2025年, 第34卷, 第4期 刊出日期：2025-06-26
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热科学学报. 2025, 34(4): 1149-1161. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2159-5 CSTR: 32141.14.JTS-025-2159-5深色金属氧化物的改性被认为是提高钙基材料光吸收的关键策略，用于直接太阳能驱动的热化学储能。虽然改性对钙基材料碳化过程中放热行为的影响已经得到了广泛的研究，但对对电石渣等低成本钙源在煅烧过程中蓄热行为的影响还缺乏研究。本文制备了铁改性和锰改性电石渣用于CaCO3/CaO循环热化学储热。研究了它们在蓄热阶段的最佳分解温度、有效蓄热转化率、热流和蓄热速率。虽然铁改性由于Ca2Fe2O5的形成加剧了CaO的烧结，但在CaCO3/CaO循环中仍能有效降低CaO的再生温度。锰改性通过形成CaMnO3以及其转化的Ca2MnO4显著提高了钙基材料抗烧结性能。经过30次循环后，锰改性电石渣的有效蓄热转化率是未处理电石渣的3.2倍。锰改性电石渣循环后的再生温度最低，蓄热率最高。锰改性电石渣稳定的疏松多孔结构使其具有优异的蓄热性能。因此，锰改性电石渣是钙循环热化学储热的潜在候选材料。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1162-1176. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2172-8 CSTR: 32141.14.JTS-025-2172-8储热技术是聚光太阳能热发电(CSP)系统的关键核心技术，不仅能提供持续稳定的高品质电能，还可提升发电系统效率并延长系统寿命。熔盐作为光热发电中储热与传热的重要材料，纳米颗粒的添加能够协同有效地提升其比热容与导热系数双重性能。本研究采用31.5wt%Na2CO3-31.5wt%Li2CO3-37wt%K2CO3作为基盐，通过两步水溶法将不同粒径的SiO2纳米颗粒、不同浓度的SiO2和Al2O3以及复合纳米颗粒分散于盐溶液中，制备出三元碳酸盐纳米流体。采用差示扫描量热仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别测试了纳米流体的熔点、比热容、晶体结构和表面微观形貌。结果表明：在所选纳米颗粒中，SiO2纳米颗粒对三元碳酸盐比热容与导热系数的增强效果最为显著。添加1.0 wt.%的30 nm SiO2使固相比热容提升83.5%，液相比热容提升159.4%，导热系数提高20.8%。扫描电镜观察发现，纳米颗粒的加入使三元碳酸盐形成棒状纳米结构，XRD结果证实碳酸盐与纳米颗粒未发生化学反应。该复合材料在600°C恒温100小时及室温至600°C的100次大温差循环后，热物性仍保持相对稳定，展现出良好的长期热稳定性和冷热循环稳定性。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1177-1191. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2179-1 CSTR: 32141.14.JTS-025-2179-1空气源热泵在环境温度较低的工况下制热性能不足，蓄热装置在热泵系统中有着广泛的应用。本研究提出一种具有新型结构的蓄热型空气源热泵供暖系统，并在MATLAB/Simulink中分别建立单级和蓄热型空气源热泵供暖系统各部件的数学及仿真模型，且为后者提出三种运行模式；基于包头地区供暖期间的室外环境温度，仿真模拟两种热泵系统的制热能力，并对系统的运行经济性进行分析。结果表明：在7天的采暖周期内，蓄热型热泵机组和单级热泵机组的总制热量分别为442.58 kW·h和355.68 kW·h，提高24%；热泵机组的平均制热性能系数(COP)分别为2.11和1.51，提高39.74%；热泵机组的能耗分别为202.74 kW·h、239.74 kW·h，降低15.44%；上述结果均验证新型结构蓄热装置在提高空气源热泵机组制热性能方面的有效性。然而，两种空气源热泵供暖系统的总功耗和运行经济性之间的差异较小。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1192-1210. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2185-3 CSTR: 32141.14.JTS-025-2185-3潜热蓄热技术在地热能储存和利用中起着至关重要的作用。将梯级相变材料(PCM)与矿山充填技术相结合，可以更有效地实现矿山地热能的储存。为此，本文设计了矿山内嵌双层套管的梯级潜热储热(CLHS)系统的物理模型。将石蜡RT28和RT35分别封装在环隙1和环隙2中，定义此回填方式为Case 1。将两种PCM的回填顺序交换后的方案定义为Case 2。利用FLUENT软件对充填体与PCM的传热过程进行了模拟分析，并与单级潜热蓄热过程进行了比较。用温度、液相分数(LF)、换热量和换热速率评价CLHS系统的热性能。以上述结果为出发点，研究了回填顺序对充填体蓄热释热过程的影响。结果表明，影响梯级系统潜热蓄积的主要因素是围岩传热。与单级蓄热系统相比，梯级蓄热系统的蓄热时间缩短了73 min，显著降低了20.9%。单级放热过程的整体液相分数(β)变化不大，而梯级放热过程的PCM能充分释放潜热。在PCM的布局顺序上，与Case 1相比，Case2的潜热储存时间增加了约40 min，放热速率(εs)显著低于Case 1。在初始放热阶段，Case 2的放热速率为95.6 W，比Case1低30.6%。相比之下，Case1的蓄热和放热效果优于Case 2。为提高充填体耦合梯级潜热蓄热系统(BCCLHS)的蓄释热速率提供了参考。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1211-1222. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2167-5 CSTR: 32141.14.JTS-025-2167-5提高复合相变蓄热材料的蓄热密度和热导率对于有效利用能源具有重要意义。本研究采用高比热的镁橄榄石作为基体材料，高潜热的氯化盐(NaCl-KCl)作为相变材料，并引入纳米SiO2作为添加剂，制备了新型复合相变蓄热材料。研究结果表明，镁橄榄石与氯化盐之间具有良好的化学相容性，含40 wt.%氯化盐的复合相变蓄热材料蓄热密度达到882.5 J/g(100-800°C)，相变潜热为108.1 J/g，且在300-500°C范围内的热导率为0.68-0.81 W/(m·K)。此外，纳米SiO2的引入与氯化盐共同形成了独特的纳米结构，进一步增强了复合材料的热导率和蓄热密度。在热处理过程中，镁橄榄石表面的结构水被去除，形成的微孔增加了镁橄榄石颗粒的比表面积，促进了对熔融氯化盐的吸附和稳定。通过镁橄榄石与纳米SiO2的协同效应，含有2.0 wt.%纳米SiO2的复合材料表现出良好的热稳定性，在150次热循环后的重量损失为1.80%，潜热仅降低了2.34%。本研究所制备的新型复合相变蓄热材料在高温热能储存领域具有广阔的应用前景。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1223-1240. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2182-6 CSTR: 32141.14.JTS-025-2182-6随着新能源装机总量和份额的不断上升，对电力系统灵活调节能力的需求越来越突出。目前传统的熔盐储能系统调峰容量不足。本文构建了一种基于多热源的太阳能熔盐储能系统。利用太阳能场产生的热量和蒸汽进行调峰处理，进一步提高调峰能力和灵活性。安装多级抽汽和引入外部热源显著提高了系统性能。建立了基于EBSILON软件的仿真模型，讨论了关键参数对性能的影响。从能源和经济两方面进一步评价了该系统的可行性。结果表明，所提出的SF-TES-CFPP系统具有调峰能力增强和运行灵活的特点。与传统的TES-CFPP相比，将太阳能引入调峰过程使SF-TES-CFPP系统的调峰能力提高了20.60 MW，同时降低了10.26 g/(kWh)-1的煤耗率。通过合理的分配热量，系统全过程的往返效率可达85.43%。选择合适的主汽抽汽质量和分流比，可以降低各主要组分的火用损失，提高系统的火用效率。经济分析表明，动态投资回收期为9.90年，整个生命周期的净现值(NPV)达到1.6902亿美元。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1241-1256. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2124-3 CSTR: 32141.14.JTS-025-2124-3上游叶片尾迹湍流脉动会影响尾迹扫掠引起的压气机叶片强迫振动。为了研究尾迹湍流脉动的影响和快速预测叶片强迫振动，本文提出一种强迫响应计算模型。该模型在常规的强迫响应计算方法的基础上考虑了上游叶片尾迹湍流脉动的激励。本文以某3级压气机为研究对象，取进口导叶77.8%叶高处的叶型进行准二维大涡模拟计算。通过对进口导叶的流场的分析发现，进口导叶尾迹中存在较明显的总压脉动。本文将上游尾迹湍流脉动的影响以总压脉动的形式加入强迫响应计算模型中，具体来说是根据大涡模拟结果建立总压脉动幅值和总压亏损关系式，并且根据吸力面和压力面位置分区设置不同公式，以获得更为准确的激励力。计算结果表明，只考虑尾迹扫掠时最大振幅比试验结果低27%，同时考虑尾迹扫掠和尾迹脉动时计算结果仅比试验结果低6%，验证了所提模型的有效性。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1257-1270. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2180-8 CSTR: 32141.14.JTS-025-2180-8针对液环泵叶轮轴向间隙泄漏流的复杂时空特性，设计径向向心、周向反向及对冲放电布局型式的等离子体激励对泄漏流进行控制，探究等离子体激励对间隙泄漏流的调控效果及干扰机理。研究结果表明，在三种布局型式等离子体流动控制下，泵的真空度变化不明显，但其轴功率降低、效率得到了一定程度的提升，其中周向反向对泵水力性能的调控效果更为显著且其对压缩区的中、高强度泄漏流动调控更具优势，而径向向心对过渡区的低强度泄漏流调控更具效果。三种布局型式等离子体激励均能够有效削弱压缩区始端附近的中强度泄漏流，其对压缩区末端附近高强度泄漏流抑制效果微弱；由于过渡区域泄漏较弱，等离子体激励诱导气流与低强度泄漏流相互耦合，会进一步加剧间隙内流动的复杂多变。对于非稳态间隙泄漏流动，周向反向具有更稳定的控制效果；在泄漏流未得到充分发展之前，径向向心对间隙泄漏流的抑制效果优于周向反向。研究成果可为液环泵性能优化提供理论和方法的参考。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1271-1286. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2186-2 CSTR: 32141.14.JTS-025-2186-2低负荷工况下涡轮末级复杂的三维流动加剧了内部流动的不稳定性，降低了涡轮效率和运行可靠性。为了研究压缩空气储能(CAES)系统中空气涡轮的流动不稳定特性，对两级轴流涡轮即小型涡轮(AT-S)和大型涡轮(AT-L)进行了三维非定常数值模拟。首先分析了带径向进气室(RIC)的AT-S的两种低负荷工况，在最低的相对质量流量0.18时，末级动叶展弦比(R2)为2.4的AT-S内未发现旋转不稳定性(RI)和旋转失速(RS)现象，但发现RIC中存在旋涡不稳定，其与RI或RS的发生无关。因此，对不带RIC的、末级动叶展弦比为5.4的AT-L的四种低负荷工况进行了分析，发现当相对质量流量降至0.28时，会产生RI现象。当相对质量流量进一步降低至0.18时，会产生RS现象。RI和RS现象均伴有叶顶扰动团的出现。在RI和RS产生时观察到以通流模式(TM)、阻流模式(CM)和分离模式(SM)的不同组合为特征的流动模式。本研究不仅考虑了RIC对CAES涡轮流动不稳定性的影响，还考虑了叶片长度对其流动不稳定性的影响。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1287-1300. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2140-3 CSTR: 32141.14.JTS-025-2140-3石蜡(PA)是一种常见的相变材料，因其潜热和温度均匀性高、系统结构简单、不增加电池能耗而广泛应用于电池热管理系统(BTMS)。在这项工作中，无硫膨胀石墨(EG)在氧化插层制备过程中不使用H2SO4，避免了S元素对器件的危害。无硫EG具有324 mL g-1的高膨胀体积，可以很好地吸附PA以防止泄漏。当EG的填充率为5.0 wt.%时，EG/PA-5.0复合薄膜显示出较高的相变潜热(253.08 J g-1)和导热系数(2.56 W m-1 K-1)。将EG/PA薄膜附着在磷酸铁锂电池的外表面上，用于散热性能测试。当室温下放电速率为1C时，EG/PA-5.0薄膜电池的表面温度和测温点之间的最大温差分别为32.1°C和1.2°C 。在1C下充放电100次后，EG/PA的热性能基本保持不变，具有良好的循环稳定性。模拟结果与电池在不同放电速率下的实际温度变化非常吻合。这项工作表明，无硫EG/PA复合材料在动力电池的BTMS中具有良好的应用前景。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1301-1313. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2099-0 CSTR: 32141.14.JTS-025-2099-0
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热科学学报. 2025, 34(4): 1314-1327. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2117-2 CSTR: 32141.14.JTS-025-2117-2针对我国芦苇产业转型导致芦苇消耗困难、城市基础设施建设扩张导致生土增量巨大的挑战，作者提出了一种将芦苇与生土耦合制备生物质建筑保温材料的新方法，旨在提升乡村建筑的热舒适性并实现建筑节能。研究采用理论与实验相结合方式，探索了生土含量和养护方式对新型生物质保温材料保温性能、力学性能、耐火性能、防水性能、防潮性能和声学性能的影响。研究结果表明，生物质保温材料制备工艺和方法有效利用了芦苇和生土资源，实现了优异的多目标性能。当生土含量在0-40%时，材料的导热系数为0.097至0.104 W/(m·K)，抗压强度为0.70至0.79 MPa，吸水率为29.42%至38.95%，吸湿率为13.33%至31.48%，最大吸声系数为0.80，最大隔音量为56.66 dB。此外，材料防火等级还达到了A级不燃。为拓展新型材料的应用空间和范围，进一步探索了现场施工过程中材料的制备工艺，并围绕养护这一关键环节进行了实验研究，提出采用工业加热毯的低温养护方法。研究结果表明，在环境温度为25°C下固化(0 h、3 h、6 h、9 h、12 h、15 h)后，不同养护温度(30°C、40°C、50°C、60°C)完成养护，材料的导热系数为0.089至0.109 W/(m·K)，抗压强度为0.14至0.70 MPa。该研究为其他类型生物质的高值化应用开辟了途径，并可直接应用于改善住宅建筑的热环境，助力建筑节能、乡村振兴及我国双碳战略的实施。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1328-1340. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2120-7 CSTR: 32141.14.JTS-025-2120-7本文将熵产理论与数值模拟相结合，对混流式水轮机的能量耗散特性进行了分析。探究了不同工况下水轮机各部件熵产的分布规律，对混流式水轮机内部水力损失进行了详细的分析。结果表明，水力损失主要分布在转轮和尾水管区域，蜗壳和导叶区域的水力损失相对较小。本研究进一步探讨了这些损失背后的形成原因。在转轮区域，熵产主要集中在叶道的进口区域，以及转轮叶片的压力面和吸力面。转轮区水力损失的主要原因是叶道内涡结构的运动。在尾水管区域，水力损失主要发生在直锥段和弯肘段的壁面。尾水管内存在回流现象，是造成尾水管区水力损失的主要原因。本文可为探讨混流式水轮机水力损失的影响因素提供一定的理论参考。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1341-1357. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2070-0 CSTR: 32141.14.JTS-025-2070-0由太阳能烟囱发电厂(SCPP)和光催化反应器(HPCR)构建的系统可以大规模去除非二氧化碳温室气体。基于晶格玻尔兹曼方法(LBM)，建立了SCPP-HPCR系统内光催化反应区域的介观尺度流体流动热传递模型。引入了多个分布函数来模拟光催化区域的流动、温度和浓度分布。分析了SCPP-HPCR系统中光催化甲烷的性能，考虑了不同的操作和结构参数的影响。结果表明，增加入口甲烷流量可以提高光催化效率和甲烷的净化率，并导致二氧化碳生成率的增加。当太阳辐射Gr=857 W/m2且入口流量Qp=750 mL/min时，光催化效率可达30.67%。此外，减小孔径尺寸可以增强光催化效率、甲烷的净化率和相当于二氧化碳的减排率。当入口流量Qp = 1000 mL/min且孔径尺寸Dp=0.5 mm时，光催化效率可达40.23%。相反，温度的升高导致所有评估标准略有下降，最高光催化效率为24.79%，温度为298 K。为后续的实验和微观尺度模拟研究提供了指导。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1358-1386. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2112-7 CSTR: 32141.14.JTS-025-2112-7
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热科学学报. 2025, 34(4): 1387-1407. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2113-6 CSTR: 32141.14.JTS-025-2113-6
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热科学学报. 2025, 34(4): 1408-1416. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2116-3 CSTR: 32141.14.JTS-025-2116-3层间范德华力的调节和异质结构的工程化是降低材料导热系数和提高材料热电性能的有效策略。本研究采用分子动力学模拟和密度泛函理论研究了双层MoSe2、双层MoS2和MoS2-MoSe2异质结构的导热性。热导率分析表明，范德华力的增加导致双层MoSe2和MoS2的热导率降低。有趣的是，对于MoS2-MoSe2异质结构，随着范德华力的增大，导热系数先增大后减小。在所研究的结构中，双层MoSe2的热导率最高，其次是MoS2-MoSe2异质结构，然后是双层MoS2。影响传热的主要因素包括热容、声子群速度和声子寿命与导热系数呈正相关。此外，与MoSe2相比，MoS2对异质结构的影响更为明显。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1417-1430. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2136-z CSTR: 32141.14.JTS-025-2136-z余热回收蒸汽发生器(HRSGs)用于回收燃气轮机排气产生的热量，通过蒸汽涡轮机产生电力。翅片管是HRSG的关键传热部件，其设计和优化对于实现发电厂的有效能源利用至关重要。本研究提出了一种针对带有弯曲锯齿翅片管换热器的多层神经网络(MNN)和树结构parzen估计器(TPE)的优化方法。该方法具有较高的拟合精度和全局优化效率，适用于新型不规则翅片管引起的复杂传热设计和优化问题。利用现有的实验数据验证了所开发的热流体模型，发现努塞尔特数和范宁摩擦因子符合良好。结果表明，增加弯曲锯齿角有利于破坏热边界层并增强湍流动能。当雷诺数在5000~25000之间时，翅片管弯曲锯齿角度为10° 的传热系数平均比平面锯齿翅片管高出约20%。通过优化方法获得了优化的几何参数，最优解在综合性能上取得了优异的结果。与基准设计相比，优化结果显示出9%更高的传热系数，优于常用优化方法的结果。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1431-1449. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2143-0 CSTR: 32141.14.JTS-025-2143-0为了解决冷却剂有限情况下气膜冷却性能不足的问题，本文提出了联结孔气膜冷却。在冷却剂质量流量从0.0016kg/s到0.0064kg/s的范围内，对基本方案和四种联结气膜孔方案(3_联结、4_联结、5_联结和6_联结)进行了数值研究。结果表明，由于气膜孔出口扩张以及分支气膜射流之间的相互作用，联结气膜孔方案可以抑制气膜射流的“喷射现象”和主流的“夹带效应”，从而提高气膜冷却性能，特别是气膜的展向覆盖性能。比较发现，在低冷却剂质量流量下，5_联结气膜孔方案对气膜冷却性能的改善最为明显。当冷却剂质量流量为0.0016 kg/s时，面积平均绝热气膜冷却效率可提高76.92%，当冷却剂质量流量为0.0032 kg/s时，面积平均绝热气膜冷却效率提高可达703.85%。通过流动损失分析，发现在低冷却剂质量流量条件下，联结气膜孔方案提升冷却性能所付出的压力损失代价较小，而在高冷却剂质量流量条件下，联结气膜孔改善气膜冷却性能的同时可以降低总压损失。其中，5_联结气膜孔方案的总压损失系数最低，在冷却剂质量流量为0.0048 kg/s时，总压损失系数降低了15.90%，在冷却剂质量流量为0.0064 kg/s时，总压损失系数降低了41.58%。本研究提出了改善气膜冷却性能的联结气膜孔，有利于进一步提高涡轮进气温度，从而改善燃气轮机的动力学和热力学性能。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1450-1473. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2080-y CSTR: 32141.14.JTS-025-2080-y
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热科学学报. 2025, 34(4): 1474-1482. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2114-5 CSTR: 32141.14.JTS-025-2114-5
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热科学学报. 2025, 34(4): 1483-1496. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2108-3 CSTR: 32141.14.JTS-025-2108-3为了实现对NOx的深度控制，在30 kW净化燃烧实验台上，研究了由脱挥发剂、旋流燃烧器和下燃燃烧器组成的净化燃烧系统，并探讨了一次风比和二次风比(λp和λ2)对煤粉两级改性、燃烧和NOx排放的影响。在脱挥发器和旋流燃烧器中，随着λp和λ2的升高，不同位置的温度升高。增加λp，而不增加λ2，可以改变旋流燃烧器主燃烧区的位置。CO和H2是改性气体中主要的可燃组分，其浓度随λp和λ2的增加而降低。相反，CH4浓度极低。由脱挥发剂和旋流燃烧器组成的净化系统在提高煤粉的比表面积、孔体积、孔径和燃料转化率以及改善其碳微晶结构等方面都优于单级脱挥发剂，并且随着系统中λp和λ2的适当增加，改性后的煤粉的这些指标也越来越好。在降燃燃烧室中，随着λp和λ2的升高，还原区温度变化不大，完全燃烧区温度仅在较低λ2处下降。适当提高λp和λ2可有效降低NOx排放，效率达99.00%以上，但λ2对NOx排放的抑制作用有限。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1497-1511. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2110-9 CSTR: 32141.14.JTS-025-2110-9
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热科学学报. 2025, 34(4): 1512-1526. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2119-0 CSTR: 32141.14.JTS-025-2119-0本研究采用新型SATES(自适应湍流模拟)-FGM(火焰面生成流形)-CRN(化学反应器网络)耦合方法，对甲烷/空气湍流扩散火焰(Sandia Flame D)中CO与NOx的燃烧污染物进行耦合数值预测。基于可实现的k-ε和BSL k-ω两种基础湍流模型构建了SATES计算框架。通过将两种SATES模型与两种RANS模型分别耦合FGM燃烧模型，对比分析了燃烧场与CO污染物分布的预测精度。进一步利用CRN方法，基于SATES-FGM获取的非定常高精度燃烧场结果，建立了多尺度多规则的NOx分布特征构建方法。研究结果表明：SATES-FGM方法能够准确预测湍流扩散火焰，在SATES框架下提升了不同RANS模型对流动形态的敏感性。但在主燃区预测仍存在较大偏差。该方法对自由射流湍流火焰流场具有高效精确的模拟能力，对CO等伴随燃烧过程生成的污染物具有良好的预测效果。SATES-CRN耦合方法可准确预测NOx等燃烧后污染物，其中CRN分区数量可根据燃烧室特征进行适应性调整。过量反应分区不仅会降低计算效率，还会导致NOx生成量预测偏差。非定常SATES-CRN耦合方法更适用于复杂分区规则。本研究构建的SATES-FGM-CRN耦合预测方法，为同时预测CO与NOx污染物分布提供了一种新颖高效的解决途径。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1527-1540. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2097-2 CSTR: 32141.14.JTS-025-2097-2采用数值模拟方法，研究了同一爆轰管喷枪结构下不同燃料混合(C2H2、C3H6、C3H8、C2H2+C3H6、C2H2+C3H8)对气体爆轰火焰加速情况的影响。研究了喷枪内部参数变化趋势以及喷枪出口处气体流速、温度和压力随时间的变化。根据模拟的结果发现，在当量比为1的条件下，乙炔燃料产生爆轰的时间最短，并且在喷枪出口爆轰达到的平均气体流速最大，为1031.6 m/s，乙炔爆燃达到的平均温度最大，为2750.6 K；C2H2及其掺混燃料爆轰产生 OH及其他参数的速度最快，代表火焰传播速度最快。丙烷爆轰在喷枪出口达到的压力最大，为0.66 MPa；在喷枪内部，爆轰产生的CO2大部分分布在管壁区域。不同的燃料组分爆燃达到的喷涂效果有所差别，改变燃料的组分可以满足不同的爆轰和喷涂粒子需求。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1541-1553. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2171-9 CSTR: 32141.14.JTS-025-2171-9本研究从实验与数值模拟相结合的角度，对乙炔(C2H2)射流火焰的碳烟生成、组分分布、温度场及速度场特性进行了研究。基于新设计的18 W连续激光器搭建粒子图像测速(PIV)系统，实现了火焰流场速度的精确测量。实验结果表明，贫燃与富燃条件下的火焰速度存在显著差异。贫燃条件下火焰速度较高，而富燃条件则会引发更剧烈的反应，并在火焰根部形成涡流结构。通过建立二维计算模型，深入探究了当量比(Φ)对燃烧特性的影响规律：随着Φ从0.8增至1.5，OH、H和O等关键自由基的分布特征发生显著改变；当Φ继续升高时，碳烟颗粒开始生成。进一步研究发现，当量比的增加也影响了火焰轴线区域的碳烟成核、氧化及表面生长速率。本文构建的连续激光PIV系统不仅可精准获取乙炔射流火焰速度场数据，还可拓展应用于其他类型流场的速度测量研究。
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热科学学报. 2025, 34(4): 1554-1568. https://doi.org/10.1007/s11630-025-2149-7 CSTR: 32141.14.JTS-025-2149-7本研究旨在为开发和利用CO2与富油煤热解生产高价值化学品和燃料的集成技术提供初步技术支撑。在固定床反应器中研究了富油煤在N2和N2/CO2气氛，不同温度(600°C~800°C)和常压条件下，热解产生焦油的化学性质。结果表明，与传统热解(在N2气氛下)相比，富油煤在CO2气氛下热解反应可促进焦油的产生(增加8.42 wt.%)，最大值可达21.26 wt.%。值得注意的是，通过增加热解气氛气体中CO2的浓度，可促进煤焦油和CO小分子气体的生成。气相色谱-质谱法和模拟蒸馏结果表明，CO2气氛可以促进酚、醇和烯烃等轻质组分的生成，同时抑制沥青等重质组分的生成。元素分析结果表明，在CO2气氛下，焦油中的H/C比值增加，表明焦油的品质得到了提高，这与模拟蒸馏和气相色谱-质谱测试的结果一致。最后，还提出了富油煤在CO2气氛下热解的可能反应途径。
