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题名基于氦膨胀制冷的正仲氢转化耦合流动换热研究
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作者
刘璐
万开
王文玥
王太
汤建成
王少恒
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机构
河北省低碳高效发电技术重点实验室
华北电力大学动力工程系
北京大臻科技有限公司
河北酷德制冷科技有限公司
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出处
《化工学报》
北大核心
2025年第4期1513-1522,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(51876065)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2023MS123)。
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文摘
为探寻基于氦膨胀制冷的氢液化流程中正仲氢转化耦合流动换热特性,采用CFD数值模拟方法,以四股流板翅式换热器为研究对象,研究了氢气在填料微通道内的正仲转化反应和流动换热性能,分析了催化剂粒径和孔隙率,氢气入口Re,低压氦气与氢气质量流量比m_(r)对流动换热性能及出口仲氢体积分数的影响。研究结果表明:孔隙率由0.3增大为0.7,换热增强因子TEF最大可以提升71.59%;粒径由390μm增大至790μm,TEF最大可以提升37.05%;选用较大孔隙率和催化剂粒径更有利于提升氢通道综合换热性能。氢气入口Re由1500减小为500,TEF最多可以提升147.96%,低Re运行工况的通道换热性能更优。当低压氦气与氢气质量流量比值m_(r)为6时,氢气在翅片通道内正仲转化耦合流动传热性能达到最优。研究结果可为大型氦膨胀制冷的氢液化系统提供理论指导。
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关键词
氢液化
正仲氢转化
流动传热
催化剂
数值模拟
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Keywords
hydrogen liquefaction
orthohydrogen and parahydrogen conversion
flow and heat transfer
catalyst
numerical simulation
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分类号
TQ116.2
[化学工程—无机化工]
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