利用摩擦纳米发电机的流体能量俘获研究新进展

环境中的流体 (包括气体和液体) 动能是十分丰富且重要的清洁能源之一, 流体能量可通过不同的能量俘获技术 (电磁发电技术、压电能量俘获技术) 被转化为电能并供人们使用. 自2012年王中林研究团队发明摩擦纳米发电机 (triboelectric nanogenerator, TENG) 以来, TENG已成为了最重要的能量, 俘获技术之一, 并应用于流体能量俘获研究中. 论文综述了当前用于流体能量俘获的摩擦纳米发电机 (fluidic energy harvesting TENG, FEH-TENG) 的研究现状. 介绍了 FEH-TENG 中摩擦电材料之间的电荷转移原理以及基本的工作模式. 在气流动能俘获方面, 流致振动 (如涡激振动、驰振、颤振和尾流驰振等)是一种有效的将流体动力转化为机械能的物理机制, 基于该机制, 总结了FEH-TENG在风能和流致振动能量俘获中的研究进展以及各类能量俘获结构. 液体动能俘获方面总结了 FEH-TENG 在波浪和雨滴能量俘获中的研究进展. 介绍了基于 FEH-TENG的混合能量俘获系统和摩擦电材料优化在提升FEH-TENG流体能量俘获效率方面的研究. 接着介绍了FEH-TENG在不同领域中的应用. 最后讨论了目前 FEH-TENG 在流体能量俘获中存在的问题并提出了一些展望. 论文工作有助于推动FEH-TENG在流体能量俘获领域的发展以及促进相关研究人员对该领域的认识.      

创新流体实验仪器,探索创新型人才培养

实验教学是理论联系实践的关键环节,对于学生的综合素质培养和提高有重要意义,而传统的实验教学模式已难以满足社会对工程应用型创新人才的要求.本文结合流体力学实验教学改革实践,探讨了改进自制流体力学实验仪器设备对提升大学生创新精神和创新能力的作用.创新化的实验教学,有助于激发学生自主实验的积极性,进而增强了他们应用已学知识解...     

伯努利方程对流体力学理论建立的历史贡献

著名的理想流体定常流动的能量方程即伯努利方程,自建立以来在流体力学领域中贡献卓著。本文依据伯努利方程的建立内涵,阐述了其在流体静力学、定常孔口出流、皮托管测速、文丘里管流量和翼型绕流等具体流动中的成功应用。同时,进一步说明了由伯努利方程建立提出的局部跟随流体质点的建模思想,被欧拉概括为描述流体运动的流场法,是建立欧拉方程组和N–S方程组的基本依据,也为后来湍流理论、边界层理论、气动噪声等理论的建立奠定了基础。     

MWCNTs复合物纳米流体的摩擦学性能

将油性剂油酸(OA)填充进多壁碳纳米管(MWCNTs)的空腔内制备复合物,再以复合物为添加剂制备一种纳米流体,考察了复合物的质量分数、MWCNTs的酸处理时间以及摩擦测试条件等对纳米流体摩擦学性能的影响,并分析了复合物的润滑机理. 结果表明:油酸被成功填充到经酸处理的MWCNTs管内,填充率约20%;摩擦过程中,复合物制备的纳米流体的摩擦系数有不断减小趋势,其减摩效果甚至优于同等含量的油酸乳化液;当复合物的质量分数为0.1%左右时,纳米流体可获得最佳的减摩、抗磨效果;随着酸化处理时间的增加,复合物制备的纳米流体的减摩、抗磨性能会有所提高. 摩擦过程中,复合物可释放出油酸并形成润滑膜,MWCNTs则能够在油酸形成的润滑膜上发挥“微轴承”的作用,从而使复合物获得更加优良的减摩、抗磨效果.      

三层流体中斜入射波作用下半无限板的水弹性响应

解析地研究了在三层流体中斜入射波浪与半无限弹性板的相互作用引起的波散射和板的水弹性响应. 三层流体在界面处的密度发生阶跃, 各层为一常数. 假设流体不可压缩、无黏、流体运动无旋. 在线性势流理论框架下, 使用本征函数展开法和内积式给出波板相互作用的半解析解. 根据色散关系分析, 得到了表面波模态和界面波模态入射时的临界入射角. 随着物理参数的变化, 临界角将随之发生变化. 临界角决定了当由开阔水域向板覆盖水域传播的表面波或界面波的存在性: (1)板覆盖水域入射界面上, 透射波能否存在; (2)入射界面之上界面中, 板覆盖水域中的透射波以及开阔水域中的反射波能否存在. 当下界面波入射时并且入射角足够大时, 开阔水域中的下界面波模态是整个流体域中唯一存在的模态.      

微粉化技术提高水不溶性药物溶解度

药物的微粉化可以改善颗粒的润湿性,进而提高水不溶性药物的溶解度和溶解速率。目前普遍采用的药物微粒化技术主要包括机械研磨、超临界流体过程、低温喷淋和溶剂蒸发沉积过程。本文介绍了这些微粉化制备技术的基本原理以及该类技术的应用进展。     

步进轮摆共振法测量流体黏度

在液体中做受迫振动的摆球可以在特定的情形下达到共振,所以只要改变摆球的摆动频率,并测量摆球达到最大摆幅时的共振频率,就能实现流体黏度的测量．通过计算机模拟,验证了在0.1～1.5Pa·s范围内黏度与共振频率呈线性关系,给出了计算流体黏度与共振频率的简化公式,设计了实验系统,并通过实验验证了上述理论．探究了摆长、温度和Q值对流体黏度测量的影响,并分析了实验系统的性能误差和进一步改进的措施．     

超临界流体化学热力学

本文简要介绍了超临界流体的基本概念和性质,评述了化学热力学在超临界萃取、超临界态化学反应、超临界流体制备材料等方面的作用和研究进展,讨论了二氧化碳-离子液体两相体系的热力学行为。     

醌类化合物的超临界流体萃取研究进展

综述了国内近20年来超临界流体萃取技术应用于醌类化合物分离的研究进展,重点介绍了超临界流体萃取技术在中草药中醌类化合物的分析测定方面的应用,分析了影响醌类成分提取效果的主要因素,优化萃取温度和萃取压力能够改善琨类化合物的分离效果,夹带剂的使用则有效地提高了超临界流体的萃取能力。     

超临界流体萃取气相色谱法测定鱼肉中的毒死蜱残留

建立了利用离线超临界CO2萃取气相色谱(SFE-GC)测定鱼肌肉中毒死蜱残留量的分析方法。超临界CO2萃取鱼肌肉中毒死蜱的适宜条件为：温度100℃,压力41．370MPa,CO2流量为1mL／min,动态萃取30min,静态萃取时间15min,调节剂甲醇(添加量0．5mL),收集液丙酮。最小检出量为0．01ng;添加回收率为77.3％～105．1％;相对标准偏差(RSD)为2．4％～15．4％,符合残留分析要求。全程分析时间小于2h。