工程热物理专辑
工程热物理是能源利用领域的主要基础学科，工程热物理的发展推动了能源科技的进步。从人类利用能源和动力发展的历史看，古代人类几乎完全依靠可再生能源，人工或简单机械已经能够适应农耕社会的需要。近代以来，蒸汽机的发明唤起了第一次工业革命，而能源基础，则是以煤为主的化石能源，从小规模的发电技术，到大电网，支撑了大工业生产相应的大规模能源使用。工程热物理面临新的机遇与挑战。工程热物理的发展和能源科学技术进步对人类社会将产生重大影响，将会出现许多伟大的变革，包括能源科技的重大发展。一些新的能源利用方式，如新型动力机械、新型发电技术、涌现的新能源等。为了更深入了解相关概念，整合了本刊发表的工程热物理方面的相关研究，共计10篇。制作了工程热物理专辑，欢迎浏览。
主题关键词： 工程热物理能耗动力工程及工程热物理
- 论文汇编
回热对低温大质流密度实验系统能耗影响
摘要：以绕管式换热器为测试件，设计搭建了带回热的大质流密度流动传热特性实验系统。该实验系统包括主测试循环回路、冷却回路、控制系统和安全通风系统。本文实验系统能够覆盖的实验工况范围如下：蒸发压力为0.15~0.85 MPa，质流密度为20~120 kg/（m2·s），干度为0~1.0，热流密度为0~10 kW/m2，温度可达-180 ℃。构建了实验系统热力学模型，获得了实验工况条件下各节点温度、压力数据和设备负荷参数。对该系统能耗进行了对比分析，研究发现，有回热系统在各个干度情况下均比无回热系统的能耗低，干度为0.1时，能耗减少75%，在干度为0.5时，能耗减少43%，在干度为1时，能耗减少3%。关键词：动力工程;工程热物理;低温大质流密度;回热;能耗182|103|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2025-05-26微通道低温换热器流动传热性能
摘要：基于微通道换热器占地小、换热效率高等优点和在微电子领域、工业冷藏、电动汽车空调等领域应用广泛的现状，建立了微通道低温换热器的物理模型和数学模型，并对模型进行了求解。针对水力直径小于1 mm的微通道低温换热器的流动换热性能，研究了在改变入口流速以及不同宽高比的情况下，对换热器沿程的阻力压降、壁面温度、通道出口流体温度、摩擦因数的影响。研究结果表明，不同宽高比对以上各种参数都有明显的影响。微通道压降随着流速的增大而增大，而且压降增大趋势逐渐加大。壁面温度、通道流体出口温度、摩擦因数等都随着流速的增大而减小，最后都是趋向于稳定。宽高比为4的通道的参数值比宽高比为1的各项参数值普遍偏大，宽高比对微通道换热器的换热性能有着较大的影响。关键词：动力工程;工程热物理;微通道;入口流速;宽高比;低温换热器128|21|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2022-10-28质子交换膜燃料电池运行工况参数敏感性分析
摘要：建立了一维瞬态多相流燃料电池机理模型和全局敏感性分析模型，研究了运行温度、气体压强、化学计量比以及相对湿度对输出性能的影响规律和影响程度。结果表明：高功率负荷条件下，运行温度的变化会造成更明显的性能波动；提高进气压强和化学计量比能够增强输出性能；相对湿度过低产生的“膜干”现象在低电流密度区域更加明显；经过敏感性量化分析，本文将9类工况参数划分为高敏感、较敏感和不敏感参数；随着电流密度的增大，阴极进气化学计量比、阴阳极进气湿度的敏感性较大且整体呈上升趋势。关键词：动力工程及工程热物理;质子交换膜燃料电池;运行工况参数;瞬态机理模型;全局敏感性分析355|65|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2025-05-26复合太阳能的燃气机热泵热力学性能
摘要：基于当前能源利用现状，考虑到太阳能和燃气的有机结合，提出了复合太阳能的燃气机热泵系统，并建立了复合太阳能的燃气机热泵系统热力学模型。通过对系统中各组成设备的有用能分析，得出结论：随着出水温度的升高，冷凝器、蒸发器的有用能提高，压缩机的有用能降低，发动机和余热换热器的有用能变化不。压缩机随着转速的变化，其有用能损失变大，冷凝器和蒸发器的有用能损失也表现出相似的规律，其他的部件有用能损失几乎不变。虽然燃气热泵有用能量损失变化规律与是否复合太阳能并无过多直接关联，但在复合太阳能后，使燃气发动机配置功率降低，燃气量相应减少，除太阳能集热板之外的各部件有用能量损失值均降低，于此对于降低系统总能量的消耗具有重大意义。关键词：动力工程及工程热物理;燃气机热泵;太阳能;热力学97|37|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2025-05-26共轨系统压力波动和多次喷射油量偏差的抑制
摘要：柴油机高压共轨系统中压力波动对喷油量偏差影响很大,为有效抑制喷油器入口压力波动,本文开展了带有阻尼孔和容腔的新型阻尼滤波器波动抑制的试验研究。通过均匀设计方法对比得出阻尼孔直径为0.4 mm、容腔体积为1720 mm3时滤波效果较好。在共轨压力分别为40、60、100 MPa,不同的喷射策略下进行了试验,结果表明:单次喷射条件下,脉宽为0.4 ms时,滤波器的添加可使共轨压力波动幅度减小51%~54%;多次喷射条件下,滤波器的添加可使预主喷模式下主喷油量波动幅度减小62.4%~71%;主后喷模式下后喷油量波动幅度减小了86%~86.3%。滤波器的添加可以有效减小多次喷射油量偏差,为进一步优化燃油喷射系统的控制精度提供参考。关键词：压力波动;多次喷射;工程热物理;动力机械与工程;滤波器;油量偏差129|28|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30径向滑动轴承润滑油膜流动-传热过程仿真
摘要：针对润滑油膜进行计算流体力学(CFD)分析时,空化模型的选取对计算结果有非常显著的影响。本文引入全空化模型,完善了基于CFD的动压润滑数值仿真方法,对比了不同空化现象处理方法对于压力和温度分布计算结果的影响。此外,还比较了不同方法在求解流动传热问题中的适用性和精度差异,进一步验证了CFD方法在求解此类问题时的优势。结果表明:引入全空化模型的CFD方法可将最大压力计算结果精度提升12.1%,压力和温度的整体分布也与试验值更接近;且温度分布计算结果更符合实际;在模拟气穴溃灭过程中,现有全空化模型在计算气穴区域温度分布时仍有改进空间。关键词：工程热物理;动力机械及工程;径向滑动轴承;计算流体力学;空化现象;相变传热126|12|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30压电喷油器压电执行器热-电-机械耦合迟滞特性
摘要：针对所开发的压电式共轨喷油器,采用压电执行器作为驱动元件,为了更好地对这类执行器的潜力进行开发,试验研究了压电执行器在准静态条件下的热-电-机械耦合特性。结果表明:在200~1200 N范围内,位移随着预紧力呈先增大后减小趋势;在25~80 ℃范围内,位移整体呈增大趋势,但随着温度升高,增长趋势逐渐变缓。一个包括压电堆迟滞特性和温度影响的数学模型被用来对试验结果进行模拟,仿真与试验结果具有良好的一致性。关键词：工程热物理;压电执行器;热-电-机械耦合;迟滞特性;数学模型106|15|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30基于热氛围燃烧器的湍流射流起升火焰基础研究进展
摘要：描述了热氛围燃烧器的结构、特点和主要功能。介绍了国内、外关于湍流射流起升火焰特性方面研究的主要内容和成果。将基于该燃烧器的相关领域的研究按照燃料特性进行了分类总结。分析了可控活化热氛围燃烧器在湍流起升火焰特性研究上的优势和特点,并提出了该燃烧器进一步的发展方向。关键词：工程热物理;可控活化热氛围;湍流起升火焰;燃烧稳定140|30|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30真空颗粒系统有效导热系数测量试验台研制及试验
摘要：基于稳态热流计法,研制了可实现不同真空环境和温度下测试颗粒系统有效导热系数的试验台,并基于此试验台对HIT-LS1#型模拟月壤在不同真空度和不同温度下进行了有效导热系数测定试验.试验结果显示:模拟月壤的有效导热系数随着温度的升高而增大,并随着真空度的提高而减小.真空度对颗粒系统的有效导热系数存在较大影响,尤其是在高真空的情况下.关键词：工程热物理;试验台研制;热流计法;有效导热系数;颗粒系统;模拟月壤;真空103|11|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30地能利用热泵系统模型计算及其多年运行工况分析
摘要：提出了地能利用热泵系统模型计算方法,通过对严寒地区一地源热泵实际工程的运行工况进行测试,验证了该计算方法的可靠性,并利用该计算方法预测该工程多年运行过程及能耗。经计算若不采用辅助供热方式或措施,将无法保证系统多年正常运行,因此通过可控因素分析计算,提出了改善运行工况的有效方案,保证了地能利用技术的可持续性应用。关键词：工程热物理;地源热泵;流体温度;运行工况;能耗129|46|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30
