Numerical investigation on heat transfer characterization of liquid lithium metal in pipe

Liquid Li metal is a promising nuclear reactor coolant; however, relevant research regarding its heat transfer characteristics remains insufficient. In this study, a steady-state two-dimensional mathematical model is established to describe the heat transfer process of liquid Li in a straight pipe. A numerical analysis is conducted to investigate the effects of inlet velocity, inlet temperature, and wall heat flux on heat transfer in liquid Li. The results indicate the advantage of using liquid Li for improving heat transfer at high inlet temperatures (> 1000 K) compared with using liquid sodium and lead–bismuth eutectic. Considering the mechanism of the outlet radial heat flow model, the ratio of turbulent to molecular diffusion coefficients presents a parabolic distribution along the radius of the pipe. Increasing the inlet velocity, decreasing the inlet temperature, and decreasing the wall heat flux can effectively weaken the dominant role of molecular heat transfer owing to the low Prandtl number of liquid Li. The heat transfer of liquid Li is investigated comprehensively in this study, and the results provide a basis for the practical application of liquid Li as a promising coolant.     

吡喃葡萄糖基咪唑啉盐表面活性剂的波谱学数据分析

以1-(2,6-二甲基苯基)-1H-咪唑与2-溴乙基葡萄糖苷为原料,一步合成了新化合物溴化1-(2,6-二甲基苯基)-3-[2-(2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基氧基)-乙基]-咪唑盐(化合物1),是一种咪唑啉盐表面活性剂。化合物1的结构中存在糖基,含有多个手性碳原子,导致其核磁共振氢谱和碳谱较为复杂。我们运用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)和元素分析(EA)确定了其化学组成,随后通过液体核磁共振波谱技术(包括1D和2D核磁共振手段,如~1H NMR、~(13)C NMR、DEPT90、DEPT135、~1H-~1H COSY、~1H-~(13)C HSQC、~1H-~(13)C HMBC)对化合物1的氢谱和碳谱信号进行了表征,通过解析对其结构进行了详尽归属。     

基于滑移/非滑移异质界面的动压润滑性能优化

合理布置的滑移/非滑移异质界面可以提高流体动压润滑性能,但目前滑移区和非滑移区的组合方式大多采用单一的直线拼接法,没有针对流体润滑摩擦副的各类工况设计出相应的优化方案,为此本文建立了一组离散式二次方程来描述滑移区和非滑移区拼接轨迹,并引入计算域单元的宽长比作为优化变量,分别以液膜刚度和摩擦因数作为优化目标,通过MATLAB数值仿真求解不同宽长比条件下滑移区和非滑移区的最优拼接轨迹。结果表明,与直线拼接法相比,选取二次方程所描述的抛物线作为滑移区和非滑移区拼接轨迹的方法使流体润滑摩擦副在摩擦因数和液膜刚度等性能指标上都有所改善,而且根据不同的优化目标参数可以方便地绘制出最优拼接方案,验证了本文方法在改善动压润滑性能上的可行性和普适性。     

1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体对PEG20M固相微萃取涂层萃取性能的影响

利用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体和PEG20M为涂层材料,制备了复合PEG20M固相微萃取探头,与气相色谱联用测定了水中邻氯苯酚和4-硝基甲苯,并对萃取温度、萃取时间、盐浓度、溶液p H值等萃取条件,解吸温度和解吸时间进行了优化,结果表明:当水样中氯化钠浓度为0.40 g/m L,p H=5时,于30℃萃取30 min,萃取效果最好;140℃下3 min可完成解吸.与未加离子液体的PEG20M固相微萃取涂层相比,该涂层改善了检测的检出限和重现性,但因离子液体粘度较大等,涂层制备的重现性有待进一步提高.     

木蹄层孔菌的液体发酵培养及粗多糖提取

以菌丝生物量为指标,筛选出木蹄层孔菌液体发酵培养基配方,并进行了粗多糖提取。结果表明:培养基配方为葡萄糖3.0%,蛋白胨1.0%,酵母浸膏0.5%,Na NO30.1%,K2HPO40.1%,KCl 0.05%,Fe SO40.001%,p H值为7.0,用紫外可见分光光度法绘制标准曲线,可测得粗多糖含量。     

AISI E52100钢在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体中的腐蚀行为

考察了AISI E52100钢在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([emim]BF4)离子液体中的腐蚀行为。采用电化学方法(开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线)考察了E52100钢在[emim]BF4离子液体中耐腐蚀的能力。腐蚀后样品表面形貌和产物的组成使用表面分析技术(扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪)进行观察和分析。研究结果表明:离子液体[emim]BF4对E52100钢有腐蚀性,且氧气存在、温度升高和含水率的增大都会加速E52100钢的腐蚀,含水量对腐蚀的影响最为显著;腐蚀产物以铁的氟化物和氧化物为主。     

二氧化钛纳米粒子的合成及其在肿瘤治疗中的应用

二氧化钛作为一种重要的无机材料,被应用于各个领域,尤其是在生物医学领域的应用越来越受到广泛关注.主要综述了二氧化钛纳米材料的主要合成方法及其在肿瘤治疗方面的应用.其合成方法主要有气固液相法三大类,其中主要介绍了液相合成法中的溶胶—凝胶法、水热法、溶剂热法、微乳液法.并且进一步介绍了其在肿瘤治疗方面的光动力学、光热及声动力学疗法原理及应用实例.最后总结及展望了二氧化钛纳米材料在生物医学方面的应用前景.     

基于酪氨酸酶/离子液体-石墨烯纳米复合界面的双酚A电化学传感器

以1,3-二(4-氨基-吡啶)丙烷四氟硼酸盐离子液体修饰石墨烯纳米复合物,负载酪氨酸酶至玻碳电极表面构建双酚A电化学传感器.优化了滴涂量、检测电位、pH值等实验条件对传感器响应性能的影响.结果表明,传感器的安培响应电流与双酚A浓度在1.0×10-9~3.8×10-5 mol/L范围内具有良好的线性关系,检出限为3.5×10-10 mol/L(RSN=3).用于矿泉水瓶中溶出双酚A含量测定,结果与高效液相色谱一致.     

龙浦高速公路高液限土路基改良研究

论述了高液限土的物理特性和工程特性,介绍了目前常用的高液限土处理方法,对浙江省龙浦高速公路的高液限土进行了室内改良试验,得出了不同处理方法的改良效果.铺筑了采用掺灰、掺碎石和掺砂改良的高液限土试验路,对掺灰路段采用路拌法和包芯法的施工工艺,并进行了相应的观测,初步明确了掺灰、掺碎石和掺砂改良高液限土路基的稳定效果.     

液氮冷却煤变形-破坏-渗透率演化模型及数值分析

如何定量评估液氮冷却后煤储层的渗透率演化是液氮冷却增透煤储层技术的关键。为分析液氮注入煤后的变形、破坏和渗透率演化过程,将煤视作弹脆塑材料,其变形过程包括弹性变形、脆性跌落和残余塑性流动3个阶段,结合单元强度退化指数、扩容指数和Mohr-Column准则,建立了考虑围压对煤单元峰后力学行为影响的本构模型。根据煤岩单元变形过程,将煤岩单元渗透率演化分成2个阶段,即弹性压缩煤岩单元渗透率减小阶段及煤岩单元破坏后的渗透率增加阶段。分析了单元弹性变形、剪切破坏和拉破坏与渗透率之间的关系。煤岩单元弹性压缩和拉伸引起单元内孔隙空间的变化,进而影响单元渗透率;煤岩单元剪切破坏在单元内形成共轭剪切带,在剪切带内的流体流动服从平行板定律,给出了基于单元体应变的剪切带宽度和渗透率计算公式;煤岩单元拉破坏在单元体内形成"十"字型裂隙,在裂隙内的流动也服从平行板定律,给出了基于单元体应变的裂隙宽度和渗透率计算公式。结合热传导理论建立了液氮冷却煤层的温度-变形-破坏-渗透率演化模型,并在FLAC下利用Fish函数方法予以实现。数值算例研究了液氯注入辽宁王营子矿某煤层气抽放井后煤层的变形、破坏和渗透率演化过程。结果表明:1)煤受液氮冷却作用后发生体积收缩,越靠近钻孔温度梯度越大,收缩变形越大,温度拉应力越大,越容易破坏,形成拉破坏区。液氮注入冷却10d后的拉破坏区约0.65m宽。2)在拉破坏区,单元内形成了贯通的裂隙,单元体渗透率显著增长,液氮冷却10d的单元渗透率最大增长幅度可达1.97×105倍。3)远离钻孔区域,拉应力也使得煤的渗透率有所增加,增加幅度为1%~14%,远小于破坏区。4)随着冷却时间增加,破坏区域扩大,但增长速率逐渐减缓,这表明在工程实践中冷却时间过长,不一定能取得更好的冷裂效果。5)液氮冷裂的主要影响区域在1.0m左右,但实际工程中钻孔内压力、煤岩体内水的相变等对煤岩的实际变形和破坏也有很大影响,从而使得液氮冷裂的影响区域更大。6)模型能较好地反映液氮冷却煤体变形-破坏-渗透率演化过程,从而为评估液氮冷却煤岩增透效果提供一种简便、可行的方法。