沸腾燃烧锅炉内的埋管辐射换热

本文介绍的埋管辐射换热试验是在蒸发量为10t/h 的双床沸腾燃烧锅炉内进行的。通过试验,确定了沸腾速度、床料粒径和床温对料层辐射放热系数的影响,并设计制造了辐射热流计以测量沸腾层内的辐射热流。试验结果表明,主床和细灰床的料层辐射放热系数都随床温和流化数的增加而增加,主床的料层辐射放热系数约为总放热系数的20—30%,而细灰床则为5—15%。最后提出料层辐射放热系数的计算公式。     

浅流化床的热响应

众所周知,流化床中气体一颗粒的传递过程和反应过程,主要发生在分布板区。而浅层流化床正具备了分布板区的许多优点,它在涉及热过程的领域中,已经显示了广阔的应用前景。为了考察浅层床中气体一颗粒间的传递特征,本文从气体一颗粒传热入手,采用热响应的实验技术,测定了气-固系浅流化床(L/D_T=0.045～0.17)内空气-海砂的表观传热系数,同时求算了相应的浓相区传热系数,并表述了传热系数随床深的变化趋势。从实用角度,本研究最终将表明,在较浅的颗粒床层中,能给出较大的传热速率但床层压降较小,藉以推广浅流化床的应用。     

基于手机录像实现莱顿弗罗斯特现象的观察*

莱顿弗罗斯特现象在化工领域具有重要的研究价值。为将该现象的实验引入到本科实验教学中,设计制作了基于手机录像功能的莱顿弗罗斯特现象观察装置,可研究表面温度、液滴种类、表面活性剂等因素对莱顿弗罗斯特现象的影响。该装置制作简便,成本低廉,使用方便,效果明显,有利于提高学生的学习积极性,加深学生对泡核沸腾和膜状沸腾等沸腾传热不同状态的理解。     

凹凸板式换热器的研究现状

介绍了换热器性能评价方法和几种研究方式,比较了管壳换热器与板式换热器的优缺点,综述了凹凸板片强化传热机理、传热系数与压降之间的关系、板片结构设计优化以及加工工艺改进等方面的相关研究,从而提出了凹凸板式换热器有待解决的问题,并进行了总结和展望。     

对蒸馏实验操作两个问题的分析

1为什么冷却水是由冷凝管下口通入,上口流出蒸馏实验中,冷凝管套管中的冷却水自下向上流动,内管中的蒸气自上向下流动,在流动过程中进行热量传递,使蒸气全部冷凝并冷却下来。这种流动方向相反的2种物质所进行的传热过程,称为“逆流”传热,反之,则称为“并流”传热。用T表示内管     

Al-Fe-P三元系的热力学优化

采用CALPHAD方法对Al-Fe-P三元系进行了热力学评估, 并根据相关的实验数据对边际二元系Al-P进行了热力学再优化, Al-Fe和Fe-P边际二元系的热力学参数取自之前的研究并做了局部调整. 根据相图数据和热力学数据优化了Al-Fe-P三元系的热力学模型参数, 获得了体系中所有相的Gibbs自由能表达式. 所得参数之间自洽且能很好地重现Al-Fe-P体系的大部分实验相图信息. 通过驱动力判据和本文优化所得的模型参数,从热力学上解释了该体系非晶形成能力与组成之间的关系.     

一种半经验的关联-预测活度系数的系统

提出一种半经验的关联-预测活度系数的系统。二元系的活度系数用一过量自由焓模型推算。该模型的模型参数从2个代数方程联立求解, 其一关联模型参数与γ^∞, 另一关联模型参数与(dγ-dx)x=0。γ^∞用MOSCED模型由纯组分性质关联。(dγ/dx)x=0用三维溶解度参数关联。用该系统对145组等温极性二元系作了预测, 对计算结果与实验值作了对比。F0T6R19     

暴沸的成因与防止

吾人在实验室中,将一液体加热使之沸腾时(如在行蒸馏,回流加热或测定沸点时),如不加以助沸设施,则液体的沸腾每不平稳。到了正常沸点时并不沸腾,而每要到超过正常沸点好几度时才开始沸腾(这就是所谓“过热现象”),而沸腾的情形是间歇的。虽然加热很平稳,但沸腾蒸汽泡的产生却不平稳,有时虽已相当过热而并不产生,但一会儿却又大量产生,一起冲上来,厉害的时候就像爆炸一样。在蒸馏时会将液体从蒸馏瓶的支管中冲出来,使蒸馏失去精制的目的;在回流加热时将液体冲到回流冷凝管的上部,厉害时还会冲出冷凝管,使实验损失或失败。这种不平稳的沸腾现象,叫做暴沸,是实验室中常遇到的一大困难,除上述的害处外,它还能使测得的沸点失准,在暴沸厉害时,震动很厉害,有时会把夹紧的玻璃仪器震碎。     

多孔铁矿石球团还原动力学及其数学模型

本文通过添加锯末,球团焙烧获得了不同孔隙度的球团;通过观察还原球团样品剖面,论证了多孔球团还原进行的型式;通过控制还原气氛,实现铁矿石球团的逐段还原,求出了各阶段的反应速度常数及反应活化能,并得出了有效扩散系数对孔隙度的函数关系。由此,研究了孔隙度对铁矿石球团还原性能及还原反应进行方式的影响。比较模型与实验结果,系统地讨论了单界面未反应核模型,三界面模型,两阶段模型,微题粒模型,恒参数与变结构参数的多级区域反应模型和多阶段反应模型等七个模型对多孔铁矿石球团还原的适用性,指出了各模型间的联系与转化条件,并编制了求解模型的计算机程序及模型参数优化程序。此外,还研究了还原过程中球团有关结构参数的变化规律,说明了考虑固相结构参数变化的重要性。最后,针对气体通过铁矿石球团中间产物层和产物层的扩散机制,铁矿石在还原过程中的分级性,以及对各个模型的讨论结果,提出了一个具有变结构参数的多阶段反应模型,较准确地描述了多孔铁矿石球团整个还原过程中的固相结构变化规律。     

华北地区壳内高导层及其与地壳构造活动性的关系

本文论述了自1976年以来在华北地区所进行的40多个大地电磁测深点的观测,在大多数测点下发现了壳内高导层,其埋深15—25km,纵向电导值在数百——千Siemens 以上.本区壳内高导层埋深与人工地震测深法所确定的壳内低速层最小速度值埋深一致.大多数震源深度均位于壳内高导层之上,大量的浅部正断层也终止该层之上.壳内高导层埋深浅、纵向电导值大的地区,大地热流值高、新生代以来的构造活动强烈.推测平原下的壳内高导层起因于长英质矿物的部分熔融,而其周围地区下的壳内高导层起因于含结晶水矿物的脱水作用。     

全固态锂金属电池多物理场耦合下的电化学过程仿真模拟

基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对氮氧化锂磷(LiPON)基全固态锂金属电池进行有限元模拟. 使用3次电流分布、 稀物质传递、 固体传热与固体力学等接口实现了多物理场在固态锂电池体系内部的耦合, 并完成了对于全固态锂金属电池本身在给定物理参数的情况下实际运行的电化学性能仿真. 在此模型中, 电池在运作时的热管理以及应力分布均得到有效的计算. 利用锂金属负极表面沉积的数据分析得到了锂枝晶生长的可能原因. 结果表明, 全固态锂电池的容量衰减以及枝晶生长等安全管理的失控并不只是单一因素控制的结果; 体系的浓度梯度、 应力预分布、 传热传质过程的控速步骤与充放电过程的体积变化等都会对电池的性能与安全管理产生不同的影响.     

超临界甲烷在氯化锆层柱纳米材料中吸附的分子模拟

用巨正则MonteCarlo(GCMC)方法模拟了甲烷在氯化锆层柱材料中的吸附。模拟中,氯化锆层柱材料模型化为柱子均匀分布在层板间的层柱孔,非极性分子甲烷采用Lennard-Jones分子模型,层板墙采用Steele的10-4-3模型,流体分子与柱子的相互作用采用点-点(sitetosite)的方法计算。在高度理想化模型的基础上,引入交互作用参数kfw,建立了有效势能模型。通过实验数据确定交互作用参数kfw,从而使该模型能有效地表征流体与层板墙的相互作用。根据77K温度下氮气的实验吸附数据,确定了流体和层板墙间的交互相作用参数。然后用这个有效的参数kfw=0.65模拟了三个超临界温度下氯化锆层柱材料中甲烷的吸附情形,得到了它位的吸附等温线,局部密度分布以有流体分子在层柱微孔中的瞬时构象,并分析了温度对材料吸附性能的影响。结果表明GCMC方法是预测材料吸附性能的一种强有力的工具。     

超临界甲烷在氯化锆层柱纳米材料中吸附的分子模拟

用巨正则MonteCarlo(GCMC)方法模拟了甲烷在氯化锆层柱材料中的吸附。模拟中,氯化锆层柱材料模型化为柱子均匀分布在层板间的层柱孔,非极性分子甲烷采用Lennard-Jones分子模型,层板墙采用Steele的10-4-3模型,流体分子与柱子的相互作用采用点-点(sitetosite)的方法计算。在高度理想化模型的基础上,引入交互作用参数kfw,建立了有效势能模型。通过实验数据确定交互作用参数kfw,从而使该模型能有效地表征流体与层板墙的相互作用。根据77K温度下氮气的实验吸附数据,确定了流体和层板墙间的交互相作用参数。然后用这个有效的参数kfw=0.65模拟了三个超临界温度下氯化锆层柱材料中甲烷的吸附情形,得到了它位的吸附等温线,局部密度分布以有流体分子在层柱微孔中的瞬时构象,并分析了温度对材料吸附性能的影响。结果表明GCMC方法是预测材料吸附性能的一种强有力的工具。     

铋系氧化物超导体晶体结构的模拟

自Michel等人首次在Bi-Sr-Cu-O体系中获得7—22 K的Bi_2Sr_2CuO_6超导相以来, 一类新型的双层铋系超导体引起人们的注意, 研究结果表明超导相的转变温度T_c随CuO_2层数的增加而增高. 因此, 晶体结构和超导性之间的关系是人们注意的一个问题. 铋系超导体的晶体完整性很差, 文献仅给出晶体平均结构的晶胞参数. 本文采用原子经验势方法, 对Bi_2Sr_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n+4)(n=1,2,3,4)的理想晶体结构作了模拟计算. 计算了单胞的结构参数和原子的位置参数. 计算表明: Cu-O(3)的原子间距和CuO-BiO的层间距离随n增加而减小. 根据电荷转移模型, 载流子的数目和电导层(CuO_2)及电荷储蓄层(BiO)之间的电荷转移有关. 层间距离的缩短似乎有利于载流子的形成.     

鼓泡浆态反应器中浸没表面的传热研究

在内径98mm的鼓泡浆态反应器内，考察了工艺参数对浸没表面与浆液间的传热系数的影响。浆态反应器轴向装有一个外径20mm，长120mm的测量传热膜系数用的铜制元件。为了模拟浆态FT合成反应系统，三相系统由N2、液体石蜡和石英砂（平均粒径53μm、110μm、180μm）或63μm以下的Fe2O3组成。工艺参数变化范围如下：表观气速0.005m/s～0.08m/s, 温度353K～453K, 压力0.1MPa～0.8MPa，固体的质量分数0～20%,初始液位高度625mm～1240mm。本研究使用单孔板、多孔板、烧结金属板三种气体分布器类型。结合实验数据，应用最小二乘法求得各个参数值，得到的无因次传热系数关联式为St=0.179(ReFr)－0.25Pr－0.66，相关指数0.98，最大偏差18％。该关联式可应用于气－液和粒径小于100μm的气－液－固体系。     

液体分子自扩散系数的预测

基于液体层膜结构模型提出预测液体分子自扩散系数的方程,对24种液体在较宽温度范围内作了检验,平均偏差为3.8%。同时分析了层膜结构模型中位形参数ξ随温度和物质不同而变化的规律,这对了解液体的微观结构、扩散过程的机理和阐明层膜结构模型的合理性具有重要意义。     

球壳粒子悬浮系模型化研究——内部相参数对介电谱影响的数值模拟

在Hanai理论基础上对球壳粒子悬浮系的介电模型进行了模拟研究,通过用C++的复数类对理论公式的程序化,建立了介电谱的介电参数与体系内部相参数的关系.所得的解析解可方便地模拟介电弛豫谱依不同相参数的变化曲线,计算并分析了内部参数对介电谱的模式以及介电参数的影响因素.     

神经网络方法在血管紧张素转换酶抑制剂定量构效关系建模中的应用

对20个ACEI化合物用量子化学方法进行结构优化并计算出10个参数,用9种不同隐含层节点数的BP神经网络研究了ACEI的定量构效关系,建立了节点为10/6/1的三层BP神经网络模型。结果表明:以量化理论计算所得参数可以构建合理的ACEI定量构效关系模型,神经网络模型M6的r2=0.995,S=0.050,6个验证集化合物的残差平方和为0.002,预测能力明显强于多元线形回归模型,亦优于同类文献报道,可作为ACEI研发领域中预测先导化合物活性的理论工具。     

射流流化床煤气化炉中气固流动和传热、传质的CFD模拟研究

通过双流体模型对射流流化床煤气化炉进行了CFD（Computational Fluid Dynamics,计算流体力学）模拟。模拟着重分析了流化床气化炉气固流动的特性和传质、传热过程。结果表明,流化床中气固两相的传热、传质过程与气体和颗粒的运动特性密切相关。     

氢原子与Fe(111)表面相互作用的理论研究

氢自由基在Fe表面的吸附是典型的表面吸附反应.本文首先对α-Fe体相开展研究,再对Fe(111)的周期性平板模型进行了参数测试,确定了7层模型可以有效表示Fe(111)表面.研究了氢原子在Fe的刚性表面和柔性表面上的吸附情况,发现弛豫效应主要集中在上3层表面,而底层4层原子几乎未发生驰豫.发现氢原子在Fe(111)表面...