吸附床内部特性对固体吸附式转轮太阳能制冷系统的影响

采用均匀压力场模型对太阳能驱动的固体吸附式转轮制冷系统中吸附床的传热传质过程建立了数学模型,并通过数值模拟的方法,分析了吸附床的内部特性参数的改变对系统性能系数(COP)及吸附床平均脱附率等参数的影响。结果表明,固体吸附式转轮制冷系统的COP值随着转轮吸附床的导热系数及吸附剂的堆积密度的增加而显著的增加,而随着吸附床的转速及吸附剂厚度的增加先增加后减小。     

活性炭吸附丙酮及其脱附规律的实验研究

为认识吸附剂物质脱附规律,实验测试了在不同真空度、温度、吸附入口浓度和不同脱附初始浓度下活性炭C40／4对丙酮吸附及脱附的性能曲线,实验得出：吸附性能曲线斜率受进口浓度、操作压力的影响;脱附性能曲线斜率受脱附出口初始与脱附平衡浓度差、操作压力的影响;而温度、床层高度、吸附空塔速度只是让穿透曲线左右平移;脱附时真空度越大,脱附气体浓度越大,但脱附速度相应变小;在真空下脱附的脱附柱的出口浓度达到初始脱附浓度的一半时,脱附速度大大减缓,并且由于吸附剂微孔内的毛细管现象作用,在低于0．06～0．07MPa时,脱附出口浓度开始出现较长时间的反弹和维持,然后才缓慢下降;各种因素所引起的操作温度变化不大,对吸附和脱附的速度影响不大。     

碳气化反应热力学的影响因素分析

碳气化反应是铁氧化物碳热还原的重要环节.为了揭示各因素对碳气化反应热力学的影响规律,本文就温度对碳气化反应平衡常数和平衡CO压力分数,碳储能对平衡常数、平衡温度和平衡CO压力分数,以及总压和惰性气体分压对平衡温度和平衡CO压力分数的影响进行了理论分析.结果表明,储能/温度一定时,平衡常数随温度/储能的增加而增大.储能、总压和惰气分压一定时,平衡CO压力分数随温度的升高而增大;温度、总压和惰气分压一定时,平衡CO压力分数随储能的增加而增大,导致在一定总压和惰气分压下达到相同的平衡CO压力分数所需温度降低.在温度、储能和惰性气体分压一定的条件下,当总压、惰气分压和平衡常数之间满足一定代数关系时,平衡CO压力分数随总压的增加而增大/减小,导致在一定储能和惰气分压下达到相同的平衡CO压力分数所需温度降低/提高.在一定温度、储能和总压下,平衡CO压力分数随惰气分压的增加而减小,导致在一定储能和总压下达到相同平衡CO压力分数所需温度提高.     

松散岩块侧压系数的试验研究

通过试验得出松散岩块在压实过程中,侧向压力随岩石块度及岩石强度的变化规律.结果表明当轴向压力一定时,侧向压力随岩石块度及强度的增大而减小,并分析了松散岩块这种侧向压力随岩石块度及强度变化的机理.     

微波催化法制备壳聚糖及其膜性能研究

采用微波催化法制备了具有不同分子量及脱乙酰度的壳聚糖,探讨了反应时间对壳聚糖分子量和脱乙酰度的影响,并考察了壳聚糖分子量对其膜结晶性能、透气性能和拉伸性能的影响.结果表明:壳聚糖膜的结晶度随分子量的增加而降低,随成膜时间的延长而增加;壳聚糖膜的透氧气和二氧化碳性能均随着其分子量的增大而减小;壳聚糖膜拉伸强度随其分子量的增大而减小,其断裂伸长率随分子量增大而有所增加.     

带回热器的R404a/CO_2复叠式制冷系统的理论分析

建立低温环境下带回热器的R404a/CO_2复叠式制冷系统的模型,为提高系统COP,对其进行热力学分析。应用控制变量法,通过理论计算对比分析系统的蒸发温度、低温循环冷凝温度、过冷度以及冷凝蒸发器传热温差等因素对该系统COP的影响。结果显示,在其他参数一定时,过冷度的增加对于提高系统COP具有显著作用;存在低温循环冷凝温度的最优值,使得系统COP最大;过冷度不变时,系统COP随着蒸发温度、冷凝蒸发器传热温差的增大而增大,随冷凝温度的增大而减小。     

脱水褐煤的孔隙结构对复吸性能影响

采用低温氮吸附法对不同温度热空气(<180℃)脱水后褐煤的孔结构进行表征,得到吸附/脱附等温线,依据NLDFT理论得出孔结构参数,并应用FHH模型计算分形维数.通过实验考察脱水褐煤的复吸率(MRV),分析了孔结构变化对复吸的影响.结果表明:脱水褐煤中存在大量一端封闭的盲孔,中孔和大孔主要以开放性孔形式存在;脱水温度140℃时中孔数量明显增加,孔容、比表面积及平均孔径均随脱水温度升高而增大;脱水褐煤的分形维数为2.52±0.03,并随脱水温度升高而增大;MRV与脱水温度成正比,脱水褐煤的复吸性能由比表面积、孔容、平均孔径等因素共同影响,其中比表面积影响最显著.     

温敏型调湿材料的制备与表征

分别以甲基纤维素、异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸及丙烯酰胺温敏材料聚合反应得不同种类的温敏型调湿材料,并分别通过间歇式吸附/脱附实验、TG-DTA和FTIR分别表征几种温敏型调湿材料的吸放湿动力学实验、热稳定性及其结构,讨论了不同聚合体温敏性对复合材料吸放湿性能的影响.结果表明:脱附速率随3种温敏材料的低临界溶解温度的降低而增加,异丙基丙烯酰胺与甲基纤维素的共聚物的放湿速率最快,80℃条件下10 min可以脱附95%以上;耐盐性较好的甲基纤维素与CaCl2复合制备有机-无机温敏相变材料具有较高的吸湿性能,RH=100%时的吸湿量可以达到1.45 g/g,且所有材料在350℃以下具有良好的热稳定性.     

4A分子筛掺杂PES膜吸附剂的制备及其对Cu2+吸附性能研究

以聚醚砜(PES)为膜基质材料,以粒径分布较均匀的4A分子筛为功能颗粒,采用相转化法制备出了对Cu2+具有较大吸附容量的膜吸附剂;研究了4A分子筛填充PES膜吸附剂对Cu2+的吸附与脱附性能;探讨了4A分子筛填充量、离子强度、温度、pH、初始浓度等因素对其吸附性能的影响.结果表明:膜吸附剂的吸附容量随着4A分子筛填充量的增加而增大,当4A分子筛质量分数达60%时,膜吸附剂对Cu2+的吸附容量可达109.7 mg/g;0.1 mol/L的HCl溶液对吸附饱和的膜吸附剂脱附率达98.6%.     

高速研磨中研磨压力对工件表面粗糙度的影响

本文通过实验研究了在固着磨料高速研磨中,研磨压力对工件已加工表面粗糙度的影响.研究发现当磨料较细时,工件已加工表面粗糙度随研磨压力的变化较小;当磨料较粗时,已加工表面粗糙度值随研磨压力的增大而减小,也就是说粗研时增大研磨压力可减小工件已加工表面粗糙度值.     

SAPO-34分子筛的制备与表征

采用水热合成法制备SAPO-34分子筛,并考察了SiO2/Al2O3、H2O/Al2O3、晶化温度对SAPO-34分子筛合成的影响,进一步采用XRD、粒度分布、SEM对合成的分子筛进行表征.实验结果表明,当物料摩尔配比为n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(SiO2)∶n(TEA)∶n(H2O)=1∶1∶0.8∶3∶60,晶化温度为200℃,晶化时间为48 h时,合成的SAPO-34分子筛相对结晶度高,粒度分布较均匀,平均粒径为7.5μm.     

温度作用下钢柱屈曲性能分析

为了讨论两端简支钢柱在温度荷载作用下的弹性稳定性,考虑了温度沿钢柱截面非均匀分布的影响,基于构件的非线性位移应变关系,利用能量原理推导了钢柱的非线性平衡方程及屈曲方程,给出了计算临界屈曲温度荷载的方法.由分析结果可知,温度变化对钢柱的稳定性影响很大,当钢柱长细比较大时,即使温度变化值较小也能引起钢柱的屈曲;当钢柱温度变化沿截面均匀分布时,利用提出方法所求得的临界屈曲温度荷载与经典欧拉方法一致;当柱截面平均温度变化为零时,沿截面的不均匀温度分布不会引起钢柱的屈曲.温度沿截面的不均匀分布对于钢柱的稳定性是有利的,而且随着构件长细比的增大,沿截面温度不均匀分布对钢柱稳定性的有利作用增强.有限元验证结果说明所提出的方法可用于温度作用下钢柱屈曲性能的分析.     

SAPO-34分子筛晶体形貌控制

以异丙醇铝、磷酸、正硅酸乙酯为反应原料,三乙胺作为模版剂,在180℃下水热晶化4d合成出粒径均一、分散性好的不同形貌SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM和TG对样品进行表征分析,系统研究了陈化时间、HF对产物形貌的影响。结果表明,延长陈化时间能使分子筛晶体的形貌发生明显变化,晶体由立方体向球形变化;F-的引入改变了晶体生长方式,从而使晶体形貌发生改变。     

均匀流场中含自由液面的陷落腔压力分布数值研究

在有自由液面的情况下，针对横剖面为圆形和方形的陷落腔模型，在均匀流场条件下的水动力数值实验研究，取得了腔体壁面的流体定常压力和脉动压力的实验数据．利用计算流体力学软件CFX对有自由液面的陷落腔内液体的晃荡现象和压力分布进行了数值计算，分析了模型所受的定常压力随傅汝德数和腔体形状的变化趋势，在脉动力分析中利用随机过程的理论，并讨论了晃荡现象对压力分布的影响．     

SAPO-34 分子筛改性聚丙烯复合材料性能研究

不同添加量的 SAPO-34 分子筛作为添加剂, 对聚丙烯材料进行改性。通过挤出注塑制备出 SAPO-34 分子 筛聚丙烯复合材料。采用示差同步扫描热分析仪 (TG-DSC)、X 射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 等对改 性前后的聚丙烯复合材料的结构进行表征, 并通过万能材料试验机和摆锤式冲击试验机等研究了复合材料的力学性 能。研究结果表明: SAPO-34 分子筛的添加对聚丙烯材料的力学性能具有显著的提升作用, SAPO-34 分子筛添加量 在 5% 时可达到最大的拉伸与冲击强度, 最大拉伸强度可达 1 171 N, 相比纯聚丙烯材料提高了 14.5%; 最大冲击强 度可达 6.39 kJ/m², 提高了 47.2%。     

新型管状相变材料热管理系统的数值仿真与实验研究

设计了一种新型的管状复合相变材料(tubular Composite PCM,t-CPCM)结构,用以替代传统的块状复合相变材料(block-shaped Composite PCM,b-CPCM)结构,将其耦合强制对流换热后应用于电池热管理。仿真结果表明,相比于b-CPCM电池仿真模型,t-CPCM电池仿真模型不仅流道分布更加均匀,而且对流换热面积更大,理论计算得出的对流换热热阻仅为0.8 K·W⁻¹,是b-CPCM电池仿真模型的1/20。实验结果表明,t-CPCM电池模组优异的散热性能可以有效地控制电池温度,t-CPCM电池模组的最高温度仅为46.9 ℃,温差为0.8 ℃;而b-CPCM电池模组的最高温度高达51 ℃,温差均为5 ℃。所设计的管状复合相变材料在电池热管理方面具有良好的应用价值。     

干凝胶法合成多级孔SAPO-11分子筛及其异构化性能

分别以拟薄水铝石、硅溶胶和磷酸为铝源、硅源和磷源,二正丙胺和二异丙胺为模板剂,在单独或同步添加十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与聚乙二醇（PEG）的条件下,利用干凝胶法制备了多级孔道SAPO-11分子筛。采用XRD、氮气物理吸脱附、SEM、NH₃-TPD和Py-IR等手段对合成的SAPO-11分子筛进行表征,并于固定床上考察制备的Pt/SAPO-11分子筛在正十二烷异构化反应中的催化性能。结果表明,在干凝胶合成SAPO-11的体系中添加CTAB与PEG,促使分子筛中生成介孔结构,并使其形貌及酸强度发生变化,合成的多级孔SAPO-11催化剂对正十二烷加氢异构选择性和收率显著优于微孔SAPO-11分子筛,其中Hier-Sapo-11-cp分子筛在340 ℃时的异构烷烃选择性与收率分别达到71.2%和62.1%。     

瓦斯爆炸传播火焰高内聚力特性的试验研究

采用高速摄影法及通过对爆炸反应区内不同部位温度的测量,对瓦斯爆炸传播火焰的特性进行了试验研究。研究发现,瓦斯爆炸产生的向前传播的火焰沿管道横断面分布不均匀,反应区内主要发光体沿管道底部向前传播。该发光体在低温下具有较高的内聚力,高温时容易瓦解。在瓦斯爆炸反应区内,中间产物的成分沿管道横断面分布也不均匀－－管道中、上部是发光较弱的气体产物,放热量较大;而下部是亮度较高的等离子体,放热量较小。当瓦斯爆炸温度达到最大值以后,等离子体的内聚力急剧下降,等离子体爆发,爆炸中间产物在管道横截面内均匀分布。     

Effects of temperature change on elastic behavior of steel beams with semi-rigid connections

Based on the nonlinear displacement-strain relationship, the virtual work principle method was used to establish the nonlinear equilibrium equations of steel beams with semi-rigid connections under vertical uniform loads and temperature change. Considering the non-uniform temperature distribution across the thickness of beams, the formulas for stresses and vertical displacements were presented. On the basis of a flowchart for analysis of the numerical example, the effect of temperature change on the elastic behavior of steel beams was investigated. It is found that the maximal stress is mainly influenced by axial temperature change, and the maximal vertical displacement is principally affected by temperature gradients. And the effect of temperature gradients on the maximal vertical displacement decreases with the increase of rotational stiffness of joints. Both the maximal stress and vertical displacement decrease with the increase of rotational stiffness of joints. It can be concluded that the effects of temperature changes and rotational stiffness of joints on the elastic behavior of steel beams are significant. However, the influence of rotational stiffness becomes smaller when the rotational stiffness is larger.     

高静水压力作用下深海油气管道的局部屈曲

以有初始缺陷的厚壁钢管为研究对象,开展外部高静水压力作用下管道结构的模型试验和有限元数值模拟分析. 通过在压力缸内泵入水的方式对钢管试件施加均匀外部压力,测得钢管发生局部屈曲时的压力峰值. 基于ABAQUS软件,数值模拟分析试验钢管在静水压力作用下的屈曲和后屈曲行为,得到钢管的失稳压力和屈曲后的形态,与试验结果相比吻合较好. 利用建立的数值模拟方法,分析不同材料性能、径厚比和初始椭圆率对钢质管道屈曲的影响. 结果表明：材料硬化系数较大的管道,失稳压力较大;随着初始椭圆率的增加,管道的失稳压力显著减小;对于深水或超深水油气管道的屈曲失稳压力,国外规范的计算公式偏保守,而且不能解释不同材料硬化系数的影响.