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CO2/丙烷混合工质水平管内流动沸腾换热特性研究 被引量:3
1
作者 吴晓敏 赵然 +2 位作者 魏兆福 黄秀杰 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期706-709,共4页
本文研究了CO2/丙烷混合工质的流动沸腾换热特性,实验段为内径2mm的水平光管。实验条件为:混合物中丙烷质量分数0%-100%,初始蒸发温度0—10℃,热流密度5—15kW/m2,质量流速200-400kg/(m2s)。结果表明;CO2/丙烷混合工质的... 本文研究了CO2/丙烷混合工质的流动沸腾换热特性,实验段为内径2mm的水平光管。实验条件为:混合物中丙烷质量分数0%-100%,初始蒸发温度0—10℃,热流密度5—15kW/m2,质量流速200-400kg/(m2s)。结果表明;CO2/丙烷混合工质的换热系数,介于两种纯净物即CO2和丙烷之间,并随着混合物中丙烷含量的增加而减小;初始蒸发温度、热流密度或质量流速的增加均能引起换热系数的增加;对应蒸干现象的临界干度随混合工质中丙烷含量增加而增大,且蒸干会被较低的初始蒸发温度、较低的热流密度和较高的质量流速所抑制。 展开更多
关键词 CO2 丙烷 混合工质 水平管 流动沸腾
二氧化碳在干热岩中换热及固化的数值模拟 被引量:4
2
作者 宋阳 吴晓敏 +1 位作者 胡珊 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1902-1905,共4页
在增强型地热系统(EGS)中,采用CO2替代水作为工质能够在利用低渗透性岩层中的地热能的同时埋存温室气体。本文使用TOUGHREACT软件建立二维EGS模型,对CO2工质在干热岩中的流动换热和固化进行了数值模拟。模型考虑了岩层中实际存在的... 在增强型地热系统(EGS)中,采用CO2替代水作为工质能够在利用低渗透性岩层中的地热能的同时埋存温室气体。本文使用TOUGHREACT软件建立二维EGS模型,对CO2工质在干热岩中的流动换热和固化进行了数值模拟。模型考虑了岩层中实际存在的孔隙水以及CO2-水-岩石三相间的化学反应,模拟时间为40年,得到了CO2质量流率、取热量随时间的变化,以及固化的CO2的空间分布随时间的变化。结果表明:与水相比,CO2能够从干热岩中获取更多的热量,并且拥有埋存温室气体的巨大潜力;CO2工质EGS系统更适合在渗透率高、温度高而孔隙率小、压力小的岩层应用,可获得更好的换热和固化效果。 展开更多
关键词 二氧化碳 换热 地质埋存 增强型地热系统 数值模拟
二氧化碳深盐水层埋存传质数值模拟 预览 被引量:5
3
作者 胡珊 吴晓敏 +1 位作者 宋阳 王维城 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期59-63,共5页
CO2的深盐水层埋存被认为是埋存量最大、最有前景的CO2埋存方式。通过针对我国地质特点,选取硅酸盐地质层为CO2埋存层,利用TOUGHREACT软件,数值模拟研究了超临界CO2埋存在硅酸盐地质层中的传质问题,得到以下结论:注入CO210年后,深度750... CO2的深盐水层埋存被认为是埋存量最大、最有前景的CO2埋存方式。通过针对我国地质特点,选取硅酸盐地质层为CO2埋存层,利用TOUGHREACT软件,数值模拟研究了超临界CO2埋存在硅酸盐地质层中的传质问题,得到以下结论:注入CO210年后,深度750m处,盐水层pH值沿着远离注入井方向呈增大趋势;气体饱和度在近注入点附近区域为1,后沿径向逐渐降到0;方解石容积分数沿径向增加,最终回落到与盐水层中原有含量相同水平;矿物捕获的CO2变化趋势与方解石相仿;HCO3-的变化趋势与CO2气体和CO23-浓度的变化密切相关,在注入中段区域增加,后回落到盐水层原有水平。这些结果有益于认识CO2埋存机理。 展开更多
关键词 二氧化碳减排 深盐水层埋存 数值模拟
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烧结/堆积床多孔介质流动沸腾换热实验研究
4
作者 余海涛 吴晓敏 +2 位作者 曾令玉 姜培学 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期 861-864,共4页
本文实验对比研究了0.3 mm、0.5mm、0.7 mm三种粒径的铜颗粒烧结与堆积床多孔介质中的流动沸腾换热,主要研究了入口流速、热流密度、加热方位及粒径对流动沸腾换热的影响,以及多孔介质中的沸腾滞后。实验结果表明:大入口流速、低热流... 本文实验对比研究了0.3 mm、0.5mm、0.7 mm三种粒径的铜颗粒烧结与堆积床多孔介质中的流动沸腾换热,主要研究了入口流速、热流密度、加热方位及粒径对流动沸腾换热的影响,以及多孔介质中的沸腾滞后。实验结果表明:大入口流速、低热流密度、下方加热以及小粒径时加热壁面的过热度较低,即有利于沸腾换热;本实验所用烧结多孔介质壁面过热度高于堆积床多孔介质,其原因是内部含有闭孔。 展开更多
关键词 流动沸腾 烧结多孔介质 堆积床多孔介质 壁面过热度
食品冷藏运输过程的LCCP评价
5
作者 吴晓敏 胡珊 +2 位作者 莫少嘉 史琳 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 135-138,共4页
本文基于寿命期气候性能LCCP概念,加入环境温度变化、冷藏运输车型、车速、制冷柜的COP和驱动方式、运输距离等影响因素,提出了科学评价食品冷藏运输过程LCCP的计算方法,并对12种冷藏运输车,在六个城市、不同冷藏温度及不同寿命期... 本文基于寿命期气候性能LCCP概念,加入环境温度变化、冷藏运输车型、车速、制冷柜的COP和驱动方式、运输距离等影响因素,提出了科学评价食品冷藏运输过程LCCP的计算方法,并对12种冷藏运输车,在六个城市、不同冷藏温度及不同寿命期限内,使用R404A、R410A、C02三种制冷剂的LCCP进行了对比评价。结果表明:环境温度较高的城市,LCCP较大;与C02及R410A相比,R404A的LCCP最大;冷藏温度越低,能耗越大,LCCP越大;相比于使用主发动机或电驱动制冷柜的冷藏车,使用辅助发动机驱动的冷藏车的LCCP较大。 展开更多
关键词 全球气候变暖 LCCP 食品冷藏运输 制冷剂
CO_2/丙烷混合工质管内流动沸腾换热的数值模拟 被引量:2
6
作者 吴晓敏 魏兆福 +2 位作者 莫少嘉 姜培学 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1019-1022,共4页
通过在FLURENT软件中植入相变UDF模块,实现了对混合工质流动沸腾换热的数值模拟。模拟对象为质量比50/50的CO_2/丙烷混合工质在内径4 mm长1.4 m的光管和微肋管内的流动沸腾换热,工况如下,入口流速为0.487 m/s、入口温度为-5℃、操作压力... 通过在FLURENT软件中植入相变UDF模块,实现了对混合工质流动沸腾换热的数值模拟。模拟对象为质量比50/50的CO_2/丙烷混合工质在内径4 mm长1.4 m的光管和微肋管内的流动沸腾换热,工况如下,入口流速为0.487 m/s、入口温度为-5℃、操作压力为2.0928 MPa、壁面热流密度为100 kW/m~2。对比分析了两管内工质的速度分布、温度分布、液相容积分布和流动沸腾换热系数。结果表明,相对于光管,微肋管内工质由于微肋的作用,流速更大,温度更高,气液相分界面出现更早,对流换热系数更大,即微肋管内CO_2/丙烷混合工质的沸腾换热被强化。 展开更多
关键词 CO_2/丙烷混合工质 流动沸腾 强化传热 数值模拟
相变发汗冷却的数值模拟 被引量:2
7
作者 吴晓敏 莫少嘉 +2 位作者 胡珊 姜培学 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1531-1534,共4页
以火箭发动机燃烧室相变发汗冷却为背景,对水在流过横截面为50mmxl0mm的铜管中充满直径为0.4mm孔隙率为0.31的不锈钢珠多孔介质时沸腾换热现象进行数值模拟。研究了重力角度、无重力条件下多孔介质的导热系数以及内部缺陷对沸腾换热... 以火箭发动机燃烧室相变发汗冷却为背景,对水在流过横截面为50mmxl0mm的铜管中充满直径为0.4mm孔隙率为0.31的不锈钢珠多孔介质时沸腾换热现象进行数值模拟。研究了重力角度、无重力条件下多孔介质的导热系数以及内部缺陷对沸腾换热的影响。结果表明,重力角度、多孔介质导热系数及内部缺陷均影响多孔介质中的沸腾换热:重力与入口流呈0°时角度效应最大,近壁温度随导热系数的减小而降低,内部缺陷导致温度分布改变。 展开更多
关键词 发汗冷却 流动沸腾 孔隙率 换热性能
堆积多孔介质中流动沸腾换热的实验研究 被引量:3
8
作者 莫少嘉 吴晓敏 +3 位作者 田雷 胡珊 姜培学 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期991-994,共4页
为了研究堆积多孔介质中流动沸腾换热特性,以横截面积为10mm-10mm、长100mm的铜管中充满直径为0.4~1.0mm、孔隙率为0.31-0.37的钢珠的多孔介质为对象,对水在流过此多孔介质时沸腾换热现象进行了研究,获得了流速、热流密度、粒... 为了研究堆积多孔介质中流动沸腾换热特性,以横截面积为10mm-10mm、长100mm的铜管中充满直径为0.4~1.0mm、孔隙率为0.31-0.37的钢珠的多孔介质为对象,对水在流过此多孔介质时沸腾换热现象进行了研究,获得了流速、热流密度、粒径和加热方位等对换热性能影响的规律:随着流速的增大,沸腾换热系数增大;随着热流密度增大,沸腾换热系数降低;随着热流密度的变化,小颗粒多孔介质的壁面过热度的变化量比大颗粒多孔介质要大得多;从下表面加热比从上表面加热的壁面过热度要低,约2—3K,更有利于沸腾换热。 展开更多
关键词 堆积多孔介质 流动沸腾 沸腾换热系数
用分形理论对结霜过程的数值模拟研究 被引量:2
9
作者 吴晓敏 江航 +1 位作者 莫少嘉 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2073-2075,共3页
初始霜晶在冻结的冰珠上产生,随着初始霜晶的生长分枝,枝晶上又不断长出枝晶,这一过程具有自相似性,具有分形生长的特征。本文应用分形理论中的有限扩散聚集(DLA)模型,建立了霜层初期生长过程模型,数值模拟分析了空气流速、冷... 初始霜晶在冻结的冰珠上产生,随着初始霜晶的生长分枝,枝晶上又不断长出枝晶,这一过程具有自相似性,具有分形生长的特征。本文应用分形理论中的有限扩散聚集(DLA)模型,建立了霜层初期生长过程模型,数值模拟分析了空气流速、冷表面不均匀性、表面接触角等对霜层生长过程的影响,得到了接触角越大霜层生长越慢等与理论分析及实验结果相符的数值模拟结果。 展开更多
关键词 结霜 表面接触角 分形理论 数值模拟
建设物质文明是发展生产力,建设生态文明也是发展生产力 预览 被引量:1
10
作者 王维城 《经济研究参考》 北大核心 2009年第10期 35-37,共3页
当选世界生产力科学院院士,对我来说它意味着这是一份必须倍加珍惜的荣誉,更是一份必须倍加努力工作的责任。在此我诚挚地感谢第十五届世界生产力大会各位代表对我的信任,衷心感谢中国生产力学会领导对我的信任和支持。今天发言的题... 当选世界生产力科学院院士,对我来说它意味着这是一份必须倍加珍惜的荣誉,更是一份必须倍加努力工作的责任。在此我诚挚地感谢第十五届世界生产力大会各位代表对我的信任,衷心感谢中国生产力学会领导对我的信任和支持。今天发言的题目是:建设物质文明是发展生产力,建设生态文明也是发展生产力。下边谈两个观点: 展开更多
关键词 世界生产力大会 物质文明 生态文明 中国生产力学会 科学院
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水平管内流动蒸发数值模拟及可视化研究 预览 被引量:2
11
作者 吴晓敏 莫少嘉 +2 位作者 李辉 吴越 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期312-314,共3页
为了研究管内流动蒸发的性能,利用FLUENT对外径为7mm光管内的流动蒸发过程进行了数值模拟,同时对外径为7mm的光管和微肋管内的蒸发过程进行了可视化实验。所用工质为R22,实验工况为:质量流速220kg/(m^2s),7℃蒸发温度,15%-20... 为了研究管内流动蒸发的性能,利用FLUENT对外径为7mm光管内的流动蒸发过程进行了数值模拟,同时对外径为7mm的光管和微肋管内的蒸发过程进行了可视化实验。所用工质为R22,实验工况为:质量流速220kg/(m^2s),7℃蒸发温度,15%-20%的入口干度,5—6℃的出口过热度,数值模拟和实验中均观测了流动蒸发中的旋流和脉冲喷射,分析了旋流及脉冲对换热等的影响。 展开更多
关键词 光管 微肋管 流动蒸发 脉冲喷射 数值模拟
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调整能源结构 优化用能方式建设“绿色北京” 预览
12
作者 王维城 《节能与环保》 2009年第8期 11-12,共2页
4.继续提高电力在终端能源结构中的比重 2000~2007年,北京市全社会用电量年均增速约为9%,到2008年,北京地区全社会用电量为697亿千瓦时,比上年增长3.2%。其中,自发电为三分之一,其余三分之二的电力为外部调入。为了进一步... 4.继续提高电力在终端能源结构中的比重 2000~2007年,北京市全社会用电量年均增速约为9%,到2008年,北京地区全社会用电量为697亿千瓦时,比上年增长3.2%。其中,自发电为三分之一,其余三分之二的电力为外部调入。为了进一步改善城市的生态环境,需继续提高电力在终端能源结构中的比重。 展开更多
关键词 调整能源结构 绿色北京 社会用电量 优化 北京地区 生态环境 电力 北京市
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开发可再生能源 实现可持续发展
13
作者 王维城 《群言》 2009年第6期 24-26,共3页
“有序发展煤炭、积极发展电力、加快发展石油天然气、大力发展可再生能源”是“十一五”规划中优化发展能源工业的方针与定位。毋庸置疑,煤炭是我国的基础能源,其清洁高效利用是节能减排的重点领域,煤电也是我国电力工业的主力军。... “有序发展煤炭、积极发展电力、加快发展石油天然气、大力发展可再生能源”是“十一五”规划中优化发展能源工业的方针与定位。毋庸置疑,煤炭是我国的基础能源,其清洁高效利用是节能减排的重点领域,煤电也是我国电力工业的主力军。长期以来,无论从财政的投入、科技资源的分配,还是重大项目的安排,常规化石能源都占有绝对的份额。近年来,随着《可再生能源法》的制定以及把“大力发展可再生能源”列入国家发展规划,可再生能源的开发和利用逐渐引起人们的关注。 展开更多
关键词 《可再生能源法》 可持续发展 “十一五”规划 国家发展规划 电力工业 石油天然气 开发和利用 能源工业
调整能源结构 优化用能方式建设“绿色北京”(上) 预览
14
作者 王维城 《节能与环保》 2009年第7期 11-13,共3页
一,面临的形势和问题 (一)能源供需关系的缓和为能源结构的调整提供了难得的战略机遇期 1.全球能源供需关系趋于缓和 当前,受全球性金融危机影响,经济持续衰退,能源价格下降,各国对能源的需求在短期内呈放缓态势,国际能源署... 一,面临的形势和问题 (一)能源供需关系的缓和为能源结构的调整提供了难得的战略机遇期 1.全球能源供需关系趋于缓和 当前,受全球性金融危机影响,经济持续衰退,能源价格下降,各国对能源的需求在短期内呈放缓态势,国际能源署(IEA)预测今年全球电力需求将下降3.5%。 展开更多
关键词 调整能源结构 绿色北京 优化 供需关系 国际能源署 金融危机 价格下降 电力需求
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冷面结霜微细观特性的实验研究 预览 被引量:2
15
作者 吴晓敏 江航 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期共3页
本文在不同工况下,对竖直和水平放置的裸铝面及疏水面结霜微细观过程进行了实验研究。对冷面上过冷水珠的存续时间、冻结粒径及其影响因素进行了讨论,并将裸铝面和疏水面结霜特性进行了对比,探讨了表面湿润性(如接触角等)及冷面方位(水... 本文在不同工况下,对竖直和水平放置的裸铝面及疏水面结霜微细观过程进行了实验研究。对冷面上过冷水珠的存续时间、冻结粒径及其影响因素进行了讨论,并将裸铝面和疏水面结霜特性进行了对比,探讨了表面湿润性(如接触角等)及冷面方位(水平和竖直)等对结霜过程的影响。 展开更多
关键词 结霜 微细观测 疏水 竖直表面
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添加有TiO2纳米颗粒的R11池沸腾换热研究 预览 被引量:8
16
作者 吴晓敏 李鹏 +1 位作者 李辉 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期124-126,共3页
对添加有Ti02纳米颗粒的制冷剂R11在外径为22.4mm紫铜管外的池沸腾换热特性进行了实验研究。池沸腾饱和温度为35℃和40℃,纳米颗粒悬浮液的浓度为0.01g/l和0.05g/l。对铜管圆周上、下、前、后四个部位的局部换热情况进行了测量和... 对添加有Ti02纳米颗粒的制冷剂R11在外径为22.4mm紫铜管外的池沸腾换热特性进行了实验研究。池沸腾饱和温度为35℃和40℃,纳米颗粒悬浮液的浓度为0.01g/l和0.05g/l。对铜管圆周上、下、前、后四个部位的局部换热情况进行了测量和可视化观察以及相应的粗糙度检测分析。结果发现,纳米颗粒的添加基本使管上部粗糙度降低,传热弱化,而使下部粗糙度增加,传热强化。就整体换热而言,40℃的强化换热效果好于30℃,0.01g/l的强化换热效果好于0.05g/l。 展开更多
关键词 制冷剂 纳米颗粒 池沸腾 强化传热
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扁平多分支管内两相流流量分配的数值模拟 预览 被引量:7
17
作者 吴晓敏 熊永 +1 位作者 王维城 Kouichi Tanimoto 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期837-839,共3页
利用FLUENT软件,对一水平矩形扁平多分支管内,氮气和水为工质的气液两相流流量分配问题进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比。数值模拟计算分析了相间曳力作用模型、气液进口条件、壁面粗糙度、离散相直径、结构参数对两相流流量... 利用FLUENT软件,对一水平矩形扁平多分支管内,氮气和水为工质的气液两相流流量分配问题进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比。数值模拟计算分析了相间曳力作用模型、气液进口条件、壁面粗糙度、离散相直径、结构参数对两相流流量分配的影响,指出为了提高模拟计算准确度,需要改进和完善现有模型。 展开更多
关键词 两相流 矩形扁管 多分支管 流量分配 数值模拟
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霜晶生长的界面演变及机制分析 被引量:3
18
作者 吴晓敏 戴万田 王维城 《清华大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1352-1355,1360共5页
为了认识冷面结霜的微观机制,对霜晶生长过程中的各种界面演变现象进行了研究.从晶体生长角度解释了各种形状初始霜晶的形成机制;利用界面稳定性理论分析指出:温度场和水蒸气浓度场是影响霜晶生长的主要因素,两者的竞争耦合作用是产生... 为了认识冷面结霜的微观机制,对霜晶生长过程中的各种界面演变现象进行了研究.从晶体生长角度解释了各种形状初始霜晶的形成机制;利用界面稳定性理论分析指出:温度场和水蒸气浓度场是影响霜晶生长的主要因素,两者的竞争耦合作用是产生相变和霜晶各种界面演变现象的根本原因;建立了霜晶生长速率与霜晶表面温度及水蒸气分压力相关的数学模型.计算结果表明:随着霜晶温度的降低或环境空气水蒸气分压力的增加,霜晶生长速率增大,这与实验以及基于分子运动论的分析结论是一致的. 展开更多
关键词 传热传质学 初始霜晶 界面稳定性 霜晶生长
多孔细径微肋管内CO2流动蒸发换热特性的研究 预览 被引量:1
19
作者 吴晓敏 汤英杰 +1 位作者 李辉 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z2期9-12,共4页
对亚临界二氧化碳在带有微肋的微细通道内的蒸发换热特性进行了实验研究.实验段为长0.6 m,内径1.7 mm的八孔带0.16 mm高微肋的铝制扁管.实验中参数的变化为:蒸发温度1~15 ℃,质量流速100~300 kg/m2s,热流密度1.67~8.33 kW/m2,干度0.1... 对亚临界二氧化碳在带有微肋的微细通道内的蒸发换热特性进行了实验研究.实验段为长0.6 m,内径1.7 mm的八孔带0.16 mm高微肋的铝制扁管.实验中参数的变化为:蒸发温度1~15 ℃,质量流速100~300 kg/m2s,热流密度1.67~8.33 kW/m2,干度0.1~0.9.实验结果表明,二氧化碳在带有微肋的微细通道中的蒸发换热系数高于其在光滑微细通道内的换热.二氧化碳的流动蒸发换热系数主要受热流密度和蒸发温度的影响,基本上是换热系数随热流密度及蒸发温度的增加而增加,但同时临界干度前移及滞后,而质量流速对换热系数的影响较弱;压力损失随质量流速和热流密度的增加以及蒸发温度的降低而增加. 展开更多
关键词 二氧化碳 流动蒸发 多孔细径微肋管 强化传热
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环保节水型冷却塔的研究 预览 被引量:11
20
作者 吴晓敏 姚奇 王维城 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期502-504,共3页
综合湿式冷却塔有热交换效率高且造价低而空气冷却器无水蒸发等特点,提出了环保节水型冷却塔。对该新型塔进行了理论分析,对塔内换热、气动力性能等进行了数值计算,对塔内空气换热器和填料层间的冷却负荷以及与风机性能等进行了耦合... 综合湿式冷却塔有热交换效率高且造价低而空气冷却器无水蒸发等特点,提出了环保节水型冷却塔。对该新型塔进行了理论分析,对塔内换热、气动力性能等进行了数值计算,对塔内空气换热器和填料层间的冷却负荷以及与风机性能等进行了耦合匹配,结合北方气候条件的计算分析表明新型塔确有良好的节水和环保效果。 展开更多
关键词 冷却塔 热工水力特性 传热 节水 环保
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