宋秉烨
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李印实
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杨卫卫
,
何雅玲
工程热物理学报
本文设计了基于无Pt电极的自呼吸式阴离子交换膜(AEM)直接葡萄糖燃料电池(DGFC),并对其性能进行了实验研究.结果表明,在室温下,自呼吸式AEM-DGFC的最大功率密度达到20.8 mW·cm-2,最大电流密度为156mA·cm-2,优于以葡萄糖为反应物的传统的微生物燃料电池和酸性直接葡萄糖燃料电池(PEM-DGFC).实验还探究了葡萄糖浓度以及KOH浓度对于自呼吸式直接葡萄糖燃料电池性能的影响,葡萄糖浓度的升高一方面会降低传质极化,另一方面会阻碍OH-的传输,增大电池的内阻.0.7 M浓度的葡萄糖使燃料电池性能达到最优最优.KOH浓度从2M升高到4M时,使得阳极的GOR速率加快,电池性能进一步提升.
关键词:
燃料电池
,
葡萄糖
,
阴离子交换膜
,
自呼吸
,
无Pt电极
徐超
,
何雅玲
,
杨卫卫
,
陶文铨
工程热物理学报
基于LJ势能模型和soft-sphere势能模型对不同状态下氩流体的径向分布函数、速度相关函数、横向粒子流相关函数和中间散射函数进行模拟,重点讨论了LJ势能分子间吸引力和软心势能"软度"对流体静态和动态平衡性质的影响,结果发现软心势能的影响比分子间吸引力的影响更显著,而且动态平衡性质中出现的振荡现象也是由软心势能所致.
关键词:
分子动力学
,
势能模型
,
动力学属性
杨卫卫
,
何雅玲
,
黄竞
,
赵春凤
,
陶文铨
工程热物理学报
对多孔材料强化管内换热进行了数值研究,详细讨论了多孔材料厚度(0≤e≤1)和渗透率(10-5≤Da≤10)等参数对管内换热特性和压力损失的影响.结果表明:利用多孔材料调整流场分布,剪薄边界层厚度,能够有效地增强管内换热.当Da=10-4时,管内充分发展Nu数最大能够增至空管时5.5倍左右.但管内压力损失随着多孔材料厚度e的增加或Da数的减小而急剧增大.因此在实际应用中,应采用部分填充多孔材料,文中建议最佳的多孔材料厚度e取O.6左右,此时换热可以得到相当程度的强化,而且压力损失控制在可接受的范围内.
关键词:
多孔材料
,
强化换热
,
数值研究
周福
,
杨卫卫
,
曹兴起
,
何雅玲
工程热物理学报
针对双热源热泵系统,理论分析了三种混合工质R245fa/R134a、R245fa/R152a和R245fa/RC270随R245fa质量分数变化时的系统热力学性能.结果表明:混合工质在特定配比时,系统热力学性能明显优于上述任一种纯工质.出口水温为80℃时,R245fa/R134a、R245fa/R152a和R245fa/RC270分别在R245fa质量分数为0.64、0.7和0.88时系统COP取得最大值,其值相应为4.74、4.68和5.15.三种混合工质中R245fa/RC270(0.88/0.12)的性能最高,与纯工质R152a相比,COP提高了约20％,产生单位质量热水的耗功降低了16.6％,并且压缩机排气温度和排气压力大幅降低.利用T-Q图分析了蒸发器和冷凝器中冷热流体间的温度匹配特性,发现采用混合工质后换热器中冷热流体的温度匹配性能明显变好,其中R245fa/RC270(0.88/0.12)温度匹配最佳.
关键词:
高温热泵系统
,
理论分析
,
混合工质
,
温度匹配特性
赵春凤
,
何雅玲
,
丁文静
,
杨卫卫
,
陶文铨
工程热物理学报
本文开发了二维可压缩交变流动的SIMPLEC计算程序,对渐缩型锥形脉管制冷机进行了二维数值研究,研究了锥度对脉管制冷机性能的影响.数值计算结果表明,对渐缩型锥形脉管,存在一最佳锥度,此时的制冷效果最好,当锥度大于最佳锥度时,制冷效果反而变差.另外本文还从脉管内流场的分布及二次流的角度揭示了锥形脉管能提高制冷机性能的原因及内在机理.一定锥度下的锥形脉管不但可以改变脉管内二次流的大小,还改变了脉管内二次流的分布情况,使脉管冷热端的二次流分布变得不均匀.这是一定锥度下的锥形脉管可以改善脉管制冷机制冷效果的主要原因.
关键词:
锥形脉管
,
二次流
,
数值研究
杨卫卫
,
曹兴起
,
周福
,
何雅玲
工程热物理学报
提出将回热器与热泵相结合的方式对温度为60℃工业余热资源进行回收,并将25℃的生水加热至90℃.通过对该系统、单独回热器以及单独热泵的余热回收系统的热力学性能进行理论分析与比较,结果表明采用这种热泵与回热器结合的方式具有更好的热力学性能.按一次能源利用率折,该系统产生单位质量热水的耗能相对于后两者分别减少73.4％和48.9％.同时基于对生水加热过程的T-Q图进行分析,发现回热器和热泵相结合加热冷水的方式其(火积)耗散有很大的降低,这是因为该系统中冷水加热过程采取了梯级加热的方式,使得冷热源之间的温度匹配性更好,降低了传热过程的不可逆损失,有利于提高系统的热力学性能.
关键词:
余热回收
,
回热器
,
热泵
,
热力分析
,
(火积)耗散
何雅玲
,
杨卫卫
,
赵春凤
,
陶文铨
工程热物理学报
对脉动流动强化凸块散热进行了数值研究,讨论了雷诺数Re,斯德鲁哈尔数St,脉动振幅A等参数对凸块散热性能和通道中压力损失的影响.数值结果表明,脉动流动加强了流体的扰动和掺混作用,增强了流体的传热能力,进而强化了凸块的散热.凸块散热的强化效果随着Re数和A的增大而增大,并且对于该模型存在最佳的St数.另外,通道中瞬时压力损失满足正弦规律变化,其周期平均的压力损失与稳态时差异不大.
关键词:
脉动流动
,
脉动振幅
,
数值模拟
,
传热强化
杨卫卫
,
何雅玲
,
徐超
,
陶文铨
工程热物理学报
本文针对二维方腔中非稳态自然对流过程进行了数值研究,方腔一侧被等温冷却,另一侧受到三块热板脉动加热,热板温度满足两种不同规律,脉动周期0.01 s＜r＜500 s,脉动大小0＜n＜0.40,所研究的自然对流问题取Ra=106,工质为空气(Pr=0.70).研究结果表明:方腔中冷板瞬时对流换热量与相应稳态时有很大差异;在一定条件下,热板温度脉动周期和脉动量对冷板的换热量均有很大的影响.
关键词:
自然对流
,
脉动加热
,
数值模拟
杨卫卫
,
何雅玲
,
李印实
工程热物理学报
本文利用直接甲醇燃料电池瞬态二维两相多组分质量传输模型,研究了电池电流密度阶跃变化时电池电压以及电池膜电极内组分传输的动态响应过程.研究发现当电流密度突然降低时,电池电压出现过脉冲现象,这是由阴阳极过电势不同的动态响应趋势和响应速度造成的.电压的长时间响应主要是因为膜电极内甲醇缓慢的传输过程引起的.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
瞬态运行
,
响应特性
,
数值模拟
