热重-红外联用分析医疗垃圾的热动力学特性

通过TG-FTIR联用分析仪对医疗垃圾中单组分和混合组分进行热解热性分析,TG/DTG结果表明医疗垃圾热解过程中,各混合组分相互之间的影响很小;同时FTIR结果表明混合组分的热解析出的气体成份为构成此混合组分的单一组分析出的气体成份之和,而且各混合组分之间没有明显的化学反应发生;通过积分法和微分法对30个机理函数进行分析,得出对应各组分最适合的反应机理函数相应不同组分的动力学参数.     

纤维素、木质素对生物质与煤混烧特性的影响

利用热重红外分析仪着重分析了生物质中纤维素和木质素含量对混合热解及混烧特性的影响.生物质与煤的混合热解相比于纯煤的单一热解失重明显较大较快,并且纤维素含量越高,混合燃料失重越大;木质素含量较高,则混合燃料失重较慢.当燃烧温度为300～400℃之间时,混合燃料中纤维素含量越高,质量下降幅度越大;当燃烧温度为500～700℃之间时,混合燃料中则是木质素含量越高,质量下降幅度越大.     

生物质与煤矸石混烧特性实验研究

采用热重分析仪,以20℃/min的温升速率对煤矸石、玉米秸秆以及二者的混合物进行燃烧特性实验,得到了燃烧的特性参数,再通过动力学分析得到了燃烧的活化能等动力学参数.研究结果表明,煤矸石的着火特性、综合燃烧特性差,玉米秸秆着火特性、综合燃烧特性较好.煤矸石和玉米秸秆混合物的燃烧特性取决于混合物中各物质所含的比例,混合物中玉米秸秆的比例越高,综合燃烧特性越好.     

激光烧蚀聚甲醛的热-化学耦合模型及其验证

针对激光辐照聚甲醛的烧蚀现象,建立了一种包含升温、相变、热解及热解产物飞散等过程的热-化学耦合模型.采用无规热解模型描述聚甲醛升温后的热解过程,给出了不同热解率下热解产物的组成.利用基团贡献法计算烧蚀产物组分的热力学性质,并按照混合法则确定烧蚀产物混合物的名义标准沸点和临界温度.当烧蚀产物温度低于临界温度时,以液态蒸发机理表征热解产物的烧蚀,用Knudsen层关系式计算烧蚀质量;反之热解产物飞散由气体动力学机理控制,采用间断守恒关系及Jouguet条件描述烧蚀进程.本模型可给出激光辐照下聚甲醛的烧蚀质量、烧蚀温度、烧蚀产物组成和不同机理的烧蚀比率.与实验结果对比表明,当激光能量密度小于30 J/cm2时本模型能准确地描述烧蚀过程.     

基于TG-FTIR的杨木热解过程中脲醛树脂影响机理的模型物研究

热解是废弃人造板高效回收利用的方式,人造板中所含胶黏剂是其不同于生物质的主要特征。为了有效环保地利用热解技术处理废弃人造板,解明人造板热解过程中其所含脲醛树脂胶黏剂(UF)对木材热解特性的影响,深入探索UF对人造板中木材各组分的作用机制,以杨木及木材的三种主要组分(纤维素、半纤维素、木素)为研究对象,创新性地依据杨木的化学组成,以纤维素、木聚糖和木素配制成模型物,并加入UF模拟人造板的构成。利用热重红外光谱联用(TG-FTIR)分析法,对比分析了加入UF前后模型物以及杨木各主要组分的热失重特性及气相演变规律。热重及红外结果表明,UF促进了纤维素热解过程中水和羧酸类物质的生成。UF与木素结合生成热不稳定的含氮结构,释放大量氨气,并且在200～300 ℃区间内参与了木素的热解并直接影响木素热解产物的生成。由此推测,在人造板热解过程中,木材三种主要组分中与UF作用的主要成分是木素。     

非碳化热厚固体逆流水平火蔓延热解特性

根据反应边界层理论,解析热解表面传热传质过程,依据热厚固体内部温度分布,给出其热解表面传质数B-number函数以及热解模型。并以4 mm厚PMMA平板为对象,进行不同送氧量和不同车速燃烧实验,通过记录火焰长度、火焰距离热解表面的高度、蔓延速度、质量损失率以及底板温度等数据,推演热解表面热通量,表面传质数等热解动力学参数的变化规律,研究结果为解释热厚固体表面燃烧的发生、发展以及状态转条件奠定理论基础。     

塑料和橡胶垃圾的热解机理及动力学分析

利用热分析-质谱联用技术进行了塑料和橡胶垃圾的热解实验研究,探讨了这两种聚合物热解机理,并采用Freman-Carroll法定量分析了垃圾热解动力学.塑料和橡胶主要热解气体产物是烃类CnHm(n≤4～5),CO2和CH4,塑料热解过程以脱链解聚吸热反应为主;而橡胶热解过程分为两个阶段,前期以交联缩聚放热反应为主,后期以脱链解聚吸热反应为主,热解过程总热效应为放热.     

生物油及其重质组分的热解动力学研究

采用热重分析法对生物油及其三种重质组分模型化合物的热解特性进行了对比研究,并对动力学参数进行了求解.结果表明:生物油的热解包括挥发组分的蒸发及重质组分的裂解两个阶段,反应级数都是4级,活化能分别为29～36kJ/mol及13～19 kJ/mol;三种重质组分模型化合物中左旋葡聚糖也存在两个失重区间,反应级数分别为1和2,且表观活化能最高;3,4二甲氧基苯甲醛和丁香酚则只有一个失重区间,且相应的反应级数分别为0.8和0.5,表观活化能也依次降低.     

傅里叶红外光谱法研究GAP/AP混合体系的快速热裂解

用T-Jump/FTIR在线联用分析技术,研究了GAP/AP混合体系在模拟燃烧条件下快速加热高温高压的热裂解。结果表明,GAP/AP混合体系的主要热裂解气相产物的组成发生了变化,说明组分之间存在相互作用。压力对GAP/AP混合体系气相产物有明显的影响,表明混合体系组分GAP和AP之间的相互作用是通过AP分解气相产物进行的,混合体系不但存在气相之间的反应,也存在气相/凝聚相反应。而温度并没有影响AP对GAP的作用。用T-Jump/FTIR在线分析技术能够实现模拟燃烧条件下含能材料实时气体产物分析,为从微观反应的角度探索含能材料的快速高压热裂解及其组分之间的相互作用提供一条技术途径。     

低氧浓度下煤燃烧特性的热重实验研究

煤燃烧的部分过程是在低氧浓度下进行的,本文利用热重实验研究煤在低氧浓度下燃烧特性的变化,重点研究着火特性、燃尽特性和燃烧速率的变化;同时计算分析低氧浓度下,煤燃烧反应动力学参数的变化。实验结果表明,低氧浓度下煤燃烧反应的TG和DTG曲线均向高温区靠近,着火温度基本不变,燃尽温度提高,燃烧速率下降;低氧浓度下燃烧反应的动力学参数活化能E和频率因子k_0之间存在着补偿效应。     

差谱技术用于塑料焊接剂的结构鉴定

本文利用ＮＩＣＯＬＥＴ２０ＤＸＢ傅里叶变换红外光谱仪的差减光谱（差谱）软件对复杂混合物的光谱成功地进行了二次光谱图的差减，得到了很好的单一组分的红外光谱图，从而鉴定了塑料焊接剂主成分的结构。     

基于拟Monte-Carlo方法测定油类混合物组分含量的研究

汽油、煤油、柴油是由原油加工而成,但其相应馏程特征有所不同,其中汽油的沸程约为35~205 ℃,煤油的沸程约为140~250 ℃,柴油的沸程约为180~370 ℃,同时,其碳链长度有所不同,汽油在C7～C11范围内,煤油在C12～C15范围内,柴油在C15～C18范围内,由于其碳数分布特征有所差异,其荧光光谱也相应有所差别,这是对三类不同油种进行识别与定量检测的基础。由于海洋时常发生油类污染,监测海洋中油类有机物的含量十分重要,采用拟Monte-Carlo方法计算三维荧光光谱特征峰幂次积分,结合最优算法求解最佳特征峰数量及积分区域范围,利用BFGS法解非线性方程组,提出一种光谱重叠的多种矿物油混合物组分含量测定的方法。由于对选定特征区域内确定点列对应峰值的幂次进行累加,对荧光谱线微小变化敏感,从而对组分含量微小变化敏感。同时由于点列的选取,相比于单点测量法,在一定程度上减小了随机误差的影响,可以进一步提高测量灵敏度。以煤油、柴油、汽油为研究对象,将单一油种视为整体,不考虑每种油的具体组分,测量单一油种及混合物的三维荧光光谱及等高线图谱,经最优算法选择六个特征峰进行特征峰幂次积分,测定混合油中组分含量,与峰值法,均值法等单点测量方法相比较,测量灵敏度提高约50倍,实现了混合物组分含量的高精度测量,为不需化学分离直接测定光谱重叠混合物组分含量提供了一种实用算法。     

固态富马酸单乙酯在变温1H MAS与CRAMPS研究

富马酸单乙酯(FAME)的单脉冲¹H MAS谱由-高分辨成分与-宽线谱成分组成.高分辨成分可由Hahn回波脉冲序列单独获得.文中通过变温¹H MAS与CRAMPS实验对两组分的性质进行了系统的研究.发现当温度趋于样品的熔点时,其¹H CRAMPS谱可观察到化学位移明显区别的两套谱,它们分别对应于¹H MAS谱的高分辨与宽线组分.实验表明:高分辨成分来自FAME样品的-塑性相,而宽线组分来自通常的刚性相.文中所给出的实验事实充分说明¹H MAS与CRAMPS技术是研究有机塑性固体的强有力的工具.     

基于SVM的混合气体红外光谱分析关键技术研究

为了解决海量混合气体光谱数据样本无法获取、混合气体组分气体特征吸收谱线重叠、混合气体组分浓度分布的随意性等问题,将支持向量机用于混合气体红外光谱分析中.提出了光谱数据样本特征选择、数据预处理、SVM校正模型参量优化及层次式混合气体光谱分析结构等关键技术.实验分析了上述4项关键技术对分析结果的影响.实验结果显示,采用关键技术的混合气体组分浓度分析的最大绝对误差为2.93%,最大平均绝对误差为0.73%.     

MECHANISMS OF TOUGHNESS IMPROVEMENT OF SEMI-CRYSTALLINE POLYMERS

Many normally ductile semi-crystalline polymers, such as polyamide-6 (or 6,6) (Nylon), high density polyethylene (HDPE), and isotactic polypropylene (iPP) are known to be brittle under impact loading.

Some general principles for improvement of toughness of semi-crystalline polymers that rely on the reduction of plastic resistance of the cavitated matrix are presented. As typical cases, the mechanisms of the dramatic toughness jumps achievable in both Nylon and HDPE through the incorporation of either flexible rubbery particles or rigid CaCO₃ particles are discussed. In both cases these result in the establishment of a material component of reduced plastic resistance in the form of a layer of oriented crystallization of well-defined thickness around the particles. The toughness jumps occur when the average interparticle ligament thickness is reduced below a critical value, specific to the particular polymer, and the component of reduced plastic resistance percolates through the structure.     

PM晶体声光混合型光学双稳态原理设计及频率反馈网络系统研究

本文简介PbMoO_3混合型光学双稳态的原理设计及其反馈网络系统的装置。通过实验及调节,测试了该器件的衍射曲线,反馈曲线以及光学双稳滞后回线。实践证明:PbMoO_3声光晶体具有良好的光学双稳特性,可以作为多通道开关,适用于波导技术。     

PM晶体声光混合型光学双稳态原理设计及频率反馈网络系统研究

本文简介PbMoO₃混合型光学双稳态的原理设计及其反馈网络系统的装置。通过实验及调节,测试了该器件的衍射曲线,反馈曲线以及光学双稳滞后回线。实践证明:PbMoO₃声光晶体具有良好的光学双稳特性,可以作为多通道开关,适用于波导技术。     

两种按比例混合颗粒系的多次散射模拟

一种颗粒与其他种类的颗粒混合后, 会使其散射特性发生变化, 本文研究了水云中混有黑炭气溶胶后的散射特性变化. 根据Mie理论计算了水云和黑炭气溶胶散射相函数、单次散射反照率和不对称因子. 给出了混合颗粒系的蒙特卡罗模拟方法, 给出了颗粒碰撞类型抽样、自由程抽样和根据Mie相函数进行散射方向抽样的方法. 计算了光垂直入射时, 水云和黑炭气溶胶混合颗粒系的反射光强随观测角的变化, 并计算了平面反照率随入射角的变化, 讨论了黑炭气溶胶的有效半径、混合比例对整个混合颗粒系散射特性的影响. 计算结果表明, 水云中混合黑炭会加强其吸收, 且黑炭的比例和尺寸不同其散射特性差异较大.     

多元有机混合液声速特性与非线性声参量B/A的数值计算

根据Jacobson的液体分子自由程理论和液体声速与分子自由程的关系,推导出多元有机混合液声速的温度系数、压力系数和非线性声参量B/A的计算公式,并根据组成多元有机混合液各组分特性参量(密度、自由程、非线性声参量B/A、等压膨胀系数、等温压缩系数等),利用给出的公式对声速的温度系数、压力系数、非线性声参量B/A进行了数值计算,并将计算结果与实验结果进行了比较.     

Influence of the initial parameters of spray water on its motion through a counter flow of high-temperature gases

The motion of spray water through a counter flow of high-temperature gases is experimentally studied on a macroscopic level using optical techniques for diagnostics of two-phase liquid-gas and vapor-liquid flows. It is found that the initial temperature, concentration of typical impurities, and dispersity of water influence the component composition of the forming gas-vapor-droplet mixture. The integral characteristics of evaporation of solitary droplets with initial sizes (conditional characteristic radii) of 3–5 mm and a spray water flow with droplets less than 0.5 mm across through a high-temperature gaseous medium are compared.