蒸汽-兰炭传热及余热回收特性

为了提高兰炭余热回收效率,建立了蒸汽-兰炭三维非稳态传热模型,对单颗粒传热机理进行了分析,并研究了兰炭粒径、料层厚度和蒸汽流量对蒸汽-兰炭传热及余热回收特性的影响。通过搭建蒸汽-兰炭换热实验台对所建传热模型进行验证,计算结果与实验结果具有良好的一致性。结果表明:对于单颗粒传热,中层颗粒和顶层颗粒热流量均是随着换热时间先增加后减小,具有相似的变化规律,而底层颗粒热流量的变化规律不同于中层颗粒和顶层颗粒热流量的变化规律,底层颗粒热流量是随着换热时间逐渐减小最后趋于0。蒸汽-兰炭换热初期热交换剧烈,料床整体平均温度下降较快,热回收量显著增加。热回收量随着兰炭粒径的增大逐渐减小,随着料层厚度的增加几乎呈线性增加,随着蒸汽流量的增大先逐渐增大后趋于稳定,在保证余热回收量最大的情况下蒸汽的最佳流量为9.0 kg/h。     

可压多孔介质流的扩展混合元解法

讨论多孔介质中两种可压缩流体混溶驱动问题数值方法,假定介质是各向异性的,渗透率系数为张量形式。压力方程采用扩展混合元方法求解压力变量、梯度变量,以及速度变量;浓度方程采用标准有限元方法求解,这一方法对各向异性渗透率多孔介质流可以获得更可靠的数值解。构造了半离散数值格式,通过理论分析得到了压力、速度以及浓度等变量的最优L2模误差估计,对浓度变量获得了H1模最优误差估计。     

TiO2纳米颗粒电化学后处理对超级电容器性能的改善

通过水热法以硫酸钛为钛源制备TiO2 纳米颗粒,然后将样品制成电极模拟超级电容器.1)通过SEM观察TiO2 纳米颗粒的微观形貌,其直径大小分布在30～50 nm, 并通过XRD测定TiO2 纳米颗粒的晶相结构为锐钛矿型;2)对超级电容器进行电循环处理,其比电容从10 mF/cm2增长到103 mF/cm2,并达到稳定,说明电循环处理大幅度提高了该样品的电导率;3)CV曲线中观察到一对明显的氧化还原峰,其比电容主要起源于该氧化还原反应. 恒流充放电和CV曲线计算所得比电容基本一致,阻抗谱图谱也清晰地显示了氧化还原反应所对应的极化电阻的存在.     

机械磨细对新疆和田地区火山岩粉活性影响试验

为了提高新疆和田地区火山岩粉的活性,拓宽其在混凝土工程中的应用,借鉴目前常用的机械磨细的球磨方法,使粉体材料更加细化,并改善其颗粒分布。对4种细度的火山岩粉,采用勃氏法测试其比表面积,激光粒度法分析其颗粒级配及分布,多龄期胶砂强度指数法去验证掺加该火山岩粉后的胶凝体系宏观力学性能变化,最后用SEM及EDS观察分析微观形貌及产物,揭示微观变化与宏观强度,即火山灰活性提升的关系。试验结果表明:机械磨细的方法可以有效地改善火山岩粉的颗粒分布,比表面积每增加80 m²/kg左右则小于50%通过率颗粒粒径减小0.6~0.8 μm;掺火山岩粉胶凝体系随龄期的延长,宏观上其抗折强度和抗压强度均有持续的提高,而且抗折强度增加速率更快,但强度增加随火山岩粉变细而增长的幅度放缓。根据宏观力学性能的变化及SEM及EDS的微观观察分析,得出结论:机械磨细可提高火山岩粉活性的主要原因为颗粒变细的“微集料”填充作用,以及其参与水泥基体系水化反应能力的提升。     

基于金-汞纳米颗粒可视化检测海产品中的甲基汞

基于特定序列的DNA对甲基汞的特异性识别作用,通过晶种生长法经两步还原形成金-汞纳米颗粒,依据颜色从无色到紫红色变化的原理,建立一种非标记且高特异性的甲基汞快速可视化检测体系,并应用于海产品中甲基汞的检测.实验考察不同DNA序列对甲基汞的识别特异性,选择HT9 DNA为最优的识别序列.在最优实验条件下,甲基汞浓度在0.05～4.00μmol·L~(-1)范围内与吸光度呈现良好的线性关系,其检出限为0.01μmol·L~(-1).采用所建立的方法测定海带、鲍鱼、小黄鱼等海产品加标样品中的甲基汞浓度,样品加标回收率为90.4%～97.0%.同时利用IC-ICP-MS对相同样品中甲基汞浓度进行检测,获得较为一致的结果.     

时空分数阶多孔介质类型方程的对称分析

文中对时空分数阶多孔介质方程、带有非线性对流项的时空分数阶多孔介质方程和时空分数阶双多孔介质方程进行了对称分析,得到了3类多孔介质方程对应的Lie对称群,基于上述结果,进行了相应的对称约化,从而得到这些方程的群不变解。     

微流控芯片上润滑油中微金属颗粒快速分离

润滑油中金属磨粒在线检测是实现船舶机械设备润滑状态监测和故障预判的重要方法之一。为了检测润滑油中不同类型金属磨粒,设计并搭建了微流控芯片上基于离心力作用的金属颗粒分离系统。该系统以微流控芯片为平台,设计了圆弧形流道结构,利用ANSYS CFX软件对微颗粒运动进行仿真模拟。实验操纵金属颗粒在离心力作用下实现分离,并进入不同种类金属颗粒通道。仿真和实验研究结果表明,所设计的金属颗粒分离系统可实现润滑油液中直径为15μm的铜、铝颗粒的有效分离。     

水分对变压器油纸绝缘状态影响的区分研究

水分会给油纸的绝缘能力和电气特性带来严重破坏,研究其对油纸系统绝缘状况影响有很大价值。通过在实验室制备不同含水量的油样品和纸样品,开展频域测试;提出不同特征频率点处的ε值作为特征参量,对油样品和纸样品中的含水量进行区分;结果表明:纸中含水量和油中含水量对ε的影响分别集中在频率对数-3~1和-3~-1范围内,且在该范围内影响较稳定;取频率对数为-3、-2和-1、0、1时的ε值作为区分油中水分和纸中水分影响的特征参量,对曲线进行拟合,得出函数关系;对进一步研究油纸绝缘含水量提供新方法。     

干湿交替作用下氯离子在开裂混凝土中的输运规律

为了获得干湿交替作用下氯离子在开裂混凝土内的侵蚀规律,采用双重孔隙介质模型,考虑氯离子在混凝土孔隙内的线性结合,将水分和氯离子在混凝土和裂缝内的迁移分别表示为扩散形式和对流-扩散形式,得出不同饱和度下的水分扩散方程和氯离子对流-扩散方程,以及Rayleigh-Ritz分布下相应的水分扩散系数随孔隙饱和度的变化规律,并采用有限单元法计算干湿交替作用下的水分和氯离子在一规则开裂混凝土内的迁移过程,得出的干燥与湿润过程中的氯离子侵蚀结果与试验结果较吻合.模拟结果表明:在干湿交替作用下,裂缝深度对超出裂缝部分的氯离子影响较大,而裂缝宽度、循环周期、初始饱和度对混凝土和裂缝中的氯离子浓度影响较小.     

基于PFC3D的复杂结构颗粒体的计算机模拟

影响土的渗透性因素有很多,其中最主要的一个因素是孔隙的大小.构成混土的骨料、砂、矿物、碎石等颗粒在不考虑水化作用形成的堆积体的孔隙特征与土的渗透性系数密切相关,利用PFC3D研究了颗粒级配特征对在自重作用下达到密实颗粒堆积体系孔隙率的影响.