保温层结构对感应加热制备太阳能级多晶硅影响的数值模拟研究

定向凝固技术是制备太阳能级多晶硅的主要制备技术.在该技术路线之中,优化多晶铸锭炉的热场结构和控制硅熔体的对流形态是获得高品质多晶硅的有效途径之一.本文设计了三种热场保温层,通过分析不同保温层下坩埚内硅熔体的热场、流场、固液界面、氧含量等的变化,确定了优化的保温层结构.研究发现,在传统固化碳毡保温层中引入石墨层可以使多晶炉内形成两个“热源”,提高多晶炉的热效率,使其能耗降低了38.5;;在洛伦兹力的作用下硅熔体中仅存在一个上下贯通的涡流,有利于硅中杂质原子的挥发.同时,添加石墨保温层后固液界面的形状由“W”状转变为凹状,其上的氧含量有所降低,并且V/Gn值在整个固液界面范围内均大于临界值,可以有效抑制氧沉淀.可见,在感应加热多晶硅生长系统中,采用固化碳毡+石墨保温层时,有利于降低多晶硅的生产成本并提高多晶硅的品质.     

微/纳米ZnO绒球的制备及其在自然光下催化降解有机染料性能

A novel, high-yielding synthesis of micro/nano ZnO pompons using glutamic acid fluoborate (GluBF₄) ionic liquid is reported. The precursor was prepared with zinc acetatedihydrate [Zn(Ac)₂·2H₂O] and sodium hydroxide (molar ratio = 1:6) as starting materials in an aqueous solution of the GluBF₄ ionic liquid at room temperature, which was then heated by microwave to form nano-ZnO powder. The ZnO pompons were characterized using field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD), specific Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area method, and energy dispersive spectrometry (EDS). The product displayed a hexagonal wurtzite structure. The pompon diameter was determined to be 20.4 nm, with a pompon specific surface area of 28.3 m²·g^-1. A possible mechanism for the formation of the nano-ZnO pompons is discussed. The ZnO pompons displayed high photocatalytic reactivity and photostability under sunlight. Aqueous solutions of methyl orange (MO) and methyl violet (MV) containing the ZnO pompons were exposed to sunlight and the decolorization rates were determined by monitoring the drop in color intensity. After 5 h, the solutions reached 74.3% and 96.9% degradation, respectively. The total organic carbon (TOC) content decreased as the photodegradation process occurred. The morphology, color, and weight of the ZnO pompons remained unchanged even after being reused five times.     

气体中心式离心喷嘴喷雾实验与三维仿真

在实验的基础上, 基于RNG k-ε模型对常压下气体中心式同轴离心(gas-centered swirl coaxial,GCSC)喷嘴喷雾形态和破碎模式进行了三维仿真研究。采用网格自适应加密(adaptive mesh refinement,AMR)技术、耦合水平集和流体体积(coupled level-set and volume of fluid, CLSVOF)方法对气液界面进行捕捉。结果表明, 液体质量流率($\dot{m}_{\mathrm{l}}$)不变, 随着气体质量流率($\dot{m}_{\mathrm{g}}$)的增加, 中心气流的引射作用增强, 液膜内外压差增大, 雾化锥角减小, 并对其流动特性进行了分析; 而$\dot{m}_{\mathrm{g}}$不变时, 液膜在喷嘴出口的径向速度与切向速度随$\dot{m}_{\mathrm{l}}$的增大而增大, 导致雾化锥角增大。同时根据气液质量流率比(gas-liquid mass flow rate,GLR), 将喷雾的破碎模式分为穿孔破碎、气泡破碎和气动破碎。      

加热状态选择对近沸体系丙烯/丙烷分离能耗影响的探讨

以近沸体系丙烯/丙烷分离为例介绍了化工模拟软件Aspen Plus在化工原理精馏单元的应用,研究了加热状态选择对能耗和年总费用的影响.为了提高学生工程实践能力,探讨了泡点、露点、过冷、过热、气液混合(气化率0.5)等5种进料状态分离丙烯/丙烷对能耗和经济费用的影响,在塔板数、进料板进料温度与压力、塔顶丙烯出料纯度不变条件下,过冷进料的常规工艺流程和泡点塔顶蒸气再压缩热泵工艺流程能耗和年度总费用(TAC)最小.相比常规工艺流程,塔顶蒸气再压缩热泵精馏工艺流程泡点进料可节能65％,年费用节约56％.     

硅胶催化的微波加热无溶剂制备芳香酰胺实验设计

通过微波加热实现无溶剂制备N-苯基苯甲酰胺是典型的绿色酰胺化方法。这一方法采用廉价、环保的柱色谱硅胶为催化剂,催化性能好,效率高。使用苯甲酸和苯胺在120℃条件下10 min内完成酰化反应,产率大于90%,这一反应不仅原子经济,而且节约能源,因此,这一实验完全适合于大学实验教学中作为绿色有机实验推广使用。     

变直径串联喷嘴内流特性研究

喷嘴在分层注入过程中起到调节聚合物分子量和压力损失的作用,而多级喷嘴的结构,由于分子链的逐级剪切作用,可在保证注入粘度的同时,更大的减小压力的损失.在此基础上提出变直径多级喷嘴的几何结构,利用Fluent数值模拟软件,对单级喷嘴、等直径多级喷嘴进行数值模拟,分析不同结构喷嘴对三元复合溶液速度、压力、湍动能以及平均应变速率的影响,结果表明随着流量的增大,三种结构喷嘴的压力损失和平均应变速率均增大,合理的变直径串联喷嘴可以达到与等直径串联喷嘴相同的注入效果,同时尺寸较小,方便工程应用.     

EAST等离子体电子温度涨落特征的初步实验研究

在EAST上使用相关电子回旋辐射(CECE)诊断系统观测到不同等离子体参数下的电子温度涨落特征,介绍了欧姆放电、L模放电及无ELM的H模放电的三种现象。在欧姆密度爬升等离子体中,电子温度涨落与电子密度之间表现出很强的相关性,即存在电子温度涨落处于较高水平的电子密度的窗口。初步分析表明,电子温度涨落变化是电子密度梯度和电子温度梯度共同影响的结果。不同辅助加热下的L模等离子体中,电子温度涨落的频谱表现出不同的行为。由于电子回旋共振加热(ECRH)的功率有限,其对电子温度的改变很小,而中性束注入(NBI)有较高的注入功率,能够明显提升电子温度,加热方式及加热功率大小引起的电子温度变化与电子温度涨落变化相关。在没有边缘局域模(ELM)的H模期间,可以观测到频率为18kHz的准相干模,其存在于归一化半径ρ=0.71～0.87较宽的径向范围内。     

脉冲加热惰气熔融-热导法测定焦粉中氮的含量北大核心CSCD

近年来钢铁行业发展迅速,同时环境污染问题日益突出,烧结烟气污染物主要是硫化物和氮化物等,目前烧结工序强制性配套了脱硫装置,烧结烟气中硫化物能够达到排放要求。由于工业上使用的脱硝装置成本过高及脱硝方式的不成熟[1],大部分烧结工序都没有安装氮氧化物脱除装置。而烧结过程中一般使用焦粉为燃料,如果焦粉中氮含量过高会导致烧结烟气中氮氧化物过高,如果氮氧化物含量超标则会导致烧结停机,对生产运行造成较大影响,因此对焦粉中氮含量的监测尤为重要。     

水煤浆喷嘴热冲蚀磨损机理研究

采用1Crl8Ni9Ti不锈钢、YG8硬质合金和Al2O3／(W，Ti)C陶瓷3种材料制备了水煤浆喷嘴，考察了其在水煤浆雾化和燃烧过程中的热冲蚀磨损机理．结果表明：喷嘴材料的硬度对水煤浆喷嘴的热冲蚀磨损行为具有重要影响；在相同条件下，高硬度的Al2O3／(W，Ti)C陶瓷喷嘴的冲蚀率最低，YG8硬质合金次之，硬度较低的1Crl8Ni9Ti不锈钢喷嘴的冲蚀率最高；在热冲蚀磨损工况下，1Crl8Ni9Ti不锈钢水煤浆喷嘴主要呈现微切削特征，YG8硬质合金水煤浆喷嘴主要呈现晶粒剥落特征，而Al2O3／(W，Ti)C陶瓷水煤浆喷嘴主要呈现研磨损伤和热崩特征．