姚元鹏
- 作品数：14 被引量：38H指数：4
- 供职机构：上海交通大学机械与动力工程学院工程热物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理环境科学与工程更多>>
- 新型高效相变蓄热技术助力钢铁工业气相余热回收
- 2016年
- 钢铁生产过程伴随有大量的气相物质流（包括高温转炉煤气、低温烟气等），其中蕴含着数量可观的气相余热。据统计，气相余热约占钢铁工业总余热资源的40％，份额巨大，对其高效回收利用是钢铁行业节能减排的迫切需求。然而，气相余热本身的时空品位特性大大增加了其回收难度，例如，转炉煤气虽然温位高（高达1000摄氏度），但其在实际钢铁冶炼流程中的发生量并不均衡，存在间歇性特点，难以连续回收利用：低温烟气本身温位低（低于200摄氏度）、流量庞大，直接热利用对口难。
- 吴慧英王戈丁静姚元鹏王慧儒
- 关键词：余热回收钢铁工业气相蓄热技术钢铁生产过程转炉煤气
- 泡沫铜强化石蜡相变蓄热特性的数值分析被引量：14
- 2015年
- 通过构建泡沫金属内固液相变传热模型,对方腔蓄热单元中泡沫铜强化石蜡相变蓄热特性进行数值分析。数值模型采用考虑泡沫金属真实结构的等效导热系数通用模型,并兼顾石蜡在融化前后与金属骨架之间的热非平衡效应。通过求解模型得到方腔内石蜡固液界面演化规律与温度分布,进而对蓄热过程进行火用分析。结果表明:当前数值模型能较好地预测泡沫铜内固液相变传热;泡沫铜显著改善了石蜡相变的空间均匀性,减小了蓄热区温度梯度,使蓄热速率和火用效率得到有效提高。
- 姚元鹏吴慧英刘振宇
- 关键词：相变蓄热火用分析
- 储能换热器的最佳相变温度分布及优化原则
- 针对间歇性余热回收与连续利用的相变储能换热器,基于一维热平衡分析,从理论上分别推导了顺流和逆流布置时最佳相变温度的解析式,考察了三种典型参数条件下冷、热流体温度与最佳相变温度沿流动方向的变化规律,讨论了蓄热时间分数和传热...
- 王慧儒吴慧英姚元鹏
- 关键词：耗散
- 文献传递
- 基于相变蓄热和热电转换的低品位热能热/电联合回收实验研究被引量：1
- 2015年
- 针对低品位热能回收，提出一种采用相变蓄热及热电转换技术以实现热能，电能联合回收利用的新方法，回收的热能用于加热连续供给的冷媒水并同时发电。搭建实验系统对其热／电回收性能进行实验研究，结果表明：综合相变材料（PCM）温度及温差变化曲线可较好地反映出系统的相变蓄热规律，冷媒水温升及热电转换量明显且存在由PCM相变效应引起的平稳变化段，占PCM主要相变阶段的16．7％。增加冷媒水流量及热电转换单元（TEM）数量会降低冷媒水温升、提高热电转换量。冷媒水流量、热源输入功率和TEM数量为影响热／电回收性能及蓄、放热时间比的主要因素。间歇性蓄、放热循环实验中冷媒水温升和热电回收功率分别稳定在6—13℃和0.020-0．085W，显示该文提出的热回收方法对间歇性热能回收具有较好的稳定性。
- 姚元鹏刘振宇吴慧英
- 关键词：相变蓄热热电转换热回收低品位冷媒
- 球形容器内石蜡非约束融化特性实验被引量：1
- 2019年
- 通过可视化实验研究了球内受空隙影响的石蜡(RT27)非约束融化过程,探讨了球直径、加热温度、初始温度以及相变材料(PCM)填充率对球内非约束融化特性的影响。通过对PCM固液界面演化、固相运动等融化行为的观察发现,受球内空隙影响,非约束融化过程会出现固相PCM先漂浮后下沉的融化模式。进一步的量化结果表明:增大球直径,固相PCM漂浮时间先增大后减小,总融化时间则持续增大;提升加热温度和初始温度,固相PCM漂浮时间和总融化时间减小;增大PCM填充率,固相漂浮时间和总融化时间先增大后减小。最后,通过对实验数据的无量纲化分析,提出了无量纲总融化时间(受Rayleigh数、Stefan数、PCM填充率、无量纲初始温度影响)关系式。
- 高泽世姚元鹏吴慧英
- 关键词：相变多相流传热球形容器
- 基于温差电效应回收发动机废气余热的研究被引量：8
- 2011年
- 通过理论分析、数值模拟与实验方法对基于温差电效应的发动机废气余热回收系统进行了系统的研究。用所搭建的单片温差发电器件(TEG)实验平台,对选用的TEG性能进行了测试实验。设计了用于发动机废气余热回收的热电系统单元,并对其性能进行了测试实验研究。根据CFD软件计算的发动机排气管流动与传热特性结果,分析了该热电回收系统在某发动机整个排气管上应用的收益情况,结果表明:在发动机标定工况下,总输出功率提高2.9%,燃油消耗率降低2.8%。
- 文华刘昌姚元鹏古云蛟
- 关键词：温差电效应废气余热回收发动机
- 组合相变材料强化固液相变传热可视化实验被引量：6
- 2019年
- 采用高清相机和红外热像技术,对组合相变材料融化-凝固循环过程与传热特性开展了可视化实验研究。以填充三种石蜡的相变蓄热腔体为研究对象,追踪了腔体内固液相界面的动态演化过程和温度分布的变化规律。在此基础上,考察了相变材料布置顺序对蓄热腔体热性能的影响,分析了组合相变材料蓄热腔体的相变行为及强化传热特性。结果表明,相变温度较高的相变材料应靠近加热壁面布置;组合相变材料蓄热腔体存在多个固液相界面现象,不同相变材料可同时融化/凝固;与单一相变材料相比,组合相变材料的应用改善了蓄热腔体各单元相变速率的均匀性,提高了平均相变速率;组合相变材料虽然降低了蓄热腔体的显热蓄热量,但减小了温度变化速率,增强了系统的稳定性,并显著增加了潜热蓄热量,有效提高了相变蓄热腔体的总蓄热量。
- 王慧儒刘振宇姚元鹏吴慧英
- 关键词：蓄热相界面温度分布可视化
- 一种计算泡沫金属等效热导率的新模型被引量：5
- 2014年
- 提出一种针对泡沫金属等效热导率预测的新模型,该模型基于泡沫金属Kelvin十四面体元胞结构建模,以凹面三棱柱近似金属韧带,并考虑韧带交汇处的结点特点,通过热阻分析得到计算等效热导率的表达式。研究表明:该模型对充填不同介质的不同材质泡沫金属等效热导率均有较高的预测精度(平均偏差均小于10%),与文献其他半经验模型相比能更好兼顾预测精确性和通用性。
- 姚元鹏刘振宇吴慧英
- 关键词：泡沫金属传热
- 基于导热形状因子的泡沫金属导热特性分析被引量：1
- 2021年
- 通过理论分析引入用于定向计算泡沫金属等效热导率的导热形状因子(m),并基于文献报道的大量实验数据对m进行了计算和分析。研究发现,m随泡沫金属材质、孔隙率及孔密度变化呈显著随机波动现象,无固定趋势或规律可循;泡沫金属等效热导率的准确预测需纳入多孔泡沫结构定向形变效应影响。鉴于此,通过直接数值模拟获得了m随孔胞形变参数(即沿泡沫金属宏观传热方向与其垂直方向的胞径比)变化的无量纲准则关联式,进而提出了基于m定向预测泡沫金属等效热导率的新方法。对比文献报道实验数据及基于各向同性结构假设的理论模型预测结果发现,上述方法可提高等效热导率的预测精度(平均偏差为0.77%)。
- 杨振姚元鹏吴慧英
- 关键词：多孔介质泡沫金属热传导
- 流量分配对逆流微通道内流动沸腾影响的研究
- 2023年
- 微通道内的沸腾两相流动是解决高热流密度下微电子设备散热最有潜力的手段之一。本文基于逆流式微通道热沉设计,实验研究了不同流量调配下逆流式微通道内的流动沸腾特性。讨论了流量分配对微通道内流动沸腾过程中传热特性、压降分布和壁面温度演化规律的影响。实验结果表明:当逆流式通道两侧的质量流量相同时,壁面呈现较好的温度均匀性,且两侧流动压降基本保持一致。两侧流量相差越大,其对应最大两相压降偏差越大。逆流式微通道的壁面温度分布和局部热点的位置可以通过改变两侧质量流量的大小实现有效控制。同时,微通道内流体的演化周期同样可以根据两侧质量流量的高低实现调控。
- 李昀杨振姚元鹏吴慧英
- 关键词：传热强化
