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Pan Wu
Author with expertise in Solar Thermal Energy Technologies
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Enhancing solar steam generation using a highly thermally conductive evaporator support

Yida Wang et al.Sep 23, 2021
Interfacial solar steam generation is an efficient water evaporation technology which has promising applications in desalination, sterilization, water purification and treatment. A common component of evaporator design is a thermal-insulation support placed between the photothermal evaporation surface and bulk water. This configuration, common in 2-dimensional (2D) evaporation systems, minimizes heat loss from evaporation surface to bulk water, thus localizing the heat on the evaporation surface for efficient evaporation. This design is subsequently directly adopted for 3-dimensional (3D) evaporators without any consideration if it is appropriate. However, unlike 2D solar evaporators, the 3D evaporators can also harvest additional energy (other than solar light) from the air and bulk water to enhance evaporation rate. In this scenario, the use of thermal insulator support is not proper since it will hinder energy extraction from water. Here, the traditional 3D evaporator configuration was completely redesigned by using a highly thermally conductive material, instead of a thermal insulator, to connect evaporation surfaces and the bulk water. Much higher evaporation rates were achieved by this strategy, owing to the rapid heat transfer from the bulk water to the evaporation surfaces. Indoor and outdoor tests both confirmed that evaporation performance could be significantly improved by substituting a thermal insulator with thermally conductive support. These findings will redirect the future design of 3D photothermal evaporators.
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Study on the Vibration-Damping Mechanism of a New Phononic Crystal Suspension Equipped on Underwater Gliders

Qindong Sun et al.Nov 19, 2024
The vibration caused by the movement of internal actuating components within an acoustic underwater glider can interfere with onboard sensors. However, as a new vibration-damping material, phononic crystals can effectively reduce this impact. Using simulation and an underwater test, this work studied the vibration-damping mechanism of the phononic crystal suspension (PCS) designed by Tianjin University, China. The bandgaps and the modes of PCS were calculated first, which offered basic data for the following simulation. Then, the relationship between the modes and attenuation zones (AZs) were broadly considered to reveal the variation law of the AZs with the change in modes, both in the air and under water. Finally, an underwater test was carried out to verify the good vibration-damping effect of the PCS. The results show that the cutoff frequency of the AZs could be predicted by finding the relevant modes. The PCS showed a good vibration-damping effect from 170 Hz to 5000 Hz in the underwater test, with a maximum decrease of 6 dB at 2000 Hz. Finally, the damping of the PCS could suppress the overlap of modes that resulted from Bragg scattering. This work will also provide theoretical guidance for further study on the optimization of phononic crystal mechanisms for vibration damping.