiMn_(2)O_(4)电极表面形成了稳固的正极固态电解质界面膜。同时,MTSON添加剂抑制了电解液中LiPF6盐的水解,在55℃下循环200次后,LiMn_(2)O_(4)/Li电池中LiMn_(2)O_(4)电极锰离子溶解量降低近80%。结果表明,MTSON是一种极具前景的电解液添加剂,可用于提高LiMn_(2)O_(4)电池的高温性能。 展开更多
关键词 胺基 三硅氧烷 LiMn_(2)O_(4) 电解液添加剂 锂离子电池
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U型井干热岩超临界发电系统工质优选 被引量：1
14
作者 孙斌 杜建国 +3 位作者 王令宝 卜宪标 龚宇烈 李华山 《化工进展》 北大核心 2025年第9期4945-4953,共9页
U型井超临界循环发电技术是开发干热岩的重要途径,其中循环工质是影响系统性能的重要因素之一。本文建立了U型井干热岩超临界发电系统模型,分析了7种制冷剂作为U型井超临界发电系统循环工质的应用潜力,研究了流体流量、垂直井深度、水... U型井超临界循环发电技术是开发干热岩的重要途径,其中循环工质是影响系统性能的重要因素之一。本文建立了U型井干热岩超临界发电系统模型,分析了7种制冷剂作为U型井超临界发电系统循环工质的应用潜力,研究了流体流量、垂直井深度、水平井长度、地温梯度和岩石热导率对系统发电能力和经济性能的影响规律,并将所得结果与CO_(2)进行对比,旨在选择出理想的循环工质。选用的性能指标为年均发电量和平准化度电成本。结果表明,工况条件发生变化时,不同工质年均发电量的变化规律非常相似,平准化度电成本则表现出不同的变化情况,7种备选流体中,R152a和R143a的性能表现优于CO_(2),R152a在所研究的工况范围内具有更大的年均发电量和更小的平准化度电成本,是一种较为理想的循环工质。 展开更多
关键词 超临界流体 U型井 闭式地热系统 地热发电 循环工质 传热
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水下压缩空气储能输气管线性能分析 被引量：1
15
作者 卜宪标 陈昕 +3 位作者 刘石 杨毅 舒杰 李华山 《新能源进展》 北大核心 2025年第3期257-266,共10页
水下压缩空气储能可解决大规模海上风电配储难题,但目前对水下输气管线的性能缺乏充分了解。为明确输气管线的性能,构建了储能释能过程的热动力学模型,分析输气管线直径、长度和粗糙度对系统性能的影响。研究结果表明:(1)在输气管线直径... 水下压缩空气储能可解决大规模海上风电配储难题,但目前对水下输气管线的性能缺乏充分了解。为明确输气管线的性能,构建了储能释能过程的热动力学模型,分析输气管线直径、长度和粗糙度对系统性能的影响。研究结果表明:(1)在输气管线直径为0.5 m、绝对粗糙度为0.030 mm、储能深度为500 m时,定压和定容压缩空气储能的膨胀机发电量、能量回收效率和储能密度分别为304.72 MW·h、65.73%、6.09 kW·h/m^(3)和146.87 MW·h、59.45%、2.94 kW·h/m^(3),定压压缩空气储能表现出了优异性能;(2)储能深度1000 m,在输气管线直径0.5 m、0.7 m和不考虑输气管线阻力三种工况下,膨胀机发电量和能量回收效率分别为580.28 MW·h、51.61%,758.55 MW·h、68.34%,794.63 MW·h、69.45%,表明输气管线直径对储能系统有重要影响;(3)储能深度500 m,当输气管线粗糙度从0.005 mm增加到0.250 mm时,膨胀机发电量从319.16 MW·h降低到313.94 MW·h,能量回收效率从69.23%降低到67.94%,表明粗糙度对性能影响不大。在水下定压压缩空气储能输气管线设计和选择时,应优先考虑管线的直径而非粗糙度。 展开更多
关键词 水下压缩空气储能 输气管线阻力 海上风电配储 摩擦压力损失 定压压缩空气储能
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基于NSGA-Ⅱ优化的电动汽车热管理系统MPC策略开发及性能 被引量：1
16
作者 戴春江 林文野 +4 位作者 李帅旗 陈翔 宋文吉 冯自平 Frédéric KUZNIK 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第6期2200-2214,共15页
电动汽车热管理在保障电动汽车的安全性、提高舒适度和降低能耗等方面具有重要意义,而热管理系统的核心是优良的控制策略。本工作回顾了现有的电动汽车热管理系统控制策略的优点与不足,提出并评价了一种基于NSGA-Ⅱ算法优化的模型预测控... 电动汽车热管理在保障电动汽车的安全性、提高舒适度和降低能耗等方面具有重要意义,而热管理系统的核心是优良的控制策略。本工作回顾了现有的电动汽车热管理系统控制策略的优点与不足,提出并评价了一种基于NSGA-Ⅱ算法优化的模型预测控制(MPC)策略并用于电动汽车的热管理。首先建立了电动汽车热管理系统的仿真模型;随后通过融合MPC策略和NSGA-Ⅱ多目标优化提出了可以实现多目标控制的电动汽车热管理策略;最后通过比较多个工况下不同控制策略对汽车热管理系统性能的影响,以验证所提出的基于NSGA-Ⅱ优化的MPC策略的有效性。研究结果发现,在不同工况下,所提出的MPC策略均可有效控制乘员舱温度和电池温度,减小乘员舱温度和电池温度的波动幅度,削减汽车行驶工况剧烈变化对电池温度的影响;同时,MPC策略可有效降低热管理系统能耗,相对于开关控制策略和PID控制策略可实现可观的节能率,分别达到4%~15%和1%~6%。 展开更多
关键词 热管理 控制优化 MPC NSGA-Ⅱ 电动汽车
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产甲烷菌剂微胶囊制备及性能分析 被引量：1
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作者 陶余东 陈乐 +3 位作者 李双双 孙永明 闫淼 李颖 《农业工程学报》 北大核心 2025年第18期220-226,共7页
针对厌氧消化产生沼气中甲烷含量低、反应器运行过程生物量损失的问题,该研究采用海藻酸钠(SA,sodium alginate)和玉米秸秆生物炭(CSB,corn stover biochar)协同固定氢型产甲烷菌,设计构建了一种新型高效生物转化CO_(2)为CH_(4)的微生... 针对厌氧消化产生沼气中甲烷含量低、反应器运行过程生物量损失的问题,该研究采用海藻酸钠(SA,sodium alginate)和玉米秸秆生物炭(CSB,corn stover biochar)协同固定氢型产甲烷菌,设计构建了一种新型高效生物转化CO_(2)为CH_(4)的微生物胶囊。通过分析微生物胶囊的传质、固定化及转化能力,确定了构建微生物胶囊的最佳SA及CSB含量,并揭示了微生物胶囊高效转化CO_(2)为CH_(4)的机制。结果表明:4%SA、2%CSB制备的微生物胶囊具有更好的稳定性和较好的固定化能力和传质能力,相较于未添加CSB微胶囊CO_(2)转化率提高1.2~2.1倍,促进CO_(2)转化为CH_(4)。微生物胶囊有效提高了微生物的固定化效率,有利于微生物生存和代谢,加入CSB可以有效保护微生物、降低微生物胶囊的质量损失率和提高辅酶F_(420)浓度,进而提升甲烷含量。 展开更多
关键词 SA水凝胶 产甲烷菌 生物炭 微生物胶囊
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R515B变频高温热泵系统热力性能试验研究 被引量：1
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作者 姜志鹏 李帅旗 +3 位作者 林雄 宋文吉 冯自平 高兆璋 《新能源进展》 北大核心 2025年第5期582-590,共9页
为研究R515B变频高温热泵系统性能,搭建一套采用80cm^(3)变频涡旋式高温热泵性能测试平台,研究了热源温度、出水温度和压缩机频率对系统能效系数(COP)、容积热、机组制热量、制冷量以及压缩机的容积效率和等熵效率的影响规律,并拟合了... 为研究R515B变频高温热泵系统性能,搭建一套采用80cm^(3)变频涡旋式高温热泵性能测试平台,研究了热源温度、出水温度和压缩机频率对系统能效系数(COP)、容积热、机组制热量、制冷量以及压缩机的容积效率和等熵效率的影响规律,并拟合了容积效率和等熵效率的经验公式。结果表明:随着热源温度的升高和出水温度的降低,系统COP和制热量逐渐提高,热源温度在30~50℃时,COP和制热量的提高最为显著;在出水温度为90℃时,每隔5℃的热源温度梯度上升,COP上升幅度分别为30.2%、18.7%、18.0%和16.9%,制热量上升幅度分别为23.0%、31.0%、20.4%和26.1%。在60~120Hz的频率范围内,系统性能和稳定性最佳的频率为80Hz,且在70~95℃的出水温度区间内,容积效率为85.0%~68.3%,等熵效率为74.1%~43.7%,系统COP为3.94~2.24,制热量为24.91~20.28 kW。对该涡旋压缩机的等熵效率和容积效率进行了多元多项式拟合,拟合精度分别为0.95143和0.95307。 展开更多
关键词 R515B 变频涡旋式高温热泵 性能测试 等熵效率 容积效率 多元多项式拟合
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船用管式换热器纯逆流轻量化设计及试验研究 被引量：1
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作者 刘世杰 孙依地 +1 位作者 涂爱民 朱冬生 《压力容器》 北大核心 2025年第7期53-61,共9页
针对船用管壳式换热器传热效率低、材料耗费多及设备重量大的问题,提出一种基于扭曲椭圆管的纯逆流换热器轻量化设计。以某企业C8200船用柴油机淡水冷却器为研究对象,通过消除折流板结构并采用扭曲椭圆管束,实现管内外流体同步强化传热... 针对船用管壳式换热器传热效率低、材料耗费多及设备重量大的问题,提出一种基于扭曲椭圆管的纯逆流换热器轻量化设计。以某企业C8200船用柴油机淡水冷却器为研究对象,通过消除折流板结构并采用扭曲椭圆管束,实现管内外流体同步强化传热。结果表明,在设计工况(管/壳程流量均为30 m3/h)下,新型换热器达到设计要求,其中,总传热系数达3360 W(/m^(2)⋅K),较传统折流板结构2344 W(/m^(2)⋅K)提高43.3%;壳程传热系数提高19.2%,为9162 W(/m^(2)⋅K),壳程压降相当(分别为18.8,19.4 kPa),整体综合评价因子η值提高25.1%。结构优化使换热面积减少35.2%,管束总质量降低23.5%,材料成本下降34.6%。该设计通过纯逆流流动模式与高效传热元件协同作用,提高传热效率并满足轻量化需求,为船舶动力系统能效升级提供有效解决方案。 展开更多
关键词 船舶 淡水冷却器 管式换热器 强化传热 轻量化 优化设计
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盐水体系中CO_(2)水合物形成与碳封存研究进展 被引量：2
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作者 付骏 徐纯刚 +1 位作者 李云昊 李小森 《化工进展》 北大核心 2025年第10期5926-5940,共15页
由于气候变化的挑战和“碳达峰、碳中和”战略的迫切需要,水合物法CO_(2)封存技术(HCS)得到了越来越多研究者的关注。该方法旨在将CO_(2)注入具有低温和高压的地质环境(例如海洋深处)中形成固态水合物,完成碳封存。为了实现HCS技术的大... 由于气候变化的挑战和“碳达峰、碳中和”战略的迫切需要,水合物法CO_(2)封存技术(HCS)得到了越来越多研究者的关注。该方法旨在将CO_(2)注入具有低温和高压的地质环境(例如海洋深处)中形成固态水合物,完成碳封存。为了实现HCS技术的大规模应用,需要对盐水体系CO_(2)水合物的生成机理和行为进行深入研究。本文从反应机理的角度出发,梳理和总结了NaCl对CO_(2)水合物生成和HCS技术实际应用的影响,介绍了现有的海洋水合物封存项目,对科研工作中常用的微观分析手段和动力学分子模拟进行了综述。分析发现,对于盐水体系中CO_(2)水合物形成机理的研究还不够充分,现有的分析手段难以到达所需的微观尺度。为了HCS技术得到长足有效的发展和未来的大规模应用,提高CO_(2)封存效率和稳定性,需要全面、精确地研究各种影响因素的作用机理,将更多的分析手段应用到反应机理的研究中,本文基于此提出了可能的研究方向和新思路。 展开更多
关键词 CO_(2)水合物 碳封存 盐水 碳减排
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