高温水蓄冷空调的原理和理论分析

介绍了一种新型高温水蓄冷空调方案的原理井进行了理论分析。它可利用高至３８℃水的显热或其它材料的相变潜热来蓄冷空调．分析了完全不掺混系统的性能与过冷水流率的关系；给出了完全掺混系统非稳态循环的性能变化；数值计算并讨论了蓄冷水部分掺混系统的温度分层和动态特性、为高温水蓄冷空调系统的设计和运行提供了理论指导．     

基于SSPCM的新型储能型太阳能蒸馏器实验研究

本文基于定型相变材料(SSPCM)建立了新型储能型太阳能蒸馏器的实验系统,并分别对普通SSPCM和高导热SSPCM的蒸馏特性进行了实验研究。研究发现:与传统太阳能蒸馏器相比,基于普通SSPCM的储能型蒸馏器的日产量提升了7.5%,采用高导热SSPCM的日产量提升了39%。此外,本文还对蒸馏器结构进行了优化研究,研制出了太阳能选择性吸收涂层和V型波纹板复合结构两种底衬,与普通底衬相比,两种优化的底衬分别使蒸馏器的日产量提高了16.8%和9.6%。     

生物油气液相平衡与比热容研究

本文基于馏分实沸点蒸馏(TBP)曲线,分别采用虚拟组分法(PC法)和连续热力学法(CT法),建立了生物油热力学性质的预测模型,研究了生物油的相平衡和比热容性质。将比热容的预测值与实验值进行了比较,比较结果显示虚拟组分法和连续热力学法都可应用于生物油热力学性质的预测,而连续热力学法的预测结果优于虚拟组分法。本文利用连续热力学法得出了某种生物油泡点蒸汽压和比热容随温度的变化关系,研究结果显示生物油的比热容随温度近似成线性关系,而饱和蒸汽压成二次曲线关系。     

流体PVT的对应关系

本文依据对应态原理,提出新定义的对比压缩因子Zr=(1-Z)/(1-ZC)的无量纲交换式和对饱和温度的对比温度Tsr=T/Ts式,并根据两种流体工质对比压力Pr1=Pr2,对比温度Tsr1=Tsr2相等时,Zr1=Zr2相等的原则,导出了从一种已知PVT关系的物质推算它种物质的PVT值的通用方法。用本方法以水为标准物质推算了R12、R131、R134a、C2H4等几种物质在过热气体区、超临界区和液体区比容,计算值与文献实验值的平均偏差小于2,最大偏差小于4%。     

不可逆过程的有效能消耗率及不可逆度

本文从不可逆过程有效能消耗率分析出发,提出一种表征不可逆过程的新参数一不可逆度,定义为不可逆过程的总有效能消耗率与总输入或输出能流流率之比值;在提出热力系的势能概念和多种形态能量的有效能定义式的基础上,阐述了有效能消耗率方程,有效能消耗源强度,有效能消耗率最小原理,给出并比较了有效能消耗率与熵产率和(火积)耗散率的关系;有效能消耗率与过程的能流率量纲一致,克服了熵产率和(火积)耗散率与能流率量纲不一致的缺点;不可逆度的物理意义是不可逆过程有效能消耗系数或功耗系数,与热力循环效率互补.     

嵌入式微通道散热器实验与数值研究

针对高热流密度固体激光器的散热问题,借助微机电系统(MEMS)技术,利用微通道/热源协同设计方法,换热器采用连续S型微通道,并利用歧管形成分层分段流动,研制出了一套微型紧凑的嵌入式歧管S型微通道散热器,并开展了实验研究。使用HFE-7100作为冷却工质,在发热面局部最高温度小于100℃、平均温升小于45℃的情况下,两相时可带走625 W/cm²的热通量,相比传统的歧管矩形微通道散热器提高了12%,但流阻增大了约56%;利用数值模拟方法,通过改变S型的振幅和波长,根据发热面平均温度、换热面平均努塞尔数、压降和综合性能因子来评估S型微通道散热器的结构参数对其散热能力和流动阻力的影响,寻找S型微通道的最优结构设计参数组合。结果表明该散热器的综合性能因子在一个特定的S型形状下存在最佳值。     

喷雾冷却的热逆转现象及其传热强化特性

针对高热流密度激光介质散热问题,利用实验方法研究了以十二烷基硫酸钠水溶液作为工质的喷雾冷却传热特性。结果表明,在特定的热流密度范围内,随着热流密度的增加,加热面温度不升反降,称之为热逆转。热逆转现象对对流换热系数的提升作用可高达94.0%,提升大小与热流密度有关。热逆转对应的热流密度区间为80～130 W/cm2,与浓度关系较小。热逆转现象与实验过程有关,该现象仅在热流密度逐渐升高的过程中出现,降低和任调热流密度过程中未发现此现象。热逆转具体原因还有待研究。     

金属纳米线的合成与组装

金属纳米线以它独特的光学和电学性质以及在纳米级电子线路中的应用潜力,受到人们越来越多的关注。本文介绍了金属纳米线的合成方法及其二维有序组装体系研究的最新进展,展望了纳米材料未来的研究方向和发展趋势。     

Investigation of Electrochemical Charging Behaviors of“Naked” Gold Nanoparticles Ensembles in Aqueous Media

Gold nanoparticles were imnoobilized onto the electrode surface by simple self-assembly technique.Interestingly,the ensembles of these nanoparticles exhibit quantized charging behaviors in aqueous solution.Possible mechanism for such behaviors was proposed.     

氧还原电化学催化剂研究的最新进展

燃料电池可以在接近室温条件下将氢或烃类中蕴含的巨大化学能通过电化学途径直接转化为清洁、稳定、可持续的电能,因而被视为极有前景的、能够满足日益增长的世界能源需求的终极解决方案之一.在一个典型的氢燃料电池中,氢在正极氧化而氧在负极还原,从动力学角度说,氧还原反应(ORR)比氢氧化反应进行的慢得多.无论是在酸性还是碱性条件下,氧的还原都可以一个四电子过程或是两个双电子过程进行,当然在酸性和碱性环境中反应的机理不同.铂一直是最有效的ORR催化剂,但受到价格昂贵、稳定性差和易中毒等因素的制约,目前非铂催化剂成为越来越引人瞩目的发展方向.本综述试图从分子催化剂、金属纳米材料催化剂、金属氧化物催化剂和新兴的二维材料催化剂等方面,选取近十年来最能代表ORR电化学催化剂方面成就的例子分析其优缺点,并为今后该领域的研究提供一些有益的思路.典型的分子催化剂是卟啉类化合物,当这种四齿的N4配体与过渡金属特别是铁、钴络合时,往往显示出良好的ORR催化性能,多数情况下其中的过渡金属中心、配体和碳支撑体系共同组成催化剂的活性中心.在另一些报道中,邻菲罗啉或是连吡啶型N2化合物也可以作为配体使用.第四和第五副族的很多金属形成的不同价态的氧化物都具有氧还原活性,比如MnOx,CoOx,TiOx,ZrOx,IrOx等.金属氧化物表现出易于修饰,不容易团聚和抗腐蚀等诸多优点,而其良好的ORR性能与表面的缺陷密切相关,因此钙钛矿型氧化物ABOx也引起人们的广泛关注,人们可以通过调节氧化物的晶型、尺寸和组成来获得更好的催化性能.近年来随着液相合成技术的发展,人们可以制备出理想形状和尺寸的单分散纳米粒子,然后通过旋涂、自组装等手段将其修饰到合适的电极上以获得增强性能的ORR催化剂.通过形状与尺寸调控,或组合成其它复杂的纳米结构,都有可能提高催化活性或是稳定性,因此有关纳米催化剂的研究日趋增多.在此基础上,考虑到石墨烯的可修饰性和良好的电化学性能,纳米材料复合石墨烯所形成的二维或三维结构也可提供很好的氧还原催化性能,而MoS2代替石墨烯作为支撑物所构成的二维催化剂也是值得注意的研究方向.综上所述,尽管现有的非铂催化剂仍难以完全满足商业化的要求,设计理念和合成方法的快速发展有望在不远的将来解决这一难题.而设计合成可控尺寸、形状、组成和表面形貌的纳米催化剂在很大程度上将加速这一进程.