压缩空气储能系统双悬臂转子动平衡方法研究 被引量：1

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作者 毛豪杰 张雪辉 +3 位作者 焦瀚晖 李和平 刘彦 陈海生 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期1954-1968,共15页

压缩空气储能(CAES)系统具有规模大、效率高等特点,被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。整体齿式压缩机作为CAES系统的核心装备之一,其双悬臂转子的稳定性越来越受到人们的重视。为解决转子两端悬挂叶轮不平衡量引起的转子振动... 压缩空气储能(CAES)系统具有规模大、效率高等特点,被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。整体齿式压缩机作为CAES系统的核心装备之一,其双悬臂转子的稳定性越来越受到人们的重视。为解决转子两端悬挂叶轮不平衡量引起的转子振动报警,通常选用多平衡面现场动平衡,而多平面平衡操作复杂且启停次数多,为简化平衡过程、延长双悬臂转子使用寿命,本工作对CAES系统双悬臂转子不平衡特性及动平衡方法进行了研究。首先,基于有限元分析软件对压缩机双悬臂转子进行了建模分析,研究表明对于双悬臂转子的双端不平衡,可解耦为单端不平衡进行平衡,从而避免生产过程中复杂的动平衡过程。然后,通过现场一端叶轮进行现场动平衡实验,对比了不同试重对轴系动平衡效果的影响,实验结果表明添加试重产生的振动幅值与相位变化量越大,计算所得配重的平衡效果越好。最后,在另一端叶轮完全模拟现场实际情况对叶轮出厂原始不平衡量进行盲平,验证了本研究方法的有效性和普适性,平衡效率达到84.01%。 展开更多

关键词 压缩空气储能 转子动力学分析 双悬臂转子 现场动平衡 影响系数法

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天然气余压发电透平发电机组控制特性研究 被引量：4

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作者 蒋鑫 朱万炫 +4 位作者 李和平 张雪辉 许剑 韩汶昕 徐江荣 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3287-3298,共12页

本文研究了透平发电机组的物理模型,重点详细介绍了透平膨胀机调速系统、同步发电机、励磁系统的工作原理。并据此利用MATLAB/Simulink建立起透平发电机组数学模型,主要包括透平膨胀机及其调速系统、同步发电机及励磁系统、电力负载模... 本文研究了透平发电机组的物理模型,重点详细介绍了透平膨胀机调速系统、同步发电机、励磁系统的工作原理。并据此利用MATLAB/Simulink建立起透平发电机组数学模型,主要包括透平膨胀机及其调速系统、同步发电机及励磁系统、电力负载模型等。然后根据建立的仿真模型对透平发电机组运行工况进行了常规PID仿真研究,在此基础上,对系统的控制方法进行优化,采用模糊PID控制进行了空载启动和投切负载的仿真研究,根据仿真结果对比了常规PID和模糊PID的控制性能,仿真结果显示模糊PID控制器比常规PID控制器的启动时间更短、超调量更小,使得发电机组的响应过程更加快速、稳定。 展开更多

关键词 余压发电 透平发电机组 仿真模型 模糊PID

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压气机叶顶间隙流动与控制研究进展 被引量：2

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作者 韩汶昕 张雪辉 +5 位作者 许剑 傅力宏 蒋鑫 郭文宾 谢宇超 陈海生 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1940-1962,共23页

压缩空气储能被视为最具发展潜力的物理储能技术,作为其核心部件,压气机的性能表现在较大程度上决定着储能系统的经济性和效率。叶顶间隙流动因其复杂的三维流动特性,对压气机内部流场结构变化存在重要作用,是影响整机性能的关键因素。... 压缩空气储能被视为最具发展潜力的物理储能技术,作为其核心部件,压气机的性能表现在较大程度上决定着储能系统的经济性和效率。叶顶间隙流动因其复杂的三维流动特性,对压气机内部流场结构变化存在重要作用,是影响整机性能的关键因素。文章依照叶顶结构特点分类总结了带冠、无冠轴流压气机和开式/半开式、闭式离心压气机叶顶间隙流动产生的机理,根据压气机流动特性,进一步综述国内外压气机叶顶间隙流动的研究进展,形成以下结论:对于无冠轴流压气机,非定常叶顶间隙流动与失速、叶片噪声及振动问题密切相关,需扩充研究成果以优化叶顶设计;带冠轴流压气机缺乏实验和数据支撑,流动控制手段单一,可尝试跨领域应用控制技术;离心压气机叶顶间隙流动研究仍需探索变间隙特性和周向不均匀性对流动结构的影响,并提升应对流场变化的能力。未来研究可着重于高精度数值模拟方法的应用推广、跨领域控制技术的尝试和复合结构的探索。 展开更多

关键词 压缩空气储能 压气机 叶顶间隙流动 流动控制技术

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固体推进剂微推进器的研究进展 被引量：4

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作者 李和平 何建乐 +2 位作者 梁导伦 刘建忠 蔚明辉 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第1期188-194,共7页

总结了固体推进剂微推进器的结构类型、点火装置、材料选择、推进剂配方、测试系统等,并提出未来的发展方向。而硼的质量热值和体积热值大,是火箭冲压发动机固体推进剂的首选燃料。分析含硼推进剂作为微推进器的能量单元,研究其性能规... 总结了固体推进剂微推进器的结构类型、点火装置、材料选择、推进剂配方、测试系统等,并提出未来的发展方向。而硼的质量热值和体积热值大,是火箭冲压发动机固体推进剂的首选燃料。分析含硼推进剂作为微推进器的能量单元,研究其性能规律及改进措施,将为含硼推进剂配方优化和微推进器结构尺寸优化指明方向。 展开更多

关键词 物理化学 航空航天 微推进器 固体推进剂 硼

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三氢化铝释氢改性调控方法及机理研究进展 被引量：5

5

作者 袁雪玲 李和平 +4 位作者 庞爱民 刘建忠 唐根 徐星星 黄雪峰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期739-747,共9页

三氢化铝(AlH3)因储氢量高、能量密度大,作为高能材料用于固体推进剂可显著提高其比冲,但需要对其进行稳定化处理以提高其在推进剂制备、存储、运输过程中的稳定性。同时,AlH3具有较低的释氢温度,作为理想的储氢材料,可为车载及便携式... 三氢化铝(AlH3)因储氢量高、能量密度大,作为高能材料用于固体推进剂可显著提高其比冲,但需要对其进行稳定化处理以提高其在推进剂制备、存储、运输过程中的稳定性。同时,AlH3具有较低的释氢温度,作为理想的储氢材料,可为车载及便携式燃料电池提供氢源,需要对其进行释氢改性以提高其释氢速率。综述了AlH3释氢调控方法,包括稳定化方法和释氢加速方法,并总结得到AlH3释氢调控机理为:表面成核反应是控制AlH3整体释氢速率的决定步骤,可以通过控制表面成核位点的数量来调控AlH3的释氢性能。因此,AlH3用于固体推进剂时,其改性手段集中于减少其表面成核位点来阻止成核反应的发生,提高稳定性;AlH3用于燃料电池时,各种改性调控方法应基于缩短诱导期增加Al的成核位点,来降低AlH3的释氢温度,通过控制温度来控制释氢速率。还提出未来AlH3用于推进剂和燃料电池的重点研究方向。 展开更多

关键词 三氢化铝 固体推进剂 燃料电池 改性方法 调控机理

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微米级三氢化铝激光点火燃烧性能研究 被引量：4

6

作者 蔚明辉 李和平 +4 位作者 唐根 徐星星 刘建忠 周禹男 徐江荣 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期16-22,共7页

三氢化铝(AlH3)由于较高的含氢量、较高的质量和体积热值,及低温下快速分解释氢的特性,被视为是最有发展潜力的含能燃料之一,可显著提高推进剂的比冲。采用功率为270 W的激光点火实验台研究了3种粒径的AlH3样品(中位径分别为21.88、86.1... 三氢化铝(AlH3)由于较高的含氢量、较高的质量和体积热值,及低温下快速分解释氢的特性,被视为是最有发展潜力的含能燃料之一,可显著提高推进剂的比冲。采用功率为270 W的激光点火实验台研究了3种粒径的AlH3样品(中位径分别为21.88、86.16、136.00μm)的点火燃烧性能。结果表明,整个火焰演变过程存在发展、稳定和衰退3个阶段。在实验工况范围内,随着样品粒径增大,最大火焰高度和直径均有所减小,最大光谱强度减小,点火延迟时间增大,自维持燃烧时间减少。当粒径由21.88μm增大到86.16μm,点火延迟时间由12 ms增大到130 ms,平均燃烧强度由371496减少至144016,而燃烧时间由238 ms减少至80 ms。因为粒径越大,比表面积越小,样品与氧化剂的接触面积越小,燃烧强度降低,样品燃烧不完全,导致自维持燃烧时间变短。 展开更多

关键词 三氢化铝(AlH3) 点火延迟时间 燃烧时间 燃烧强度

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酸性和有机溶液对α-AlH_(3)稳定改性的研究 被引量：4

7

作者 袁雪玲 李和平 +4 位作者 庞爱民 唐根 徐星星 刘荟 刘建忠 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期779-786,共8页

为提高α‑AlH_(3)的稳定性,采用酸性和有机溶液对其进行了处理,通过结构表征、稳定性测试和机械感度测试对比研究了处理前后的样品,探讨了改性对α‑AlH_(3)释氢性能的影响及改性机理。结果表明,改性方法有效且对样品释氢性能影响微弱,... 为提高α‑AlH_(3)的稳定性,采用酸性和有机溶液对其进行了处理,通过结构表征、稳定性测试和机械感度测试对比研究了处理前后的样品,探讨了改性对α‑AlH_(3)释氢性能的影响及改性机理。结果表明,改性方法有效且对样品释氢性能影响微弱,改性后的α‑AlH_(3)的释氢损失量不超过1%,起始释氢温度和释氢峰值温度变化不超过±3℃,最大释氢速率变化不超过20%,其中,氢溴酸处理增强α‑AlH_(3)贮存稳定性的效果最好,样品贮存期间释氢量由0.87%降至0.02%。酸性和有机溶液处理能够使样品表面的杂质和缺陷减少,酸性溶液处理的α‑AlH_(3)表面形成了无定形氧化铝或氢氧化铝,增强了α‑AlH_(3)的稳定性。相较于有机溶液,酸性溶液在实际应用中更优。 展开更多

关键词 三氢化铝 稳定性 推进剂 改性机理 机械感度

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AlH_(3)热分解释氢机理研究进展 被引量：3

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作者 蔚明辉 李和平 +5 位作者 庞爱民 唐根 徐星星 刘建忠 周禹男 徐江荣 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期138-147,共10页

三氢化铝(AlH3)作为一种潜在的储氢量高和能量密度大的储氢介质,可广泛用于固体或混合火箭推进器,炸药和低温燃料电池等领域。介绍了AlH3用于固体推进剂高能燃料的应用价值,指出了目前阻碍其在固体推进剂中广泛使用的因素。为了研究AlH... 三氢化铝(AlH3)作为一种潜在的储氢量高和能量密度大的储氢介质,可广泛用于固体或混合火箭推进器,炸药和低温燃料电池等领域。介绍了AlH3用于固体推进剂高能燃料的应用价值,指出了目前阻碍其在固体推进剂中广泛使用的因素。为了研究AlH3的热分解释氢特性和机理,综述了热分解释氢的热力学和动力学特性、微观释氢机理、释氢影响因素(氧化层、粒径、晶型、加热速率、热解气氛、球磨和掺杂等)以及各种稳定化改性方法(表面钝化法、表面包覆法等)等方面的研究进展;重点介绍了不同晶型的热分解释氢特性和其释氢影响因素,并指出了AlH3作为高能储氢材料亟需解决的问题和研究方向:深入研究释氢及氧化机理,提出更加高效的改性调控方法;寻找实现AlH3循环利用的有效途径。 展开更多

关键词 AlH_(3) 释氢动力学 微观机理 改性方法

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三氢化铝应用于燃料电池的研究进展 被引量：2

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作者 郑阳昊 李和平 +2 位作者 刘建忠 梁导伦 周俊虎 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期130-138,共9页

三氢化铝(AlH3)具有储氢量大、质量轻、释氢温度较低、产物洁净等优势,是应用于燃料电池的理想储氢材料,但因其合成成本较高、室温条件下难以再生,目前尚未大规模应用。本文从燃料电池对储氢材料的要求出发,介绍了AlH3的基本性质、合成... 三氢化铝(AlH3)具有储氢量大、质量轻、释氢温度较低、产物洁净等优势,是应用于燃料电池的理想储氢材料,但因其合成成本较高、室温条件下难以再生,目前尚未大规模应用。本文从燃料电池对储氢材料的要求出发,介绍了AlH3的基本性质、合成再生方法及其释氢性能与改进方法,简述了基于AlH3的储氢装置及系统、车载储氢和便携式电源等应用的国内外研究现状,提出今后研究工作应集中在降低释氢温度、调控释氢速率、提高释氢率、设计高效储氢系统及开发低成本制备和再生工艺。 展开更多

关键词 氢 燃料电池 储氢材料 三氢化铝 解吸 浆料 再生

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不同氧含量气氛下AlH3激光点火燃烧特性研究 被引量：1

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作者 金磊磊 刘建忠 +3 位作者 李和平 蔚明辉 唐根 徐星星 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1426-1432,共7页

三氢化铝(AlH3)作为一种新型含能材料,可显著提升固体推进剂的比冲,具有广阔的发展前景。为了填补国内对AlH3基础研究的空白,利用激光点火实验台对不同氧含量气氛下的AlH3进行点火燃烧实验,采用光纤光谱仪、高速相机、双色高温计监测样... 三氢化铝(AlH3)作为一种新型含能材料,可显著提升固体推进剂的比冲,具有广阔的发展前景。为了填补国内对AlH3基础研究的空白,利用激光点火实验台对不同氧含量气氛下的AlH3进行点火燃烧实验,采用光纤光谱仪、高速相机、双色高温计监测样品点火燃烧过程中的火焰形貌、温度变化、光谱数据等,并对燃烧残留物进行理化特性分析。结果显示,AlH3在燃烧过程中存在火焰脱离样品的现象。且随着气氛中氧含量的提高,燃烧强度增大,最高温度呈现增大的趋势,由1025.5℃增加到1350.0℃,点火延迟时间缩短,由22ms下降至4ms,燃烧时间呈现先延长后缩短的趋势。高氧含量气氛下与低氧含量气氛下的燃烧残留物形态和成分有很大不同。反应气氛中氧含量的提高可以有效促进AlH3的点火燃烧性能。 展开更多

关键词 AlH3 点火 燃烧 氧含量 激光

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α型三氢化铝点火燃烧特性研究进展 被引量：1

11

作者 金磊磊 刘建忠 +3 位作者 李和平 蔚明辉 唐根 徐星星 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第12期171-177,共7页

三氢化铝作为一种新型含能材料,由于其高储氢量和快速释氢的特性,可以显著提高固体推进剂的能量性能而得到广泛关注。本文综述了α型三氢化铝点火燃烧特性研究进展。介绍了α—AlH_3与多种固体推进剂组分相容性以及其用于固体推进剂中... 三氢化铝作为一种新型含能材料,由于其高储氢量和快速释氢的特性,可以显著提高固体推进剂的能量性能而得到广泛关注。本文综述了α型三氢化铝点火燃烧特性研究进展。介绍了α—AlH_3与多种固体推进剂组分相容性以及其用于固体推进剂中对固体推进剂的促进作用,总结了一般情况下α—AlH_3点火燃烧机理是先脱氢,然后剩余的铝点火燃烧和外部环境对其点火燃烧的影响,并与金属铝的点火燃烧相比较。文章还对目前研究中取得的成果和存在的问题进行归纳总结,对未来研究的重点进行展望。 展开更多

关键词 固体推进剂 三氢化铝 点火 燃烧 能量释放

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氧化剂包覆硼颗粒对硼基推进剂点火燃烧特性的影响 被引量：6

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作者 陈冰虹 刘建忠 +2 位作者 梁导伦 李和平 周俊虎 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期774-780,共7页

选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械... 选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械混合样品作为对照组。结果表明,AP的包覆会使样品发生低温急剧燃烧,从而促进硼颗粒的低温氧化,有效缩短样品的点火延迟时间至330 ms。与机械混合样品进行对照发现,包覆是产生低温急剧燃烧现象的重要原因。AN包覆的B基推进剂样品具有更低的起始反应温度,为327.6℃,但其整体放热性能较差,平均燃烧温度仅为642.8℃。NQ、HMX的包覆能有效提高B基推进剂的燃烧强度,缩短燃烧时间。其中,NQ有利于提高燃烧强度的峰值;而HMX则更有利于整体燃烧强度的提升,其包覆使B基推进剂燃烧时间缩短为2750 ms,平均燃烧温度达到845.5℃,放热量提高至9968 J·g^(-1)。 展开更多

关键词 硼基推进剂 氧化剂 包覆 热氧化特性 点火燃烧特性

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基于含硼推进剂的微推进器燃烧特性及推进性能 被引量：1

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作者 李和平 席剑飞 +3 位作者 罗淋旺 赵文敬 梁导伦 刘建忠 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期671-677,共7页

为研究使用含硼推进剂的微推进器点火燃烧特性及推进性能,搭建了激光点火测试实验台,配制了B/AP、B/KNO_3及B/AP/HTPB三种含硼推进剂配方,分别在2~6 mm不同内径微燃烧室中进行了燃烧测试实验。实验结果表明,配方B/KNO_3的燃速快,推力大... 为研究使用含硼推进剂的微推进器点火燃烧特性及推进性能,搭建了激光点火测试实验台,配制了B/AP、B/KNO_3及B/AP/HTPB三种含硼推进剂配方,分别在2~6 mm不同内径微燃烧室中进行了燃烧测试实验。实验结果表明,配方B/KNO_3的燃速快,推力大,在内径为2.76 mm燃烧室中的平均推力达到0.028 56 N;配方B/AP的推力作用时间长,冲量大,在内径为4.92 mm燃烧室中的最大冲量为0.042 28 N·s;配方B/AP/HTPB燃烧较稳定,粘合剂的添加可改善燃烧特性,但会降低推进性能,且推力、比推力、冲量、比冲量等推进性能均随燃烧室内径的增大呈先增大、后减小的趋势。 展开更多

关键词 微推进器 含硼推进剂 燃烧特性 推进性能

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含硼推进剂一次燃烧固相产物氧化反应特性 被引量：4

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作者 梁导伦 刘建忠 +2 位作者 陈冰虹 李和平 周俊虎 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期948-953,共6页

对硼基推进剂一次燃烧固相产物进行研究,是获得硼基推进剂二次燃烧氧化特性的重要手段。为比较在硼基推进剂初始配方中添加KClO_4和CL-20两种含氧添加剂对其二次燃烧氧化特性的影响,通过场发射扫描电镜、常压热分析系统和自主研发的激... 对硼基推进剂一次燃烧固相产物进行研究,是获得硼基推进剂二次燃烧氧化特性的重要手段。为比较在硼基推进剂初始配方中添加KClO_4和CL-20两种含氧添加剂对其二次燃烧氧化特性的影响,通过场发射扫描电镜、常压热分析系统和自主研发的激光点火试验系统对硼基推进剂一次燃烧固相产物样品进行了试验研究。结果表明,样品的热氧化过程主要包含三次失重过程和一次增重过程。先后经历了H_3BO_3分解析出的水分蒸发、NH_4Cl分解、C和B_mC_n氧化、B的氧化过程。在硼基推进剂初始配方中使用CL-20代替KClO_4,可使样品的放热量由7.62kJ/g提升到8.33kJ/g。样品的激光点火燃烧过程中可以观察到B,C两种元素的特征光谱。添加了KClO_4的样品中还能观察到KCl的特征光谱。在硼基推进剂中添加CL-20比添加KClO_4更有利于其一次燃烧固相产物的点火和自持燃烧,可使其二次燃烧的平均燃烧温度由1512°C提升到1633°C。 展开更多

关键词 硼基推进剂 二次燃烧 含氧添加剂 热氧化 激光点火燃烧

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