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基于频分复用激光吸收光谱技术的高湿烟气中痕量甲烷-氨双元燃料逃逸测量 被引量：1
1
作者 王昊 马柳昊 +4 位作者 杜建国 周晨 王玮 王伟 王宇 《化工进展》 北大核心 2025年第4期1913-1922,共10页
甲烷(CH_4)掺氨(NH_3)燃烧是实现高温热工过程减碳的可靠技术路径之一,在高通量双元燃料进给时,燃烧组织欠佳会导致痕量级燃料逃逸问题,脱硝系统的非正常运行也会加剧氨逃逸,因此急需对双元燃料逃逸进行同步测量。此外,甲烷掺氨燃烧中... 甲烷(CH_4)掺氨(NH_3)燃烧是实现高温热工过程减碳的可靠技术路径之一,在高通量双元燃料进给时,燃烧组织欠佳会导致痕量级燃料逃逸问题,脱硝系统的非正常运行也会加剧氨逃逸,因此急需对双元燃料逃逸进行同步测量。此外,甲烷掺氨燃烧中烟气水汽浓度较高,显著的气体分子展宽效应给传统且广泛使用的激光吸收光谱检测带来挑战。本文发展了适用于高湿背景痕量双元燃料同步测量的频分复用-波长调制光谱技术,通过测量配制的10%~50%(体积分数)高水气氛下痕量(1×10^(-6)~100×10^(-6))双元燃料混合气体,定量分析了水汽对CH_(4)和NH_(3)光谱展宽的影响,获得了CH_(4)和NH_(3)浓度与目标谐波信号峰值的线性关系,系统地对比了频分复用测量与单路测量结果,验证测量结果的可靠性。通过Allan方差评估甲烷和氨检测下限分别为82×10^(-9)和88×10^(-9),进一步通过对已知浓度的混合气体实时测量验证了该方法具有足够的灵敏度和快速响应的能力。 展开更多
关键词 频分多路复用 测量 高湿烟气 增湿 二元混合物 燃料逃逸
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面向深度调峰和智能发电的炉膛温度场在线监测及预测综述
2
作者 方顺利 晋中华 +11 位作者 杨云 李翔 任世鹏 马帅 姚斌 王浩帆 张中晖 梅晟东 刘凯 陈新建 娄春 邹莹 《热力发电》 北大核心 2025年第4期13-23,共11页
在火电机组参与深度调峰时,炉膛温度场的实时获取有助于电站锅炉控制和研究炉内燃烧过程,在智能发电的推进下,机器学习为实时获得炉膛温度场提供了重要手段。总结了声学法、吸收光谱层析成像法以及热辐射成像法这3种最常用的炉膛温度场... 在火电机组参与深度调峰时,炉膛温度场的实时获取有助于电站锅炉控制和研究炉内燃烧过程,在智能发电的推进下,机器学习为实时获得炉膛温度场提供了重要手段。总结了声学法、吸收光谱层析成像法以及热辐射成像法这3种最常用的炉膛温度场在线监测技术的原理及应用,以及在锅炉炉膛测温应用中存在的优势及缺点。之后详细阐述了耦合机器学习与CFD的预测方法的原理,说明该方法在恶劣炉内环境中受到的影响较小,综述了该方法在燃烧火焰结构及参数和炉膛温度场的应用研究,表明了该方法应用于炉膛温度场的可行性,并可准确地预测获得炉膛温度场。最后对炉膛温度场在线监测技术和耦合机器学习与CFD的预测方法的未来发展趋势进行了分析,以便在电站智能化建设进程下,为实时快速获得更准确的炉膛温度场提供思路。 展开更多
关键词 电站锅炉 炉膛温度场 在线监测 机器学习 预测
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火电厂大直径烟囱可溯源烟气流量测量方法
3
作者 卢志民 谢子立 +5 位作者 卢伟业 陈小玄 黄泳如 刘泽明 田学军 姚顺春 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期138-148,共11页
示踪气体稀释法能解决电厂大直径烟囱流场复杂导致的烟气流量测量结果误差大的问题。该方法具有可溯源性,且其测量原理与常规速度面积法不同,因此具有作为流量测量现场校准方法的潜力。为此,该文基于数值模拟方法分析示踪气体稀释法在... 示踪气体稀释法能解决电厂大直径烟囱流场复杂导致的烟气流量测量结果误差大的问题。该方法具有可溯源性,且其测量原理与常规速度面积法不同,因此具有作为流量测量现场校准方法的潜力。为此,该文基于数值模拟方法分析示踪气体稀释法在火电厂烟囱烟气流量测量中的可行性与准确性,并在此基础上,研究示踪剂稀释比例、示踪剂注入截面对测量的影响,同时还设计不同示踪剂取样方案来评估测量的稳定性。结果表明:在约9D(D为烟囱直径)高度处,示踪剂与烟气实现充分混合;示踪剂稀释比例过高或过低均会影响示踪剂与烟气的混合效率;示踪剂在烟道处注入能有效减小流量测量误差。在负荷率80%下,采取烟囱注入时,各取样方案的误差波动范围较大,但3点取样具有较稳定且良好的测量效果,在3D、8D、12D截面上的测量误差分别仅为-3.59%、-0.69%、-1.05%;水平烟道注入时,各取样方案的流量测量误差均不超过±10%,且3点取样时,在3D、8D、12D截面上的测量误差分别仅为0.98%、-0.52%、0.21%,均在±1%以内。该研究证明了示踪气体稀释法在大直径烟囱烟气流量测量中的可行性与准确性。 展开更多
关键词 大直径烟囱 烟气流场 流量测量 溯源 示踪气体稀释法
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基于鲁棒正则化极限学习机的声学层析温度分布重建
4
作者 张立峰 董祥虎 《发电技术》 2025年第2期361-369,共9页
【目的】声学层析成像作为非侵入式温度检测技术,在工业过程监测中具有重要价值,但其受限于病态反演导致的空间分辨率不足与噪声敏感问题。为此,提出了一种基于鲁棒正则化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的声学层析温度分布... 【目的】声学层析成像作为非侵入式温度检测技术,在工业过程监测中具有重要价值,但其受限于病态反演导致的空间分辨率不足与噪声敏感问题。为此,提出了一种基于鲁棒正则化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的声学层析温度分布重建方法。【方法】构建两阶段重建框架,第一阶段基于声波飞行时间与低分辨率温度数据训练网络,获得粗网格下的低分辨率温度分布;第二阶段利用低分辨率温度分布与高分辨率温度分布训练网络,得到细网格下温度分布的高分辨率重建。对典型的温度场模型进行数值模拟,并与传统的Tikhonov正则化方法、Landweber算法、代数重建算法(algebraic reconstruction technique,ART)及ELM算法进行对比。【结果】鲁棒正则化ELM算法的平均相对误差和均方根误差分别为0.28%和0.38%,重建质量明显高于其他算法。【结论】基于鲁棒正则化ELM的声学层析温度分布重建方法兼顾计算效率与重建精度,为电站锅炉等设备的高分辨率温度监测提供了新方案,特别是在高温、强干扰等恶劣工况下展现出重要工程应用价值。 展开更多
关键词 发电厂 电站锅炉 声学层析成像 温度分布 高分辨率重建 鲁棒正则化 极限学习机 数值模拟 重建算法
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一种两阶段声学层析成像温度分布重建方法
5
作者 张立峰 董祥虎 《发电技术》 2025年第5期1050-1058,共9页
【目的】为提高声学层析成像温度分布的重建精度,提出一种基于压缩感知与多尺度扩张卷积的两阶段重建算法。【方法】首先建立声学层析成像温度分布重建的压缩感知模型,并使用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法求解得... 【目的】为提高声学层析成像温度分布的重建精度,提出一种基于压缩感知与多尺度扩张卷积的两阶段重建算法。【方法】首先建立声学层析成像温度分布重建的压缩感知模型,并使用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法求解得到粗网格温度分布;然后构建多尺度卷积神经网络,预测得到细网格温度分布重建结果,在网络模型中通过引入原始测量信息补偿通道提高对先验信息的利用率;分别建立3种典型温度分布的数值模型,并与OMP算法、代数重建(algebraic reconstruction technique,ART)算法、同步代数重建(simultaneous algebraic reconstruction technique,SART)算法以及Landweber算法进行对比试验。【结果】所提算法的平均相对误差和均方根误差分别为0.45%和0.64%,重建误差均小于其他算法。【结论】两阶段温度分布重建算法能够有效缓解温度分布重建问题的病态性,进而提高温度分布的重建精度。 展开更多
关键词 声学层析成像 高分辨率重建 压缩感知 多尺度扩张卷积 正交匹配追踪
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融合数据驱动与启发式算法的煤元素碳含量校验
6
作者 孙栓柱 陆佳慧 +5 位作者 江宇泷 周春蕾 朱洁雯 杨晨琛 汤红健 段伦博 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第6期185-194,共10页
“碳达峰”“碳中和”政策背景下,燃煤发电行业的减排降碳势在必行。提升碳排放数据的质量水平,强化碳排放监管要求,是保障燃煤发电行业降碳成效的必要举措。入炉煤元素碳含量作为碳排放核算过程中的关键参数,对于燃煤发电企业上报的入... “碳达峰”“碳中和”政策背景下,燃煤发电行业的减排降碳势在必行。提升碳排放数据的质量水平,强化碳排放监管要求,是保障燃煤发电行业降碳成效的必要举措。入炉煤元素碳含量作为碳排放核算过程中的关键参数,对于燃煤发电企业上报的入炉煤元素碳含量数据的校核尤为重要。对此,提出了一种针对入炉煤元素碳含量数据的智能校验方法。首先,收集了近1000组国内外典型动力煤的工业分析和元素分析数据。其次,融合高斯过程回归和启发式优化算法,基于美国煤质数据集建立了入炉煤元素碳含量的回归预测机器学习模型,模型在训练集和测试集上的回归系数R2分别为0.9898和0.9877,体现出优良的拟合与预测能力,实现了对入炉煤元素碳含量数据的精确预测。然后,以中国标准煤样数据、中国典型燃煤机组的煤质分析数据为案例进一步验证了机器学习模型的泛化能力,模型在中国标准煤样数据上的元素碳含量预测平均相对误差仅为1.68%,在典型燃煤机组数据上的预测回归系数为0.9877,均取得了准确的预测效果,验证了模型对入炉煤元素碳预测的精度与适用性。最后,进一步将该模型部署到了我国某600 MW燃煤发电机组生产过程中,模型预测值与实测值的平均相对误差为0.79%,实现了以班组为频次的入炉煤元素碳含量及时准确监测,助力燃煤发电企业上报的元素碳含量数据校验。 展开更多
关键词 “双碳”目标 机器学习 启发式优化算法 入炉煤元素碳 智能校验
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基于复杂网络的热声振荡前兆特征的甄别方法
7
作者 李旭 刘艳 +3 位作者 杨小帆 熊燕 张哲巅 徐祥 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第22期9356-9362,共7页
针对新一代燃气轮机燃烧过程中存在的热声振荡问题,通过构建复杂网络模型,对高频数据信号的多种时域分析方法进行了复验和对比统计分析。结果表明,在复杂网络模型中,节点强度和网络直径这两个特征表征参数比传统的时域分析方法(即均方... 针对新一代燃气轮机燃烧过程中存在的热声振荡问题,通过构建复杂网络模型,对高频数据信号的多种时域分析方法进行了复验和对比统计分析。结果表明,在复杂网络模型中,节点强度和网络直径这两个特征表征参数比传统的时域分析方法(即均方根和时间峭度)能更早的对热声振荡发出预警。耦合预测效果和数据处理时间,优选节点强度来构建复杂网络模型。最终将该方法应用于多喷嘴微混燃烧器燃烧实验数据分析中,发现该方法的特征转折点比极限环分析和统计分析方法的特征点领先约2.3 s。 展开更多
关键词 热声振荡 预警 复杂网络 节点强度
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航空发动机整机试验关键参数测试技术综述 被引量：1
8
作者 张天宏 张宸煦 《计测技术》 2025年第1期3-20,共18页
从性能和可靠性试验的角度,分析了航空发动机整机试验的测试需求,梳理出推力、功率、转速、流量、温度、压力、振动等整机试验关键参数,介绍了相关测试技术的原理、应用和发展趋势。在推力和功率测试方面,分别介绍了推力测量台架和功率... 从性能和可靠性试验的角度,分析了航空发动机整机试验的测试需求,梳理出推力、功率、转速、流量、温度、压力、振动等整机试验关键参数,介绍了相关测试技术的原理、应用和发展趋势。在推力和功率测试方面,分别介绍了推力测量台架和功率测量系统及其校准方法;在转速测试方面,介绍了典型转速测量系统和对转速信号畸变的应对手段;在流量测试方面,介绍了用于燃油流量测试的速度式、压差式和质量式流量计,用于空气流量测试的进气流量测量段的结构和测点布置;在温度测试方面,介绍了涵盖热电阻、热电偶、示温漆、荧光测温以及辐射测温等技术的气体测温和壁面温度测试手段;在压力测试方面,介绍了压力测试系统,分析了高温环境下的动态压力测试的困难及解决途径;在振动测试方面,介绍了整机振动测试系统以及测振点布置的问题。指出航空发动机整机试验关键参数测试技术未来将向高可靠度、高频响、高耐温性能等方向发展,同时整机试验测试系统将趋于智能化与集成化。 展开更多
关键词 航空发动机 性能与可靠性 整机试验 关键参数测试
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雷诺数对竖直壁面降膜厚度影响研究
9
作者 钱晨 杨建文 +1 位作者 杨杨 杨斌 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第1期38-44,共7页
针对竖直壁面上的流动降膜特性问题,研究了基于平面激光诱导荧光法的液膜厚度测量方法,通过液膜厚度标定装置获得了图像灰度与厚度的对应关系,搭建了溢流式降膜流动循环实验系统,开展了不同体积流量下竖直壁面降膜厚度测量,同时开展了... 针对竖直壁面上的流动降膜特性问题,研究了基于平面激光诱导荧光法的液膜厚度测量方法,通过液膜厚度标定装置获得了图像灰度与厚度的对应关系,搭建了溢流式降膜流动循环实验系统,开展了不同体积流量下竖直壁面降膜厚度测量,同时开展了对应实验工况不同雷诺数竖直壁面降膜流动数值模拟研究。液膜厚度实验测量结果与数值模拟结果相对偏差最小为5.5%,最大为11.4%。在此基础上,重点研究了雷诺数对竖直壁面降膜厚度的影响,结果显示:壁面切应力和气液界面剪切力是导致液膜波动的主要因素;随着雷诺数的增加,因液体流动速度增加引起壁面切应力与气液界面剪切力差值加剧,液膜波动的振幅增加。 展开更多
关键词 竖直壁面降膜流动 液膜厚度 雷诺数 平面激光诱导荧光法 液膜波动
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基于吸收光谱技术的冻结液滴高度测量系统
10
作者 赵天楠 赵畅 +2 位作者 孙昊 陆建民 杨荟楠 《化工进展》 北大核心 2025年第4期1907-1912,共6页
冻结液滴测量对深入探讨液滴结冰机制以及预测结冰过程具有重要意义。本文利用傅里叶变换红外光谱仪测量室温下(295.7K)纯水以及不同温度下(253.2~270.7K)冰的吸收光谱。基于比尔-朗伯定律构建了液滴高度反演模型,通过分析纯水与冰的光... 冻结液滴测量对深入探讨液滴结冰机制以及预测结冰过程具有重要意义。本文利用傅里叶变换红外光谱仪测量室温下(295.7K)纯水以及不同温度下(253.2~270.7K)冰的吸收光谱。基于比尔-朗伯定律构建了液滴高度反演模型,通过分析纯水与冰的光谱数据选取最优波长组合,研制了一套基于吸收光谱技术的冻结液滴高度测量系统,并探究了该系统中光斑位置对测量结果的影响。在此基础上,利用该系统并结合图像法对不同体积(5μL、10μL和20μL)的液滴冻结过程进行测量,同时通过分析热电偶所测液滴温度的变化来判断其是否已经完全冻结。结果表明,两种方法测得的常温与冻结液滴高度最大偏差分别为3.4%与19.2%,这是由液滴冻结后形成的尖端使测量系统中光线发生强烈偏转所导致的。 展开更多
关键词 测量系统 冻结 液滴 吸收光谱 液滴高度
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一种大尺寸构件检测技术的研究和应用
11
作者 王雷 《锅炉技术》 北大核心 2025年第3期58-61,共4页
为解决大尺寸构件检测的偏差和困难,利用激光测距技术,分析了产品热胀冷缩的影响,开发了大尺寸构件检测系统。系统包括软件、硬件和附件等部分。便携式尺寸检测设备检测后,将检测参数和检测时的温度和湿度等数据自动传输到“上锅智测”... 为解决大尺寸构件检测的偏差和困难,利用激光测距技术,分析了产品热胀冷缩的影响,开发了大尺寸构件检测系统。系统包括软件、硬件和附件等部分。便携式尺寸检测设备检测后,将检测参数和检测时的温度和湿度等数据自动传输到“上锅智测”App中,系统将根据被测产品的材料,自动处理检测数据,并将检测的数据自动生成检测报告。结果表明:此方法的检测快速、准确,达到了预期效果,不仅保证了产品组装的数据满足技术要求,也为产品的智能化检测奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 大尺寸构件 检测 便携式 系统 智能检测
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煤灰熔点在线监测系统的研究与应用
12
作者 许烨琦 范伟明 +1 位作者 岑易 蒋炜 《大氮肥》 2025年第3期213-216,共4页
采用传统灰锥法测定煤的灰熔点因制样周期长和主观误差大等问题,难以满足锅炉在线监测需求。基于伏安法的煤灰熔点在线监测技术,可通过电阻测量捕捉煤灰熔融过程,计算煤灰特征熔融温度。通过考察煤飞灰微观形貌和晶态结构演变规律,分析... 采用传统灰锥法测定煤的灰熔点因制样周期长和主观误差大等问题,难以满足锅炉在线监测需求。基于伏安法的煤灰熔点在线监测技术,可通过电阻测量捕捉煤灰熔融过程,计算煤灰特征熔融温度。通过考察煤飞灰微观形貌和晶态结构演变规律,分析伏安法测定不同混煤灰熔点的特征。通过集成自动采样、传质和测试装置及数据分析方法,构建煤灰熔点在线监测系统,可在3 h内反馈煤灰熔点数据至集散控制系统,显著提升锅炉现场煤灰熔点测试时效性,为锅炉安全运行提供数据支持。 展开更多
关键词 煤灰熔点 伏安法 熔融特性 在线监测
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表面处理工艺对NiTi合金表面质量及表面性能分析
13
作者 陈明阳 苏娟 +2 位作者 苏应龙 郭昊天 冯海全 《内蒙古工业大学学报(自然科学版)》 2025年第2期97-101,共5页
采用机械打磨、电化学抛光、化学腐蚀(酸洗)三种表面处理方式对热处理后的NiTi合金进行表面处理,通过对经过表面处理的试样进行表面形貌及成分分析、腐蚀性能测试、生物相容性测试来探究不同处理工艺对合金表面的影响作用。结果表明,与... 采用机械打磨、电化学抛光、化学腐蚀(酸洗)三种表面处理方式对热处理后的NiTi合金进行表面处理,通过对经过表面处理的试样进行表面形貌及成分分析、腐蚀性能测试、生物相容性测试来探究不同处理工艺对合金表面的影响作用。结果表明,与经过机械打磨和酸洗处理的NiTi合金相比,经过电化学抛光的NiTi合金表面光滑均匀,粗糙度最低,且表面Ni元素含量大幅降低。另外,电化学抛光后的NiTi合金耐蚀性最好,机械打磨试样的耐蚀性最差。电化学抛光NiTi合金相较于机械打磨和酸洗处理的NiTi合金在Hank's液中Ni离子析出量最低。 展开更多
关键词 NITI合金 电化学抛光 酸洗 耐腐蚀性
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基于深度学习和化学发光的旋流火焰锋面层析重建方法研究 被引量：1
14
作者 刘国炎 周毅 +2 位作者 段宇璇 李健 许传龙 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第2期467-474,共8页
实现航空发动机燃烧室内火焰锋面的实时准确测量对于燃烧器优化设计、燃烧过程优化具有重要意义。基于代数重建算法的化学发光层析技术(CTC)可准确实现火焰锋面测量,但存在重建计算量大、耗时长的问题。本文提出了一种基于深度学习的旋... 实现航空发动机燃烧室内火焰锋面的实时准确测量对于燃烧器优化设计、燃烧过程优化具有重要意义。基于代数重建算法的化学发光层析技术(CTC)可准确实现火焰锋面测量,但存在重建计算量大、耗时长的问题。本文提出了一种基于深度学习的旋流火焰锋面重建方法。首先搭建了紫外相机阵列CTC系统,并利用联合代数重建算法(SART)算法重建了不同工况下的三维旋流火焰锋面,进而构建了化学发光投影图像–火焰锋面数据集。在此基础上开展了基于卷积神经网络(CNN)的三维旋流火焰锋面重建实验研究,并评价了CNN网络模型的重建性能。结果表明:训练后的CNN网络重建结果与SART算法重建结果的结构相似度平均值为0.89,相关系数平均值为0.86,证实两种方法的重建结果具有较高的结构相似性;CNN网络的火焰锋面重建时间为1.8 s,仅为SART算法重建时间的1.9%。 展开更多
关键词 旋流 火焰锋面 深度学习 卷积神经网络 重建
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基于径向基函数的声速法炉内测温实验研究 被引量：1
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作者 檀经考 李娜 +1 位作者 陈乐航 周屈兰 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期28-36,共9页
温度测量对于电厂锅炉和其他大型工业设备的安全稳定运行至关重要。传统温度测量方法只能获得点参数,而不能获得连续参数场。声波层析成像不仅可以有效地获得温度的相对大小,而且大大降低了成本和难度,适用于炉膛内温度测量。搭建了一... 温度测量对于电厂锅炉和其他大型工业设备的安全稳定运行至关重要。传统温度测量方法只能获得点参数,而不能获得连续参数场。声波层析成像不仅可以有效地获得温度的相对大小,而且大大降低了成本和难度,适用于炉膛内温度测量。搭建了一个简单的二维实验尺度声学测温平台,对利用声学方法重建温度场算法进行了验证。根据声速与气体介质温度的关系,在温度场重建中采用最小二乘正交三角分解(LSQR)算法,能够准确反映目标区域(ROI)的温度分布。引入径向基函数可以极大地提高LSQR算法的重建精度。结果表明:声速法重建二维温度场在实际测量中是可行的。 展开更多
关键词 声层析成像 声速法 重建算法 温度场重建 径向基函数
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高速摄影法测量颗粒直径及其撞击动力学参数
16
作者 郑志敏 张宁豪 +2 位作者 高欣晴 邵艺群 刘小芳 《力学学报》 北大核心 2025年第2期399-412,共14页
锅炉受热面积灰和结渣问题是影响其安全和经济运行的重要因素.为了缓解这些问题,深入研究颗粒撞击动力学特性,理解颗粒黏附和反弹机制显得尤为重要.文章搭建了一个高温环境下的单颗粒撞击壁面动力学测试平台,并运用粒子阴影图像测速(PSV... 锅炉受热面积灰和结渣问题是影响其安全和经济运行的重要因素.为了缓解这些问题,深入研究颗粒撞击动力学特性,理解颗粒黏附和反弹机制显得尤为重要.文章搭建了一个高温环境下的单颗粒撞击壁面动力学测试平台,并运用粒子阴影图像测速(PSV)技术,对微米级颗粒撞击壁面的动力学特性进行了深入研究.针对高速摄影中球形颗粒直径难以精确测量的难题,开发了一套基于MATLAB的颗粒图像处理程序,并提出了一种亚像素插值与最大内切圆相结合的测量方法,该方法经过实验验证,证实了其可靠性.基于此方法,显著提高了颗粒撞击动力学参数的测量精度.另外,研究结果表明,在本实验条件下, Otsu阈值分割算法在测量颗粒直径时效果更佳.亚像素插值方法和插值倍数对测量结果有显著影响,且存在窗口效应;颗粒的法向恢复系数随着撞击速度的增加而降低,撞击和反弹过程中颗粒速度的减小趋势也表明流场效应对颗粒动力学特性有一定影响,这一点在测量结果中也需予以考虑.随着颗粒的法向恢复系数增加,颗粒的反弹角度总体上呈现出逐渐减小的趋势.这些发现不仅加深了我们对单颗粒撞击动力学的理解,而且为复杂多颗粒系统的研究提供了坚实的基础,对于颗粒材料冲击过程的离散元模型的建立和分析具有重要的意义. 展开更多
关键词 颗粒撞击动力学 颗粒法向恢复系数 高速摄影法 颗粒直径测量 亚像素插值
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隔热材料对三元锂离子电池热失控传播抑制效果的影响 被引量：2
17
作者 张友群 杨子昕 +4 位作者 郭佳涌 杨旭 喻成 杨辉前 陈来 《新能源进展》 北大核心 2025年第1期26-31,共6页
锂离子电池在滥用条件下存在热失控风险,易发生燃爆事故。阻断热失控传播对于锂离子电池安全应用具有重要作用。以方形高比能147 A·h三元锂离子电池为研究对象,采用相变隔热材料、玻璃纤维气凝胶、玄武岩纤维气凝胶等不同种类的隔... 锂离子电池在滥用条件下存在热失控风险,易发生燃爆事故。阻断热失控传播对于锂离子电池安全应用具有重要作用。以方形高比能147 A·h三元锂离子电池为研究对象,采用相变隔热材料、玻璃纤维气凝胶、玄武岩纤维气凝胶等不同种类的隔热材料来抑制电池组的热失控传播,探索了隔热材料的种类及厚度对热失控传播行为的影响,同时使用商用热失控预警传感器进行监测预警。结果显示,厚度为2.5 mm的相变隔热材料和玻璃纤维气凝胶均不能阻隔热失控传播,而当使用厚度分别为2.0、2.5、3.0 mm的玄武岩纤维气凝胶时,热失控传播能被有效阻止,下游电池后表面最高温度分别为134.0、185.9、102.5℃,且使用厚度为3.0 mm玄武岩纤维气凝胶时,热失控预警传感器成功实现预警,此时下游电池依然具备正常循环放电能力。研究结果可为锂离子电池组的安全设计以及热失控传播阻隔技术开发提供设计依据和理论指导。 展开更多
关键词 锂离子电池 热失控 安全 隔热材料
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功能复合材料中微结构与本征热扩散耦合驱动的协同优化
18
作者 刘向宇 刘梦 +2 位作者 许家哲 艾青 帅永 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第5期59-66,共8页
针对传统单一尺度优化范式在填料拓扑调控机制、分子有序度耦合效应及跨尺度协同作用方面的理论缺失,通过“填料拓扑设计-分子有序排列-密度协调”多级协同策略,研究填料拓扑设计与树脂基体改性对环氧树脂基复合材料导热性能的协同调控... 针对传统单一尺度优化范式在填料拓扑调控机制、分子有序度耦合效应及跨尺度协同作用方面的理论缺失,通过“填料拓扑设计-分子有序排列-密度协调”多级协同策略,研究填料拓扑设计与树脂基体改性对环氧树脂基复合材料导热性能的协同调控机制。基于有限元均匀化理论构建纤维、片状及椭球体模型,揭示填料体积分数、长径比及空间取向对传热网络的调控规律。结合反向非平衡分子动力学(RNEMD)方法,提出通过分子有序排列与密度诱导非键相互作用协同提升树脂本征热导率的新策略。结果表明:片状填料(体积分数25%)的有效导热系数(ETC)达4.2 W/(m·K);有序交联结构与密度诱导非键相互作用增强(非键能占比60%)使树脂本征热导率从0.3 W/(m·K)提升至2.85 W/(m·K)。多尺度协同分析显示,掺杂有序交联体系在25%填充与密度增强耦合作用下,ETC突破6.8 W/(m·K),密度协同效应(ρ>1.5 g/cm^(3))使热流密度标准差降低64%。研究建立的跨尺度模拟框架揭示了传热网络构建与分子有序排列的定量关联,为设计高导热复合材料提供了理论新范式。 展开更多
关键词 环氧树脂 拓扑结构 分子动力学 有效导热系数 传热网络
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基于超声非侵入测温测热技术的飞行试验研究
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作者 崔悦 魏东 +2 位作者 刘深深 杜雁霞 桂业伟 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第8期2730-2740,共11页
为获取高速飞行器服役时的结构内部温度变化特性,提出了一种基于超声波声时的无损测温测热技术方法,实现对飞行器结构表面热流及其内部温度场的测量。建立了超声测温测热数理模型,发展了超声测温测热方法,结合航天飞行试验实际,对测量... 为获取高速飞行器服役时的结构内部温度变化特性,提出了一种基于超声波声时的无损测温测热技术方法,实现对飞行器结构表面热流及其内部温度场的测量。建立了超声测温测热数理模型,发展了超声测温测热方法,结合航天飞行试验实际,对测量装置进行了改进设计。地面验证实验得到的温度场整体重建偏差约为1.7℃,并研究了厚度尺寸和波速与温度标定关系对超声测量结果的影响,初步验证了超声测温测热方法的可靠性。最后,超声装置在航天飞行试验中进行了搭载测试,获得了飞行器飞行过程中测点位置处沿结构壁厚方向的一维动态温度分布和外壁面热流,其结果与在飞行器结构内表面预先设置的温度传感器辨识结果规律基本保持一致。飞行试验研究表明:超声测温测热技术方法能够做到在线监测飞行器结构内部温度变化特性,为飞行器结构热安全评估提供了新思路和新方法,具有重要的工程应用价值和前景。 展开更多
关键词 非侵入式测量 超声波测温测热方法 地面验证实验 航天飞行试验 热安全评估
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多热源系统全域温度场的实时重构策略
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作者 张潞 叶彧维 +2 位作者 艾青 刘梦 帅永 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期25-32,共8页
在多热源系统的动态热管理中,全域热场分析与实时评估是核心要素,而传统的离散测量和重构技术难以实时获取温度场动态变化。为此,提出一种基于离散测点的全域温度场重构策略,通过引入奇异值分解提取温度场的特征基函数,并引入灰狼优化... 在多热源系统的动态热管理中,全域热场分析与实时评估是核心要素,而传统的离散测量和重构技术难以实时获取温度场动态变化。为此,提出一种基于离散测点的全域温度场重构策略,通过引入奇异值分解提取温度场的特征基函数,并引入灰狼优化算法对重构离散测点的布局进行优化,通过与离散测点值结合,建立全域温度场的关联系数矩阵。采用数值实验,基于4种类型热源系统验证了该方法的可靠性。结果表明:测点布局优化后,4种温度模型的理论重构误差水平显著降低了至少3个数量级。采用该方法对某多芯片PCB的温度场进行重构,与数值实验结果对比显示温度场平均误差为0.12℃,均方根百分比误差低于1%,验证了该策略在实际应用中的可靠性,为电子设备热控热分析提供了参考依据。 展开更多
关键词 模型降阶 最小二乘 温度场重构 布局优化
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