崔福庆
,
何雅玲
,
陶于兵
,
肖杰
工程热物理学报
聚光光伏系统中电池表面热流密度分布不均匀导致系统光电转换效率降低,同时出现局部过热问题,严重影响了光伏电池系统的效率.为了解决这一问题,本文设计了一种可以使太阳投射辐射能量均匀化分布于接收面的新型线聚焦菲涅耳透镜,并运用蒙特卡罗光线追迹法对常见的菲涅耳透镜及本文设计新型线聚焦菲涅耳透镜的聚光特性进行了对比研究.模拟结果表明,新型透镜极大地改善了电池表面热流分布的均匀性.针对新型透镜聚光特性,考察了不同设计接受面宽度、太阳光不平行夹角、入射光束波长、入射光倾角及电池位置等因素对电池表面热流密度分布的影响.
关键词:
线聚焦菲涅耳透镜
,
热流分布
,
聚光特性
,
蒙特卡罗
,
光线追迹
何雅玲
,
高凡
,
陶于兵
,
张东伟
工程热物理学报
在1-2混合模型的基础上,对小孔型和双向进气型脉管制冷机的性能及其内部流场的演化过程进行了数值分析.结果发现,膨胀过程中脉管内会出现气体分流现象,而压缩过程中脉管内会出现气体集合现象,分流界面和集合界面的速度均为零,统称为零界面;在一个周期内,零界面会从脉管一端向另一端移动,称其为零界面效应.零界面效应是制冷机性能提高的重要因素,一个周期内零界面存在的时间越长,制冷机性能越好.在模拟结果的基础上,对零界面效应存在的原因进行了机理性分析,发现小孔阀的引入是脉管中产生零界面的原因,而双向进气阀的引入可以进一步强化零界面效应.小孔型脉管制冷机中零界面存在的时间约为1/6周期,双向进气型脉管制冷机中零界面存在的时间约为1/2周期.
关键词:
脉管制冷机
,
流场特性
,
数值分析
,
零界面效应
崔福庆
,
何雅玲
,
李东
,
陶于兵
,
程泽东
工程热物理学报
采用自编程的蒙特卡罗光线追迹程序模拟了太阳辐射在吸热器中的传播过程，计算求得了吸热体内的热流密度分布情况。由随机光子的传播特性可知，不同的系统参数会对吸热体内辐射分布产生影响。根据太阳辐射在吸热器中的传播顺序，本文依次考察了入射光倾角、多孔介质的几何形状以及厚度、吸收系数与消光系数比值（μa／μt）以及孔隙率（ε）等因素对SiC泡沫金属吸热体内吸收辐射分布的影响。计算结果表明入射光倾角和吸热体的几何形状是影响吸热体内热流分布均匀性的主要因素，且随着μa／μt比值的降低和ε的增加，吸热体内热流密度极值迅速减小，同时厚度方向的热流密度梯度变缓。本文的研究结果可以为太阳能吸热器的结构设计和材料选择提供参考。
关键词:
REFOS吸热器
,
光线追迹
,
热流密度分布
,
参数分析
肖杰
,
何雅玲
,
程泽东
,
陶于兵
,
徐荣吉
工程热物理学报
跨度增大;随着边界角的增大,热流密度圆周分布曲线向圆周角90°方向平移,同时热流密度极大值降低.在太阳直射强度大致相同情况下,入口流速与入口温度对接收管表面对流换热与最大温差影响很大;同时变物性对流体对流换热影响也较大.
关键词:
槽式太阳能集热器
,
热流密度
,
蒙特卡罗光线追踪法
,
有限容积法
,
耦合换热
陶于兵
,
何雅玲
,
刘迎文
工程热物理学报
对槽式太阳能集热器内的耦合换热过程建立了统一求解模型,推导了无量纲控制方程,并进行了耦合求解.结果表明:随Ra增加,管内自然对流形成的涡逐渐向右侧管壁方向移动,等温线中心向下偏移;环形空间内自然对流形成的涡向顶部移动,等温线向下偏转;随管径比增加,管内的混合对流换热系数增加,管外环形空间的换热系数减小.内管内外表面的温度梯度及局部换热系数均随着角度的增加而增加.在θ=π/4和θ=π/2的截面内,环形空间中间区域内温度沿半径方向不降反升,出现偏转;而在θ=3π/4和θ=π的截面内,圆管内部中间区域内的温度沿着径向不升反降,也出现偏转.
关键词:
太阳能集热器
,
混合对流
,
耦合换热
,
数值模拟
陶于兵
,
何雅玲
,
刘永坤
工程热物理学报
为了强化相变储热单元的储热性能,基于(煅)耗散原理,数值分析了相变材料的熔点对储热单元的储热速率、(煅)耗散率及储热品质的影响.结果表明:对于单级相变储热单元,相变材料熔点越低,相变储热过程的传热速率就越高,而对应的(煅)耗散率就越大,储存热量的品质也越低.证明了(煅)耗散原理用于相变储热过程优化的可行性.对于两级相变储热单元的分析结果表明,合理的匹配两级相变材料的熔点,可以实现储热速率高于单一相变材料,且传热过程的不可逆性(煨耗散率)低于单一相变材料.可见,多级相变材料的合理匹配,可以同时提高储热速率、降低储热过程的不可逆性.
关键词:
相变储热
,
(煅)耗散原理
,
性能强化
,
两级相变材料
陶于兵
,
何雅玲
,
徐荣吉
工程热物理学报
太阳能辐射强度随时间发生变化，造成蓄热单元入口处传热流体温度呈现非稳态变化。为了分析非稳态的入口温度对相变材料蓄热特性的影响，假设传热流体入口温度1h内随时间呈线性变化，并且1h内的平均温度恒定在60℃。讨论了入口温度随时间线性增加及线性降低两种变化形式，对相变材料的熔化速率、熔化分数、蓄热量、固液界面位置等参数的影响。结果表明，当1h内平均入口温度不变，而初始入口温度在30～90℃的范围内变化时，随初始入口温度增加，尽管熔化速率增加，熔化时间从42．75min减小到20．58min；但1h内的总蓄热量却从72．6kW减小到45．3kW。
关键词:
相变蓄热
,
太阳能
,
非稳态
,
焓方法
王俊
,
王平
,
简觉非
,
邓义群
,
漆小鹏
,
李之锋
,
刘斌
材料热处理学报
采用水冷-强度法测试表征了锂辉石/SiCp紫砂陶试样抗热震性能,结合SEM、XRD等测试分析手段进行物相、微观组织形貌方面分析,在SiCp含量为9％条件下,重点研究锂辉石含量(0 ～32％)对紫砂陶试样力学和热学性质的影响.结果表明,锂辉石含量为16％时,紫砂陶试样抗折强度达到最大值83.37 MPa;含量为24％时,平均热膨胀系数最低,强度保持率达到53.07％最高值,抗热震性能最好;莫来石和β-锂辉石固溶体晶相含量随锂辉石含量增大而增多;试样热震后断口出现裂纹,沿晶断裂是试样断裂的主要方式.
关键词:
紫砂陶
,
锂辉石
,
抗折强度
,
抗热震性
魏炜
,
夏金童
,
李劲
,
赵敬利
,
赵庆才
,
李允柱
,
刘奉来
功能材料
选取膨润土作为陶瓷基体,以鳞片石墨、预处理石墨及炭黑作为导电原料,碳化硅作为增强原料,经球磨混合、50MPa模压成型和1000℃热处理3h后制备出炭/陶复合电热材料。采用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行表征,并对其通电发热性能、力学性能和抗氧化性能进行了测试和分析。所制备的炭/陶复合材料具有优异的电热性能,在交流低电压（10V）下即可迅速升温,并在较高温度下保持相对稳定,研制的样品中最高发热温度可达643℃。通过调整碳化硅含量,复合材料抗弯强度可达14.3MPa。通过将炭材料和陶瓷材料复合,可有效改善炭材料的抗氧化性,使其明显氧化失重温度升高200℃左右。
关键词:
炭/陶复合电热材料
,
电热性能
,
力学性能
,
抗氧化性能
