开发一系列用于酚醛树脂快速热解的Ga改性ZSM-5催化剂,并进行全面的催化剂表征,包括X射线衍射（XRD）、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附（NH₃-TPD）和透射电子显微镜（TEM）等,以阐明催化剂的结构特性。Ga物种显著调节了ZSM-5分子筛酸性位点的分布和孔结构,有利于高温下促进热解脱氧反应的进行,同时优化了择形催化性能。重点讨论了Ga负载量、热解温度、催化剂与酚醛树脂质量比和升温速率等参数对热解油组成分布的影响规律。与母体H-ZSM-5催化剂相比,0.5Ga/ZSM-5在酚醛树脂快速热解中催化生产单环芳烃的效率更高,且更能有效抑制酚类化合物的生成。当热解温度为800℃、升温速率为10℃/ms时,单环芳烃的相对含量达到64.1%。

地热水结垢问题严重制约着地热能作为非碳可再生清洁能源的高效开发和利用,研究高效、环保和绿色阻垢剂对解决地热能利用过程中的结垢问题具有重要现实意义。选择常见的四种绿色阻垢剂[水解聚马来酸酐（HPMA）、聚天冬氨酸（PASP）、聚环氧琥珀酸（PESA）、聚丙烯酸（PAA）]进行复配实验,并对复配阻垢剂的阻垢性能进行研究,采用钙离子络合滴定法测定阻垢率。在80℃条件下,HPMA、PASP、PAA在最佳体积比 （HPMA∶PASP∶PAA = 1∶1∶4）下的阻垢率可达97%,高于单组分阻垢剂;温度高于100℃时阻垢率有所下降,但在210℃高温条件下,该复配阻垢剂的阻垢率仍可达93%;可用于抑制高温地热流体的碳酸钙结垢,具有工业推广应用前景。

研究了燃气热泵（GHP）系统在过渡季节制备生活热水的性能特性,分析了发动机余热回收对GHP系统性能的影响。在不同环境温度（15 ~ 24℃）和进水温度（37.7 ~ 47.8℃）下,考察回收与不回收发动机余热模式对生活热水制热量（${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$）、耗气功率（P_gas）及一次能源利用率（${{r}_{\text{PER}}}$）的影响规律。结果表明,随着环境温度的升高,P_gas减小,而${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$和${{r}_{\text{PER}}}$呈现递增的趋势;随着进水温度的升高,P_gas增大,而${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$和${{r}_{\text{PER}}}$呈现递减的趋势。其中环境温度20 ~ 24℃与进水温度37.7 ~ 47.8℃为${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$的不敏感区间,在环境温度为24℃和进水温度为37.7℃条件下,${{r}_{\text{PER}}}$高达2.004。GHP系统的余热回收量分别占总制热量和发动机总余热的25.00% ~ 30.16%和62.17% ~ 71.56%,系统的余热利用率高。

地热流体结垢是阻碍地热资源稳定、经济和高效开发利用的因素之一。系统总结了中高温地热流体开发利用中防垢除垢技术研究进展。中高温地热田中代表性垢物是钙垢和硅垢,其中钙垢成分以CaCO₃为主,多形成于因压力下降导致CO₂脱气的开采井或者地面设备,硅垢成分以无定型SiO₂为主,多形成于因温度下降导致的溶解度减小的回灌井或者地面设备。实际生产中防垢除垢技术应结合地热流体利用方式进行选择和优化,直接利用方式可考虑采用基于CaCO₃和无定型SiO₂热力学性质的防垢技术;发电方式中钙垢可考虑阻垢剂注入的防垢技术,而硅垢则考虑利用石英和无定型SiO₂溶解度差异、调控温度、pH、无定型SiO₂浓度等防垢技术。

固体氧化物燃料电池（SOFC）系统具有高能源效率和使用可再生燃料的可能性,将在未来的可持续能源系统中发挥重要作用。过去几年燃料电池的发展很快,但在成本、稳定性和市场份额方面,该技术仍处于早期发展阶段。在以天然气为燃料的SOFC系统中,燃料的重整过程和燃料利用水平都可能影响系统运行的稳定性、热量和能量平衡,从而影响系统的使用寿命、输出功率和效率。因此,对燃料重整过程的设计与控制对有效的SOFC电池运行具有重要意义。对天然气在SOFC系统中的重整器配置方式（包括外重整和内重整）、重整参数和重整燃料利用方式进行了详细的综述分析,并对未来天然气SOFC系统的发展进行了展望。

随着我国生态文明建设进程日益加快,污泥处理处置行业也得到快速发展。我国市政污泥处理处置技术呈现多样化发展趋势,焚烧、厌氧发酵、好氧堆肥、热解炭化等方式尤为常见。统计分析了国内385个典型污泥处理处置项目的处理规模、各技术占比、投资、运行成本等指标,并针对各污泥处理工艺碳排放情况进行综述,以期为未来污泥处理处置技术发展方向提供一定参考。数据显示,截至2022年3月,我国污泥项目建设总规模达4 851.4万t/a,污泥无害化理论处置率达73.5%。污泥处理处置项目以焚烧、厌氧消化、好氧堆肥为主,分别占比65.41%、15.55%、9.61%。对污泥碳排放水平、处理成本、能源回收效率、资源化利用水平等因素的综合分析表明,污泥厌氧消化是当前较具潜力的处理技术。

为实现环氧树脂的清洁处置与资源化利用,在一系列金属镓改性的ZSM-5催化体系中进行快速热解实验,并进行了包括氮气吸附-脱附测试、X射线衍射（XRD）、氨气程序升温吸附（NH₃-TPD）、热重分析（TGA）和透射电镜（TEM）在内的全面的催化剂表征,以阐明催化剂的结构特性。镓的改性显著调节了ZSM-5分子筛的布朗斯特/路易斯酸分布和孔隙结构,改善了高温下分子筛的热解脱氧性能,提高了催化剂的择形催化能力。选取镓负载量、热解温度、催化剂用量、热解升温速率和催化剂回用次数为实验变量,探究了热解油组成分布的变化规律。结果表明,与未改性的分子筛相比,镓改性的ZSM-5分子筛显著提高了环氧树脂快速热解过程中芳烃的选择性。通过不同热解条件的研究发现,环氧树脂催化热解制备芳烃的最佳条件为：1Ga-ZSM-5分子筛∶环氧树脂 = 1∶1,热解温度为600℃,热解速率为10℃/ms,此时芳烃总选择性最高可达56.4%,其中更有价值的单环芳烃的相对含量达到31.6%。

电动汽车在应对气候变化和减少碳排放方面显示出了巨大潜力,电池作为电动汽车的动力来源,在性能和安全方面受温度影响很大。一套有效的热管理控制系统能使电池组温度保持在最佳工作范围内,提高整车的续驶里程。主要总结了目前对电池进行散热和保温的主流电池热管理技术——风冷、液冷、相变冷却、热管冷却以及电池加热技术。提出电池热管理技术应往智能化、集成化、与机器学习相结合、能够自适应调节电池生态温度的方向发展,将会有很大的研究空间。

以集成江水源热泵供能系统的公共建筑为对象,建立建筑供能成本最低、非舒适性时间最短、热泵用电峰谷比最小的多目标函数,基于动态能耗瞬时模拟技术和改进非支配排序遗传算法联合求解帕累托前沿,引入熵权优劣解距离法评价最优决策解;以夏热冬冷地区办公建筑为例,验证优化方法的可行性和最优设计方案。结果显示：最优方案与基准方案相比,建筑供能成本增加2.6%,非舒适性时间减少3.7%,热泵用电峰谷比降低90.6%;运行成本虽然稍有增加,但舒适性得到了提升,且用电峰谷波动性得到较大改善。

在初始温度为400 K、不同的初始压力（0.1 MPa、0.4 MPa）、氢气比例（70%、80%）和当量比（0.7 ~ 1.4）条件下进行氢气-乙醇预混燃烧实验,使用高速纹影技术记录火焰传播图像。对氢气-乙醇球形膨胀火焰中的层流燃烧速度（LBV）进行实验研究,发现LBV随着氢气比例的增加而增加,压力升高却有着负影响。对火焰发展不同阶段的火焰形貌进行了研究。当火焰表面的大裂纹分裂出现小裂纹并且导致新细胞再生时,火焰变得不稳定。通过热膨胀比、火焰厚度和刘易斯数等参数考察了流体动力学效应和热扩散效应对火焰固有不稳定性的影响。结果表明,流体动力不稳定性随着压力的增加而增加,热扩散不稳定性对压力变化的敏感性较低。此外,增加氢气比例或初始压力会导致火焰更早遭受不稳定。

可充电锂离子电池（LIB）是移动和固定存储系统中最具潜力的电池体系。然而,传统锂离子电池中不稳定的电沉积和不可控的界面反应会在液体电解质中发生,导致电池存在安全隐患。采用固态电解质（SSE）的全固态锂离子电池因具有高安全性、高可靠性和高能量密度可满足许多方面对储能的要求。但要实现商业化,SSE依然面临诸多挑战,如室温离子电导率较低（1×10^-5 ~ 1×10^-3 S/cm）以及电极和电解质之间的界面稳定性差等。为加快SSE的研究与开发,分别对无机钙钛矿（LLTO）型、石榴石（LLZO）型和钠快离子导体（NASICON）型固态电解质的结构和电导率改性进行了综述,特别强调了电解质与电极界面的重要性及其对电池性能的影响。

随着新能源产业飞速发展,纯电动汽车的市场渗透率迅速上升。而制约电动汽车使用的一大关键因素,就是环境温度。在低温下,动力电池的功率特性衰减、电池内阻增大、电池可用容量降低。这些负面因素将直接影响电动汽车的续航里程与安全性。基于动力电池低温加热策略的主要产热区域,将目前锂离子电池低温加热策略划分为电池内部加热策略和电池外部加热策略两个大类。分别对这两个大类进行更详细的梳理,对目前的锂离子电池低温加热策略进行了系统的研究。分析了各种加热策略的优点与弊端,并针对存在的问题提出了解决意见。可为后续电动汽车动力电池低温加热策略的研究、锂离子电池低温下热管理系统的设计提供参考。

海上风-浪-流的存在使得海上风力机平台会产生六个自由度方向的运动。为研究纵摇运动对海上风力机尾流特性的影响,基于OpenFOAM平台,采用RANS方法的k-ε模型和重叠网格技术,考虑风剪切来流和简化的漂浮式平台六自由度运动条件,对纵摇状态下的风力机尾流进行数值研究。研究结果表明,纵摇工况下的风力机尾流恢复速度更快,且尾流恢复速度会随着纵摇运动的频率和幅值增加而增加。当纵摇运动的振幅较小时,近场尾流的风速恢复会受到一定的影响,而对远场尾流影响不大;当振幅较大时,纵摇运动会加速全部尾流区域的风速恢复,并出现更为明显的扩散现象。研究结果对揭示漂浮式海上风电机组纵摇运动下尾流产生和扩散的机理有一定的意义,为完善漂浮式海上风电场尾流损失模型提供了一定的物理基础。

高温厌氧处理餐厨垃圾具有处理效率高、病原菌灭活效果好和有机物利用率高的优点。在高温（50±1）℃条件下处理实际餐厨垃圾,水力停留时间（HRT）为10 d,有机负荷（OLR）为10.2 kg_COD/(m³∙d),连续运行95 d。试验结果表明,系统pH稳定在7.6左右,总有机酸浓度约170 mg/L,并未出现有机酸积累现象。甲烷的容积产气率达2.8 L/(L∙d),单位化学需氧量（COD）的产甲烷量可达280 mL/g_COD,COD去除率约82%,有机物转化效率为87%。研究表明,高负荷下餐厨垃圾的高温厌氧消化可达到较高的产气水平和有机物去除率,系统稳定性良好且有机物转化效率高,具有较高的工程应用潜力。

近年来,将固体废弃物转化为各种燃料的能源化利用引起研究人员的广泛关注。有机固体废弃物热解技术可以从有机固体废弃物中生产不同组分的燃料和其他增值产品,有很大潜力被用作能源使用。然而,有机固体废弃物因来源广泛、组成差异等,采用不同热解工艺技术和不同反应条件时,其有效组分具有巨大差异。为考察热解温度对热解气态产物组成的影响,对不同有机固体废弃物的热解气态产物组成的研究现状进行了综述,并对热解气的有效利用方法进行了分析,为后续热解气的能源化利用提供参考。

因高比容量、低成本和丰富的资源储备,多价金属硫电池已成为具有前景的下一代电池体系之一。镁硫电池、铝硫电池和锌硫电池是其中最具潜力的候选电池。然而,许多问题阻碍了多价金属硫电池的发展,如硫的导电性差,转变过程中体积膨胀较大及硫的利用率低等问题。此外,镁硫电池和铝硫电池缺乏合适的电解液,锌硫电池存在电化学可逆性差等问题。从电解液的选择、负极保护、正极制备和隔膜改进对多价金属硫电池进行了综述,并展望了多价金属硫电池的发展前景与面临的挑战。

以茄子秸秆为原料、反应时间为唯一变量,采用高温高压水热反应釜对茄子秸秆进行水热反应研究。利用扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、气相色谱-质谱分析（GC-MS）等对水热产物进行表征分析。结果表明,茄子秸秆经水热处理后生成水热炭和生物油,随着水热反应时间延长,水热炭转化获得的固体燃料更加稳定,其孔道结构、含氧官能团、芳香碳含量增加;生物油组分主要含酚类,其次为酮类,并含有少量有机酸类、醛类和呋喃类等化合物,据此提出此类水热炭化的化学反应路径。

随着抗生素在生物医疗领域的广泛应用,有效处理含有抗生素的废水成为亟待解决的环境问题。利用微生物燃料电池（MFC）降解抗生素,清除抗性基因是一种可高效处理底物同时回收能量的新型生物电化学技术。全面介绍和汇总了近年来国内外报道的广泛应用的抗生素类型,并根据其作用机理进行分类对比,分析不同作用机理类型的抗生素对MFC性能的影响。对驯化出具有广谱抗性的阳极生物膜以适应医疗废水中不同出水的冲击,实现连续用电自给自足的稳定化运行的MFC系统进行了展望。

CO₂置换开采及封存的碳汇是降低我国南海水合物产业化开采成本的重要路径,不仅能保障粤港澳大湾区经济建设所需的能源供给,而且能降低大湾区过量的碳排放,与气态、液态CO₂相比,注入CO₂乳液置换效率更高。综述CO₂乳液在置换开采甲烷水合物中的应用,以及乳液的稳定性问题,讨论CO₂乳液开采南海水合物的优势及难点,并对下一步CO₂乳液法置换开采南海水合物进行分析,为未来天然气水合物开采及同步碳封存提供参考和建议。

层状过渡金属氧化物由于其较高的理论比容量和较低的经济成本,被视为一种具有良好应用前景的钠离子电池正极材料。采用溶胶-凝胶法和热处理的方式,制备Ca/Cu共掺杂的铁锰基层状氧化物（O3-Na_0.9Ca_0.05Fe_0.45Mn_0.45Cu_0.1O₂）。采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等对该O3型铁锰基层状氧化物正极材料进行表征分析。结果表明,在32 mA/g电流密度下该材料具有205.2 mA∙h/g的高比容量,循环50圈之后仍具有67.64%的容量保持率,在160 mA/g下循环100圈后依然具有81.4 mA∙h/g的放电比容量。由于Ca的掺入,引起Na⁺ 空位的增加,并且Cu的掺入提高了Mn的价态,从而提高了Na⁺ 的扩散速率,抑制了Mn³⁺ 的Jahn-Teller效应,缓解了晶格应力,有效提高了材料的结构稳定性和电化学性能。

氢能无污染、热值高,被誉为“终极能源”,氢能产业的发展是我国实现能源转型从而达到碳中和目标的重中之重。氢储运是连接氢能产业上下游的关键环节,目前我国氢储运技术相对国外发展滞后,阻碍了我国氢能产业蓬勃发展。立足于氢气储存和运输两个方面,从氢储运环节实际应用出发,回顾近年来国内外氢气气态储运、液态储运、固态储运技术产业应用。综述管道运氢、液态甲醇储运、液态氨气储运等有望大规模应用在氢储运领域的新兴技术及研究进展,总结了固态储氢、有机液态储氢等前沿储氢技术研究进展及研究焦点,分析目前已商用的高压气态储运、低温液态储运技术的国内外技术发展差距和产业应用差距。针对当前国内外氢气储运行业发展水平差距,指出我国氢储运行业发展存在的问题并给出发展建议。

空气透平是振荡水柱（OWC）式波浪能转换装置能量转换的关键器件,对整个装置的性能至关重要。通过归纳总结透平的种类、振荡水柱波能转换装置中透平的数值模拟和物理模型试验的成果与现状,分析空气透平研究中存在的技术难题,并对波浪能转换装置中空气透平的研究方向和发展前景进行了展望,以期为系统掌握振荡水柱式波浪能转换装置所用空气透平的研究提供参考。

层状富锂氧化物具有超过250 mA∙h/g的比容量,是提高锂离子电池能量密度的理想正极材料。但存在首圈库伦效率低、循环及倍率性能不佳等问题,限制了其实际应用。利用前驱体-模板法,通过调控前驱体共沉淀时间,结合固相烧结工艺合成了具有高{010}晶面族暴露的Li_1.17Ni_0.4Co_0.05Mn_0.38O₂（HLLO）富锂层状正极材料。X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征证明了合成的HLLO具有明显的晶面取向。电化学性能测试表明高暴露{010}晶面的存在能够加速锂离子的扩散,使得锂离子的扩散系数由原始的9.5×10^-14 cm²/s提升到3.9×10^-13 cm²/s,与传统Li_1.17Ni_0.4Co_0.05Mn_0.38O₂（LLO）相比,0.1 C下首圈库伦效率从70%提高至77%,1 C长循环500圈后容量保持率从43%提升至86%。

利用定容燃烧弹系统研究了乙醇-氢气-空气预混气体的爆炸特性。实验在初始温度为450 K、初始压力为0.1 ~ 0.4 MPa、氢气含量为20% ~ 80%、当量比为0.7 ~ 1.4条件下进行。对压力数据进行处理获得峰值爆炸压力、最大压力上升率和爆炸时间等参数,评估预混气体爆炸的危险性。结果表明,不同氢气含量的预混气体的峰值爆炸压力只存在微小差异,但氢气含量的增加能显著提高最大压力上升率,缩短爆炸时间。峰值爆炸压力和最大压力上升率均随初始压力增大而线性增加。在高压、高氢气含量条件下,预混气体具有较高的爆燃指数,爆炸危险性大。

掌握聚氯乙烯（PVC）和木质纤维素类生物质共热解过程中脱氯提质特性,对开发生活垃圾脱氯预处理技术和实现其无害化具有重要意义。研究了PVC与松木粉（WP）在低温（200 ~ 450℃）共热解过程的提质和Cl的迁移转化特性。结果表明,在热解温度为300 ~ 350℃时,PVC和WP混合物的脱氯效率可以达到98%以上,对应的能量回收率约为76%。在300℃热解温度下停留15 min,超过90%的Cl以HCl形式释放,且HCl释放量随着热解温度升高和停留时间的延长而增加。热解焦油中氯的含量很低,仅为1.80% ~ 3.04%。低温共热解过程中,WP中木质素产生的酚羟基可以促进氯的取代反应,提高脱氯效率。

新型金属有机骨架（MOF）的不稳定性和较低的电子导电性,很难将其直接用于可快速发生氧化还原反应、高稳定性的超级电容器。利用农业生产剩余的废弃物作为复合材料导电基底,同时再灼烧MOF结构中的有机单体,以双重炭化策略构筑具有优异导电性及稳定性的电极材料。此外,氧化还原活性物质可均匀地裸露于导电网络表面,确保电化学活性物质与电解液的充分接触。经电化学性能测试,衍生得到的电极材料ZIF-67@C-500的比容量是前驱体ZIF-67@C的近两倍,界面扩散以及电子/离子的传导也优于前驱体。组装的ZIF-67@C-500//AC非对称器件在750 W/kg时表现出最大能量密度,为44.1 W∙h/kg,8 000次循环测试结果表明其具有良好的循环稳定性。这种优异的电化学性能表明,生物质炭材料基底稳定高氧化还原活性的双金属氧化物是构筑高性能超级电容器的有效策略之一。

复合干燥剂由于能够结合多种干燥剂优势而成为新型高效干燥剂研发的热点之一。以硅胶为基质、LiCl为吸湿盐以及具有一定吸湿能力的聚乙烯醇（PVA）为黏结剂制备LiCl/PVA/硅胶复合干燥剂涂层,考察不同LiCl浸渍浓度、PVA质量分数、入口空气湿度和再生温度条件下涂层的循环除湿特性。结果表明,不同实验条件下涂层均具有良好的循环稳定性,循环除湿量随LiCl浸渍浓度、空气湿度和再生温度的提高而增大,随PVA质量分数的增大而减小。

注入低剂量水合物动力学抑制剂是防治油气管道中水合物堵塞的有效技术之一。为了实现高效、经济解堵,非常有必要展开动力学抑制剂对水合物分解行为影响规律的研究。利用粉末X射线衍射仪和激光共聚焦拉曼光谱仪在常压、-10℃条件下原位观测纯水体系和含动力学抑制剂聚乙烯基己内酰胺（PVCap）体系的甲烷水合物微观分解过程。结果显示,相比纯水体系,PVCap的存在会减弱sI型甲烷水合物“自保护”效应,加速水合物的分解。甲烷气体在水合物大、小笼中的含量同步降低,且相对含量基本保持恒定,说明PVCap不影响水合物以晶胞为单位进行整体分解。六角冰的（100）和（002）晶面峰面积随时间的变化不同步,且在纯水体系和含PVCap体系中呈现的变化趋势截然不同。

生物质能源具有分布广泛,总量巨大,H/C比高的优点。对其充分利用可有效缓解当下的化石能源危机,还可以为“碳达峰”及“碳中和”目标做贡献。但在其综合利用过程中,其中含有的碱金属元素会带来诸多问题,严重制约生物质热化学转化利用的发展。主要综述生物质热化学转化过程中碱金属的迁移特性,对生物质热转化中碱金属分析理论技术、生物质中碱金属含量及赋存形态、碱金属迁移转化影响因素进行论述,并对生物质内碱金属元素的赋存形态区分、碱金属释放的原位检测技术以及碱金属迁移转化过程中各反应之间竞争及促进作用进行总结和展望。

为探究畜禽粪便两级厌氧消化的产气性能及厌氧消化效率,以总固体含量为10.0%的猪粪作为原料,研究猪粪高温（55℃）-中温（37℃）两级厌氧消化工艺的长期连续运行性能,并与中温（37℃）单级厌氧工艺进行比较。结果表明,在近600天长期试验的前期（1 ~ 100 d）,高温反应器酸化反应占主导地位,甲烷含量仅为36.3%,两相工艺挥发性固体（VS）的甲烷产率达0.314 L/g,VS去除率达到60.2%,比单相工艺提高了16%。在长期试验的后期（215 ~ 575 d）,高温反应器甲烷化效果增强,甲烷含量达到55.9%,pH也升高到7.51,挥发性脂肪酸浓度相较前期下降了220%。该阶段两级工艺的甲烷产率为0.294 L/g,比同时期的单级厌氧提升了19%,对应的VS去除率提高了41%。猪粪在长期的两级工艺运行中,第一级的高温罐并不能维持长期的酸化状态,反而长时间呈现出较为明显的产甲烷效果,但第二级的中温罐长期处于相对稳定的产甲烷状态。总体而言,高固体猪粪两级厌氧消化工艺比单级厌氧工艺具有更高的甲烷产率及更好的有机物去除效果。

为研究大型风力机旋转复合材料叶片的非线性结构动态特性,采用绝对节点坐标法,并基于一般连续介质力学理论和复合材料本构关系,推导广义质量与刚度矩阵,建立大型风力机旋转复合材料叶片的非线性动力学模型。为描述叶片的转动,引入大范围转动连体坐标系,结合摄动原理及线性化方法,构建旋转叶片的状态方程。以非线性梁标准算例验证了模型的准确性,并以DTU-10MW风力机复合材料叶片为对象,分析了静止与旋转条件下的动态特性。结果表明,由于叶片的大型化和非线性变形特点,叶片静止时的挥舞、摆振和扭转振型存在显著耦合;由于动力刚化效应,叶片的各阶频率会随着转速的提高而改变,并对振型的挥舞和摆振产生较大影响。

以严寒条件CO₂跨临界循环热泵系统为研究对象,采用涡流管技术与二级压缩技术对其进行优化,采用工程方程求解器（EES）软件建立四个热力学模型（单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环）,模拟分析了性能系数（COP）、排气温度等参数随气冷压力、蒸发温度、过热度、级间压力的变化规律。研究表明气冷压力变化对严寒条件下优化系统的性能影响最大,在设定的压力变化范围内（7 MPa ~ 12 MPa）,单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环的COP变化幅度分别为74.40%、60.46%、110.38%、90.94%;涡流管技术在低压缩比条件下优化效果更佳,一定条件下,单级涡流管循环较单级循环COP可提高11.2%;二级压缩技术在高压缩比条件下优化效果更好,在最优气冷压力条件下,二级循环相较单级循环COP可提高18.2%,同时二级压缩技术可降低压缩机排气温度,使压缩机保持较高的等熵效率,且存在最优级间压力使得COP达到最大值。结果表明,当总压缩比不大、级间压力处于较低水平或者需要获取更高的第一级压缩出口温度时,通过改变涡流管参数调节过热度效果更好,与二级压缩技术匹配将更有意义。

我国中草药行业近年来蓬勃发展,中药渣也随之大量产生。中药渣中富含纤维素,是宝贵的可循环利用的有机固废资源。针对中药渣开发新型技术和完善现有处置工艺,将其转化成高值绿色能源产物,可为中医药相关企业带来可观的经济效益。系统论述了包括生物转化技术、热化学转化技术等处置中药渣主流技术优缺点及研究进展;提供了一套更为系统化处置中药渣的方法,并对其工程案例及成果进行了详细介绍。最后,对中药渣能源化处置的前景进行了展望,以期实现中药渣的高效清洁利用,为中医药产业链绿色发展提供新样板,为推动中医药及相关领域的环保产业发展起到示范引领作用。

组分调控非共沸有机朗肯循环（ORC）是一种新型的热力发电循环。与传统有机朗肯发电循环相比,其具有调控工质组分浓度比例和提高系统变工况运行性能的优势。介绍了当前组分调控方法在数值模拟、仿真优化和实验研究方面的进展,概述国内外学者对非共沸ORC组分调控研究情况,并提出了后期研究趋势,这对运用组分调控解决ORC变工况运行具有参考意义。国内外对非共沸ORC组分调控仍处于探索阶段,要真正发挥其作用,后期在设计组分调控非共沸ORC系统时,需综合考虑设计条件和工质选取。同时,当前的研究主要聚焦于优化仿真,还缺乏工程实际认证,因此亟需加强实验方面的研究。

在我国加速推进整县分布式屋顶光伏的大背景下,为直观、可靠地初步评估建筑屋顶可利用的光伏资源,提出一种基于深度学习的屋顶光伏资源评估方法,将图像分割技术与光伏仿真部分结合并应用。先根据双卷积神经网络模型Double U-Net识别建筑屋顶的外轮廓,实现建筑物屋顶的高精度自动提取,进行屋顶边缘的检测及屋顶面积的计算,判断该屋顶光伏组件的数量,使用KLEIN-THEILACKER模型计算出在该屋顶光伏组件最佳倾角和其倾斜面辐照量,最终估算屋顶面积的光伏最佳发电量。提出的Double U-Net模型训练准确度可达95.83%,同时该方法可估算所选屋顶的月、年总辐照量及总发电量。最后,以河海大学常州校区为案例,通过与Solargis网站数据对比,验证了所提出方法具备较高的可靠性和适用性。

采用悬浮液滴技术研究在873 K和973 K的环境温度下,麻疯树甲酯-乙醇混合物（J70E30）添加不同质量浓度的Fe₃O₄纳米粒子（0.25%、1%、2%）燃料液滴的蒸发特性。结果表明,在873 K和973 K两个温度下,含有不同浓度的纳米流体燃料液滴蒸发过程均可以分为瞬态加热阶段、波动蒸发阶段和平衡蒸发阶段,三种Fe₃O₄纳米粒子浓度液滴的归一化平方直径在平衡蒸发阶段符合d²定律。在873 K温度下,由于纳米粒子较强的布朗运动导致传热效率提高,促进了燃料液滴蒸发速率,其蒸发速率随着纳米粒子浓度增加不断提高;在973 K温度下,纳米流体燃料液滴的蒸发速率则是先减小后增大,但在973 K温度下纳米流体燃料液滴蒸发速率要大于其在873 K时的蒸发速率。

为提高质子交换膜（PEM）电解槽的性能,在一定的假设条件下,通过Comsol Multiphysics软件设计并模拟一种基于避免转角设计考虑的PEM电解槽阳极螺旋流场,对比不同形式的流场（平行流场、蛇形流场）对达到稳定运行时的电解槽电解电压、膜电极组件的平均温度和多孔传输层（PTL）的平均氧气质量分数的影响,并对新型流场设计的尺寸进行优化。仿真结果表明,新型螺旋流场设计性能最佳。和平行流场相比,电解槽的电解电压降低约0.05 V,膜电极平均温度降低约5.6 K,PTL内的平均氧气质量分数降低约13.9%,下降幅度达到60%。同时探究该螺旋流场的流道宽度和高度对PEM电解槽性能的影响。新型螺旋流场设计降低了电解电压和氧气气泡堵塞扩散层空隙的可能性,提高了电解槽运行的稳定性。

超低挥发分燃料的利用是我国煤炭清洁高效梯级利用技术的瓶颈。提出一种可应用于超低挥发分燃料的直接气化熔融系统,以蒸汽-氧气为气化剂生产高热值合成气。系统适应性广并可实现连续或间歇自动排渣。利用Aspen Plus软件对系统建立平衡模型,并通过实际试验结果进行验证,模拟结果和小试结果吻合较好。探索了氧气当量比、蒸氧比、原料含水率、水冷夹套散热对蒸汽-氧气氛围下的直接气化熔融系统气化性能的影响。结果表明,原料含水率和系统散热对系统气化指标的影响较小,氧气当量比小于0.223时,氧气当量比对系统影响不明显。该系统不适合通过增加蒸氧比来调整H₂/CO比以合成甲醇等高附加值产品。系统以兰炭为低挥发分燃料代表,氧气当量比推荐取0.208 ~ 0.254,蒸氧比推荐在1.35以下。进一步探索了系统超低挥发分燃料的利用方式,以期为其实际运行提供参考。

在国家双碳背景和节能减排要求下,以氨为燃料的微型燃气轮机是氨利用的热门方向。但其火焰稳定性差和NO_x排放等问题亟待解决。设计燃烧器底部燃料喷射和旋流方式,加入旁通管路,利用燃烧器外壁热量使部分氨预裂解为氢气和氮气以强化燃烧。优化氨热解反应动力学模型并利用Ansys Chemkin-Pro软件模拟温度和流速对旁路氨转化率的影响。结果表明,当温度达到1 500 K时,氨开始出现明显裂解行为;在1 500 ~ 1 800 K之间,氨转化率随温度升高迅速升高;当温度高于1 800 K后,氨转化率超过85%。流速的变化也会影响转化率,但明显小于温度的影响。同时,对不同温度下氨裂解反应路径开展敏感性分析,结果表明氨裂解反应路径受温度影响,在1 700 K温度下,反应NH₃ + NH₂ ⇋ N₂H₃ + H₂对氨裂解促进效果最显著。结论验证了使用部分预裂解氨稳定燃烧的可行性,可为下一步研究氨单一燃料在微型燃气轮机的稳定燃烧和降低排放提供理论支持。

含水合物沉积物样品渗透率的实验测量过程中存在成本高、周期长、水合物相态变化等问题,水合物开采过程中缺乏可对储层渗透率动态变化进行实时监测的技术。提出基于激电响应评价含水合物沉积物渗透率的新方法,构建含水合物多孔介质的流场与电场有限元数值模型,探讨水合物饱和度、骨架颗粒尺寸等因素对复电导率和渗透率的影响规律及机理,建立基于复电导率参数的含水合物多孔介质渗透率评价模型。研究结果表明：（1）随着多孔介质骨架颗粒粒径及等效孔径的增大,复电导率谱的弛豫时间增大,复电导率虚部极大值所对应频率降低,双电层极化主导频率范围内的复电导率虚部增大,多孔介质有效渗透率增大;（2）随着孔隙填充型水合物的饱和度增加,双电层极化主导的频率范围内复电导率虚部减小,界面极化主导的频率范围内复电导率虚部增大,含水合物多孔介质有效渗透率及其变化率持续减小;（3）双电层极化主导的频率范围内复电导率虚部与渗透率之间存在确定性关系,在饱和水条件下选取的固定频率处复电导率虚部与渗透率呈幂函数关系,结合饱和与非饱和条件下复电导率之间的关系以及归一化渗透率与饱和度之间的关系可建立基于复电导率虚部的含水合物多孔介质有效渗透率评价模型。研究结果可为开发基于激电法的含水合物沉积物样品渗透率实验测量技术以及天然气水合物储层渗透率动态监测技术提供理论与模型基础。