凹凸槽结构对圆柱形微波反应器加热效率及均匀性影响研究

提出在圆柱形微波反应器的腔体侧壁上引入圆形凹槽结构和凸槽结构改善微波反应器中的空间电磁场分布,提高微波加热效率和均匀性;利用HFSS软件仿真计算凹凸槽结构对圆柱形微波反应器加热效率和均匀性的影响,揭示凹凸槽结构参数对圆柱形微波反应器加热效率和场分布均匀性影响的基本规律.研究结果表明,凹凸槽结构参数对圆柱形微波反应器的加热效率和均匀性具有一定影响,凹凸槽结构能显著提高圆柱形微波反应器的加热效率和均匀性.     

基于布谷鸟搜索神经网络的微波加热温度预测模型

微波加热是一种与被加热物直接相互作用的选择性加热方式,具有清洁、节能、减排等特点。针对工业物料作为微波加热负载时,其温度非线性变化的特点,以微波工业加热过程中的多维、海量参数为研究对象,基于泛函接神经网络模型提取样本数据的深度特征,提出了一种基于布谷鸟搜索算法,优化BP神经网络的网络参数,建立了以"数据驱动"为手段微波加热工业物料温度模型。仿真实验结果证明了所提出模型的准确性、实时性。     

圆柱形凸槽结构对微波反应器加热效率及均匀性的影响

加热不均匀和微波能利用效率偏低是制约微波技术在食品生产过程中规模化应用的瓶颈.提出在腔体内壁设置圆柱形凸槽的优化策略,利用有限元法仿真研究凸槽结构参数对微波反应器加热效率和均匀性的影响.研究结果表明:圆柱形凸槽结构能有效提升微波反应器的加热效率和加热均匀性,且彼此之间存在着一系列规律,优化后微波反应器的加热效率达到98.53%,均匀性最大提升幅度达到54.12%.     

炭化微米木纤维微粒捕集器滤芯炭化过程研究

炭化过程是制备炭化微米木纤维微粒捕集器滤芯工艺中的关键环节,对环境、温度、加热均匀性等方面有严格的要求.通过对微波加热理论的深入研究,将微波技术应用于炭化过程,结合实际工艺需求,设计出小型微波炭化装置用于制备该滤芯.详细介绍了装置中谐振腔的材料与尺寸的选择、核心器件的选用、无氧保护的实现等关键技术问题,并对以针叶松为原料制成的木纤维滤芯进行炭化实验.实验结果表明:该装置可有效提高木纤维滤芯炭化的可靠性,极大提高滤芯制备的效率和质量.     

硫改性椰壳活性炭管道喷射脱汞实验研究

选用生物质废弃物椰壳制备活性炭脱汞吸附剂,并在不同温度下进行载硫改性.采用N2吸附/脱附、热重质谱联用(TG-MS)、X射线近边吸收结构(XANES)等方法对吸附剂进行孔隙结构和硫存在形态表征.在模拟烟气管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究.结果表明,载硫温度500℃时椰壳活性炭汞吸附效率优于商用富硫活性炭.活性炭汞吸附脱除能力由孔隙结构、硫含量与硫存在形态共同决定.硫含量随着载硫温度的提高而降低,孔隙结构参数得到优化.元素硫、噻吩与硫酸盐为活性炭硫的主要存在形态,噻吩为有机硫的主要形态.元素硫与噻吩均有利于汞吸附脱除,其中元素硫效果最优.模拟烟气组分的加入促进了活性炭脱汞效率的提高.     

糠醛渣活性炭的微波制备研究

利用微波辐照法加热糠醛渣炭化料、CO2活化制备糠醛渣活性炭.实验考察了微波功率(160~800 W)对活性炭结构与脱硫性能的影响.用XRD分析了不同功率下制备的活性炭微晶结构差别;Quantachrome NOVA Automated Gas Sorption System仪器研究了它们的孔结构变化;用联碱中和法测定了各活性表面官能团含量.结果表明,微波辐照加热对炭的微晶结构破坏主要发生在微晶尺寸La上,La随微波辐照功率变大而减小,石墨乱层结构无序度增加;640 W时得到的活性孔结构最发达;活性炭表面呈碱性,表面酸官能团部分分解,特别是羧酸官能团几乎分解完全,仅剩0.0345 mmol.g-1.     

一种新型微波加热腔体多物理场耦合分析

本研究设计了一种新型固态微波功率源馈电的金属腔体加热装置.从电磁场与物质相互作用的物理机理出发,分析了被加热物体中电磁场,热场及流体场的耦合作用,并分别通过COMSOL Multiphysics和自己编写的时域有限差分算法程序建立数学模型对多物理场耦合进行了计算.最后,通过实验验证了数学模型的正确性及该腔体对微波吸收效率和加热均匀性的提升.该设计可应用于加热低损耗媒质.     

二次微波加热制备硫酸镁水溶性砂芯试验研究

采用二次微波加热工艺制备硫酸镁水溶性砂芯,测试研究了增强剂高岭土对硫酸镁水溶性砂芯性能的影响,对比分析了二次微波加热制备的硫酸镁水溶性砂芯和二次微波硬化水玻璃砂的性能特征,通过扫描电子显微镜(SEM)分析了硫酸镁水溶性砂芯的微观形貌,采用优化配方的硫酸镁水溶性砂芯进行了AZ91D的浇铸试验.试验结果表明:二次微波加热制备的硫酸镁水溶性砂芯具有较高的抗拉强度、表面安定性和抗吸湿性,砂芯铸后的水溶溃散性良好,具有良好的应用前景.SEM分析结果表明:加入高岭土后水溶性砂芯粘结桥中的裂纹和孔隙减少,断裂方式由内聚断裂变成复合断裂.     

微波场中活性炭升温行为的影响因素研究

吸附法脱硫技术中的一个关键问题是活性炭的再生.微波作为一种新型的热处理技术,具有作用时间短、加热均匀和再生成本低等优点。本文从理论和实验两个层面研究了微波场中活性炭升温的主要影响因素。结果表明,活性炭的升温速率和温度最大值随微波输入功率增大而增大,随载气量增加而减小,而与活性炭质量关系不甚密切,实验结果与理论推导基本吻合。     

沥青路面现场微波加热再生模型与实验

为了求解微波加热再生沥青混合料内的温度分布,研究了由于沥青混合料介电常数和比热容是温变参数,从而导致电磁场分布和吸收微波功率的非线性变化.建立了电磁场控制方程和热传递方程耦合的二维非线性热电耦合模型,提出了按微波周期为时间步长交替迭代求解该非线性模型的求解方法.使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统,通过连续或间歇辐射加热方式,对不同体积的沥青混合料进行了加热实验.实验结果证实了微波加热再生通过辐射热传递能实现瞬间体积加热,具有快速、加热均匀、保证质量和无污染等特点.     

采用低温微波法和电加热法再生载甲苯活性炭

采用低温微波法(60、120、180 W)和电加热法对载甲苯松木活性炭进行再生。比较了这两种再生方法下活性炭的再生效率、升温速率、能耗,并分析了再生前后活性炭的物理化学性能。结果表明:经过5次吸附—微波辐射再生之后,活性炭吸附量基本保持原有吸附量的45%。随着微波功率从60 W 升高到120 W,再生时间从60 min降低到22 min,再生效率从1.7%/min增加到4.5%/min。而传统电加热再生法再生时间为180 min, 是微波法的3～6倍; 功率为60 W的微波加热法的升温速率为178 ℃/min,而电加热法升温速率只有9 ℃/min; 从能耗角度看,微波再生法的能耗为29.7 kJ/g,而电加热法的能耗则为74.3 kJ/g; 并且经检测微波法再生后活性炭的孔隙结构和官能团未发生改变。     

高次模碳纤维微波加热装置的设计与实验

为了使T300碳纤维达到微波石墨化的反应温度,需要对其进行微波加热实验。设计了一种基于TM_(110)高次横磁波模式的碳纤维微波加热装置,该装置是一种圆柱形谐振腔,腔体两侧分别存在一个轴向电场最大值区域,理论上可以同时加热多束碳纤维。为了保证碳纤维的加热效率,在设计时需要同时兼顾腔体的谐振频率和阻抗匹配特性。使用仿真软件优化了耦合点的具体位置,并对优化后的圆柱形谐振腔进行了多物理场的耦合仿真。仿真结果表明:出口处碳纤维的表面温度最高,且靠近耦合点的左侧碳纤维温度高于右侧。实验结果与仿真结果较为吻合,验证了碳纤维微波加热的可行性和装置的有效性。     

Microwave devices: carbon nanotubes as cold cathodes

To communicate, spacecraft and satellites rely on microwave devices, which at present are based on relatively inefficient thermionic electron sources that require heating and cannot be switched on instantaneously. Here we describe a microwave diode that uses a cold-cathode electron source consisting of carbon nanotubes and that operates at high frequency and at high current densities. Because it weighs little, responds instantaneously and has no need of heating, this miniaturized electron source should prove valuable for microwave devices used in telecommunications.     

地面含水稠油微波加热集输技术实验研究

以辽河油田地面集输含水稠油为研究对象。利用微波对原油的热效应和非热效应,设计并建立了地面稠油管线微波加热集输室内实验装置。通过室内实验,研究微波对特定稠油的加热降黏及脱水效果,优选出微波的加热频率及加热功率。实验结果表明,该方法与传统加热集输的方法相比具有加热速度快,节能明显的优点。     

泵水力设计方法的研究现状

泵是流体输送系统的核心动力源,开展泵优化设计、实现节能降耗一直是流体机械领域的研究热点。文章回顾了基于一元、二元、三元流动理论进行水力设计的各种方法,总结了各个水力设计方法的优缺点;概括了近年来在叶轮、导叶、蜗壳水力设计方面的研究热点和主流方法,为今后泵设计方法的发展奠定了基础。以数值模拟结合三元流动理论和优化算法的设计方法已成为当前开展泵水力设计的主流手段,可以预期,随着计算机计算能力的进一步提高和优化算法的快速发展,泵的水力设计水平将会有大幅度提升并会促进泵行业的整体技术进步。     

碳纤维石墨化专用微波矩形槽波导谐振腔的设计及数值模拟

微波作为一种碳纤维石墨化过程中的加热方式,对于实现碳纤维在径向和周向上的均匀石墨化具有潜在优势。由于电磁波在腔体内传递时能量分布有很大的不均匀性,首先针对微波加热腔体的形状和尺寸进行了设计;随后采用Ansys Electronics软件建立了加热碳纤维丝束的电磁加热-热辐射-流动传热模型,模拟了腔体内的电磁场和温度场;最后分析了走丝速度与保护气体流速对于腔内温度场分布的影响,结果表明：保护气体流速对加热过程中丝束能达到的最高温度影响较大,而走丝速度对最高温度的变化基本没有影响。本文研究对于碳纤维微波石墨化加热腔的研制具有较实际的指导意义。     

正能城市：一种新型城市发展模式

在研究分析传统资源型城市发展过程中存在的问题的基础上,提出了在低碳经济时代发展的新的资源型城市形态——正能城市的概念。正能城市不但拥有充足的能源,而且以清洁能源为主,具备较高的能源使用效率。与传统资源型城市相比,正能城市在产业发展、城市规划方面的优势为其在低碳能源利用方面赶超发达国家水平提供了机遇。最后为正能城市的发展提出若干政策建议。     

微波法制备污泥活性炭及其在制药废水处理中的应用

采用微波加热法,以制药厂污泥为原料,氯化锌为活化剂制备污泥活性炭.结果表明,微波功率、辐照时间和氯化锌浓度对污泥活性炭吸附性能具有较大的影响.制备污泥吸附剂的适宜条件为:干污泥与CuSO4质量比为20∶1,ZnCl2浓度为4 mol/L,微波功率为464W,辐照时间为5min.利用该活性炭处理制药废水,脱色率和COD去除率分别达到90.2%和91.6%.     

大型建设项目动态联盟系统组织结构探讨

针对目前我国建筑业存在的问题,提出大型建设项目动态联盟的组织模式。本文阐述大型建设项目动态联盟的含义和意义,分析动态联盟系统组织设计的“螺旋式推进”设计流程;并借鉴人工智能的方法,重点探讨组织结构设计模型。     

不同活性炭对竹醋液的脱色脱臭应用研究

目的研究不同活性炭对竹醋原液及精馏液的脱色、脱臭最佳工艺。方法以单因素方法考察活性炭的脱色时间、温度、用量、pH值对竹醋原液和精馏液的脱色脱臭效果的影响。结果活性炭对竹醋原液的最佳脱色、脱臭工艺条件为:脱色时间40min,脱色温度50℃,单位体积竹醋液活性炭用量为14mg/mL;对竹醋精馏液的脱色、脱臭的最佳工艺条件为:脱色时间30min,脱色温度40℃,单位体积竹醋液活性炭用量4mg/mL。结论本试验工艺条件下3种活性炭的脱色脱臭效果为:竹醋原液:硬木活性炭杉木活性炭竹炭;竹醋精馏液:杉木活性炭硬木活性炭竹炭。