氢燃料电池局部动态特征三维模型

车用燃料电池运行过程中,动态负载可能引起电池局部物理量剧烈变化,进而导致电池性能和使用寿命急剧下降。为了防止上述问题的发生,需要深入分析动态工况下电池局部动态特征。本研究考虑膜电极7层结构特征、气体组分扩散以及气液两相宏观对流带来的能量输运,同时考虑水在气-液-膜三相之间相变引起的局部能量变化,建立了燃料电池两相、非等温、三维动态物理模型,揭示动态载荷下燃料电池内部特征,特别是在流道方向和极板沟脊下催化层区域的热质输运以及电化学反应动态响应特征,并阐明了动态行为形成机理。研究结果显示,在电流负载阶跃过程中膜电极内部存在显著的热质时空响应不均现象,导致变载过程中电池输出电压下冲约20 mV,引发额外功率损失和产热,从而造成局部温度进一步上升。

SCO_(2)布雷顿循环布局的过程特性的现状与评价

为了探究超临界CO_(2)布雷顿循环布局形式对循环性能的总体影响,应用控制变量法和统计学方法分别对简单循环(简单回热循环)、高级循环(再压缩、分级膨胀、再压缩再热循环)和联合循环(联合回热循环和再压缩回热循环组合)进行了分析比较,确定了循环中关键操作参数对循环效率的影响,并对其进行技术评价。结果表明,循环效率随透平进口温度增加而增高,主压缩机进口温度超过CO_(2)临界温度时循环效率下降,分别随主压缩机入口压力、压比和分流比的增加而先升高后下降。从技术角度来看,循环效率与循环布局的复杂性呈正相关。特别是有机朗肯SCO_(2)再压缩回热循环和再压缩再热循环是优选的类型。从经济性角度来看,随着循环复杂度增加,所需成本增加,因此应综合考虑其成本问题。

基于密度泛函理论的CO_(2)吸附微观机理比较研究

为探究吸附法捕获CO_(2)过程中的微观机理和吸附剂材料间的作用关系,基于密度泛函理论方法,综合比较了典型吸附剂包括煤基官能团、Fe、限域离子液体、Na2 CO3、SrTiO3与CO_(2)的吸附过程和差异性.根据不同计算策略,着重分析比较了吸附能、结构优化参数、吸附构型以及原子分布等参数.结果表明,化学吸附中CO_(2)分子与吸附面呈平行关系时通常吸附能最大;在一种材料的同类型官能团中,吸附能大小与氧原子的数量呈正相关关系;吸附过程中C-O键的伸长活化会生成一种重要的中间产物CO_(2)-.提出在探寻CO_(2)吸附材料时可以在含氧原子较多的官能团、活性金属表面等方面进一步探究.最后对基于密度泛函理论的CO_(2)的吸附机理的进一步研究方向进行了展望.

氨及掺氨燃烧过程机理与特性研究进展

氨及掺氨燃烧对于替代化石燃料实现无碳化及减碳化燃烧、实现双碳目标具有积极意义。针对氨及掺氨燃烧在燃料化学工业中的应用潜力,阐述了氨及掺氨燃烧的过程机理包括的反应路径、反应方程及机制模型,主要限制因素包括当量比、氨掺混比例和初始温度等对火焰传播速度和火焰温度的影响,氨及掺氨燃烧的反应、流动与能量的数学模型及其模化性能评估,氨及掺氨燃烧过程氮氧化物的生成与控制,以及掺氨燃烧的工业应用。最后,就氨及掺氨燃烧的基础理论和技术发展进行了展望。

NGH原位钻采液固旋流分离性能及表征与评价

在天然气水合物原位钻采工艺中,液固分离是保证其过程性能的重要环节。水力旋流器以其分离效率高、结构简单而极具应用优势。但当前在水合物液固分离的基础理论、表征方法和性能改进等方面认知尚浅。基于国内外研究成果,阐述旋流器关键结构参数(柱段长度、锥角、进口形式、溢/底流管直径)、介质条件和物性参数(进口速度、颗粒粒径及浓度)对天然气水合物原位钻采液固旋流器分离性能的影响过程与机制,分析旋流器的多相流动与分离过程中内部流场中速度、压力及分离性能的规律,对比多相流动力学数值模拟的方法及其有效性,提出现有旋流器的关键技术经济性能指标,并将其用于改进策略的评价,可为天然气水合物原位钻采液固旋流分离技术提供参考。

单双进口旋风器阻力特性的试验研究

针对旋风器内气流场偏心或轴不对称的情况,改变了旋风器的进口结构,提出了双进口旋风器模型,对比了单、双进口旋风器的阻力特性并进行了分析,指出双进口结构形式较单进口更有利于降低旋风器阻力。

旋风分离器内气固分离模型的研究进展

综述旋风器内气固两相分离模型相关理论研究进展的基础上,从固相颗粒物浓度的影响、固相颗粒物间的相互作用、实际分离过程中各因素的综合作用以及旋风分离器内部的气固两相流动等方面,分析和比较了各模型的建模思想和分析方法,并展望今后分离模型的发展趋势。

旋风器进口结构的优化及其性能的试验研究

将旋风器常规进口结构优化改进为带有不同回转通道形式和角度的进口结构 ,并对各种旋风器的性能进行了冷态试验测定。结果表明 。

旋风器进口结构改进及其性能的试验研究

在旋风器常规单进口的基础上增设回转通道 ,并将进口改进为多点对称进气的双进口结构形式 ,对结构优化前后两种旋风器进行了冷态性能对比试验。结果表明 。

基于RBF神经网络的旋风器阻力系数预测模型

旋风器阻力系数是随旋风器结构参数变化的复杂函数,根据阻力系数与结构因素之间的映射关系建立了基于径向基函数(RBF)神经网络预测模型,并将其用于切流反转式旋风器阻力系数的预测并与常用的BP神经网络模型比较。结果表明,该模型收敛速度快,预测误差小,预测结果与实测结果较为符合。

面向国际证体系及新工科的实践教学体系构建

国际工程教育认证体系和新工科的发展对高等工程教育中的专业改革提出新的机遇和挑战。该文以能源动力类专业为对象,阐述在这一新的背景下能源动力类专业的课程体系、模块单元、核心课程、素质训练、技能训练、综合能力和信息化教学模式等人才培养实践教学体系的构建,以期对新工科能源动力类等专业的国际认证和纵深化改革提供参考。

新工科背景下基于OBE理念的课程教学改革——以“大气污染控制工程”课程为例

“成果导向教育(outcome-based education,OBE)”已成为国际通行的教育理念。针对当前新工科的背景,阐述了该理念在能源动力类“大气污染控制工程”课程教学改革过程中的方法和策略,分析了如何利用“成果导向教育”制定教学内容、结构、过程、范围、实践和评价等过程和体系,以及如何突出学习能力和实践能力的过程培养,以期对“成果导向教育”理念在同类课程或相近专业的教学改革起到参考和借鉴作用。

旋风器进口回转通道分级效率模型

提出了一种新的旋风器进口回转通道的横混分级效率模型 ,分析了等截面和变截面两种通道的分级效率模型形式 ,并与已有的回转通道分级效率模型进行了比较。模拟结果表明 。

轴对称渐缩回转进口旋风器流场特性研究

将普通切向单进口旋风器改进为具有轴对称渐缩回转进口的旋风器 ,并采用 5孔探针对其流场特性进行了试验研究 ,给出了其速度和静压分布并与普通切向单进口旋风器进行了对比。结果表明 ,采用轴对称渐缩回转进口增强了流场的轴对称性 。

不同进口回转通道旋风器性能的灰色关联评价

在综合旋风器技术经济指标的基础上 ,运用灰色关联分析方法对不同进口回转通道形式和角度旋风器的性能进行综合评价 ,根据关联序指出了各种不同类型旋风器的性能优劣程度。结果表明 ,具有双进口渐缩回转通道的旋风器性能较优。

新形势下能动类专业大气污染控制工程教改探索

"大气污染控制工程"是能源与动力工程类专业重要的专业课。为了深入切合专业设置的侧重与特色,结合新形势下能源动力类典型工科本科生培养要求和目标,从内容设置、教学方式尤其是工程课程设计和双语及全英教学方面进行了该课程教学改革的尝试和探索,以期对相近专业同类课程的教学改革起到参考作用。

切向反转流旋风器阻力计算模型

根据切向反转流旋风器的结构特性和流场特性 ,分析了该种旋风器的阻力构成并给出了相应的计算模型。与常用的旋风器阻力计算模型对比表明 ,该模型与试验结果的误差较小 ,具有较好的吻合性。

高校教师国际化水平评价与提升途径——以上海理工大学能源与动力工程学院为例

为探索高校教师国际化素质的激励机制,建立由教师、教学和科研国际化3个一级指标、7个二级指标和18个三级指标组成的评价指标体系,采用层次分析和主观经验相结合的方法确定指标权重,建立模糊综合评价模型。以地方工科高校能源类直属二级院系上海理工大学能源与动力工程学院为例,对其教师国际化现状与水平进行综合评价。在此基础上,以评价指标和结果为指导,提出教师国际化素质提升的应对方法与途径。

酿酒酵母代谢有机酸对乙醇发酵的影响

发酵过程中酵母代谢产生的有机酸会影响发酵效率。以葡萄糖为底物,在自动发酵罐中进行了酿酒酵母间歇乙醇发酵实验,研究了发酵过程中酵母的主要代谢副产物中有机酸的种类及其对乙醇发酵的影响。结果表明,发酵过程中酵母代谢的主要有机酸是琥珀酸、乳酸和乙酸。3种酸的总量随温度(25~40℃)升高或p H增大(3~6)呈上升趋势,最大值可达5.78 g/L,占产物的23.3%。通过外源投加有机酸实验发现,3种代谢有机酸对酵母抑制作用的大小并不完全由其酸性决定,还与其进入细胞的难易程度等相关。通过外源投加有机酸实验结合发酵过程中去除有机酸实验可以确定,对乙醇发酵的影响由大到小依次为乙酸、琥珀酸和乳酸,且三者之间对乙醇发酵无明显的协同抑制效应。乙酸是发酵过程中产生主要抑制作用的代谢有机酸,2 g/L的乙酸可引起菌体浓度明显下降,4 g/L的乙酸即可引起乙醇得率下降86.7%。

BP神经网络的LM算法及其对颗粒碰撞振动阻尼的预测

介绍了一种BP神经网络的改进Levenberg Marquardt(LM)算法原理,用这种方法对颗粒碰撞振动系统的阻尼进行了训练和仿真,并将此改进算法与传统算法进行比较.结果表明,该算法稳定、快捷,预测准确,适合应用于对实时性要求比较高的场合,且预测得到的模型与相关文献中的结果一致.