表面改性对换热面抗垢性能的影响

利用化学镀对换热面进行表面改性,获得了表面自由能不同的镀层.污垢沉积实验表明,经表面改性处理的试样与没有处理的碳钢金属表面试样相比,其污垢沉积速度均明显下降.而经不同工艺处理的表面改性试样中,随非晶相含量的增加,抗垢性能表现出增加的趋势.进一步的电化学腐蚀结果也表明,材质表面的微观结构对抗蚀性的影响趋势与对抗垢性能的影响一致,易于被腐蚀的表面也易于污垢的附着.诱导期的污垢附着量回归公式也被总结出.     

高压静电抗垢强化传热实验研究

在污垢热阻动态监测装置上,进行了高压静电抗垢强化传热实验研究．结果表明,成垢溶液经过高压静电处理以后在换热表面结垢减轻,污垢热阻明显减小,阻垢率可达到56．5％．对污垢晶体的扫描电镜观察表明,高压静电处理后污垢晶体形态发生了改变,由结构致密型的霰石改变为结构松散的不定形体,从而不易在换热表面结垢。     

高压静电场抗垢性能的实验研究

通过静态和动态两种方法,进行了高压静电抗垢强化传热实验研究.静态实验结果表明,高压静电场能够使污垢晶体形态发生改变,由六面体结构变为树枝状和薄片状结构,并促进污垢晶体尺寸的增大.动态实验结果表明,成垢溶液经过高压静电处理以后,污垢热阻明显减小,流速的增大能够增强抗垢能力.     

改性换热表面冷却水微生物污垢特性的实验研究

利用化学镀Ni-P的方法对换热设备常见的紫铜表面进行改性,得到几种不同表面微观结构的镀层。在镀层工艺选择上发现,在调整主盐浓度所制备的几个试样中,存在使镀速达到最大的一个最佳主盐浓度;试样生物污垢附着与腐蚀实验表明,试样耐蚀性与试样表面非晶结构的含量并没有明显的线性关系,在改变主盐浓度(15~35 g/L)制备的几个试样中,硫酸镍浓度为25 g/L时的试样在微生物中的耐蚀性最好。     

电磁抗垢强化传热技术机理的实验研究

在自行设计建立的电磁抗垢、减垢实验装置上,对冷态工况下低频电磁抗垢、减垢技术机理进行了实验研究。冷态单次通过、循环实验和高倍扫描电镜结果表明,低频电磁能使污垢晶体的结构发生明显变化并有抑制污垢晶体尺寸长大的作用。     

换热表面镀银抑制微生物污垢综合分析

换热表面形成的微生物污垢一直是严重影响换热效率和系统安全的重要问题.表面改性是有效抑制微生物污垢生长的措施,镀银又是表面改性手段中效果较好的一类。当前镀银抑垢研究主要集中在非换热表面,如果将镀银措施引入到换热表面,需要分析抑垢效果、换热变化和经济成本的综合问题。本文通过镀银处理的换热流道实验装置,获得镀银处理后有微生物污垢生长的换热装置的热阻曲线和厚度曲线,对镀银换热表面的抑垢效果、附加热阻、耐久度和经济性进行了全面讨论。结果表明,镀银抑垢效果良好,并且可以优化设计镀银抑垢方案,将经济成本控制在合理范围.     

苯扎氯铵抑制微生物污垢的实验研究

再生水源热泵系统换热表面上的微生物污垢是影响系统效率和安全的重要问题。苯扎氯铵能抑制微生物污垢的生长。本文进行挂片实验模拟微生物污垢形成的过程。成垢过程中每天将挂片在苯扎氯铵溶液中浸泡10 min,考察了溶液浓度和温度对抑垢效果的影响。对比了苯扎氯铵和次氯酸钠的抑垢效果,并考察了细菌对苯扎氯铵的抗药性。实验结果表明,苯扎氯铵对微生物污垢有抑制作用,该作用随浓度和温度的上升而增强,但会随时间逐渐减弱。     

Pt基电极材料硫中毒机理的计算机模拟研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和超原胞模型,计算并分析了Pt及Cu掺杂的Pt基合金的表面态密度,以及S在Pt及Pt基合金表面的吸附能和态密度情况.考虑了多种掺杂体系及吸附构型,结果表明：Cu掺杂会降低Pt基体系表面费米能级附近态密度,Pt皮肤的存在可以有效地减小Cu掺杂对体系表面态密度的影响;与S在纯Pt表面吸附相比较,S在掺杂体系表面的吸附能较小,且S的吸附对掺杂体系费米能级附近表面态密度影响较小. 以上研究结果有助于为改善Pt基电极材料的催化性能,尤其是其抗S中毒性能提供理论依据.     

表面粗糙度对玻璃钢材料放气速率影响的试验研究

设计了一套基于压差流量法的试验装置来测量不同表面粗糙度玻璃钢试样的放气速率;采用两种砂纸(100#和500#)打磨而得到两种不同表面粗糙度玻璃钢试样;采用扫描探针显微镜对试样表面粗糙度进行测量,测量了不同表面粗糙度试样在不同温度下的放气速率。试验结果表明:测量室温度越高,玻璃钢试样的放气速率越大;试样的表面粗糙度越大,其放气速率越大。     

污垢对换热器影响最小化策略研究

随着污垢在传热表面上积聚,传热热阻增加,传热效率降低;流道表面的粗糙度增加,摩擦系数增大,流体的流通截面积减小,引起流体流速增加,压力降增大.以污垢影响下换热器进出口流体属性的外在表现、流体流态参数作为分析对象,对计及污垢影响下的传热性能及管、壳程压降进行了分析及讨论,分析研究并确定了换热器污垢影响最小化策略,为工程师设计、操作换热器时降低污垢带来的负面影响提供理论依据.     

电极表面光滑程度对水介质高电压击穿的影响

 采用水介质同轴实验装置,改变电极表面的光滑程度,在μs级充电时进行水介质击穿实验,并对实验结果进行了分析和解释。结果表明：抛光电极表面可有效提高水介质耐高电压击穿能力;表面粗糙度为0.4～0.8 μm的抛光电极表面的击穿场强比表面粗糙度为1.6～3.2 μm的粗糙抛光电极表面,更符合Martin公式。电极表面光滑程度的改善,使阴极场致发射电流减弱进而击穿延迟时间变长,气泡也更难以附着在光滑的电极表面,从而可以提高水介质耐高电压击穿能力。     

粗糙度对热红外光谱反演铁矿中SiO_2含量影响的实验研究

矿物化学成分的精确确定对矿产资源开发利用具有重要意义,利用热红外光谱反演铁矿中SiO_2含量弥补了传统方法耗时长等方面的不足。然而铁矿的热红外光谱受表面粗糙度(roughness, Rq)等因素影响,导致SiO_2含量反演精度降低。现有研究在没有考虑矿石表面粗糙度对成分反演影响的情况下,利用热红外光谱数据对铁矿石中SiO_2含量进行定量反演,反演精度对精确圈定矿体范围及配矿难以提供有效帮助。因此,将粗糙度作为影响反演铁矿中SiO_2含量的考虑因素,研究对反演SiO_2精度的影响。以辽宁省的"鞍山式"铁矿为研究对象,为满足热红外光谱观测要求,将铁矿试样制备成直径6 cm、厚度1 cm的圆柱形块体共14块,按其SiO_2含量多少形成序列。每件试样正反两面制作成两个等级的粗糙度,并利用Surtronic S128粗糙度仪观测表面粗糙度。采用红外光谱辐射计Turbo FT观测试样热红外光谱发射率,利用归一化指数(NDI)分析光谱指数与SiO_2含量的相关性,确定两个等级粗糙度试样SiO_2含量的敏感波段分别位于8.12, 8.13和8.02, 8.03μm处,相关系数分别为0.947和0.972。建立敏感波段与试样SiO_2含量的定量反演模型,分析粗糙度对反演SiO_2含量的影响。结果表明:(1)粗糙度Rq增加对RF(reststrahlen features)特征区域光谱发射率增加影响明显。平均粗糙度Rq由1.05μm增加到2.47μm,使得同一块试样粗糙面与光滑面发射率的最大差值为0.17(相对差42.9%)。(2)相同等级粗糙度进行含量反演时,反演误差小,平均相对误差1.88%,大部分试样的反演精度能够满足地质矿产行业标准的误差要求。(3)实验结果较不考虑铁矿表面形态反演SiO_2含量精度3.57%有较大提高,相对提高精度为47.3%。因此,考虑粗糙度的影响对提高SiO_2含量的反演精度,实现铁矿的精确区划,合理、高效的开采铁矿资源具有重要意义。     

不同沉积参量下ZrO2薄膜的微结构和激光损伤阈值

ZrO2采用X射线衍射(XRD)技术分析了不同充氧条件和沉积温度对ZrO2溥膜组成结构的影响,并对不同工艺下制备的薄膜的表面粗糙度和激光损伤阈值进行了测量。结果发现随着氧压的升高,ZrO2溥膜将由单斜相多晶态逐渐转变为非晶态结构,而随着基片温度的增加,溥膜将由非晶态逐渐转变为单斜相多晶态。同时发现随着氧压升高晶粒尺寸减小,而随着沉积温度增加,晶粒尺寸增大。氧压增加时工艺对表面粗糙度有一定程度的改善,而沉积温度升高,工艺对表面粗糙度的改善不明显。晶粒尺寸大小变化与表面粗糙度变化存在对应关系。激光损伤测量表明,氧压条件和沉积温度对ZrO2薄膜的抗激光损伤能力有着较大影响。     

制备工艺对HfO_2薄膜抗激光损伤能力的影响

采用反应蒸镀法镀制了单层ＨｉＯ２薄膜,观察了薄膜表面主要的微结构缺陷, 研究了基片清洗工艺对薄膜损伤阈值的影响。测量了薄膜沉积前后表面粗糙度变化。结果表 明：沉积工艺可以改变粗糙度,并对薄膜抗激光损伤能力有较大的影响。     

制备工艺对HfO2薄膜抗激光损伤能力的影响

采用反应蒸镀法镀制了单层HfO2薄膜,观察了薄膜表面主要的微结构缺陷,研究了基片清洗工艺对薄膜损伤阈值的影响。测量了薄膜沉积前后表面粗糙度变化。结果表明：沉积工艺可以改变粗糙度,并对薄膜抗激光损伤能力有较大的影响。     

气液固三相流载气蒸发的抗垢性能

分析了化工设备换热面上碳酸钙碱性污垢生成及其影响因素,认为液体在加热壁面上的过热是导致碳酸钙碱性污垢沉积的重要原因,降低料液在加热壁面上的过热度可收到明显的防垢抗垢效果。在蒸发器加热管内引入少量的惰性气体(载气)与流态化固体颗粒,使之形成气液固三相流载气蒸发,可显著强化传热,降低料液在加热壁面上的过热度。以碳酸钙模拟工业硬水的实验结果表明,气液固三相流载气蒸发过程表现出明显的防垢抗垢效果,且具有一定的在线清洗作用。     

微生物污垢对典型换热器传热影响研究

本文以电厂循环冷却塔塔底黏泥中分离纯化出的致垢微生物铁细菌为实验介质,利用污垢热阻动态模拟实验台,在恒定工况下(水温30℃,流速0.4 m·s-1),动态模拟了光管、缩放管、横纹管三种不锈钢典型换热器微生物污垢形成过程。在分析比较三种典型换热器传热性能的基础上,实验测试了三种换热器的污垢热阻,并对垢样成分进行了分析。结果表明:强化管(缩放管和横纹管)传热性能和抑垢能力优于光管,光管、缩放管和横纹管的污垢诱导期分别为;25 h、40 h和45 h,污垢热阻值为:6×10~(-4)m~2·K·W~(-1)、2×10~(-4)m~2·K·W~(-1)和3×10~(-4)m~2·K·W~(-1),由此表明三种换热管的传热和抑垢能力:缩放管横纹管光管。在铁细菌形成的污垢垢样成分分析中Fe元素含量最多,其次是C,表明循环冷却水中铁含量的多少是污垢形成的重要因素之一。     

光学气敏材料金红石相二氧化钛(110)面吸附CO分子的微观特性机理研究

利用光学气敏材料吸附气体,引起材料光学性质的变化来测量气体成分,是当前气敏传感研究领域的一个热点方向.本文针对光学气敏材料金红石相TiO2(110)表面吸附CO分子的微观特性进行研究,采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了表面的吸附能、电子态密度、光学性质和电荷密度的变化.结果表明:终止于二配位O原子的TiO2(110)面为最稳定表面,该表面吸附CO分子以C端吸附方式最为稳定,且氧空位浓度越高,越有助于对CO分子的吸附,吸附过程为放热.在氧空位浓度为33%时,吸附能达到1.319 eV,吸附后结构趋于更加稳定.表面吸附CO分子后,其实质是表面的氧空位氧化了CO分子,CO分子的电荷向材料表面转移.含有氧空位的表面吸附CO分子后都改善了其在可见光范围内的光学性质,但是氧空位浓度越高,改善其光吸收和反射能力越明显,光学气敏传感特性表现越显著.     

离子束技术对氧化铪薄膜性能的影响

 在基底清洗、薄膜沉积和薄膜后处理三个阶段均采用离子束技术,制备了氧化铪薄膜,并对薄膜的光学性能、表面特性和激光损伤阈值特性进行测试和研究。结果表明,利用离子束技术清洗基底可以增强表面吸附;离子束辅助沉积在合适离子束能量下可以得到高堆积密度、高损伤阈值的薄膜;离子束后处理氧化铪薄膜可以降低表面粗糙度,改善抗激光损伤阈值。说明在三个薄膜制备阶段同时采用合适的离子束参数可以制备出结构致密、阈值高、表面粗糙度好的氧化铪薄膜。     

冷却水主要污垢特性参数的动态模拟检测与推算

利用自行研制的四瓣弧形管污垢特性参数传感器及多功能模拟实验系统,基于电导滴定法完成冷却水主要污垢碳酸钙垢诱导期的在线实时测量,同时,通过比较四瓣弧形管传感器的垂直和水平两对电极间的交流阻抗,即可获得碳酸钙垢层的一些特性参数,如污垢热阻,垢层厚度等。实验结果分析表明:在当前的实验条件下,碳酸钙析晶垢诱导期要小于颗粒垢的,这是两者形成机理的差异所致。本文采用的方法和设计研制的设备不仅能够准确监测碳酸钙垢诱导期,还有望同期检测传热面污垢层厚度等多种特性参数的实时变化,可为特定工质、特定运行条件下的换热器设计提供逼真度更高的污垢系数值。