分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 核主泵内的流动不稳定将会引起严重振动，不利于其安全稳定运行。因此本文基于大涡模拟(LES)数值计算方法对几个典型工况下核主泵内部非稳态流动结构及其压力脉动特性进行全面阐述与关联性分析。研究表明，随着流量的增加，动静干涉作用在导叶出口处逐渐增加；偏工况条件下，导叶出口处压力脉动频谱低频段中均出现复杂激励频率，尤其是靠近出液管附近的导叶出口处。核主泵在偏大流量工况下运行时壳体右侧内部非稳态流动结构相较于壳体左侧更加复杂；在偏小流量工况下运行时壳体底部压力脉动更加剧烈。本文进一步详细描述了核主泵球形壳体内强涡量区的流动结构及其成因，并且发现测点处的压力频谱与涡量频谱有相同的主要激励频率，因此证明核主泵内非定常旋涡流动结构是激励压力脉动的主因之一。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 为提高多翼离心风机的流动效率，提出一种适合于该类型风机特点的分组设计模型，并借助于流场计算与试验设计相结合的分析方法，依次对多翼离心风机的叶轮、蜗壳和蜗舌进行分组设计。结果表明：具有更多设计自由度的双圆弧叶片气动性能明显优于单圆弧叶片；在保证蜗壳结构尺寸不变的前提下，采用等边基方法设计的蜗壳性能略优于三段圆弧设计出的蜗壳；基于长耳鸮翼型前缘的仿生蜗舌能够有效减弱分离流动现象；利用本文方法改进后的多翼离心风机设计效率提高了4.33%，变工况性能明显改善。研究工作对深刻认识多翼离心风机内部复杂流动机理及发展优化设计方法具有学术意义和工程应用价值。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文以R123为流动工质，进行离心透平级的一维热力计算，并通过数值模拟分析ORC离心透平级内流动情况及变工况性能。结果表明：在设计工况下，数值模拟结果与一维设计结果基本一致，功率与效率偏差在1 %以内，符合设计要求。在变工况下，进汽压力在0.33 MPa~0.88 MPa变化时，效率随进汽压力增大先增大后减小，流量和功率随进汽压力增大而增大；背压在0.10 MPa~0.18 MPa变化，在临界工况下运行，效率和功率随着背压的增大而减小，流量保持不变；初温改变对透平性能影响较小，效率变化范围在1 %以内；转速变化时，流量不变,效率先增大后减小，设计转速下效率最高。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 摘要：已有的数值研究表明叶身/端壁融合设计能有效推迟、减弱或消除压气机角区分离，但实验数据缺乏。为了弥补这一不足，本文针对一42度折转角的NACA65扩压叶栅进行了吸力面叶身/端壁融合设计，并首次在低速平面叶栅风洞中进行了对比实验，证实了叶身/端壁融合扩压叶栅性能提升能力。基于实验结果，进一步校验了RNG-KE、SST等不同湍流模型的模拟精度，并基于SST模型结果揭示了叶身/端壁融合设计的作用机理。实验结果表明：叶身/端壁融合扩压叶栅能在设计攻角及正攻角下改进叶栅性能，提高总压损失系数7%-8%。数值结果表明：融合的加入重新组织了端区流场，避免了流体在叶栅后部吸力面角区内的过度堆积而发生的强三维分离，有效缓解了原型叶栅高损失流动。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文通过SST湍流模型求解RANS方程组，研究了带径向轮缘密封的预旋盘腔流动换热特性，并采用附加变量法研究径向密封的封严特性。比较了不同冷气量，不同进气预旋比下的盘腔内流动系数、转盘表面努塞尔数和封严效率。结果表明：在中分面处，预旋比随进气预旋比的增大而增大，静压系数沿径向线性增大。主流入侵使转盘壁面绝热温度升高，根据流动状态计算得出的Nu较实际略大。进气预旋提高封严效率。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 为了揭示端壁装配缝几何参数对叶片尾缘下游部分的气膜冷却特性影响机理，本文对GE-E3直列叶栅中的装配缝气膜冷却特性进行了数值模拟研究。研究发现槽缝几何参数对叶片尾缘的冷却特性具有较大影响。装配缝两侧端壁中，靠近吸力面端壁高于另一侧端壁对提高端壁气膜有效度具有有利作用。双侧切角结构虽然提高了靠近装配缝区域的气膜有效度，但增大了冷却盲区。装配缝结构应以靠近吸力侧偏高的几何关系和提高冷却出流速度为目标进行设计和优化。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 采用NURBS曲面造型方法，在轴对称端壁上叠加径向高度变化量构造非轴对称端壁。采用最优拉丁超立方设计的方法，经过两轮实验设计，寻求性能较优的设计方案。结果分析表明：基于最优拉丁超立方的实验设计方法，定向搜寻透平叶栅的非轴对称端壁优化设计方案，是可行的。与圆柱端壁相比，优化后涡轮叶栅通道出口面积平均二次流动能减小5.48%，总压损失系数减小了1.63%，端壁换热状况局部有改善。非轴对称端壁通过改变端壁的静压分布削弱了涡轮叶栅通道中马蹄涡、通道涡的强度。非轴对称端壁使通道内靠近进口段和出口段端壁换热被削弱，尾迹区换热有所增强。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 实验测量了某高速高负荷压气机叶栅两个马赫数（(0.5884和0.5）)下-8°、-6°、-4°、-1.69°、0°、2°、4°和8°共8个攻角的栅后流场，分析了其损失特性随着攻角的变化规律。结果表明：设计马赫数0.5884下，该叶栅低总压损失系数对应的攻角范围较小，随着攻角往两端偏离最优攻角，叶栅损失很快就急剧增加；从2°到4°攻角，流场结构发生了改变，近叶中区域也开始发生了较大的分离，而近端区的角区分离反而减小，使得总压损失未迅速增加，而是基本不变；随着攻角进一步增大到8°，发展成了全叶高的大尺度分离流动，尾迹速度亏损急剧增大，总压损失也急剧增大。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 随着全球性的能源紧缺和环境问题日益严重，充分利用可再生能源和工业等行业的低品位余热资源，从而提高能源利用效率是缓解能源和环境问题的重要方式。有机朗肯循环(ORC）最优应用前景的低品位热能发电技术之一是。本文针对ORC系统建立了结构参数和系统操作参数同步优化的换热设备多目标优化模型，采用R245fa为工质和板式换热器，以?效率最大和比投资成本最小为目标函数。首先分析了单个变量(蒸发压力、冷凝压力、过热度、蒸发器板间距、冷凝器板间距)对系统性能的影响，然后选取了系统的运行参数（蒸发压蒸发压力、冷凝压力、过热度)和换热器的结构参数(蒸发器和冷凝器的板长、板宽、板间距)九个参数为决策变量，利用遗传算法进行ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化，获得多目标优化的Pareto最优前沿及对应的最优系统运行参数和最佳换热器结构参数组合。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 低温烟气热能的高效梯级利用是火电厂节能减排的重要方向之一。本文结合某1000MW超临界机组，对常规低温省煤器烟气余热利用系统进行了热力学分析，发现该系统可使系统发电标准煤耗率降低2.50 g•(kW•h)-1，但?分析发现，空气预热器耗散?占输入?的22.03%，多于锅炉排烟所携带的?。为此，本文提出了集成SCO2动力循环的火电厂低温烟气热能利用系统，旨在减少空气预热器中的?耗散。对SCO2动力循环参数进行了优化，在优化参数下该系统可以使发电标准煤耗率降低3.62 g•(kW•h)-1，进一步集成低温省煤器可使发电标准煤耗率降低达5.58 g•(kW•h)-1，最后采用?分析结果解释了系统节能的本质原因。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 本文提出了一种利用LNG冷能的新型空分流程，利用LNG冷能冷却进入氮压机的下塔顶部氮气并使其节流液化，部分液体作为产品输出，部分液体流入过冷器后进入上塔顶部完成回流，节流产生的高压氮返回LNG冷能换热器补充冷能。本文采用MATLAB编程对该流程进行计算，并考虑冷热流体在临界区定压比热容随温度剧烈变化的特性,分析氮气压缩机入口温度与总压比对系统能耗、LNG冷能利用率的影响。计算结果表明：氮气压缩机入口温度的降低会同时降低氮压机耗功和LNG冷能利用率，系统等效能耗随其先降低后升高；氮气压缩机总压比的升高会增加氮压机耗功与LNG冷能利用率，但系统等效能耗随之降低；将氮气压缩机入口温度选定为准临界温度时冷能利用系统的等效能耗最低，LNG冷能的利用最高效，相较于已有文献研究结果，本研究所设计新流程的单位液体产品能耗与LNG冷能利用率等指标皆有大幅度提高。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： McAllister三体模型被普遍认为是针对液体混合物黏度的最佳关联式。本文在对三类(醇类/醇类、烷烃/烷烃、烷烃/醇类)二元混合物黏度数据进行文献收集的基础上，发现McAllister模型中的相互作用参数(ν12和ν21)随混合物的等效分子量和温度呈现出规律性的变化。因此，本文建立了一种改进的McAllister三体模型，并对乙醇与醇类(包括丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇)，正丁基环己烷与烷烃(包括庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十四烷)，异辛烷与醇类(包括丙醇、戊醇、己醇、庚醇)的黏度进行了计算，计算结果表明，计算值与实验值之间的总体平均绝对偏差为1.00%，最大偏差为9.75%。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 环路多级热驱动制冷系统因结构紧凑、潜在效率高等优点在天然气液化及再冷凝方面有良好应用前景。本文提出一种能实现声功多级放大的环路热驱动制冷系统，在天然气液化温度下能够获得千瓦级冷量及较高的热致冷转换效率。基于经典热声理论对三单元环路系统展开了数值模拟。首先，考察了优化结构下声功的沿程分布。接着，将该结构与多脉管结构进行对比。结果表明，前者不仅具有结构简单，冷量方便获取等优势，同时也能获得与后者相媲美的系统性能。此外，进一步考察了谐振管面积比、谐振管长度、加热温度等重要参数对系统性能的影响。研究结果表明，在平均压力为7 MPa，加热温度为923 K时，该系统能够获得1478 W制冷量，相当于12.4 %相对卡诺效率。本文对后续实验工作具有重要指导意义。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 回顾总结了热力学与传热学共性理论基础研究的系列成果，从正视热力学第二定律、“熵产”理论在实际应用中存在的问题入手，以势能理论为依据，用相对环境平衡态的势能为基准态势能定义了能量中的有效能和无效能。这种定义具有与“?”相同的性质，又能从定义式直接写出有效能函数的表达式。继而利用热力学第一定律方程，推导出了普适的有效能方程、有效能率方程，并与熵方程、火积耗散方程和?方程进行了比较。前者方程各项都只与状态有关，都能独立计算出来，而后三个方程都有一项与不可逆过程有关的补缺项。把有效能率方程应用于传热过程，导出了传热效率的表达式；应用于实际热机系统，导出了传热与热力耦合系统的输出功率、输入热流率、效率、换热器传热系数以及热源参数之间的关系，并举例应用于系统优化设计。本文构建的热力学和传热学共性理论，为热机与换热器耦合进行热力系统综合分析和协调优化提供了理论基础。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 为提高叶片光合速率并更好地理解叶片光合生理对环境因子变化的响应机制，FvCB模型（C3植物光合生化模型）常用于分析不同环境条件下CO2响应曲线并预测叶片活体内光合系统的内在变化状况。系统介绍了FvCB模型的建立、发展过程和拟合方法等基本理论，综述了该模型在叶片光合生理对光、CO2、水、温度和N营养等环境因子变化的响应机制中的应用研究。为进一步完善FvCB模型并更好地理解叶片活体内光合系统对环境因子变化的响应机制，未来拟加强以下研究：1）羧化速率与光合电子传递速率之间的联系；2）叶肉导度的具体组分及其对FvCB模型参数估计的影响；3）叶片气孔导度和叶肉导度对环境因子变化的调控机制。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 点格局分析是研究生态学格局的工具之一，近年来在生态学中的应用越来越多。为深入了解点格局分析方法在国内的研究与应用情况，以所总结的研究进展、一般步骤和基本要点为背景，分析评述了1996-2015年期间以点格局为主题的国内中文核心期刊文献。结果表明，在国内生态学格局研究中，应用研究占据主导地位，研究对象广泛，包括以树木为主的乔、灌、草等不同生活型的植物，甚至包括景观；基础研究，包括概括性统计量、零模型与点过程模型等方面，以及专用软件工具包的开发等研究薄弱。在应用中存在一定问题，主要表现为：概括性统计量使用单一，且以Ripley的K-函数及其变形为主；零模型（或点过程模型）是科学问题的统计表达，但是有一半以上的研究未明确给出零模型。建议在未来应用研究中重视多种统计量的组合使用和原假设的建立，在探讨热带、亚热带森林等具有复杂空间结构系统的多样性格局时，考虑对象的不同世代和系统的不同垂直层次，并加强多变量或三维概括性统计量的开发、点格局分析方法与动态过程模型的结合研究等工作。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 通过外源添加不同浓度镉离子（Cd2+）来研究复合污染条件下镉（Cd）对苯并（a）芘（BaP）在蚯蚓体内不同亚细胞组分（组分C：细胞溶质组分；组分D：固体颗粒组分；组分E：细胞碎片组分）中的分配积累情况，并探究其内在机制。结果表明，BaP主要分布于蚯蚓的细胞碎片组分，其次为固体颗粒组分，在细胞溶质组分中的浓度最低。在Cd2+添加处理下，随着Cd2+浓度的增加，3个细胞组分中的BaP浓度呈先降低后升高的趋势。随着Cd2+浓度的增加，3个亚细胞组分中的蛋白含量与乙酰胆碱酯酶（AChE）活性均呈先升高后下降的趋势；而蚯蚓细胞溶质和细胞碎片组分中的谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性呈先下降后上升的趋势，但固体颗粒组分中逐渐增加。相关性分析表明，蚯蚓细胞溶质和细胞碎片组分中的蛋白含量与其对应组分中的BaP浓度呈显著负相关；细胞溶质组分中的AChE活性与该组分中的BaP浓度呈显著负相关；而GST的活性与BaP浓度没有显著相关性。综上所述，BaP主要分配积累在细胞碎片组分中，Cd2+可能通过影响蛋白含量及AChE的活性，从而影响BaP在细胞碎片和细胞溶质组分中的积累，使得BaP的浓度随着Cd2+浓度的增加呈现先降低后升高的趋势。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 若尔盖泥炭湿地是世界少有的低纬度永久冻土湿地，具有高海拔、高紫外辐射、高有机质的特点。该区域N2O的排放量对全球气候变暖有重要影响。对若尔盖高原湿地泥炭沼泽土中的亚硝酸盐还原酶（nirK）反硝化细菌群落结构多样性进行分析，以期揭示该区域N2O释放的微生物调控机制。基于若尔盖高原湿地泥炭沼泽土的理化性质和反硝化活性（PDA），结合限制性酶切片段长度多态性（Restriction fragment length polymorphism， RFLP）技术、克隆文库及分子测序对该生态系统中的nirK反硝化细菌群落结构及多样性进行分析。反硝化活性测定结果显示：阿西地区>麦溪地区>分区地区，反硝化活性与土壤有机碳、总氮和丰富度呈显著正相关（P nirK基因代表序列，系统发育表明若尔盖高原湿地优势nirK反硝化菌群为变形门菌群。其中，阿西地区主要为α-变形菌门，麦溪地区主要为β-变形菌门，分区地区无法确定优势种群。冗余分析（Redundancy analysis， RDA）显示：有效钾和有效磷是影响nirK反硝化细菌群落结构的关键环境因子。本论文显示，若尔盖高原湿地存在着明显的反硝化作用，调控这些反硝化作用的nirK反硝化细菌多样性较高，且与土壤有效钾和有效磷密切相关。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 对频繁暴发微囊藻水华的西洞庭冲天湖表层底泥和上覆水取样，检测和分析了底泥表层微囊藻休眠体丰度和菌浓度、上覆水中微囊藻细胞丰度和菌浓度以及部分理化性质，结合室内模拟试验。结果表明：2-6月份冲天湖底泥表层和上覆水中总菌浓度均显著上升（P P Exiguobacterium）、假单胞菌属（Pseudomonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）；4月份底泥表层微囊藻休眠体开始复苏且休眠体丰度下降，6月份休眠体丰度显著低于4-5月份（P P Microcystis aeruginosa）、水华微囊藻（Microcystis flos-aqua）和惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii）；复苏期间促休眠体复苏优势菌群浓度显著上升、"底泥-上覆水"界面溶解氧浓度与TN/TP比显著下降（P < 0.05）。说明冲天湖底泥表层和上覆水优势菌群可能通过改变底泥表层理化环境影响微囊藻休眠体复苏。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-10-30 合作期刊: 《生态学报》
摘要： 以北京西山不同海拔梯度油松人工林为研究对象，对油松林PM2.5浓度变化和叶片PM2.5吸附量进行分析，并应用电子显微镜对不同海拔油松叶表面微形态特征进行观察，阐释叶片吸附PM2.5差异。结果表明：随着海拔升高PM2.5质量浓度逐渐降低，不同海拔油松林PM2.5质量浓度日变化均呈典型的双峰曲线，7：00和19：00是一天的两个峰值，最小值出现在13：00-15：00左右；从不同月份看，不同海拔油松林PM2.5质量浓度最高值出现在冬季的2月，最低值在8月；不同海拔油松林PM2.5质量浓度全年均值为84 m（（102.28±18.44） μg/m3） > 110 m（（94.18±18.34） μg/m3） > 160 m（（81.53±19.23） μg/m3） > 230 m（（75.39±15.71） μg/m3）；随着海拔升高单位叶面积PM2.5吸附量逐渐减小，每升高50 m，单位叶面积PM2.5吸附量降低23.25%，每公顷PM2.5吸附量下降26.43%，不同海拔油松林每公顷PM2.5吸附量全年均值为84 m（（8.61±1.08） kg/hm2） > 110 m（（7.30±0.94） kg/hm2） > 160 m（（6.35±0.99） kg/hm2） > 230 m（（4.34±1.14） kg/hm2）；处于低海拔的油松叶表面较粗糙，气孔内部和周围聚集大量颗粒物，在叶面形态上更有利于吸附PM2.5，高海拔则相反。高海拔空气质量优于低海拔，低海拔的植物吸附颗粒物多于高海拔。研究结果可为城市造林和森林净化大气提供数据支持。
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