符号回归在换热关联式求解中的应用

本文利用符号回归分析换热器的实验数据,以寻找更高精度的换热关联式。为改进MATLAB环境下的遗传规划工具箱GPLAB的性能,增入了四种新功能:个体简化、常数优化、单亲交叉、新生操作。利用改进后的GPLAB对连续螺旋折流板管壳式换热器壳程传热的实验数据进行了符号回归,得到的换热关联式的预测精度高且稳健度强。     

颗粒有序堆积多孔介质对流换热实验研究

本文采用"瞬态单吹反问题研究方法"对颗粒有序堆积多孔介质内的强制对流换热进行了实验研究。详细研究了颗粒堆积方式变化对多孔介质内对流换热的影响,并对均匀与非均匀颗粒堆积多孔介质内的对流换热特性进行了对比分析。研究表明:通过对颗粒进行合理有序堆积,可以使相应多孔介质内的压降显著降低,其综合换热效率明显提高;通过拟合获得了颗粒有序堆积多孔介质内的宏观流动换热实验关联式,其形式与传统经验公式(Ergun公式和Wakao公式)一致,但部分模型参数值远低于传统经验公式。     

柴油机进气道喷射甲醇的排放与经济性研究

在一台增压中冷的电控单体泵柴油机上采用柴油/甲醇组合燃烧（DMCC）方式进行排放特性与经济性试验研究。结果表明:采用DMCC方式能够大量减少NO_x排放,同时CO₂排放也有所降低。可以通过在排气管上加装氧化催化转换器（DOC）很好地清除掉DMCC方式增加的HC和CO排放,其催化效率在90%以上,比原机排放低很多,DMCC方式的甲醛排放比原机高,DOC对其催化率达98%,接近超低排放。DMCC模式外特性的热效率提高了7.607%,且存在一个最佳燃料匹配区间。     

3NaBH4/ErF3复合储氢材料的制备及吸放氢特性

采用高能球磨法制备了3NaBH4/ErF3复合储氢材料, 并研究了其相结构和储氢性能. X射线衍射(XRD)显示, NaBH4和ErF3在球磨过程中未发生反应; 同步热分析(TG-DSC)测试结果表明, 3NaBH4/ErF3体系在420℃开始放氢, 比相同测试条件下纯NaBH4的放氢温度降低了约100℃, 放氢量为3.06%(质量分数). 压力-成分-温度(Pressure-Composition-Temperature, PCT)性能测试结果显示, 3NaBH4/ErF3复合储氢材料在较低的温度(355~413℃)及平台氢压(<1 MPa)下即拥有良好的可逆吸放氢性能, 最高可逆吸氢量可达到2.78%(质量分数), 吸氢后体系重新生成了NaBH4相. 计算得吸氢焓变仅为-36.8 kJ/mol H2; 而放氢焓变为-180.8 kJ/mol H2. NaBH4在ErF3的作用下提高了热动力学性能, 并实现了可逆吸放氢.     

镁铁水滑石的制备及其对小球藻油脂合成生物柴油的催化性能

用改良尿素法制备了镁铁水滑石(MgFe-LDH),对其在小球藻油脂合成生物柴油反应中的催化性能进行了研究。利用XRD、FT-IR、SEM及FT-IR拟合、去卷积分析等技术对所制备的MgFe-LDH进行了表征,考察了pH值、Mg/Fe摩尔比、反应温度和时间对其结构和性能的影响。结果表明,Mg/Fe摩尔比为3或4、pH值为9.5,在110 ℃条件下反应10 h,所制备的MgFe-LDH(Mg3Fe或Mg4Fe)结晶度最高,粒径均匀,结构规整。与Mg/Fe摩尔比为2的MgFe-LDH(Mg2Fe)相比,Mg3Fe或Mg4Fe在完全分解焙烧时,其层板结构保持稳定,具有较高的晶体结晶度、较多的催化活性位和较高的催化活性。以Mg3Fe金属氧化物为催化剂,在醇/油摩尔比为6时反应1.5 h,生物柴油产率可达87％;该催化剂循环使用3次,仍具一定催化活性。     

左旋葡聚糖热解机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-31++G(d,p)方法,对纤维素热解的主要产物左旋葡聚糖的热解反应机理进行了理论计算分析,设计了四种可能的热解反应途径, 对各种反应的反应物、产物和过渡态的结构进行了能量梯度全优化。计算结果表明,左旋葡聚糖开环成链状中间体时,首先,左旋葡聚糖中的两个半缩醛键C(1)-O(7)和C(6)-O(8)断裂,经过渡态TS₁形成中间体IM₁,同时,C(6)-O(7)结合成键使C(5)-C(6)-O(7)形成环状结构,该反应的能垒较高,为296.53 kJ/mol,然后IM₁经过渡态TS₂转变为中间体IM₂,该反应的能垒为234.09 kJ/mol;对IM₂设计了四条可能的反应路径,反应路径2和3能垒较低,是IM₂最可能的热解反应途径;在反应路径1和4中都包含了脱羰基反应,其反应能垒较高,不易发生。     

柳林3#镜煤吡啶残煤大分子结构模型及分子模拟

对柳林3^#镜煤吡啶抽提残煤(LLR)进行了¹³C CP/MAS NMR和XPS分析,结合元素分析和工业分析,构建了其大分子模型。LLR结构中芳香部分以蒽为主,脂肪结构主要以脂肪侧链的形式存在,氧原子分别以醚键、羟基和羰基形式存在,氮原子以吡咯和吡啶的形式存在。运用¹³C NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了大分子结构模型的¹³C化学位移。与实验¹³C NMR谱图相比较,对LLR的大分子结构模型进行了修正,获得了¹³C NMR计算谱能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。采用分子模拟对LLR化学结构模型进行能量优化,结果表明,大分子结构的能量按其大小排序主要为范德华能、键扭转能、键角能与键伸缩能。芳环之间的平行排列在该结构模型中占有很小的比例。最后通过添加周期性边界条件得到该煤的密度为1.22 g/cm³。量子化学半经验方法(PM 3)模拟结构表明,脂肪侧链中的C-C键较长,因而活性较高;边缘碳原子带有较多的负电荷,易于发生氧化反应;芳香碳原子所带电荷较少,稳定性很高。     

SO2和NO对ACF低温脱除模拟燃煤烟气中VOC的影响

采用H₂O₂浸渍的方法对活性炭纤维(ACF)进行改性,并利用氮吸附等温线和XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)的方法对ACF样品进行表征。通过实验测定改性前后ACF脱除VOC(甲苯作为VOC的代表物)的效果,同时考察二氧化硫(SO₂)和一氧化氮(NO)对ACF脱除甲苯的影响。研究发现,双氧水浸渍改性对ACF的BET表面积和孔容没有影响,但使得ACF样品表面的含氧官能团含量大量增加。实验数据也表明,SO₂和NO对VOC在ACF上的吸附具有抑制作用,且随着两者浓度的增加,抑制作用也增强。 研究还发现,SO₂和NO同时存在比单一的SO₂或NO对VOC在ACF上吸附的抑制作用更为明显。     

高阶脉冲中立型偏泛函微分方程的强迫振动性

研究一类具高阶Laplace算子的高阶脉冲非线性中立型偏泛函微分方程的强迫振动性,利用Green公式和微分不等式方法将所讨论的脉冲中立型偏微分方程转化为脉冲中立型微分不等式的问题,获得了这类方程在三类不同边值条件下所有解强迫振动的若干充分条件.     

基于三角模糊数序列的灰色预测模型

以GM(1,1)模型为代表的灰色预测模型是以精确数序列为基础,难以满足实际需要.为了使灰色模型适应于模糊数序列,具体给出了一种基于三角模糊数序列的建模方法,这种方法也可以实现对二元区间模糊数和梯形模糊数序列的建模.首先由三角模糊数序列得出三个含有等量信息的精确数序列:重心序列、隶属函数的覆盖面积序列和中界点序列,对这三个序列分别建模后,再导出原始三角模糊数序列的三个界点的预测模型.这种建模方法既保持了模糊数的整体性又提高了建模序列的光滑度,提高了预测精度.最后进行了多组随机三角模糊数序列的数据模拟,验证了模型的有效性.