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超临界CO_(2)板式扩散焊矩形微通道换热器扰流格栅结构优化研究
1
作者 任燕 王沛东 +4 位作者 李洪 刘婧楠 武卫东 章立新 杨其国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4850-4858,I0020,共10页
为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以... 为提升超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统中印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)的流动传热综合性能,该文通过数值模拟的方法,基于一种全蚀刻工艺的新型矩形截面PCHE,建立以冷热通道换热单元为研究对象的数学物理模型。研究不同运行工况下,通道内扰流格栅间距对S-CO_(2)流动传热特性的影响机理和影响规律。结果表明:不同格栅间距的热通道内S-CO_(2)的流速均沿程逐渐减小,而冷通道内S-CO_(2)的流速反而沿程逐渐增大。冷热通道内的流动摩擦阻力系数(f)和努塞尔数(Nu)均随着格栅间距的增大而逐渐增大,但不同格栅间距的冷通道内的f和Nu均大于其对应的热通道内的f和Nu。当格栅间距为5.97 mm时,矩形截面通道具有相对最优的综合性能,可以在阻力损失较小的情况下实现强化换热。研究结果可为全蚀刻工艺矩形截面PCHE的性能提升和结构优化提供理论依据和数据支撑。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳(S-co_(2)) 印刷电路板式换热器 矩形截面 格栅间距 综合传热增强因子
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超临界二氧化碳并联通道流动不稳定性实验研究
2
作者 黄家坚 周源 +2 位作者 黄彦平 罗乔 胡伟 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期220-225,共6页
二氧化碳在拟临界点附近具有独特的理化性质,采用超临界二氧化碳(S-CO_(2))作为换热工质的布雷顿循环系统拥有可观的系统热效率,但物性的剧烈变化可能导致流动不稳定性问题。本文开展了SCO_(2)双通道流动不稳定性实验研究,获得了流动不... 二氧化碳在拟临界点附近具有独特的理化性质,采用超临界二氧化碳(S-CO_(2))作为换热工质的布雷顿循环系统拥有可观的系统热效率,但物性的剧烈变化可能导致流动不稳定性问题。本文开展了SCO_(2)双通道流动不稳定性实验研究,获得了流动不稳定性实验数据。实验结果表明:在自然循环的功率-流量曲线的正斜率区和负斜率区均出现流动不稳定性现象,第1个区间的流动不稳定性为系统性振荡,振荡周期较长,分析为压力降流动不稳定性,第2个区间的流动不稳定性为通道间高频振荡;不稳定起始功率随着系统压力和进口质量流量的增大而线性增大,提高系统压力和进口质量流量可以增强稳定性。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳(S-co_(2)) 并联通道 流动不稳定性
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含铝奥氏体耐热钢在超临界二氧化碳中的腐蚀行为 被引量：1
3
作者 马赵丹丹 丛硕 +4 位作者 陈勇 郭相龙 张瑞谦 刘珠 张弦 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期101-107,共7页
研究了20Cr-25Ni合金和一种新型结构材料含铝的奥氏体耐热钢(AFA钢)在600℃/20 MPa的超临界二氧化碳(S-CO_(2))环境中的腐蚀行为,并对2种合金的氧化膜形貌、成分和结构进行分析。研究发现,20Cr-25Ni合金出现明显的腐蚀增重增长趋势,表... 研究了20Cr-25Ni合金和一种新型结构材料含铝的奥氏体耐热钢(AFA钢)在600℃/20 MPa的超临界二氧化碳(S-CO_(2))环境中的腐蚀行为,并对2种合金的氧化膜形貌、成分和结构进行分析。研究发现,20Cr-25Ni合金出现明显的腐蚀增重增长趋势,表现出“抛物线”上升规律;AFA钢腐蚀增重趋势缓慢,腐蚀1000 h后仅为2.11 mg/dm^(2)。20Cr-25Ni合金表面出现粗大的氧化产物,随腐蚀时间延长,AFA钢的氧化膜始终保持致密、连续。通过氧化膜的截面形貌分析发现,20Cr-25Ni合金腐蚀后具有两层氧化膜结构,主要由Fe_(3)O_(4)和FeCr_(2)O_(4)氧化层以及少量尖晶石组成。而AFA钢中出现了3层氧化膜结构,中间和最内层分别为Cr_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)氧化膜,最外层分布了一层不连续的FeCr_(2)O_(4)尖晶石氧化物。由于形成了致密的Al_(2)O_(3)氧化膜,AFA钢的抗腐蚀性能大幅提升。 展开更多
关键词 含铝奥氏体耐热钢(AFA钢) 超临界二氧化碳(S-co_(2)) 均匀腐蚀 铝氧化膜
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超临界CO_(2)塑化双基药挤出计量段流动状态的数值模拟
4
作者 顾晗 应三九 +1 位作者 胡启鹏 张合 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1269-1278,共10页
为了掌握超临界二氧化碳(SC-CO_(2))塑化双基药在挤出计量段内的流动情况,了解流场内压力、流体速度、剪切速率、剪切黏度等参数的分布与变化情况,使用有限元法的CFD模拟软件Polyflow,对SC‐CO_(2)辅助双基药塑化挤出成型过程中物料在... 为了掌握超临界二氧化碳(SC-CO_(2))塑化双基药在挤出计量段内的流动情况,了解流场内压力、流体速度、剪切速率、剪切黏度等参数的分布与变化情况,使用有限元法的CFD模拟软件Polyflow,对SC‐CO_(2)辅助双基药塑化挤出成型过程中物料在计量段的流动状态进行模拟研究。结果表明,流体压力和剪切黏度都随着工艺温度、注气流率和溶剂比的增大而减小,螺杆转速的提升导致剪切黏度降低,但流体压力却急剧增加。流体外壁面的压力逐级升高,截面处的压力呈现近似环状分布,由机筒内壁面向螺杆表面逐渐减小。截面处的剪切黏度形成以螺杆中心点为圆心的环带状高黏度区域,越贴近机筒内壁和螺杆表面区域的剪切黏度越小,且工艺参数改变不影响剪切黏度的分布规律。流体外壁面的剪切速率随螺杆转速加快而增大,且高剪切速率集中在螺纹处。截面处最大流体速度出现在螺纹附近,紧贴机筒内壁处的流体速度最小,随着远离机筒内壁和螺杆表面流体速度迅速增大,且越靠近螺杆表面及机筒内壁区域的速度梯度越大。 展开更多
关键词 双基发射药 超临界二氧化碳(SC-co_(2)) 螺杆挤出 塑化加工 模拟仿真
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300MW S-CO2一次再热燃煤锅炉炉膛结构设计优化 被引量：5
5
作者 佟勇婧 段立强 庞力平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期5557-5565,共9页
基于300MW一次再热分流再压缩超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环,优化锅炉受热面布置方式,为解决工质压降大和炉膛管壁温度高问题,对S-CO2锅炉炉膛进行结构设计优化,提出S-CO2锅炉炉膛可采用单炉膛双切圆、垂直管屏的结构布置方式。建立... 基于300MW一次再热分流再压缩超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环,优化锅炉受热面布置方式,为解决工质压降大和炉膛管壁温度高问题,对S-CO2锅炉炉膛进行结构设计优化,提出S-CO2锅炉炉膛可采用单炉膛双切圆、垂直管屏的结构布置方式。建立系统性能分析模型并计算了膛侧工质压降和管壁温度并与原始方案进行了比较。结果表明:设计负荷下,优化方案过热气冷壁压降和再热气冷壁压降明显降低。优化后因工质压力损失的减小,从而使系统的发电效率上升、发电标准煤耗降低,在设计负荷下,系统标准发电煤耗减少2.8g/(kW×h)。沿炉膛高度方向,优化方案气冷壁的管外壁最高温度显著低于原始方案,优化方案有更宽的安全裕度,从而保证机组的安全运行。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳(S-co2)循环 燃煤锅炉 炉膛结构设计 不均匀系数
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超临界二氧化碳在矩形回路中的自然循环特性分析 被引量：3
6
作者 叶楷 崔大伟 +3 位作者 张尧立 王鹏飞 陈艺芬 洪钢 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期101-105,共5页
目前超临界自然循环实验台架的数目比较有限,相关理论和实验的研究还不够充分。本文设计并搭建了超临界二氧化碳(S-CO2)自然循环台架以研究S-CO2的稳态循环特性。实验研究发现,该S-CO2实验台架能够在较低的温度差下产生有效的自然循环流... 目前超临界自然循环实验台架的数目比较有限,相关理论和实验的研究还不够充分。本文设计并搭建了超临界二氧化碳(S-CO2)自然循环台架以研究S-CO2的稳态循环特性。实验研究发现,该S-CO2实验台架能够在较低的温度差下产生有效的自然循环流量,但是在高功率下,S-CO2自然循环存在流动不稳定性。系统压力越低,自然循环流量越先进入快速增长区,而且出现流动不稳定的功率阈值也越低。加热段入口温度越低,自然循环流量也越大。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳(S-co2) 自然循环 稳态特性
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SC-CO2辅助高固含量发射药代料挤出加工的流变行为 被引量：3
7
作者 阮建 熊奥 +1 位作者 丁亚军 应三九 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期504-513,共10页
为了改善高固含量发射药挤出加工时流变性能,采用超临界二氧化碳(SC-CO2)作为增塑剂辅助高固含量发射药代料醋酸纤维素/碳酸钙(CA/CaCO3)挤出加工,通过狭缝流变仪和幂律方程研究了CA/CaCO3和CA/CaCO3/SC-CO2溶液的在线流变行为,使用Poly... 为了改善高固含量发射药挤出加工时流变性能,采用超临界二氧化碳(SC-CO2)作为增塑剂辅助高固含量发射药代料醋酸纤维素/碳酸钙(CA/CaCO3)挤出加工,通过狭缝流变仪和幂律方程研究了CA/CaCO3和CA/CaCO3/SC-CO2溶液的在线流变行为,使用Polyflow软件模拟了CA/CaCO3/SC-CO2溶液的分散混合性能。结果表明,温度为50℃时,SC-CO2使CA/CaCO3溶液的稠度系数降低了26.00%,非牛顿指数增加了16.67%,降低了CA/CaCO3溶液在挤出过程的粘度和压力;随着加工温度的升高,CA/CaCO3/SC-CO2溶液的粘度降低;在低剪切速率下,CA/CaCO3/SC-CO2溶液的剪切粘度对温度的敏感性较高;根据模拟结果,温度为50℃时,CA/CaCO3/SC-CO2溶液经受最大剪切应力的最大概率密度比CA/CaCO3溶液增加了20.63%,SC-CO2的注入有利于CA/CaCO3溶液分散混合性能的提高。 展开更多
关键词 高固含量发射药 超临界二氧化碳(SC-co2) 流变行为 分散混合性能
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超临界二氧化碳精馏萃取橙油中的烯 被引量：1
8
作者 孙志高 陈静静 +2 位作者 郭莉 马亚琴 黄学根 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期305-308,共4页
采用橙油作为实验材料,研究了超临界CO2流体精馏萃取苧烯的工艺技术。分析了萃取温度、萃取压力、萃取时间和温度梯度对苧烯萃取的影响,以苧烯萃取率为判定指标时,获得的最佳工艺组合为:萃取压力8.0MPa、萃取温度60℃、萃取时间80min、... 采用橙油作为实验材料,研究了超临界CO2流体精馏萃取苧烯的工艺技术。分析了萃取温度、萃取压力、萃取时间和温度梯度对苧烯萃取的影响,以苧烯萃取率为判定指标时,获得的最佳工艺组合为:萃取压力8.0MPa、萃取温度60℃、萃取时间80min、温度梯度为40-55-60-65℃,萃取率达到94.16%;以苧烯浓度为判定指标时,获得最佳的工艺组合为:萃取压力8.0MPa、萃取温度55℃、萃取时间80min、温度梯度40-55-60-65℃,苧烯浓度达到975.7μL/mL。 展开更多
关键词 橙油 超临界二氧化碳(SC-co2) 萃取 苧烯
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碳纤维增强微孔可燃壳体的制备及性能研究 被引量：1
9
作者 刘慧娜 应三九 +1 位作者 丁亚军 顾晗 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期96-100,共5页
为改善以黑索金(RDX)为含能组分、二醋酸纤维素(CA)为黏结剂的可燃壳体的力学性能,在此基础配方上添加适量碳纤维(CF),然后通过超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡技术制备了微孔可燃壳体;采用扫描电子显微镜和落锤冲击试验机,分别研究了发泡... 为改善以黑索金(RDX)为含能组分、二醋酸纤维素(CA)为黏结剂的可燃壳体的力学性能,在此基础配方上添加适量碳纤维(CF),然后通过超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡技术制备了微孔可燃壳体;采用扫描电子显微镜和落锤冲击试验机,分别研究了发泡前后可燃壳体的断面形貌和力学性能。结果表明,添加适量的CF,可提高可燃壳体的冲击强度,且冲击强度随着CF添加量的增大而增大;当CF的质量分数为1.0%时,未发泡可燃壳体的力学性能最优,冲击强度由5.11kJ/m^(2)提高到8.20kJ/m^(2),增幅达60.47%;增大饱和压力、发泡温度和发泡时间都能够增大泡孔直径,但发泡温度高于130℃会导致泡孔合并;发泡将降低壳体的力学性能,但采用受限发泡制得的可燃壳体的冲击强度优于自由发泡法,当发泡时间为180s时,受限发泡的冲击强度由自由发泡时的5.93kJ/m^(2)升至6.34kJ/m^(2)。 展开更多
关键词 材料科学 可燃壳体 微孔可燃壳体 碳纤维 CF 冲击强度 泡孔形貌 超临界二氧化碳(SC-co2)发泡技术
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