2024年, 第33卷, 第5期 刊出日期：2024-08-28
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热科学学报. 2024, 33(5): 1607-1617. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2019-8直接孔隙尺度和体积平均数值模拟是研究多孔介质太阳能吸热器性能的两种有效方式。为了阐明不同数值方法在预测传热过程中的差异，本文在稳态和瞬态条件下开展了两种方法的对比研究。数值模型分别基于X射线计算机断层扫描和局部热非平衡模型建立，体积平均数值模拟中不可或缺的经验参数通过蒙特卡罗光线追踪法和直接孔隙尺度数值模拟确定。体积平均数值模拟方法预测的吸热器出口空气温度与直接孔隙尺度模拟结果吻合良好，随着吸热器工作温度升高，预测差异逐渐增大，稳态和瞬态数值模拟的最大相对误差分别为5.5%和3.68%。然而，体积平均方法无法捕捉空气和多孔骨架的局部温度信息，低估了吸热器的入口温度，导致对吸热器热效率的高估，最大相对误差为6.51%。比较结果表明，在准确地选取经验参数的基础上，体积平均方法能够实现吸热器瞬态和稳态性能的快速、准确预测。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1618-1629. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1963-7本文提出了一种新型带热回收的喷射-复叠制冷系统，回收高温级压缩机的排气余热驱动喷射器，实现高温级过冷的同时，对高温压缩机进行补气。建立了系统分析的数学模型，进行能量和㶲分析并与常规复叠制冷系统进行对比。研究结果表明：新型带热回收的喷射复叠制冷系统具有功耗低、总㶲损少且性能系数高的优点，适用于制取较低温度的工况。在典型工况下，相较于常规复叠制冷系统，新系统的COP提高了9.58%，㶲效率降低了9.50%。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1630-1641. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1977-1超临界CO2布雷顿循环具有效率高、系统结构紧凑等优点，在发电领域具有巨大应用潜力。以自冷凝CO2跨临界动力循环为研究对象，建立了循环性能理论分析模型，分别分析了无回热循环、后回热循环、先回热循环和再回热循环四种不同系统布局。结果表明：随着冷却压强的增大和冷却终温的降低，内部正循环占整个循环的比重增大；超临界加热器的热负荷随冷却压强的增大而减小。从性能上看，再回热循环和先回热循环的热效率相似，且远高于其他两种系统布局。除冷却终温为31°C时的工况，热效率和净输出功率随冷却压强的变化均存在极大值。同时考虑到复杂性和经济性，先回热循环比其他系统布局更优。在冷却终温为35°C时，先回热循环的热效率在冷却压强为8.4 MPa时达到峰值0.34，净输出功率在冷却压强为8.2 MPa时达到峰值2355.24 kW。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1642-1656. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2008-y
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热科学学报. 2024, 33(5): 1657-1671. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1973-5多能互补的分布式能源系统是解决当前日益严峻能源与环境问题的主要技术之一。本文在原有研究工作基础上提出了太阳能与生物质热化学互补的分布式能源系统，系统利用H2O/CO2混合气化方式进一步强化了太阳能与生物质的互补性在系统性能上提升作用。系统中，集中太阳能提供生物质气化需要的热量，同时两种气化剂用于提高合成气的产量，所产的太阳能燃料进一步在联合循环中燃烧发电。结果显示，随着气化剂CO2/H2O比例增加，由于Boudouard反应的作用合成气中CO份额明显加大，相反H2份额有所降低，计算得到的最优太阳能燃料转化效率为27.88%，此时CO2/H2O为0.45。在设计工况条件下，相较于单H2O气化剂，系统的CO2排放减少率为2.31%，系统的全年发电量增加了1.39%，系统的热力学和环境效益都得到了明显的改善。另外，本文还对系统的经济行进行了评估，为提高太阳能和固体燃料的热化学利用效率提供了一种新的途径。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1672-1687.通过添加新型纵向翅片，可以提高热能储存装置（TESU）的传热效率。本研究使用有限体积法（FVM）分析了一系列TESU，以确定翅片角度对传热性能的影响。结果表明：随着翅片角度的增大，TESU率先增大后减小，在 60° 时达到最大值，与0°、15°、30°、45°和 80°相比，硬脂酸的熔化时间分别减少了30.9%、28.58%、21.99%、9.02% 和 18.1%。此外，还发现相变材料在TESU底部的熔化时间明显更长。随着翅片角度的增大，这一阶段的时间百分比也随之减小，分别为 7%、14%、23%、33% 和 20%。此外，还采用了响应面方法 (RSM)，通过最小化总熔化时间来优化纵向翅片。分析结果表明：当翅片角度为 58.68°时，硬脂酸的完全熔化时间比0°时缩短了44%。这些发现弥补了纵向翅片设计角度对熔化性能影响的不足，为水平放置纵向翅片热能储存装置的设计提供了参考。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1688-1700. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2020-2固液相变材料的熔化过程对其储能性能有着重要影响。为更有效地将固-液相变材料应用于储能，本工作基于多松弛时间格子玻尔兹曼方法（MRT-LBM）对固-液PCM的熔化过程进行了数值模拟，重点研究了不同Stefan数（Ste）和Rayleigh数（Ra）对熔化过程的影响。结果表明，相变材料的熔化受Ste数和Ra数的影响很大，根据对流起始时间FoC，可将熔化过程分为传热主导阶段和对流主导阶段。为了定量描述传热主导阶段对整个熔化过程的贡献，定义FoC与完全熔化时间FoM的比值为传热主导阶段占比Rpc。发现Rpc随着Ra数的增加而降低，随着Ste数增加而增加：当Ste=1.0、Ra=1×105时，Rpc=90.0%，当Ste=0.1、Ra=1×105时，Rpc=39.6%；当Ste=1.0、Ra=1×107时，Rpc=14.0%。本工作进一步总结了不同Ste数和Ra数对Rpc影响的相图。这一发现将有助于调节固液相变材料储能过程中的熔化过程。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1701-1711. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1982-4微通道热沉(MCHS)广泛应用于高热流密度电子设备冷却，以往的研究主要集中在矩形通道均匀分布（UCs）的热沉。本研究建立了矩形通道非均匀分布（NUCs）的热沉模型，基于能量方程和达西定律构建了描述热沉传热和流动性能的数学模型，基于热-电比拟方法推导了热阻数学表达式，并通过实验和数值模拟验证了模型的可靠性。仿真结果表明，随着通道非均匀程度的增加，总压降减小，但总热阻增大。相比于Ucs，NUCs泵功与冷却功率的比值更低，因此整体性能更佳。当通道数超过120，NUCs的传热性能主要取决于通道的排列方式。以NUCs的热阻和泵功最小为目标构建多目标优化模型，结合遗传算法求解获得最优参数，结果表明，在总热阻为0.1°C/W时，最优NUCs与传统UCs相比最多可节省64%的泵功。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1712-1725. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1931-2本文提出了一种可以观察工作流体内部状态变化的阵列式微通道重力平板热管（AMGPHP），实验探索并详细分析了池状流、塞状流和弹状流等模式，深入揭示了其内部的复杂气液两相流特性和传热行为。以启动时间和热阻为性能评估指标，确定了装置的最佳体积充液率应为20%。在此基础上，设计并评估了在 R141b 中掺混乙醇的介质优化策略。与单一工质相比，由于沸点差异导致的温度和浓度滑移，AMGFHP 使用二元混合流体时的传热性能将显著提升。在 10%体积 的乙醇掺混条件下，该热管的等效热导率可达到 3110 W/(m·°C)，最低启动功率也低至 4 W，体现出其在实际应用中的良好潜质。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1726-1743. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1992-2
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热科学学报. 2024, 33(5): 1744-1756. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2007-z换热器热设计是超临界CO2布雷顿循环发电系统涉及的关键问题之一。太阳能集热器和超临界CO2锅炉冷却壁通常会存在半周加热圆管的传热模式。然而，半周加热垂直圆管内超临界CO2换热特性（特别是传热恶化机理）尚不清晰，严重制约了超临界换热器的开发设计。本文对半周加热垂直圆管内超临界CO2对流换热特性进行数值研究，分析了不同运行参数下流动方向对超临界CO2换热的影响。类比于亚临界膜态沸腾，基于类相变假设对超临界CO2换热计算结果进行处理，即类临界温度Tpc将管内超临界CO2划分为核心类液相区和近管壁类气膜。进一步地，采用近壁类气膜和核心类液相的双重热阻评估超临界CO2换热能力。计算结果表明，对比向下流动，超临界CO2向上流动的传热阻力更大，合理解释了向上流动壁温高于向下流动的原因。而且，近壁类气膜的形成是控制壁温变化、诱导传热恶化发生的关键因素。研究结果对半周加热模式下超临界换热器设计具有重要的理论指导价值。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1757-1772. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2010-4单相浸没式液冷(SPILC)系统作为下一代数据中心最具应用前景的冷却方式，其内部的热传递特性和性能强化机制尚不清楚。为此，本文建立了一个三维稳态数值模型，探究了采用SPILC和传统风冷方法的服务器内部流动与传热特性。此外，本文还探究了器件布局的影响，并重点分析了利用挡板优化冷却液流动分布的优势。结果表明，在相同的入口雷诺数(Re)下，SPILC系统优于传统的风冷方式。当Re = 10000时，SPILC方法可使数据中心服务器最高温度降低70.13%，平均对流换热系数提高287.5%，且整体热均匀性更好。需要说明是，高功率器件布置在下游会产生“热障”，并由于流动阻力增加而降低上游器件的传热性能。而且，高功率器件之间的过大间距可能导致旁路通道的形成，进一步恶化传热。此外，在SPILC系统的进口段添加挡板可以有效提高系统的散热性能。总而言之，为了最大化浸没液冷性能，减少旁路通道和优化冷却剂的流动分布至关重要。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1773-1793. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2030-0本研究综合运用了环境空气冷却实验平台与高精度的数值仿真技术，深入剖析了矩形冷却通道内扭曲销片的截面形态（三角形、矩形及六边形）与顺排/叉排布置策略对热工性能产生的具体影响。特别地，针对360°扭曲销片，在雷诺数（Re）范围15200至22800内进行了详尽探讨。研究发现，在顺排布局下，三角形与矩形扭曲销片展现出了显著的流体动力学与传热性能优化效果，具体表现为努塞尔数（Nu）随着Re的递增而稳步上升，彰显了其在促进流体流动与强化热交换方面的优势。相比之下，六边形扭曲销片在顺排配置下，其传热效率仅在Re约为19000时超越了叉排布局，揭示了特定工况下排列方式对传热特性的重要影响。进一步地，当Re达到高值22800时，六边形扭曲销片展现出了卓越的强化传热能力，其性能较之于三角形与矩形扭曲销片更为突出，相比光滑通道，传热效率提升幅度高达132.71%。然而，这一显著性能提升的同时，也伴随着相对较高的摩擦系数，成为其在实际应用中需权衡考虑的因素之一。综上所述，针对装备有不同类型扭曲销片的冷却通道系统，其综合性能因子（即传热效率与流动阻力的综合考量）的优劣，不仅取决于环境空气的流动状态（特别是雷诺数），还紧密关联于扭曲销片的截面形态及其空间排列方式。这一发现为优化冷却通道设计、提升热工系统效率提供了宝贵的理论依据与实践指导。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1794-1808. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2013-1锂电池在快速充放电条件下的高效热管理是延缓电池老化、提升电池寿命的重要途径。本文基于热电模型和单相对流传热模型建立锂电池组动态热管理过程的混合仿真模型，继而设计一种名义的无模型控制器（模糊逻辑控制器），通过自动调节冷却工质的流量以减缓锂电池温度波动。此外，引入一种基于泵速优化的启停控制器作为对比控制器。为将锂电池组温度控制在合适工作区间以提升充放电效率，本文设计了常规运行和极端运行两种模式，继而开展锂电池组温度控制仿真研究。研究结果表明，模糊逻辑控制器在两种运行模式下均展现出更好的电池温度设定值跟踪控制品质。得益于所建立的模糊集和模糊行为规则，模糊逻辑控制器能够始终将电池温度保持在设定值附近，使得电池温度波动幅度大幅减小，在常规运行模式和极端运行模式下的温度控制精度分别为0.2°C和0.5°C。与之相对应，优化的启停控制器在两种运行模式的温度控制精度分别为1.1°C和1.6°C。在极端运行模式下，优化的启停控制器使温度波动呈现滞后性，这归因于反馈温度迟滞区（dead-band）的设计。本文开展的仿真研究为发展锂电池热管理的无模型温度控制提供了优选路径。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1809-1825. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1999-8在长期充放电循环后，锂离子电池内部会发生各种材料的分解、结构变化和分布不均等劣化现象，进而影响锂离子电池的性能以及安全性。为了提高电池在生命周期内的性能，电池在进行成组时会预设一定的夹紧力来控制电池厚度的变化。不同的预紧力又会反过来影响电池的循环特性和产热特性。针对这一问题，本文以NCM811/硅碳体系软包锂离子电池为研究对象，对不同预紧力下的电池进行了充放电循环测试，进而采用等温量热仪测试了不同SOH和不同预紧力下电池的产热特性，并基于此建立了电池产热功率随SOH变化的经验预测模型。研究结果表明：当预紧力为5 N·m时，电池容量衰减最慢并且平均产热功率最低；IC曲线的特征峰值变化可以用来表征电极活性锂的损失，进而表征电池产热功率的变化；电池平均产热功率主要受SOH的影响，电池平均产热功率随SOH的降低会经历一段波谷，过了临界点以后平均产热功率会持续增大。这些发现共同强调了预紧力、SOH和产热特性之间错综复杂的关系，强调了调整最佳预紧力对提高锂离子电池效率的重要意义。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1826-1838. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1984-2为了控制超高负荷压气机叶片上的层流分离泡(LSB)内转捩过程，采用大涡模拟(LES)方法研究了叶片壁面传热对层流分离泡转捩的影响。与绝热壁面条件相比，壁面冷却降低了气流的局部运动粘度，从而减弱了湍流耗散对波动增长的影响。因此，这种转变发生得更早，LSB的规模变得更小。在冷却壁面，展向涡的变形速度大大加快，发夹涡结构的尺寸减小。此外，三维发夹涡的卷起和非常靠近叶片表面的引射和扫掠过程被削弱。相应地，两种冷却壁面条件下压气机叶片气动损失分别降低了18.2%和38.4%。结果表明，壁面冷却在控制LSB内部过渡和降低超高负荷压气机叶片气动损失方面是可行的。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1839-1850. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1995-z
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热科学学报. 2024, 33(5): 1851-1866. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2018-9本文针对1.5级轴流跨音压气机开展非定常数值模拟，以探究非定常扰动产生机制。首先利用试验测量数据对数值仿真结果进行了校核，在数值与试验结果一致性较好的前提下对压气机非定常流动机理进行深入分析。通过设置虚拟探针对近失速工况流场进行监测，确定非定常扰动源于动叶叶顶区域，且叶片压力面扰动最强，其频率呈宽频特性。结合叶顶瞬态流场特征分析，发现泄漏涡与激波干涉使得泄漏涡破碎，其产生的新涡核在流场中迁移诱发了非定常压力扰动。进一步分析压气机节流过程中泄漏涡与激波的相互作用，发现泄漏涡强度与激波强度随流量的减小而逐渐增大，当两者组合到达第一阈值，叶顶出现了单一的扰动频率；当两者组合到达第二阈值，叶顶扰动频率向宽频转变。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1867-1882. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2035-8压气机中的流动十分复杂，其中包含流动分离和逆压力梯度，基于雷诺平均湍流模型的数值仿真流场通常会或多或少偏离实验测量结果。为了提高流场预测精度，减少数值仿真与实验测量之间的偏差，提出了一种基于深度神经学习和ℓ1正则的实验数据驱动的压气机流场预测方法，为获得高可信度的流场，校正了进口边界条件和湍流模型参数。独立使用了S-A和SST湍流模型性相互验证预测结果，并使用敏感性分析方法获得关键参数的贡献。结果显示本文提出的算法可以减小约70%的预测偏差，两种湍流模型预测出的流场几乎相同即预测结果基本独立于湍流模型。进口边界条件的修正主要减小了前半弦长的预测偏差，而湍流模型的修正主要减小了吸力面尾缘流动分离的过渡预测。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1883-1896. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1983-3本文采用多物理场光学诊断技术,通过实验研究了小型燃气轮机燃烧室中燃料空气混合和掺混射流对出口温度分布的影响。由于旋流流动决定了主燃区的燃烧释热，因此通过改变旋流器的结构，控制文丘里出口处的旋流器强度和速度来改变燃料空气混合物。同时，通过调整掺混孔的数量和大小来改变掺混射流的穿透深度和周向疏密程度来探索掺混对出口温度分布的影响。采用一系列多物理场的光学诊断技术，包括粒子图像测速、平面米氏散射和OH*化学发光，分别用于测量流场、燃料喷雾分布和火焰结构。结果表明降低旋流强度提高文氏管喉道的平均流速，改善了套筒内轴向旋流流动的结构和对称性，加强了头部旋流流动中燃料和空气的混合,从而提高了燃烧高温释热区的均匀性。在相同的空气流量比下，较大稀疏的掺混射流倾向于产生偏向壁面的热点,较小紧密的掺混射流倾向于产生偏向径向中间区域的热点。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1897-1906. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2011-3对无火焰稳定装置的逆流燃烧室的火焰稳定极限和传播特性在室温和常压下进行了实验研究。结果表明，通过主燃孔和掺混孔的空气射流构建的回流区稳定火焰的方案是可行的。火焰投影主要分布在主燃孔上游的回流区，该区域是否存在火焰是评价点火成功和熄火的标志。在点火过程中，随着入口速度从9.4 m/s增加到42.1 m/s，火焰投影面积的增长率和数值先增加后减少。随着入口速度的增加，点火和贫油熄火当量比先迅速减少，然后缓慢减少。此外，测量了三个截面内的无反应流的流场结构，并分析了详细的速度分布，以提高对火焰稳定机制的理解。研究结果有助于超紧凑燃烧室的设计。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1907-1919. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1996-y热化学余热回收是一种先进的余热利用技术，能有效回收斯特林发动机纯氧燃烧的排气余热。带有热化学回收热系统的新型斯特林发动机燃烧器需要能同时利用柴油重整气和柴油作为燃料。本文实验研究了水的添加量、燃料分配比 、过量氧气系数和旋流器结构对斯特林发动机燃烧室性能的影响。研究表明，随着水碳比的增加，加热管轴向温差减小，周向温度波动减小，当 S/C=2 时，斯特林发动机外燃系统的效率为 80.6%，与传统外燃系统相比效率降低了 1.6%。随着燃料分配比的增加，加热器管的温度均匀性得到改善，CO 和 HC 排放量减少。燃料分配比对整个加热器的最大温差和温度波动的影响并不明显。当燃料分配比从 21% 上升到 38% 时，外燃系统效率从 87.4% 上升到 92.3%。过量氧气系数对温度均匀性和温差的影响较小，过量氧气系数为 1.04 的条件下，重整气和柴油混合燃料依旧可以高效燃烧。随着旋流器角度的增大，加热管的温度升高，而下端的最大温差减小、温度波动增大、CO 和 HC 排放量增加，外燃系统效率降低。旋流器角度30°是实现重整燃气与柴油混合燃烧最佳值。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1920-1934. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2004-2合成气火焰传播规律的研究对燃气轮机的有效利用具有重要意义。本文研究了合成气(H2:CO = 2:8)在半封闭矩形风管中预混合富氧燃烧(Ω值:0.21,0.27,0.32,0.37)在高温(T值:300 K, 400 K, 500 K)下的火焰传播，并从灵敏度分析和动力学分析两方面评价了初始温度和富氧系数对LBV的影响。本文首次提出了膨胀效应对层流燃烧速度的影响，并采用一种新的方法分离了膨胀效应对层流燃烧速度的影响。研究表明，随着初始温度的升高，火焰前缘速度的指数增长阶段越快，缓慢增长阶段越慢。最大火焰锋面速度越小越早，平均火焰速度越慢。随着富氧系数的增大，火焰锋面速度峰值逐渐减小。富氧燃烧和初始温度的升高抑制了火焰在半开管内的传播，但促进了层流燃烧速度，增加了关键化学键和绝热火焰温度。净反应速率表明富氧燃烧主要促进H2 (R2)的燃烧反应。而提高初始温度主要促进CO (R29)的氧化。反应路径分析表明，富氧燃烧和初始温度的升高促进了H2和CO关键化学键的反应，提高了OH浓度，抑制了OH裂解反应。
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Flame Morphology and Characteristic of Co-Firing Ammonia with Pulverized Coal on a Flat Flame Burner热科学学报. 2024, 33(5): 1935-1945. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2001-5氨气作为一种新型绿色无碳燃料，与煤掺烧可以有效减少二氧化碳排放，但对于氨气与煤掺烧的火焰形态和特性的研究还不够充分。在本研究中，我们在平焰燃烧器上研究了不同氧气摩尔分数和掺氨比下氨煤掺烧火焰。首先，我们发现随着氨气的加入，氨煤混燃火焰产生了分层现象，在火焰根部存在透明火焰区域被认定为氨气燃烧区。由于氨煤混燃火焰中无法直接观测到煤粉颗粒的着火情况，因此使用Matlab软件分析不同掺氨比和氧气摩尔分数下的火焰图像。分析结果表明，与纯煤燃烧相比，氨气的加入使点火延迟时间提前4.21 ms-5.94 ms。随着掺氨比的增加，点火延迟时间先减少后增加。同时，氧气摩尔分数的增加也使点火延迟时间提前，煤粉的燃尽时间和火焰扩展角度分别随着氨气比例的增加呈线性减少和增加。氨气的加入促进了煤颗粒挥发物的释放，在高掺氨比的条件下，氧气的消耗也阻碍了煤颗粒的表面反应。最后，对氨煤混燃火焰流场中气体组分进行测定，发现燃烧过程中生成的富含水的环境加剧了煤粉的气化反应，导致CO浓度升高。同时，煤颗粒气化过程中生成的含氮物质和焦炭与NOx发生还原反应，减少了NOx的排放。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1946-1960. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1993-1
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热科学学报. 2024, 33(5): 1961-1973. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2006-0充分破坏煤炭中的芳香环结构是减少污染物排放的关键。本工作应用立式管式炉实验台，对神木煤粉进行了活化反应研究。通过改变活化气氛中H2O与CO2的比例，研究活化过程中碳共价键的演化机制并通过密度泛函理论进行验证。两种气体分子遵循不同的途径来增强碳的反应性：CO2主要通过参与交联反应，而H2O和煤粉的吸附能垒较低，更容易生成含氧官能团。气体分子在混合气体气氛中存在活性位点的竞争，但两者之间存在协同作用。这种协同作用可以归结为两种可能性：H2O的加入在一定程度上减缓了五元环的生成，同时促进了含氧官能团的生成；引入含氧官能团可以有效减少气体分子与碳之间相互作用的吸附能垒。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1974-1989. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2022-0固体氧化物燃料电池（SOFC）的有效运行策略可以调整温度梯度的空间分布，从而有利于其长期稳定性。为了研究不同运行条件对 SOFC 内部热行为的影响，本研究建立了一个三维模型，该模型通过与实验数据的比较得到了验证。研究分析了不同工作条件下的发热率及其变化情况，工作电压和气体温度的协同效应被认为是影响温度梯度的关键因素。与原始情况相比，当燃料速度达到 5 m/s 时，SOFC 的温度降低了 21.4 K，但峰值温度梯度增加了 21.2%。同时，较高的燃料速度可以消除约 32% 的温度梯度较大的区域。当氧化剂速度达到 7.5 m/s 时，峰值温度梯度有效降低了 16.59%。同时调整氧化剂速度和燃料速度可以有效降低峰值温度梯度，增加安全区域的面积。本研究阐明了运行条件对电池温度梯度的影响，可为进一步研究 SOFC 的可靠性提供参考。
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热科学学报. 2024, 33(5): 1990-2003. https://doi.org/10.1007/s11630-024-1981-5鉴于《蒙特利尔议定书》基加利修正案和全球范围内的低碳减排环保要求，大量HFCs制冷剂亟待淘汰和降解，因此高效且温和的降解方法变得至关重要。本研究以典型的氢氟烃制冷剂HFC-134a为对象，采用实验与量子化学密度泛函理论（DFT）模拟相结合的方法，深入探讨了其热分解和氧化热解路径。量子化学模拟结果显示，在热分解过程中，起始反应化学键的断裂成为决速步骤，且最易生成的可检测到的闭壳层产物包括CF2=CHF、HF、CH3F、CHF3、CH2F2、CF4等。活性氧化物能显著降低HFC-134a分解的自由能垒。为实现HFC-134a的高效降解，应开发和选择适当的催化剂以提高反应体系中活性氧物质的水平。实验研究进一步证实，在不同温度（240°C至360°C）和压力（0.1 MPa至4.5 MPa）条件下，HFC-134a可能通过不同反应路径实现降解，这一结果与模拟预测保持一致。
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热科学学报. 2024, 33(5): 2004. https://doi.org/10.1007/s11630-024-2038-5
