多孔介质孔隙率对SOFC阳极管道化学/电化学反应与传递过程影响

固体氧化物燃料电池复合阳极管道由多孔层、燃料气体通道以及固体平板组成。在多孔层内部,存在着传热、多组分对流/扩散等多种传递过程,它们与CH_4的重整反应,CO、H_2的电化学反应耦合在一起,既受到设计参数,如孔隙率等的影响,同时对电池性能以及稳定性产生重要影响。编制了三维模拟程序,对阳极复合管道的化学反应以及气体流动、传热过程等进行了研究。研究结果显示,随着孔隙率的增大,在多孔层的较深区域内,重整与变换反应速度明显增加,受它的影响,H_2浓度与多孔层温度也相应提高。因此,在一定范围内提高多孔介质的孔隙率对阳极的各种传递过程与化学/电化学反应具有积极影响。     

纳米铁的低温热容和热力学性质研究

用扫描电子显微镜(SEM)测定了纳米铁试样的粒径, SEM结果表明Fe试样平均粒径d为25 nm. 在84～350 K温区, 用精密低温绝热量热计测定了该纳米铁试样的等压摩尔热容, 拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式: Cp=36.831+14.772x−5.4968x2−0.7099x3−1.3188x4, 其中x=(T−234)/156. 根据热容与热力学函数关系, 计算了以298.15 K为基准的纳米Fe(d=25 nm)热力学函数, 并与文献报导的粗晶Fe及粒径87 nm Fe的热容进行了比较, 从能量角度分析了不同粒径Fe热容曲线差别产生的原因.     

Heat Storage Performance of Disodium Hydrogen Phosphate Dodecahydrate： Prevention of Phase Separation by Thickening and Gelling Methods

Disodium hydrogen phosphate dodecahydrate （Na2HPO4·12H2O） is an attractive candidate for phase change materials. The main problem for its practical use comes from incongruent melting character during thermal cycling. Experimentally, heat of fusion of the pure salt decreased from 200 to 25 jog 1 in a four-run freeze-thaw cycling. Additives such as thickening agent or in-situ synthesized polyacrylate sodium in the molten salt can prevent its phase separation to some extent. In the test, sodium alginate 3.0%-5.0% （w/w） thickened mixture containing Na2HPOn·12H2O and some water showed constant heat storage capacities. Polyacrylate sodium gelled salt was synthesized through polymerizing sodium acrylate in the melt of Na2HPOn·12H2O and some extra water at 50 ℃. Optimum conditions composed of sodium acrylate 3.0%-5.0% （w/w）, cross-linking agent N,N-methylenebis-acrylamide 0.10%-0.20% （w/w）, K2S208 and Na2SO3 （mass ratio 1 ; 1） 0.06%-0.12% （w/w）. As opposed to normal large crystals of pure Na2HPOn·12H2O in solid state, the gelled salt existed in a large number of tiny particles dispersed in the gel network at room temperature, commonly less than 2 mm. But only those sample particles with sizes less than 0.2 mm may have relatively stable thermal storage property. A problem encountered was the poor reproducibility of the synthesis method： heat storage capacity of the product was often very different even though the synthesis was carried out in the same conditions. An alternative gelling method by sodium alginate grafted sodium acrylate was tried and it showed a fairly good effect. Heat capacities and heat of fusion of Na2HPO4·12H2O were measured by an adiabatic calorimeter.     

十二水磷酸氢二钠的储热性能：增稠和凝胶法防止相分离

十二水磷酸氢二钠(Na₂HPO₄×12H₂O)可开发成有用的相变材料，但它在实际使用时遇到的主要问题是相变时发生非协调融解。实验证明纯十二水磷酸氢二钠在四次热循环后其熔化热就从200 J×g^-1下降到约25 J×g^-1。加入增稠剂或者在其熔化液中原位合成的聚丙烯酸钠，可在一定程度上防止相分离现象的出现。实验中，含有3.0%-5.0%(w/w)海藻酸钠的十二水磷酸氢二钠及少量水的混合物显示稳定的储热性能。在50℃下十二水磷酸氢二钠及少量额外水的熔化液中，加入的丙烯酸钠的聚合生成聚丙烯酸钠，从而得到凝胶化的磷酸盐。优化的合成条件为：丙烯酸钠3.0%-5.0%(w/w)，交联剂0.10%-0.20%(w/w)，引发剂K₂S₂O₈及Na₂SO₃为0.10%-0.20%(w/w)。与纯的磷酸盐固态时结成大块晶体不同，室温下凝胶化的盐在凝胶网络中形成大量小的晶体颗粒，其大小一般小于2毫米。但只有那些能形成小于0.2毫米的凝胶化盐才有可能相对稳定的储热性能。这种方法所存在的问题是合成的重复性较差，不同批次合成的凝胶化盐的储热性能往往相差很大。实验采取了一种新的凝胶化方法，海藻酸钠接枝丙烯酸钠，经初步验证有良好的效果。另外，采用绝热量热方法测量了十二水磷酸盐的热容和熔化焓。     

重力场中竖壁上水滴界面形状热力学平衡的稳定性分析

１前言水蒸汽在冷壁面上的冷凝方式有两种：膜状冷凝和滴状冷凝。由于工业生产的需要，对现行工业用冷凝器中膜状冷凝的研究，从理论模式到实际设计计算都已经达到相当完善的程度。滴状冷凝较之膜状冷凝是一种高效的换热方式，从１９３０年Ｓｃｈｍｉｄｔｅｔａｌ发现这种高效的换热方式以来，半个多世纪中进行过大量的研究工作。但由于滴状冷凝过程的复杂性，从理论模式的建立到工业化应用都没有取得实质性进展。本文在文献［１］的基础上继续从热力学观点，分析在重力作用下，疏水性竖壁上生成的水滴界面形状的热力学平衡稳定性，建立了相…     

甲烷入口条件对紧凑型重整器燃烧管道化学反应与产热特性影响

紧凑型甲烷重整器燃烧管道由燃料气体通道、多孔层以及固体平板组成.采用三维数值模拟方法,对甲烷入口速度、温度等对催化燃烧反应以及产热特性影响进行了研究.结果显示,甲烷入口速度由2.5 m/8增大到10 m/s时,最大化学反应速率提高了20.4%,CH4利用率下降了41.2%,最大热流量提高了11.8%;温度由873 K升...     

纳米氧化锌的低温热容和热力学性质

用扫描电子显微镜(SEM)测定了纳米氧化锌试样的粒径, SEM结果表明ZnO试样平均粒径为30 nm. 在83～350 K温区, 用精密低温绝热量热计测定了ZnO的等压摩尔热容, 拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式: C_p＝－3.249＋0.2400T－3.413×10^－4T ²＋4.485×10^－7T ³. 根据热容与热力学函数关系, 计算了以298.15 K为基准的纳米ZnO的热力学函数, 并与粗晶ZnO和18 nm ZnO热容文献报导值进行了比较, 从能量角度分析了不同粒径ZnO热容曲线差别产生的原因.     

水蒸气在低能表面相变形态的热力学分析

1前言滴状冷凝具有很高的传热速率，其冷凝传热系数是膜状冷凝的几至几十倍。而现行的冷凝器一般采用界面能较高的金属材料制成，所以膜状冷凝是现行冷凝器中的普遍现象。为在金属壁面上实现滴状冷凝，必须在最大限度上降低其界面能。对此，前人进行长期大量的工作，提出了很多方法，但是均未达到工业应用的要求［‘－’］。本文对应用低能复合股作为表面处理技术，改善在该膜表面水蒸气相变形态，以实现冷凝器中的滴状冷凝、改善热泵一空调装置中的蒸发器的传热性能和通风阻力，以及制冷装置中的抑制蒸发器结霜而进行热力学分析。所谓低能…