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《上海交通大学》 2007年
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湿空气透平(HAT)循环饱和器若干问题的研究

李一兴  
【摘要】: HAT循环具有高效率、高比功、污染小和变工况性能好等优点。饱和器是HAT循环的关键部件,其加热、加湿性能的好坏直接影响到整个循环的效率。关于饱和器的理论与实验已经进行了大量的工作,获得了一些有价值的资料,但还面临许多未解决的难题。因此本文使用理论分析、实验测量和数值模拟相结合的方法,力图求解饱和器研究中的一些关键性问题。本文的目的是通过对饱和器内部典型的气液两相流动和传热、传质的过程的深入研究,丰富对这种复杂流动现象的认识,为研制高性能的饱和器积累关键的实验数据和提供重要的理论根据。 主要研究内容和研究成果如下: 在搭建饱和器模型实验系统的基础上,对测量得到的实验数据,使用了 分析的方法,通过饱和器内部的 损失分析,建立了饱和器的 平衡模型和性能评价指标-目的 效率,对其 性能进行了分析,并计算了 效率随进口参数的变化规律,讨论了温度和湿度对湿空气 值的影响规律,结果指出:1)当进口水温和水气比一定时,进口湿空气相对湿度增加, 效率增大;2)当进口水温和进口空气相对湿度一定时,随水气比增加, 效率也增大;3)在进口相对湿度和水气比一定时,随进口水温(水气温差)增加, 效率反而降低。HAT循环与STIG循环在比功和 效率两方面进行了比较,从 效率来看,两种循环都存在使 效率最高的最佳压比,偏离最佳压比, 效率下降。HAT循环的最佳压比较STIG低,从而在实际运行中更容易实现。从比功来看,HAT循环低压比时比功较低,较高压比时比功高于STIG循环;并且两者随压比的变化趋势不同,HAT循环比功随压比升高而增大,而STIG循环比功随压比升高而减小。通过比较可以看出,HAT循环在总体性能上优于STIG循环。 采用本所研制的光脉动颗粒测试仪、气液两相测温装置和小波分析软件相互结合,设计了一套“激光在线监测气液喷雾温度测试系统”,气液分离效果检验实验的结果表明:增加铜丝滤网后可以有效地阻止液滴进入,选择合适的滤网配合真空泵的抽气测量,可以有效地从两相流中分离气相,从而测出气相温度。初始光强信号维持一段时间后会很快衰减,因此必须有真空泵的抽气作用及时把渗入防护罩内部的液体排出,以免不断累积,影响气相温度测量。在气流速度一定时,随着滤网目数的增加,光强信号波动减小,小波分析中突变点也减少。说明较多目数的滤网可以增加气液分离的效果。当滤网数目一定时,气流速度增大会使信号波动更加明显,小波分析中的突变点也增多。 利用FLUENT软件对饱和器内部气液两相喷雾加热加湿的动态过程进行了三维数值模拟。采用Realizable k-ε湍流模型,计算模拟了喷雾形成过程中的气液两相流动参数的分布规律,弥补了以往文献中只有喷雾稳态结果的不足。进一步揭示了在水气比较小的情况下,气相温度从进口到出口并不是一直增大,而是先降低然后再升高,并且指出了气液两相温差最大的幅度和位置。对比了气相相对湿度、含湿量和焓随高度的变化规律,说明了在饱和器内上半部的传热传质量远大于下半部。此外饱和器模型尺寸对加热加湿性能的影响也做了分析和研究。通过水蒸汽凝结的UDF函数,解决了FLUENT无法自动处理过饱和水蒸汽凝结而导致计算中出现的湿空气相对湿度大于100%的问题。 在理论分析的基础上,建立了以含湿量差为传质推动力的饱和器一维数学模型方程组,通过引入3个无因次参数:无因次高度z|-、无因次温度t|-、无因次湿度x|-,对数学模型方程组进行了无因次化处理,然后应用量纲分析方法,得出了决定饱和器热力性能的3个无因次相似准则数( Re, Eu ,D|- ),准则数Re描述了饱和器内部湿空气流动的相似性条件;准则数Eu描述了饱和器内喷嘴雾化性能的相似性条件;而准则数D|-则描述了饱和器和喷嘴喷口的几何相似性条件。有了这三个无量纲数,就可以保证饱和器的原形和试验模型的工况保持相似,这为饱和器模型试验的研究和数据整理提供了相似理论上的依据。 本文较全面系统地研究了饱和器理论、实验和数值模拟过程中的一些关键性问题,这对于提高研制真实饱和器的水平具有重要的指导意义。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TH744.5

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【引证文献】
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1 陈良才;程奇;刘百强;路远明;杨博;焦彦红;;蒸发式冷凝器雨区气温水温测量方法的研究[J];流体机械;2011年07期
2 江锐锋;辛军哲;刘金星;;蒸发冷却填料性能的无量纲参数分析[J];制冷空调与电力机械;2011年01期
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1 杨仁;化学回热循环与水系统仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 袁智;湿空气热物性计算软件与联合循环发电机组辅助决策系统的UML建模[D];浙江大学;2011年
3 刘国兵;HAT循环饱和器内部气液两相测量及传热传质性能研究[D];上海交通大学;2012年
【参考文献】
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1 王晓瑾;彭炯;陈晋南;薄以匀;齐金彦;庄德安;;除尘脱硫装置气液两相流场的数值模拟[J];北京理工大学学报;2006年04期
2 孙晓红,翁史烈,王永泓,金明月;湿空气透平循环(HAT循环)中饱和器性能实验台的设计[J];船舶工程;1998年02期
3 刘刚,王永泓,杨勇刚,宋华芬;饱和器热力过程数学模型[J];船舶工程;2000年01期
4 徐枫;欧进萍;;方柱非定常绕流与涡激振动的数值模拟[J];东南大学学报(自然科学版);2005年S1期
5 由长福,祁海鹰,徐旭常,Bernard Baudoin;采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态流场的数值模拟[J];动力工程;2001年02期
6 邱超;宋华芬;王龙文;;HAT循环中加填料饱和器的实验研究[J];动力工程;2007年01期
7 项新耀;传递方程及火用传递分析[J];大庆石油学院学报;1998年02期
8 林汝谋,方钢,蔡睿贤,张娜,金洪光;HAT循环性能分析研究[J];工程热物理学报;1993年02期
9 王永青,陈安斌,严家騄,闻雪友;联合循环、STIG循环、HAT循环及其相关循环的热力性能比较[J];工程热物理学报;1998年05期
10 赵丽凤,张世铮,王逊;HAT循环关键部件-空气湿化器的初步实验性能[J];工程热物理学报;1999年06期
【共引文献】
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1 陈学锋;瞿金平;;注塑机曲肘式合模机构弹性振动的研究[J];工程塑料应用;2008年03期
2 赵敬源;邱永亮;;地下建筑热工环境的数值分析研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期
3 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
4 苏华;;水电站地下隧洞换热计算模型比较[J];四川建筑科学研究;2009年05期
5 谢晓娣;基于小波包变换的地铁远方短路电流分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
6 陈智勇;倪翀奕;张凤心;;RH精炼真空泵技术转化与故障分析[J];鞍钢技术;2009年06期
7 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十二讲 流体运动基础[J];鞍钢技术;1998年05期
8 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期
9 李娜;马修水;李桂华;;测量不确定度及测量不确定度评定综述[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
10 李素云;张德祥;;基于小波变换的汽车齿轮箱振动信号故障分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
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1 朱琼;白春华;;瓦斯和煤尘浓度对混合物爆炸超压影响规律的数值模拟研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 张震;杨卫民;阎华;丁玉梅;;内置转子套管换热器的实验及数值模拟研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
4 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 周思柱;陈翔;吴汉川;祝克强;黄天成;;混砂车搅拌罐流场分析方法[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
6 杨海涛;刘为洲;;垂直上向孔粒状炸药气动装填工艺机理研究[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
7 鲁月红;雷博;许礼飞;黄志甲;;低温烟气余热驱动的溶液除湿系统热力学分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
8 白延斌;黄翔;孙铁柱;文力;;蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 石正军;唐涛;赵晓平;;多孔介质对自流式充气影响的数值模拟[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
10 张家忠;孙旭;雷鹏飞;;低速气流中二元叶片颤振数值模拟与Hopf分岔分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
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1 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 石宝龙;高性能海船盐雾分离技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张大明;输煤巷道煤尘运移规律及治理技术研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
5 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
6 刘芬;注射成型过程中多相聚合物相形态演变的建模与模拟[D];华中科技大学;2010年
7 闫洁;三维气固两相平板间射流中相间耦合作用的直接数值模拟[D];浙江大学;2009年
8 黄钰期;基于场协同原理的车用冷却系统流动传热耦合分析与结构优化[D];浙江大学;2010年
9 赵卫东;低阶煤水热改性制浆的微观机理及燃烧特性研究[D];浙江大学;2009年
10 张彦军;600MW超临界循环流化床锅炉设计关键技术研究[D];浙江大学;2009年
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1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 高振周;煤矿井下水力冲孔快速消突的射流特性与防突机理研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘霞;圆柱直齿轮精锻成形工艺试验及数值模拟研究[D];南昌航空大学;2010年
4 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
5 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 包金哲;煤化工气液固多相流管道磨蚀机理及仿真预测研究[D];浙江理工大学;2010年
7 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
8 万方方;蒸发式冷凝器数值模拟与优化[D];郑州大学;2010年
9 姜逢章;蜂窝板传热元件的性能研究[D];郑州大学;2010年
10 谷骁勇;基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析[D];郑州大学;2010年
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1 曹文;郑丹星;;天然气CO_2转化化学回热热力循环[J];东南大学学报(自然科学版);2006年05期
2 杨文滨,苏明;高湿空气在高温高压区域内的热物性计算及分析[J];动力工程;2004年03期
3 杨文滨,苏明;工质加湿对燃气透平性能的影响分析[J];动力工程;2005年02期
4 徐玉杰,林汝谋,蔡睿贤;无补燃余热锅炉型联合循环性能的简捷估算方法[J];动力工程;2005年03期
5 叶学民;李春曦;阎维平;;剪切层流蒸发液膜的传热特性[J];动力工程;2007年06期
6 崔世荣;宋敏强;;9E燃气轮机调峰运行方式对转子寿命和维修周期的影响[J];动力工程;2009年06期
7 殷豪;孟安波;彭显刚;;大型燃气轮机检修策略的研究[J];电站系统工程;2009年04期
8 周西华,王继仁,洪林;湿空气密度的快速准确测算方法[J];矿业安全与环保;2005年04期
9 周西华;梁茵;王小毛;周令昌;;饱和水蒸汽分压力经验公式的比较[J];辽宁工程技术大学学报;2007年03期
10 张娜,蔡睿贤;单轴恒速燃气轮机及其功热并供装置的变工况显式解析解[J];工程热物理学报;1998年02期
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1 华君;由世俊;冯立;;金属填料表面热质交换实验研究[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会论文集[C];2000年
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1 陈坚红;联合循环机组运行计划和负荷分配:建模、启发式遗传算法求解和数据处理[D];浙江大学;2004年
2 谷芳;规整填料局部流动与传质的计算流体力学研究[D];天津大学;2004年
3 徐震;HAT循环空气湿化过程研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
4 周文祥;航空发动机及控制系统建模与面向对象的仿真研究[D];南京航空航天大学;2006年
5 陈江波;高压下规整填料塔的计算传递和传质性能[D];天津大学;2006年
6 杨锦成;微型燃气轮机冷热电联供系统集成与性能仿真研究[D];上海交通大学;2009年
7 孙士恩;焦炉煤气与气化煤气基焦炭、化工与动力多联产系统及集成机理[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2009年
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1 高阳;基于联合循环的燃气轮机动态模型与仿真[D];重庆大学;2002年
2 徐威;应用天然气重整技术的新型动力系统研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2005年
3 李海英;生物质能利用BI/STIG系统性能的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
4 杨智勇;高温高压湿空气热力学性质研究[D];重庆大学;2006年
5 刘喜超;单轴燃气轮机动态仿真[D];重庆大学;2006年
6 蒋毅;高效节能的蒸发冷却技术及其应用的建模与实验研究[D];东南大学;2006年
7 肖琳;气垫船用三轴燃气轮机推进系统动态性能研究[D];上海交通大学;2007年
8 张泰岩;基于微型燃气轮机的冷热电联产系统仿真[D];华北电力大学(河北);2007年
9 贾省伟;舰船双轴燃气轮机性能仿真[D];华中科技大学;2006年
10 张志;甲烷裂解高效催化剂制备[D];中国工程物理研究院;2007年
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1 马晓峰;刘国库;王绍忠;杨仁;;ICR循环燃气轮机的仿真研究[J];燃气涡轮试验与研究;2011年02期
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1 付强;增压锅炉用涡轮增压机组的性能匹配仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 许天帮;燃气轮机加级方案研究及气动设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 张建国;太阳能布雷顿热机发电系统仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
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1 梁雪萍,郭志辉,徐行,顾善建;气泡雾化喷嘴水平喷射的雾化特性研究[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
2 孙晓红,翁史烈,王永泓,金明月;湿空气透平循环(HAT循环)中饱和器性能实验台的设计[J];船舶工程;1998年02期
3 刘刚,王永泓,杨勇刚,宋华芬;饱和器热力过程数学模型[J];船舶工程;2000年01期
4 余永刚,周彦煌,李丽,李先;HAN基液体发射药喷雾场颗粒分布特性研究[J];弹道学报;2001年02期
5 余剑明,姚唯建,汤龙华;火电厂烟气连续监测系统评述[J];电力环境保护;2000年02期
6 周山明,金保升,仲兆平,孙克勤;大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计[J];东南大学学报(自然科学版);2005年01期
7 蔡小舒,潘咏志,吴伟亮,欧阳新,苏明旭,俞基安,胡杰;电厂煤粉粒径、浓度和速度的在线测量技术研究[J];动力工程;1999年06期
8 王玉璋,翁史烈,王永泓;模型饱和器冷态喷雾场的实验研究[J];动力工程;2003年01期
9 王玉璋,李一兴,翁史烈,王永泓;逆流喷雾式饱和器内两相速度场的实验研究[J];动力工程;2005年02期
10 王凯,赵海生,陈增宏;煤粉浓度监测系统[J];动力工程;1994年03期
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1 任承钦;蒸发冷却(火用)分析及板式换热器的设计与模拟研究[D];湖南大学;2001年
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1 李国宝,卢有成;达电工程温度测量冷端修正方法的选择及其分析[J];内蒙古电力技术;1997年04期
2 张平生;;某泵站机组温度测量干扰的分析与处理[J];现代农业科技;2011年02期
3 王龙文,宋华芬;HAT循环关键部件饱和器研究概况[J];燃气轮机技术;2004年03期
4 靳海明,蔡颐年,蔡睿贤,林汝谋;HAT循环中关键部件──饱和器实验台的研制[J];热能动力工程;1995年01期
5 张国才;王伟华;任丽萍;;常压炉空气预热器腐蚀分析与对策[J];炼油技术与工程;2009年05期
6 卢兆明;胡伟欣;忻龙;;湿热试验箱内部环境条件的不确定度要素分析[J];上海标准化;2010年07期
7 曹汉鼎,朱智士;HG670/140-9型锅炉过热器超温问题分析[J];发电设备;1992年Z2期
8 李文兰,唐狄毅,乔渭阳,刘振侠;飞机噪声预测和分析[J];航空学报;1993年10期
9 靳海明,蔡颐年,蔡睿贤,林汝谋,肖云汉;饱和器底部温差对HAT循环性能的影响[J];西安交通大学学报;1996年05期
10 刘长义;山东省“八五”期间用电分析及1996年用电量预测[J];山东电力技术;1996年01期
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1 张国才;王伟华;任丽萍;;常压炉空气预热器腐蚀分析与对策[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年
2 范金鹏;;湿度计量标准的现状和挑战[A];中国计量测试学会温度计量专业委员会2005年年会论文集[C];2005年
3 黄锦安;;《岩石力学与工程学报》论文作者浅析[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
4 董艳燕;;上海市2008年11月5日-8日连阴雨成因分析[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年
5 刘庆伟;;关于信号供电IT和TN接地方式存在问题的分析[A];河南省第五届学术年会铁道分会场专集[C];2009年
6 刘飞;;城乡规划的法律性质分析[A];中国法学会行政法学研究会2008年年会论文集(下册)[C];2008年
7 杜增路;孙建国;高健;亓成双;王学安;;欧标S235J0钢的试制与质量分析[A];山东省金属学会理化检验学术委员会理化检验学术交流会论文集[C];2009年
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9 林田泉;陈瑶;;我院158例药品不良反应报告分析[A];第二十届全国儿科药学学术会议暨首届全国儿科中青年药师论文报告会论文集[C];2009年
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1 韩静;改造饱和器实现蒸汽再利用[N];中国化工报;2010年
2 ;分析市场与分析自己[N];江苏经济报;2001年
3 文菊;网络经济“泡沫”分析[N];江苏经济报;2001年
4 梁运斌;北京四大居住圈分析[N];中国经济时报;2000年
5 大洋;分析微软:左鞋右鞋分开卖[N];山西发展导报;2000年
6 刘玉民;未成年人性犯罪分析[N];北京日报;2000年
7 青海证券 常锦;如何分析异常放量[N];江苏经济报;2002年
8 刘文龙;跨国公司的转移价格策略分析[N];陕西日报;2001年
9 ;企业“E”化进阶分析[N];中国计算机报;2001年
10 穆怀禄;对“买卖情况窗口”的分析[N];山西经济日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李一兴;湿空气透平(HAT)循环饱和器若干问题的研究[D];上海交通大学;2007年
2 孙斌;基于HHT与SVM的气液两相流双参数测量[D];浙江大学;2005年
3 许燕斌;基于电阻成像技术的水平管气液两相流研究[D];天津大学;2009年
4 胡春海;光纤荧光温度传感器理论和实验研究[D];燕山大学;2004年
5 庞力平;气液两相流联箱中流量分配的理论和实验研究[D];华北电力大学(北京);2010年
6 姚秋萍;动载作用下管内气(汽)—水两相流动及其沸腾换热研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 于辉;中国货币政策有效性分析[D];吉林大学;2005年
8 张向东;光纤光栅传感技术及在油气井中的应用研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
9 岳伟挺;基于文丘里管的气液两相流参数检测方法研究[D];浙江大学;2004年
10 周欢;基于知识的顾客资产分析与价值提升研究[D];同济大学;2007年
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1 杜龙鼎;广告英语之语篇功能分析及其在英汉广告翻译中的应用[D];贵州师范大学;2005年
2 万福良;论民事诉讼中的自认制度[D];河南大学;2005年
3 冷辉;当代中美政治文明比较分析[D];合肥工业大学;2005年
4 王颖;高中数学教学中数学史教育现状的调查与分析[D];扬州大学;2005年
5 张新华;耕地保护政策的制度经济学分析[D];新疆农业大学;2005年
6 顾东利;四川省部分高新技术企业调查与分析[D];电子科技大学;2005年
7 邱晓东;如何作出项目贷款决策[D];电子科技大学;2005年
8 娄立新;废除劳动教养制度的法理学分析[D];黑龙江大学;2004年
9 钟冬生;我国社会主义民主政治外部制约因素分析与治理对策[D];广西师范大学;2004年
10 陈桥根;民生银行北京管理部公司业务发展战略及实施[D];对外经济贸易大学;2005年
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