石墨烯修饰的碳纳米纤维制备及其电热转换

为提高碳纳米纤维(CNF)的电热转换效率,改善其综合导热系数,采用静电纺丝法将氧化石墨烯(GO)添加到聚丙烯腈(PAN)纤维中,经过预氧化和碳化处理后制得具有三维导热网络的CNF/rGO复合纤维膜以提高其热传输效率,并考察不同石墨烯含量和碳化温度对CNF/rGO复合纤维膜导热性能的影响。结果表明:采用rGO修饰CNF复合薄膜可以有效提升其综合导热系数,改善其电热转换效率;CNF/rGO复合纤维膜的导热系数随着氧化石墨烯含量的增加而升高,随着碳化温度的升高而下降,当氧化石墨烯质量分数为20%、碳化温度为1100℃时,CNF/rGO复合纤维膜的导热系数为0.216 W/(m·K),比纯CNF提升了127%;当氧化石墨烯质量分数为5%、碳化温度为1000℃、电压为21 V、电流为0.51 A时,CNF/rGO复合纤维膜的表面温度最高可达251.9℃;但是,GO含量和碳化温度的升高会导致CNF/rGO复合纤维膜的力学性能下降。     

小麦导热系数的测定

采用热线法测定了小麦的导热系数.在室温条件下(24℃),水分含量在7.90%~20.42%时,小麦导热系数为0.134 0~0.165 6 W/(m.℃),与水分呈正线性相关;温度在5.88~32.88℃,小麦导热系数为0.133 6~0.165 0 W/(m.℃),导热系数随温度上升而上升;不同品种小麦的导热系数也不相同,但变化范围不大.     

中深层地热井换热性能模拟研究

结合北方邯郸地区,通过Fluent软件建立中深层地热能井下同轴套管式换热器换热模型,模拟研究了岩土导热系数、内管导热系数、循环流体流量、循环流体入口温度变化对井下同轴套管式换热器换热性能的影响。结果表明：岩土的导热系数从1W/（m·K）增加到9W/（m·K）,换热器换热量增长约324.53%;内管导热系数从0.5W/（m·K）增加到4.5W/（m·K）,换热器换热量减少约40.37%;循环流体流量从10m³/h增加到50m³/h,换热器换热量增长约103.92%;循环流体入口温度从5℃增加到15℃,换热器换热量减少约23.14%。所以在实际工程中,应在岩土导热系数相对较大的地域开发中深层地热能,选择导热系数较小的内管以及循环流量较大的井下换热器,并保持外管循环流体入口温度较低。     

木材导热系数非线性拟合的神经网络模型

为了得到木材导热系数随各种物性参数变化的非线性规律，提出了一种基于人工神经网络的预测计算模型.该模型以木材的温度和孔隙率为输入量，以其导热系数为输出量.设隐层的神经元数分别为3～8，构建了6个不同隐层结构的神经网络，并利用桦木的导热系数分别对这6个神经网络进行了训练.通过对误差的比较分析，得到了具有最优性能的网络型式,其隐层具有6个神经元，训练结果的平均相对误差为0.21%，平均绝对误差为4.33×10-4 W/(m·K).利用该最优网络对不同温度和孔隙率下桦木的导热系数进行了预测，其结果与已知的实验测量数据吻合得很好,表明神经网络理论可以有效地用于木材导热系数的非线性拟合计算而且具有较高的精度.     

微热管阵列在轻轨车辆IGBT自然冷却系统应用研究

针对新型微热管阵列应用于轻轨车辆绝缘栅双极型晶体管(IGBT)中自然冷却系统,建立实验系统测试在不同车辆速度微热管阵列的温度分布特性,并利用ICEPAK对各个工况进行模拟,热源的实验温度与模拟温度相差不超过5％.实验结果表明,在不同风速下,微热管阵列可将IGBT模块200℃高温最少降低至59.8℃,可有效降低热源温度且均温效果明显,传热效率更高;主部热管导热系数在2.4×103 W/(m·K)～4.3×103 W/(m·K)之间变化,且随气流速度增加导热系数与微热管翅片对流传热系数也不断增大,这使得散热系统在车辆加速时冷却更快;实验结果为轻轨车辆IGBT中冷却系统的设计、优化提供了新型材料的冷却方法.     

离子液体改性白炭黑的制备、表征及其在橡胶中的应用

利用[BMIM]Br、[BMIM]BF_4、[BPy]Br、[BPy]BF_44种离子液体改性白炭黑,对改性前后的白炭黑进行了红外及DBP和氮气吸附-脱附比表面积分析,应用改性后的白炭黑与橡胶混炼制得胶样,并考察胶样导热系数的变化。结果表明,4种离子液体均负载在了白炭黑上,并使得橡胶的导热有了一定提高。其中,质量分数为20%的[BMIM]BF4改性白炭黑混炼橡胶的导热效果最好,热传导系数由改性前的0.178 3 W/(m~2·K)提高到0.295 5 W/(m2·K),导热性提高了65.7%;离子液体质量分数为20%的[BMIM]BF4改性白炭黑疏水性由2.00mL/g增加到3.00mL/g;改性白炭黑填充橡胶后橡胶的拉伸强度由13.5 MPa提高到14.3 MPa。     

复合泡沫塑料等效导热系数的数值模拟

通过有限元分析软件ANSYS中APDL参数化语言二次开发编程,建立了空心玻璃微球填充酚醛树脂复合泡沫塑料空间随机分布模型。选取代表体积单元进行有限元分析,模拟了不同空心玻璃微球填充量下复合泡沫塑料等效导热系数的变化。研究表明:空心玻璃微球有效阻隔了体系内热流的传递,提高了复合泡沫塑料的隔热性能,随着微球含量的增加,体系的等效导热系数由纯环氧树脂的0.203 W/(m·K)减小到体积分数40%填充量时的0.138 W/(m·K)。引入经典模型和实验数据进行验证,与经典模型相比,有限元分析方法更能准确模拟复合泡沫塑料等效导热系数的实际情况。     

凉感聚乙烯复合纤维的制备与性能

采用熔融纺丝成型方法制备了绢云母/聚乙烯复合纤维,研究了复合纤维导热系数和力学性能.结果表明,引入的绢云母粉能够有效提高复合纤维的导热系数,随着绢云母粉质量分数的增大,复合材料的导热系数也随着增大.在绢云母粉质量分数为0.150％ 时,导热系数达到了0.49W/(m·K),较高密度聚乙烯提高了近23.67％.水浴牵伸倍...     

低品位硅藻土的硅溶胶包覆和焙烧改性

硅溶胶与硅藻土两者本身含有羟基,两者结合易形成氢键或发生脱水反应产生化学作用力,使硅溶胶易附着于硅藻土上对其进行包覆从而对其微孔进行封闭,而焙烧能使硅藻土中的有机物等其他杂质分解而起到扩容的效果。本实验利用溶胶凝胶法制备硅溶胶对硅藻土的开孔结构进行封闭处理,对其焙烧提高其保温性能同时减低其吸水率。通过扫描电镜、差热分析、导热系数与吸水率等测试手段对改性后的硅藻土进行了测试分析。讨论了硅溶胶和硅藻土之间的作用机理,探讨了硅溶胶用量与焙烧温度对硅藻土性能的影响。研究表明,当硅溶胶占硅藻土质量的40%,焙烧温度为500℃,其质量吸水率从131%降低至为71%,导热系数由0.171 6 W/(m·K)降为0.089 5 W/(m·K)。     

不同固体废弃物对保温材料形成和性能的影响

通过XRD、SEM和强度测试技术等分析手段探讨了炉渣、废玻璃、糖滤泥不同固体废弃物对保温材料形成和性能的影响。结果表明,以炉渣质量分数25%、糖滤泥质量分数28%、废玻璃质量分数14%、水曲柳质量分数33%,在成型压力为20MPa、烧成温度1 060℃、保温时间0.5h下,可制备出抗折强度大于14MPa、密度为1.204g/cm3、孔隙率达到35%、导热系数小于0.40 W/(m.K)的陶瓷保温材料。物相组成分析其制品成分主要晶相为莫来石、方石英,同时存在玻璃相、气相以及少量钙长石相。SEM观察其微观结构制品中有大量气孔存在,气孔所占体积比可达35%,气孔呈封闭状态。     

天然气水合物生成焓的测定(英文)

实验测定了在压力 2 0 0 0 k Pa和 670 0 k Pa条件下 ,含有甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷等典型组成的天然气其水合物的生成焓。实验所用水合物是在微分扫描量热仪里直接生成 ,且在指定的压力下进行恒压温度扫描 ,同时测定水合物中的水气比和生成焓。其误差小于 1 .5 %。实验结果表明 ,在不同的实验压力条件下 ,水合物的生成焓与水气比变化较小     

天然气水合物的形成影响因素与浆体输送研究

天然气深水集输管道内极易生成水合物,研究其形成影响因素对管道的安全运行具有重要意义。采用PVTsim建立了数值模型,并基于5种实验数据对模型进行了可靠性分析。利用该模型,模拟在不同工况下天然气形成水合物的边界条件,基于实验和OLGA模拟数据得到了水合物体积分数与介质摩尔分数的定量关系。研究表明,相比压力,水合物的形成受温度的影响更大。在天然气中,加入乙烷、丙烷、二氧化碳、硫化氢,均会使水合物形成范围扩大,而加入氮气,会使水合物形成范围缩小。随着水中盐度的增大,水合物生成范围缩小。外界温度、压力对水合物生成量的影响较小,几乎可忽略不计。基于水合物浆输送技术的研究成果,得到了保障HCFC⁃141b型和THF型水合物浆流动安全的临界甲烷摩尔分数。     

涪陵页岩气求产试气工艺优化与应用

常规的高压气井试气流程一般采用多级降压装置,设备占地面积大,不适合焦石坝工区施工现场条件;按常规天然气井试气工作制求产时,产量波动幅度较大、求产时间长;冬季施工时,井口附近会产生天然气水合物,导致连续油管发生冰卡现象。工艺优化后,放喷压力20MPa~30MPa、不含H2S的气井,采用一级降压;求产试气采用套管放喷,尽快带液求产。试气油嘴系列为:17mm、15mm、12mm、10mm、8mm、6mm、4mm,现场根据出砂情况调整油嘴大小;当井口压力高于20MPa、环境温度低于22℃时,启动防冰卡预案,有效防止因生产天然气水合物而发生的冰卡。     

乌海盆地内末次冰期砂楔/冰楔铸型的发现及古气候意义

砂楔/冰楔铸型等具有定量古环境意义的冰缘现象在中国北方已有多处报道,但多集中在末次冰期晚冰阶。报道了首次发现于乌海盆地的冰缘现象,从楔体形态特征、填充物粒度特征和光释光测年等方面对其成因和发育年代进行了深入研究。楔体和填充物剖面穿插关系、物质组成和形态特征分析等指示其形成过程大致可分为两个阶段:早期原生砂楔发育与楔壁近平行的充填-挤压构造;晚期冰楔铸型(包括冰楔形成、融化和填充)在砂楔之上进行叠加。冰楔切穿早期砂楔,导致楔壁物质发生强烈挤压变形,结构扰动,楔体表现为弯曲的不规则形态。光释光测年结果显示,原生砂楔发育的年代主要集中在(62.69±6.81)~(66.45±7.08)ka B.P.,即末次冰期早冰阶,对应于MIS4阶段,并可能部分延续至MIS3b阶段;冰楔铸型填充物年代为(5.95±0.61)~(6.62±0.73)ka B.P.,对应于全新世中期。由于冰楔铸型的填充晚于冰楔发育年代,推测冰楔发育年代可能为末次冰期晚冰阶。基于砂楔/冰楔铸型的发育过程及对环境条件的要求,初步估算出砂楔和冰楔发育时期年均气温比现在低12.1 ℃~13.6 ℃,砂楔发育时期(即末次冰期早冰阶)年降水量与现在相当。乌海盆地砂楔/冰楔铸型的发现为研究中国北方末次冰期尤其是末次冰期早冰阶纬度多年冻土分布及古气候环境提供了新的依据。     

内蒙古多伦地区全新世冰缘融冻构造的发现及其意义

1998年在多伦首次发现了全新世地层间的冰缘融冻构造，主要有融冻作用形成的揉皱、砂孔和砂峰等，其形成时代为全新世晚期的新冰期，探讨了该区融冻构造的形成机制和气温条件，认为当时的年均气温－2℃.它的发现不仅为建立本区第四纪地层层序，而且为确定全新世北方冰缘冻土的南界及研究内蒙古高原全新世古气候环境的演变提供了重要的科学依据。     

水合物法分离烟道气中CO2的实验及模拟研究

利用四氢呋喃（T HF）作为热力学促进剂对水合物法回收烟道气中的CO2进行了分离实验。结果表明,温度为279．15K,压力为1．6MPa时,利用摩尔分数为6．0％ THF水溶液,进行单级水合物分离,模拟烟道气中CO2的回收率可以达到48．55％,在同一温度下,随着压力的增大,平衡气相和水合物相中CO2的摩尔组成呈现下降的趋势。之后采用气-水合物闪蒸模型计算平衡气相和水合物相中CO2的摩尔组成,并与实验值进行了比较,计算结果的精度有待进一步提高。     

高黏原油和石英砂复配体系中水合物生成实验研究

在油井开采原油时,会产生伴生气,而在高压和低温环境中会生成天然气水合物,进而堵塞运输管道,因此研究油砂体系（含原油的体系）和纯石英砂体系（不含原油的体系）中水合物生成情况具有重要意义。在初始压力为4.00、6.00、8.00 MPa,石英砂粒径为20、30、60、80目,温度恒定的条件下,研究了油砂体系和纯石英砂体系中甲烷水合物的生成情况以及最终耗气量。结果表明,在初始压力相同的油砂体系中,石英砂粒径越小,水合物生成诱导期越短,水合物生成速率越大。研究石英砂粒径对水合物生成最终耗气量的影响发现,随着石英砂粒径的减小,耗气量先增加后减少,当石英砂粒径为60目时,耗气量达到最大,其值为0.19 mol。同时,对油砂体系和纯石英砂体系中水合物生成情况进行了对比。结果表明,由于两种体系中都存在SDS（十二烷基硫酸钠）溶液,因此水合物生成速率相差不大;在石英砂粒径相同的条件下,油砂体系中最终耗气量小于纯石英砂体系中的最终耗气量,这说明原油对水合物生成具有抑制作用。在油砂体系中,压力越大,越有利于水合物的生成。     

MgSO4与表面活性剂复配对水合物生成的影响

在自然条件下,天然气水合物多存在于海洋环境中。因此,研究盐水条件下水合物的形成及其基本性质很有必要。研究了低浓度的MgSO₄与十二烷基硫酸钠（SDS）、烷基糖苷（APG)、十二烷基三甲基氯化铵（DTAC）等不同表面活性剂复配对水合物生成的影响。在275.15 K、6 MPa的环境下,考察了水合物形成过程中压力和温度随时间的变化。结果表明,当溶液中加入一定浓度的SDS或APG时,会显著促进水合物的生成;当加入一定量的DTAC时,溶液中基本不生成水合物;低浓度MgSO₄会显著增强表面活性剂的促进作用。由此可知,低浓度的MgSO₄和适当浓度的表面活性剂都会促进甲烷水合物的生成,不同类型的表面活性剂对水合物生成的影响不同。相比于SDS、APG,DTAC对水合物生成的促进效果并不明显。     

溶剂对电纺聚苯乙烯的可纺性及"珠粒"形貌形成的影响

将聚苯乙烯(PS)分别溶于四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯3种溶剂中,用静电纺丝法制备了直径在亚微米级的纤维.用旋转黏度计测定溶液的黏度,视频光学接触角测定仪测定溶液的表面张力,电导率仪测定溶液的电导率,通过扫描电子显微镜(SEM)对各种PS溶液电纺纤维的形貌进行了表征,分析了各种影响可纺性及纤维形貌的因素.结果发现:溶剂的偶极矩、沸点及所配溶液的电导率是影响静电纺丝可纺性的重要因素.以THF、DMF做溶剂时,可纺性较好,用甲苯做溶剂时可纺性较差;所得纤维中珠粒形态主要取决于溶剂的性质及溶液的黏度.     

管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积规律

管道中多相流动条件下的水合物生成和沉积会形成流动障碍,影响正常的油气生产和运输作业。基于水平环状流气主导体系中水合物易在气相中夹带的液滴中形成或者在管壁上生成的特点,建立管壁中不同含水率的气主导体系水合物沉积模型,分析了水平环状流中不同影响因素下的水合物沉积规律。结果表明,在水平环状流中,随着含水率和过冷度的增大,水平环状流中管壁上的水合物沉积速率逐渐增大,最大沉积速率增至原来的3倍,发生水合物堵塞的风险增大;由冷凝水生成的水合物沉积会随着时间的增加而增大。本研究可为后续相关的水合物堵塞以及水合物防治提供理论参考,具有重要的应用价值。