折流型光纤束生物膜制氢反应器的产氢特性

针对连续流光合细菌生物膜制氢反应器研究中遇到的难以同时实现细胞固定化和保持反应器高透光性的问题,采用使光合细菌生物膜直接附着生长在具有高导光性的弥散光纤表面的方法,构造了新型折流型光纤束生物膜制氢反应器。在以葡萄糖作为有机底物,模拟太阳光光工况的条件下,对该反应器的连续产氢特性进行实验研究。结果表明该反应器具有较高的产氢速率和光能转化效率。当反应器进口底物浓度为11g/L,流速为100mL/h,光照强度为5.10W/m2时,反应器的产氢速率和光能转化效率分别达到0.6mmol/(L.h)和3.64%。本研究成果可为规模化光生物制氢反应器的结构探索提供参考。     

润湿性图案表面上的液滴侧向弹跳行为

表面润湿性不均匀会影响液滴撞击表面后的运动行为。通过液滴撞击润湿性图案表面,利用疏水表面上的亲水条纹可以实现液滴的侧向弹跳。实验过程中探究了不同的表面性质与撞击条件对液滴侧向弹跳运动行为的影响,为实现液滴定向弹跳提供了新的思路。实验结果表明,润湿性图案主要影响液滴撞击表面后的回缩过程,并且图案尺寸、液滴速度、液滴撞击位置均会对液滴撞击表面后的分裂以及侧向弹跳产生影响。通过实验获得了上述参数对液滴侧向弹跳的质量和距离的影响规律。     

高温熔融高炉渣颗粒相变冷却特性分析

采用温度法模型对高温熔融高炉渣颗粒的相变冷却特性进行了分析,考虑颗粒固液相热导率随温度的变化及颗粒与环境的辐射换热,获得了高温熔渣颗粒内的温度分布以及相界面位置随时间的推移过程。讨论了变热导率、换热条件、颗粒尺寸,冷却流体速度和温度对相变冷却过程的影响,结果表明:热导率的变化使得颗粒冷却凝固时间延长,高温辐射换热极大加快了冷却速率;颗粒直径增加,相界面移动速度降低,凝固时间增加;冷却流体速度增加,温度降低,相界面移动速度增加,凝固时间缩短。     

基于蒸汽压缩-分流的电厂烟气CO2捕集过程模拟优化

通过Aspen Plus软件建立了 2种基于蒸汽压缩-分流工艺的二氧化碳捕集工艺流程,并模拟研究了富液分流比、压缩机出口压力及分流富液入口位置对系统能耗的影响.结果表明:富液分流比与蒸汽压缩机出口压力存在最佳组合关系,以实现解吸塔顶蒸汽能量的最大回收;2种蒸汽压缩-分流工艺流程能够使单位CO2捕集量的再沸器负荷分别降低至2.231 GJ/t和2.078 GJ/t;与传统流程相比,蒸汽压缩-分流工艺流程1和蒸汽压缩-分流工艺流程2的总能耗可分别降低21.0％～21.6％和13.0％～17.7％;综合考虑碳捕集与压缩系统总能耗,塔顶蒸汽压缩后直接与富液分流换热的蒸汽压缩-分流工艺流程1具有更好的节能效果.     

生物膜滴滤塔液体分布器实验研究

以有机废气处理生物膜滴滤塔为背景，分别设计了盘式和槽式两种液体分布器，通过实验研究了液体喷淋密度、喷淋区域等对液体分布器分布性能的影响，并对两种分布器的液体分配特性进行了比较，盘式液体分布器的液体分配性能总体上优于槽式液体分布器。随后针对盘式液体研究了安装水平度、进液方式对液体分布性能的影响。     

具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池性能特性

热再生电池（thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB）可有效地将低温热能转化为电能,但其较为严重的氨渗透现象严重影响电池的产电稳定性。本文通过可视化证明了TRAB阳极氨与电解液的自分层现象,基于此构建了一种具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池,通过构建高浓度氨腔室和阳极氨传输阻挡层来调控氨分布,从而缓解电池中氨渗透过程。研究结果表明,与常规结构的热再生氨电池相比,具有氨腔室的热再生电池通过调控阳极氨分布解决了氨渗透的问题,在较高氨浓度（6mol/L）条件下获得了更高的输出功率、产电量以及更稳定的产电性能。此外,多孔泡沫铜阳极可以阻挡氨向下传输,进一步缓解氨渗透。具有合适孔隙密度（80PPI）的多孔电极在获得较大反应面积的同时保证了其内部良好的物质传输,使电池获得最佳的输出功率（10.8mW）。     

添加物对石蜡相变螺旋盘管蓄热器蓄热和放热性能的影响

对以石蜡为相变材料的螺旋盘管蓄热器的蓄热和放热性能进行了实验研究,探讨了在石蜡中添加铜粉、硅粉和不锈钢丝带对石蜡螺旋盘管蓄热器蓄热和放热性能的影响。结果表明：在蓄热过程中,随着加热时间的增加,蓄热器内的温度分布不均匀性逐渐增大;纯石蜡蓄热器内温度分布不均匀性最为严重;插入不锈钢丝带的蓄热器内温度分布最均匀。在放热过程中,纯石蜡蓄热器的出口水温下降最快;而石蜡加不锈钢丝带的蓄热器出口水温最高。     

定热通量加热下微三角形槽道中滑移流动的换热特性

微三角形截面通道是现代工程实际应用中常涉及到的流动通道.针对微三角形槽道利用正交函数法求解了滑移流区内带温度跳跃边界条件的能量方程,对不可压缩气体在微三角形槽道内充分发展层流滑移流动的换热特性进行了理论分析,获得了轴向定热通量加热、周向均匀壁面温度条件下微三角形槽道内的温度分布和换热特性的分析解.计算结果表明：正交函数法适用于微三角形槽道内滑移流动换热特性的分析计算;在滑移流区,微三角形槽道内的平均Nusselt数随Knudsen数的增加而减小,其随高宽比变化的分布曲线随Knudsen数的增加而平行下移,Nusselt数比随Knudsen数的变化关系基本不受高宽比的影响.     

基于图像识别的高温熔渣流量测量方法研究

熔渣流量是影响高温熔渣离心粒化效果的关键因素。为了测量熔渣流量,提出了一种流量测量方法,利用高速摄影机拍摄液柱流动图像,采用边缘检测、阈值分割等方法,获得液柱直径及流速,计算流量,采用常温甘油溶液作为测试对象进行实验,研究该方法测量精度的影响因素。结果显示,长曝光时间、合理的拍摄帧率、短物距有利于提高测量精度;同时,感兴趣区域（ROI）的位置为距管口2~5倍管径处、ROI长度为1/3~2/3倍管径时,测量精度较高。通过对实际高温熔渣流动过程的检测,其测量误差约9.0%,证明了该方法的实用性。     

高分子链构象和动态特性的分子动力学模拟

运用分子动力学方法对高分子稀溶液进行了模拟,分析了链长、溶液密度对高分子链构象参数和动态特性的影响。模拟结果表明:高分子链的构象参数随溶液密度的增大而减小,随着链长的增加逐渐增大,但增大的倍数逐渐减小;链长的增加和溶液密度的增大限制了高分子链的随机运动能力,但当链长增加到一定程度后,链长对随机运动能力的影响逐渐减弱;高分子链的松弛时间随着链长的增加和溶液密度的增大而增大。