ISSN 0254-0037

CN 11-2286/T　

月刊，每月10日出版，彩色印刷，不限字数，发表周期6～10个月

投稿网址：http:// bjgd.cbpt.cnki.net

 《北京工业大学学报》是由北京市教育委员会主管、北京工业大学主办的理工科综合性学术刊物，主要任务是反映校内外的最新科研成果，促进国内外学术交流。学报主要刊登光学工程、机械工程、电子信息与控制工程、计算机与软件工程、土木工程、交通工程、环境与能源工程、材料科学与工程、生物医学工程等方面的学术论文。自1974年创刊以来，学报多次荣获全国高校优秀科技期刊、北京市优秀期刊和华北地区优秀科技期刊的称号。特将2014年有关能源方面的论文奉献给大家！

1  滚动活塞压缩机双级压缩中间补气制冷/热泵系统的实验研究

许树学;马国远;刘琦;刘中良;

通过对带补气的双级压缩制冷/热泵系统性能的分析计算,确定出制冷与制热工况下最佳高低压腔容积比的范围.依据计算结果设计出样机进行实验研究.结果表明:与单级压缩的系统比,带补气的双级压缩系统的制冷量提高5%~15%,制冷能效比(energy efficiency ratio,EER)提高10%~12%;0.5~3℃蒸发温度下制热量能达到额定工况制热量的92%~95%;双级压缩中间补气的系统能有效遏制超低温下制热量的衰减,-27.6~-26.1℃下的制热量为额定工况的58%.

2014年03期 418-422页[下载 2030K]  

2 掺氢对高辛烷值燃料燃烧过程的影响

纪常伟;周小龙;王华超;汪硕峰;刘晓龙;黄霄楠;

通过耦合纯H2和高辛烷值标准基础燃料(primary reference fuel,PRF)燃烧机理,在CHEMKIN的Premix子程序上建立并验证了PRF-H2混合燃料预混层流火焰燃烧模型,并在该模型上就理论当量比条件下,掺氢对高辛烷值燃烧过程的影响进行了计算研究.试验结果表明:H2能加快PRF-H2混合燃料火焰的传播,促进PRF-H2混合燃料中正庚烷和异辛烷的分解;此外,掺入H2还能增大火焰中H、O和OH自由基的摩尔分数,H自由基摩尔分数的最大值由纯PRF混合燃料火焰时的4×10-3增大到了掺氢能量分数为60%时的13×10-3.

2014年04期 613-618页[下载 2809K]  

3 间隔扇形凹穴型微通道流动与传热的数值模拟

翟玉玲;夏国栋;崔珍珍;

用FLUENT软件模拟了三维间隔扇形凹穴型微通道流体层流流动与传热的情况,与等直径矩形微通道进行对比.结果表明:间隔扇形凹穴型微通道由于间隔段的存在降低了通道的整体压降,摩擦系数比f/f0<1;间隔段的长度明显影响微通道的传热性能,长度越长,传热恶化效果越明显.引入强化传热因子(Nu/Nu0)/(f/f0)0.290 9,当Re>200时通道1、2的(Nu/Nu0)/(f/f0)0.290 9均大于1,说明其综合传热性能优于矩形微通道.

2014年04期 627-633页[下载 3697K]  

4 过冷核态池沸腾汽泡扫荡中表面张力作用分析

周乐平;李媛园;魏龙亭;杜小泽;

针对目前微加热表面汽泡动学研究结果存在分歧现象,对超纯水过冷核态池沸腾过程中微尺度铂金加热丝表面的射流和汽泡扫荡现象进行了数值模拟.结果表明:汽泡的合并和脱离现象可在等温条件下发生,即不考虑表面张力分布不均或热毛细力作用的影响;射流的诱因是热毛细力效应,这与以往的分析结果一致;汽泡扫荡是泡底液层不对称温度场和表面张力分布不均引起的横向热毛细作用的共同结果,模拟结果与相关实验观测吻合.

2014年05期 759-763页[下载 4447K]  

5 微槽群表面喷雾冷却换热特性

张伟;王照亮;

在闭式循环喷雾冷却系统中,以蒸馏水为工质,喷雾体积通量从0.938 L/(m2·s)增至12.73 L/(m2·s)的情况下,实验研究了微槽群表面的槽道尺寸对喷雾冷却换热性能的影响.结果表明:微槽群表面可明显提升换热效果,提升程度取决于槽道尺寸和喷雾流量.小流量(1.146~1.604 L/(m2·s))时,最佳槽面结构槽深、宽、间距分别为0.5、0.4、0.6 mm;大流量(12.73 L/(m2·s))时,最佳槽面槽深、宽、间距分别为0.5、0.2、0.4 mm,在表面温度为80℃时,其热流密度达202.5 W/cm2.从光面喷雾与微通道流动换热相结合的角度,给出了微槽群表面喷雾冷却强化换热机理;推导了反映蒸发换热特性和槽道尺寸对换热影响的微槽群表面量纲一换热准则方程,可方便用于工程设计.

2014年05期 764-770页 [下载 4621K]  

6 太阳能与地埋管热泵联合采暖实验

唐志伟;蔡博;张宏宇;韩雅芳;

为了考察太阳能光热系统的蓄热能力,以及太阳能地埋管热泵联合采暖空调是否满足建筑物能量供给,针对一栋220 m2的建筑物,建立了一套太阳能地埋管热泵联合采暖空调系统.以冬季采暖负荷作为建筑物的能量需求,在此基础上配置太阳能和地埋管系统.实验结果表明:通过太阳能光热跨季节采暖蓄热,可以使土壤温度提高3℃,制热机组能力提高8%,太阳能光热和地埋管热泵系统联合采暖切实可行.

2014年06期 950-953页 [下载 2621K]  

7 GDI发动机活塞的停止过程特性

李学军1,2,韩立伟3,马玉静2

基于发动机动力学理论,建立发动机停止过程中活塞的动力学模型,推导出停油熄火后缸内气体力矩以及曲轴输出力矩的计算公式.以三菱公司的4G15GDI发动机为例进行了仿真计算和台架实验,详细分析了发动机停止过程的缸内气体力矩和曲轴输出力矩特性、曲轴速度特性及活塞停止位置概率分布.仿真和实验结果显示:停机过程的缸内气体力矩和曲轴输出力矩变化过程是周期衰减过程,经过1.28 s转速由2000 r/s降至0 r/s.活塞自由停止位置约90%分布在上止点前60°~80°CA.

2014年09期 1389-1393页[下载 1763K]  

8 旋流器后置型超音速分离管流场分析

刘兴伟;刘中良;武洪强;

结合气体动力学和流体热力学原理,设计了一种旋流后置型超音速分离管.针对新结构建立了三维数值计算模型,并结合可实现k-ε湍流模型对超音速分离管内部流场进行模拟,得出了管内轴心上的压力、温度、马赫数及湍动能的分布,同时对不同截面上径向的压力、温度、马赫数及旋流加速度进行了分析.结果表明:当压损比为47.5%时,分离管内Laval渐扩段(距离分离管入口98 mm处)出现明显的激波现象,获得最大马赫数1.736,此时膨胀得到的最低温度为190.52 K,可为超音速分离管提供足够的凝结动力;旋流发生器后面可获得较大的旋流加速度,产生较强的分离效果.

2014年09期 1394-1401页[下载 4974K]  

9 反渗透海水淡化压力能回收装置进展

刘中良;刘宁;李艳霞;韩冰;武洪强;

反渗透海水淡化在各类淡化技术中迅速崛起得益于压力能回收装置的发展.从该类装置的结构、原理、能量回收效率、设备维护和使用寿命等方面分析比较了国内外各类装置的性能,对该类装置的研究进展进行了综述分析.结果表明:正位移式装置各方面性能优于离心式,但现有的正位移式装置存在各自的缺陷,相关核心技术为国外掌握,今后的研发重点是设计具有自主产权且性能优越的压力能回收装置.

2014年09期 1408-1417页[下载 3105K]  

10 电场强化微槽道结构蒸发器传热特性的实验研究

刁彦华, 汪顺, 郭磊, 刘岩, 赵耀华

为了研究矩形微槽道表面施加电场后对蒸发/沸腾换热特性的影响,以R141b 为工质展开实验. 实验结果表明: 高压电场对微槽道结构的蒸发/沸腾换热有明显的强化作用,蒸发/沸腾换热系数随着电场强度的增加而增大,换热强化系数相比未施加电场的状况最大增加了0.7,在高热流密度时,换热强化系数的变化则趋于平缓.

2014年11期 1707-1711页[下载 1787K]  

11 低浓度甲烷流向变换催化燃烧

梁文俊, 刘欢, 李坚, 王洪明, 李玉泽, 何洪

以水铝石和改性过的γ-Al2O3为原料制备了铝溶胶涂层,考察了不同涂层固含量对催化剂比表面积的影响. 以贵金属Pd 作为催化剂活性成分,研究了催化剂在不同Pd 含量和还原条件下催化活性的变化规律,并考查了催化剂预热温度、系统换向周期对反应系统床层温度的影响. 结果表明:涂层固含量20%、Pd 负载量占涂覆层质量分数1.5%为催化剂最佳制备条件;当催化剂预热温度为450℃、空速为15000h-1 、换向周期为10 min、甲烷体积分数为0.2%时,甲烷转化率最高可达85%.

2014年11期 1730-1734页[下载 1983K]

12 天然气发动机点火提前角的优化

张红光1;贝晨1;赵光耀1;刘昊1;常莹1;王宏进1;孙晓娜2;

为提高天然气发动机的动力性和燃料经济性,对天然气发动机的点火提前角进行了优化研究.利用GTPower软件搭建了天然气发动机的仿真模型,通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了点火提前角对天然气发动机缸内燃烧压力和燃烧温度、压力升高率、燃烧放热率、转矩及燃气消耗率的影响.在此基础上,利用DOE(design of experiments)模块,针对增压天然气发动机节气门全开、空燃比为22~25的工况,以转速和点火提前角为独立变量、以输出转矩为相关变量、以缸内燃烧压力峰值出现的位置及压力升高率限值为约束条件,进行了点火提前角的优化计算,得到了最佳点火提前角的三维MAP图.

2014年12期 1855-1862页 [下载 5877K]  

13 掺氢汽油机燃烧过程的准维模型构建

纪常伟;高彬彬;刘晓龙;汪硕峰;杨金鑫;

为研究不同工况下掺氢汽油机燃烧特性,构建并验证了用于计算掺氢汽油机缸内燃烧过程的准维模型.模型基于理想气体状态方程、质量守恒方程、热力学第一定律,建立双区热力学微分方程组,通过湍流卷吸模型确定燃烧放热率,通过掺氢汽油层流火焰速率关联式反映掺氢对混合气火焰特征的影响规律,并利用MATLAB数值分析软件完成方程组的求解过程.结合内燃机台架试验,对不同掺氢体积分数、混合气当量比、进气道压力条件下模型的准确性进行了验证.对比结果表明,该模型能准确地反映不同运行条件下掺氢汽油机的燃烧特性.

2014年12期 1863-1868页[下载 2799K]

14 进出口方式和槽道形状对微散热器内流量分配与传热的影响

夏国栋;蒋静;翟玉玲;李云飞;韩磊;

为得到散热效果比较好的等截面矩形微散热器,设计了不同的进出口布置方式和不同的进出口槽道形状,并采用数值模拟的方法对微散热器内流量分配和传热特性进行了研究.结果表明进出口布置方式对微散热器内通道流量分配有很大影响:进出口槽道形状为矩形的微散热器流体流动分布较好;三角形槽道微散热器流体流动分布相对较差,其流动机理可归结为分流与摩擦阻力的相互作用;I型矩形槽道微散热器无论是传热性能还是流阻特性均优于C型及Z型微散热器,具有优越的强化传热特性,能满足高热流密度的微电子器件的冷却需求.

2014年12期 1869-1875页 [下载 4198K]