焦炭填充床内非稳态传热和流动的研究

采用实验方法研究了干熄炉内焦炭的冷却过程,得到了实验条件下不同位置焦炭的冷却曲线和气体温度、压力损失的变化趋势。根据多孔介质理论建立了非稳态传热和流体流动数学模型,对模型计算值和实验测量值进行了比较分析,结果表明模型具有较好的适用性,给出了二者存在偏差的原因。     

Homotopy analysis solution for micropolar fluid flow through porous channel with expanding or contracting walls of different permeabilities

The flow of a micropolar fluid through a porous channel with expanding or contracting walls of different permeabilities is investigated. Two cases are considered, in which opposing walls undergo either uniform or non-uniform motion. In the first case,the homotopy analysis method (HAM) is used. to obtain the expressions for the velocity and micro-rotation fields. Graphs are sketched for some parameters. The results show that the expansion ratio and the different permeabilities have important effects on the dynamic characteristics of the fluid. Following Xu's model, in the second case which is more general, the wall expansion ratio varies with time. Under this assumption, the governing equations are transformed into nonlinear partial differential equations that can also be solved analytically by the HAM. In the process, both algebraic and exponential models are considered to describe the evolution of α(t) from the initial state α0 to the final state α1. As a result, the time-dependent solutions are found to approach the steady state very rapidly. The results show that the time-dependent variation of the wall expansion ratio can be ignored because of its limited effects.     

具有热源项的驻点流动和传热问题的近似解析解

研究持续拉伸变形表面上二维平面和轴对称驻点流的动量和热量传输问题。利用同伦分析方法获得速度分布和温度分布的级数解,讨论了级数的敛散性。通过图形分析主流速度与拉伸速度的比率参数,普朗特参数,热源参数和流动类型指标对速度边界层和温度边界层的影响。结果表明,这些参数对二维平面驻点流动和传热有较大的影响。     

小尺寸铝纳米团簇的相变行为

采用分子动力学方法模拟了半径从0.3–1.3 nm变化的小尺寸铝纳米团簇的熔化、凝固行为. 基于势能-温度曲线、热容-温度曲线分析, 获得了熔点、凝固点与尺寸的依变关系, 并利用表面能理论、小尺寸效应开展了现象分析.研究表明, 铝团簇原子数小于80时, 熔点和凝固点的尺寸依赖性出现无规律的异常变化; 而大于该原子数, 熔、凝固点则随着团簇尺寸的减小而单调下降; 当原子数为27时, 团簇熔点高于块材熔点近40 K. 同时, 铝纳米团簇呈现出凝固滞后现象, 即凝固点低于熔点. 关键词： 纳米团簇 熔点 凝固点 分子动力学     

碳纳米豆荚的导热分析

本文利用AIREBO势函数、L.J势函数和Green-Kubo线性响应理论,结合分子动力学平衡方法模拟了碳纳米豆荚热导率。研究表明,C60分子的运动有益于能量传输,导致碳豆荚热导率高于空碳管。随着温度升高,碳豆荚热导率先减小后增大。随着长度增长,碳豆荚热导率逐渐增大,并趋于稳定收敛;而管径越大,热导率收敛速度越快,收敛长度越小。对于扶手椅型(n,n)碳豆荚,n≥11时,C_(60)分子存在明显径向平移运动。碳豆荚热导率随着管径变大先降低后升高。碳豆荚热导率随C_(60)填充率的增大而升高;但当填充率达到100%,因为此状态下C_(60)分子的轴向平移运动突然消失,导致碳豆荚热导率突降。     

α-Al_2O_3介孔材料导热特性的模拟

本文针对α-Al2O3有序介孔材料的导热特性开展分子动力学模拟分析.提出了一种保证电中性的孔道结构构造方法;采用逆非平衡分子动力学方法(muller-plathe法),选取Matsui势为作用势,模拟计算了Al2O3介孔晶体材料在不同环境温度下沿孔道轴向方向的热导率;并借助全面实验分析法,设计了模拟条件,以考察孔径和孔隙率对热导率的影响.模拟结果显示:介孔Al2O3热导率先随温度的升高呈上升趋势,并在200—400 K之间取得极值;而后在400—1400 K范围内,热导率随温度的升高几乎呈线性下降.孔隙率一定时,随孔径增大,介孔Al2O3材料比表面积降低,界面散射的抑制作用减弱,使材料热导率略有上升;孔径一定时,随孔隙率上升,孔道壁面声子数减少,材料热导率下降明显;相对于孔径因素,材料孔隙率对声子导热影响更大.     

基于吡啶2,5二甲酸的铽配位聚合物合成、表征及动力学分析

以Tb(NOa)3·6H2O、吡啶-2,5-二甲酸(H2pydc)为原料,合成了一个新型中心对称的三维配位聚合物{ (H3O)[Tb(pydc)2]}n.经X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、热重分析,荧光光谱等对配合物的结构进行表征.在配位单元[Tb(pydc)2]-中,Td(Ⅲ)离子与吡啶-2,5-二甲酸配体上的N原子、O原子配位形成八配位的十二面体构型.相邻的两个Td(Ⅲ)离子通过吡啶-2,5-二甲酸的桥连作用形成三维网状结构.荧光光谱实验表明该化合物在546 nm处有强的荧光发射.另外对配合物的分解过程进行了动力学分析.     

微极性流体在上下正交移动的渗透平行圆盘间的流动

分析了上下正交运动的两平行圆盘间的非稳态的不可压缩的二维微极性流体的流动．应用von Krmn类型的一个相似变换,偏微分方程组(PDEs)被转化成一组耦合的非线性常微分方程(ODEs)．应用同伦分析方法,得到方程的解析解,并且详细讨论了不同的物理参数,像膨胀率,渗透Reynolds数等,对流体的速度场的影响．     

加压毛细管电色谱及其新型固定相的制备和应用

毛细管电色谱(Capillary electrochromatography,CEC)是一种结合了高效毛细管电泳(HPCE)的高柱效和微柱液相色谱(μHPLC)的高选择性的一种新型分离方法.由于在CEC分离中采用电渗流(EOF)作为推动力推动流动相,因而使得CEC具有比HPLC更高的分离效率和峰容量.因为在CEC分离过程中不存在反压,在HPLC中很难使用的微米和亚微米颗粒已经开始在CEC分离柱中获得应用,这也使得CEC获得了比HPLC高得多的分离效率.虽然根据理论预测,使用亚微米颗粒将获得更高的分离效率,然而,到目前为止,只有很少人尝试过使用亚微米颗粒作为填充固定相.     

金属有机骨架复合体的相变热特性测试

本文对SA/Cr-MIL-101-NH_2复合相变材料进行了结构的表征及测试,采用Hotdisk法热常数分析仪测量热导率,通过比较法测量得到其比热容,并由差示扫描量热仪测量复合材料的相变特性,采用伪超临界路径方法模拟了SA在受限空间内的相变过程。研究结果表明:质量分数为70%的SA/Cr-MIL-101-NH_2复合材料热导率相比于纯SA提升了64.8%,增强了整个材料的传热性能,复合材料的比热容、熔点、潜热均随着负载量的增大逐渐增大,但均小于块材SA,质量分数为70%的复合材料潜热达到115.53 J/g,保证了材料的蓄热性能;模拟得到受限空间内SA的回转半径小于自由空间,链段柔韧性增强,导致其熔点降低。