流动量热法测量超临界流体定压比热实验研究

超临界流体的比定压热容数据的准确测量对于众多科学研究和工程应用至关重要。基于流动型量热法建立了一套适用于测量在25.00~80.00 ℃ 的温度、0.10~12.00 MPa 压力范围内的比定压热容在线测量实验系统,其测量的扩展相对不确定度为1.66%~2.46%（置信因子k=2）。在使用纯水（工况压力为7.00~12.00 MPa,温度25.00~60.00 ℃）、环己烷（工况压力为2.00~6.00 MPa,温度30.00~80.00 ℃）和CO2（工况压力为6.70~12.00 MPa,温度25.00~70.00 ℃）进行测量的基础上,得到平均绝对偏差分别为0.14%、0.99%和0.78%,最大绝对偏差分别为0.26%、1.32%和2.28%。验证了实验系统的实用性和可靠性,能够为科研和工程设计提供准确的数据测量支持。     

超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统动态特性研究

超临界二氧化碳(S-CO₂)布雷顿循环因其环保性与高热电转换效率而被视为核能发电未来发展的重要方向。借助Simulink软件平台,建立了S-CO₂再压缩布雷顿循环闭环动态仿真系统,通过模拟结果与Sandia实验数据的比较,验证了系统模型的有效性。研究搭建的超临界CO₂再压缩布雷顿循环系统在稳态设计点条件下的预测热效率为31.85%,此外,还获得了热源功率和流量扰动条件下系统热力学参数的响应特征,发现热源功率的变化促使系统效率单调提升或降低,而改变系统流量未呈现类似变化趋势;扰动施加过程中,循环系统的参数对热源功率的变化非常敏感,热源功率减小15.00%,循环效率从31.85%降低到22.00%。最终基于仿真结果,获得多参量耦合关联下的变化规律与调控策略,可为S-CO₂再压缩布雷顿工程应用奠定基础。     

成灰温度对污泥灰矿物质演变及熔融特性的影响研究

采用STA、SEM、XRD等谱学表征技术对不同成灰温度下的污泥灰样进行理化特性分析。研究表明,低温灰样仍含有残余未燃尽物而呈黑棕色,矿物质成分变以方解石、石英以及焦磷酸盐为主,随着成灰温度升高,灰样中的未燃尽物逐渐燃烧分解而逐渐变为铁红色,并形成较多晶枝结构,直至熔融,同时矿物质成分变化显著,主要以中长石类、硬石膏、赤铁矿以及磷酸正盐为主。同步热分析实验表明,随着受热温度升高,不同成灰温度下的灰样均出现了吸附水、结晶水析出,污泥灰残余有机物燃烧分解,白云石、方解石和白云母分解,以及随后的硬石膏分解等失重阶段,而且成灰温度越低,终止失重质量越大。由于低温灰样保留了较多的污泥原有特征,因此吸热量大于高温灰样。     

湍流场协同模型构建及减阻应用

在稳态、无体积力流动场协同模型的基础上,将场协同原理与湍流流动有效结合,引入Favre平均和RANS,根据Navier-Stokes方程建立了不可压湍流场协同模型。基于最小机械能耗散原理,在约束条件下推导使黏性耗散函数满足极小值的数值解,将不可压缩湍流模型与流动减阻相关联,构建了湍流场协同减阻模型。以后台阶流动验证模型的有效性,结果显示:改变结构后,黏性耗散值从0.633 0 W减小到0.245 0 W,优化了61.3%。