甲烷-二氧化碳重整制合成气与现代分析技术应用于探究性化工专业实验的设计与探索

以甲烷-二氧化碳重整制合成气为实例，设计探究性实验，将合成气的制备和现代分析技术应用于化工专业实验的教学实践中以提高学生的创新和实践能力。实验包括催化剂的制备，催化剂的性能评价和催化剂的表征等3大部分。采用工业最常用的浸渍法制备含有不同助剂的Ni/X/γ-Al2O3（X为Co，Fe，MgO，CeO2）催化剂，以甲烷-二氧化碳重整反应评价其催化性能，并采用XRD、H2-TPR、BET和TG对催化剂的微观结构进行表征。结合催化剂的性能评价结果和表征结果，探讨不同助剂对镍基催化剂性能的改善效果及机制。通过开设该实验，可以让学生了解化工学科的前沿知识以及现代分析技术的基本原理和用途，掌握专业的实验操作、数据处理和谱图绘制方法，提高学生的专业素养和综合能力。     

饱和蒸气压测定实验中气流量调控装置的改进

In the static method of saturated vapor pressure measurements, the key operation is to adjust the pressure of the system. Because of the invisibility of the gas, it is difficult to control the air flow, which often results in air pouring into the system due to excessive air flow in the constant pressure adjustment process. By designing a mini gas flow control device, the control operation is visualized; thus, problems associated with controlling the air flow can be avoided. Furthermore, frequent adjustment of the air flow becomes unnecessary, greatly reducing the lab hour.     

XPS与UPS测量几种材料功函数的比较

为比较X射线光电子能谱(XPS)与紫外光电子能谱(UPS)测量材料功函数结果间的差异,依次对经氩离子清洁表面吸附层的Au、Ag薄膜样品和单晶硅片,以及未进行表面清洁的Au、Ag、MoO_3薄膜样品,单晶硅片及ITO导电玻璃的功函数进行测量。给出了XPS和UPS测量功函数的计算方法,并探讨了影响材料功函数测量结果不确定性的因素。研究发现XPS及UPS在测量表面清洁的金属样品时,测量结果基本一致,具有较高的准确度,表面清洁的Au、Ag样品一经暴露空气后其表面覆盖一层吸附层,功函数很快发生变化。利用UPS或XPS测量金属和半导体的功函数时应避免暴露空气,若金属样品在空气中暴露时建议使用氩离子清洁表面。研究结果对科研人员按实际测试需求合理选择测量方法具有一定的指导意义。     

动量插值的一种简单有效的修正

针对动量插值数学上的不足,提出一种简单的修正格式,采用与原始的SIMPLE算法非常相似的推导过程,得到不可压流体流动的一种简单的同位网格SIMPLE算法。利用有限数值算例证明新提出的同位网格算法的有效性。结果表明,所有界面速度均采用算术平均值,具有编程简单、内存占用少的优点,同时有效地克服了计算结果与松弛因子有关的的缺点,并克服了同位网格上用动量插值计算界面速度的数学上的缺陷。     

液压ABS回油泵的控制策略及其对制动特性的影响

针对液压防抱死制动系统(anti-lockbrakingsystem,ABS)开发过程中遇到的车轮抱死?踏板舒适性不良等实际问题,重点研究液压ABS回油泵的控制策略及其对制动性能的影响?建立了回油泵流量数学模型,轮缸数学模型,并验证了模型的正确性?在AMESim中建立液压系统模型,通过设计仿真实验,对回油泵的开启时间和转速对ABS系统的影响进行了分析,得出了在进入ABS控制时,回油泵首先应保持低速运转,以克服静态摩擦和减小自身惯量,减压时,再加快转速和首次保压时低速开启的启动方式的结论,最后得出了回油泵的控制策略,通过实验对控制策略进行了验证?结果表明,在所提出的控制策略下取得了良好的控制效果,并能有效地抑制主缸的压力波动,改善驾乘舒适性能?     

空气稳定性对室内人体持续与间歇呼气的影响

空气稳定性概念来源于大气稳定性,在室内环境下反映室内空气的稳定程度.本文利用暖体假人实验,研究了室内空气稳定性对呼气扩散规律的作用.分别针对无通风、混合通风及置换通风3种方式,以及间歇与持续呼气两种形式,组合后形成7组对照实验.通过烟气实验及热球风速仪测量对呼气轨迹进行了可视化及速度测量.结果表明,稳定和中性两种室内空气状态下人体呼气的扩散规律不同.不论是持续射流还是间歇的呼气过程,空气稳定性对其扩散影响显著,影响其轨迹弯曲程度及速度衰减.同时,间歇呼气较持续射流湍流发展更充分,污染物与周围空气迅速掺混,且呼气气流更加平坦.此外,即使两种状态下的Ar与体表温度都接近,由于向上运动受到抑制,稳定的空气相对中性状态下呼出的气流更水平,而且由于气流与周围空气掺混能力减弱,速度衰减低于中性状态.     

基于TRNSYS的双U型垂直埋管换热器的模拟分析

以长沙市某一实际工程的双U型垂直埋管换热器为研究对象,利用TRNSYS建立了地埋管的仿真模型,通过仿真模型及正交试验设计方法研究夏季影响埋管周围土壤平均温度的因素,并分析了这些因素的影响程度.结果表明:钻井深度、钻井间距、钻井数量及回填材料导热系数对土壤平均温度有不同程度的影响,其中钻井间距的影响尤为明显.最佳钻井间距应为4~5m,回填材料最佳导热系数为1.7~2.1 W/(m·K),钻井最佳深度为60~100m.     

发动机泄气制动数值模拟及其性能优化研究

为优化发动机泄气制动性能,用UG软件建立了三维模型,应用动态网格技术对模型进行了网格划分并对气门和活塞的运动规律进行设置和定义.用Fluent软件对泄气制动工作过程进行三维瞬态数值模拟,分析了泄气制动过程活塞压力变化情况,并根据活塞瞬时受力得到各状态下发动机平均制动功率,得出排气背压、排气门开度、发动机转速对制动性能的影响.通过优化工作参数,提高了泄气制动性能,最后进行实验验证,结果表明最大误差为5.2%,最小误差仅为4.1%,表明模拟结果有较高精度和准确性.     

汽车覆盖件拉延模具精确型面构建方法研究

为了提高汽车覆盖件拉延模具调试过程中的研合率、缩短模面研配周期,提出了一种模具型面的精确构建方法.在冲压仿真的基础上,结合网格映射、形函数插值、节点偏移等方法,调整凸凹模工具网格使二者之间的间隙与冲压后零件厚度分布一致,构建出适应零件厚度分布的精确模面网格模型;并以调整好的工具网格为基准,根据网格节点的偏移量,对模具型面相应的曲面面片及其剪裁线的控制顶点进行相应的偏移,实现曲面随网格模型的变化而自动形变,进一步构建出适应零件厚度变化的模具精确型面.实例研究表明,该精确模面构建方法有效,在模具设计阶段实现了模具型面的研合率.     

304奥氏体不锈钢晶界贫Cr的数值模拟

应用基于铬扩散的半经验-半理论公式模型模拟304不锈钢的晶界贫Cr现象。运用该模型不但可以预测不同的热处理温度和时间下304不锈钢热处理过程中晶界上最小Cr的质量分数,而且还可以分析晶界附近Cr的质量分数分布,由模拟结果可进一步得到更宽范围内的温度-时间-质量分数图(TTC)。模拟结果表明:贫Cr区的宽度随敏化时间和温度的增加逐渐变宽;表征材料晶间(应力)腐蚀敏感性的TTC图与参考文献的模拟与实验结果基本一致。