The extremum principle of mass entransy dissipation and its application to decontamination ventilation designs in space station cabins

In terms of the analogy between mass and heat transfer phenomena, a new physical quantity, i.e. mass entransy, is introduced to represent the ability of an object for transferring mass to outside. Meanwhile, the mass entransy dissipation occurs during mass transfer processes as an alternative to measure the mass transfer irreversibility. Then the concepts of mass entransy and its dissipation are used to develop the extremum principle of mass entransy dissipation and the corresponding method for convective mass transfer optimization, based on which an Euler＇s equation has been deduced as the optimization equation for the fluid flow to obtain the best convective mass transfer performance with some specific constraints. As an example, the ventilation process for removing gaseous pollutants in a space station cabin with a uniform air supply system has been optimized to reduce the energy consumption of the ventilation system and decrease the contaminant concentration in the cabin. By solving the optimization equation, an optimal air velocity distribution with the best decontamination performance for a given viscous dissipation is firstly obtained. With the guide of this optimal velocity field, a suitable concentrated air supply system with appropriate air inlet position and width has been designed to replace the uniform air supply system, which leads to the averaged and the maximum contaminant concentrations in the cabin been decreased by 75% and 60%, respectively, and the contaminant concentration near the contaminant source surface been decreased by 50%, while the viscous dissipation been reduced by 30% simultaneously.     

高原地区耐冷菌的生物特性研究

研究前期试验筛选鉴定出的5株高原低温优势耐冷菌种的生物特性,分别测定了耐冷菌的生长曲线以及温度、pH值对其生长的影响。进过试验数据分析得出如下结论：1）前期试验分离鉴定出的5株高原低温优势耐冷菌在10℃低温下均能正常生长,且能保持较高的代谢活性,耐冷菌受温度的影响显著,温度过高（高于15℃）或是过低（低于8—10℃）都会影响耐冷菌的生长情况。2）低温时反应器中SRT为6d以上,才能保证耐冷菌成为系统中的优势菌种。3）弱酸、中性环境适宜低温耐冷菌的生长,弱碱环境也较为适宜耐冷菌的生长。筛选出的耐冷菌是适于城市污水的,但用于工业废水处理时应充分考虑进水酸碱度的影响,避免对耐冷菌造成毒害或抑制作用。     

低温热驱动两级吸收式制冷系统中间压力的研究

对溴化锂两级吸收式制冷系统中间压力Pm(即低压发生器压力）的取值进行了理论计算和分析,得出了中间压力的取值范围及计算公式,可供两级吸收式制冷系统设计时参考。     

低温燃烧法制备La1-xCsxFeO3复合氧化物及其贫燃条件下对NO催化净化的活性与机理

采用低温燃烧合成法制备了Cs掺杂的La1-xCsxFeO3系列复合钙钛矿氧化物.X射线衍射分析和IR结果表明x=0.0-0.6时都形成了钙钛矿结构.催化性能测试发现,x=0.5时催化活性最好,TPR分析证明其催化活性与高价铁离子的出现及氧空位有关.     

聚醚酮酮／含萘环聚醚酮醚酮酮无规共聚物的合成与表征

通过β-萘酚和4,4′-二氟二苯甲酮的缩合反应,合成了一种新芳醚单体-4,4′-二（β-萘氧基）二苯甲酮,将其在亲电反应条件下和二苯醚、芳二酰氯进行共缩聚反应,制备了聚醚酮酮/含萘环聚醚酮醚酮酮无规共聚物,用IR、WAXD、DS、TG和溶解性试验等方法对其进行了表征。     

低温解烃菌T7-2分类鉴定及治理海洋石油污染的条件优化

从渤海油船泄漏区域的海底泥中筛选到一株能降解柴油的低温解烃菌T7-2,初步鉴定为红平红球菌(Rhodococcus erythropolis).该菌在接种到以柴油为碳源的海水中,通过补加少量氮、磷盐及微量酵母粉,15℃振荡培养7 d,降解率达到60.14%.采用响应面法(RSM)对补加营养进行了优化.方差分析表明二阶多项式模型是适合的,回归分析得到了相应的参数.T检验证明(NH4)2SO4、Na2HPO4.和酵母粉均是影响柴油降解的显著性因素.优化的补加营养条件为(NH4)2SO4为2.53 g/L、Na2HPO4为2.75 g/L和酵母粉为10.19 mg/L,验证实验和预期一致,优化后降解率达到75.09%,比优化前提高了25%.     

纤维沥青混合料的低温抗裂性能

从不同纤维的微观特性和纤维沥青胶浆的沉锤试验出发,通过3种级配的纤维沥青混合料低温弯曲蠕变试验,分析了纤维和级配对沥青混合料低温抗裂性能的影响,并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了剖析。结果表明,纤维的加入可明显提高沥青混合料的低温抗裂性能,其中聚酯纤维的作用效果最为显著。     

组织工程多孔管状支架的低温挤出成形

聚乙二醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PEG/PBT)-1,4二氧六环溶液体系在温度低于20℃时可变成凝胶态。将数字挤压/喷射技术与热致相分离技术结合,提出了一种新型多孔管状支架成形技术——低温挤出成形技术。构建了基于该技术的成形平台,研究了成形温度对支架宏观形貌、孔隙率、力学性能等的影响。该技术成形的支架孔隙率最高可达95%,微孔尺寸分布为35~48μm,支架弹性模量为61.9~106 kPa。人类颌下腺细胞种植实验表明:支架具有良好的细胞亲和性,在涎腺组织工程中具有良好的应用前景。     

粉末包埋法渗铝对Q235钢恒温抗氧化性的影响

碳钢表面渗铝可以提高材料的耐蚀性和抗高温氧化性能,选择Q235钢作为基体材料,采用固体粉末包埋法对Q235钢进行650 ℃低温渗铝处理,利用SEM、XRD和EDS研究了渗Al层的微观组织结构,通过恒温氧化实验研究渗Al处理对Q235钢700 ℃恒温氧化行为的影响.结果表明：Q235钢渗Al层主要由Fe2Al5和FeAl金属间化合物组成.渗Al层表面有裂纹和空洞,界面不平整,致密性较差,氧化膜厚度200～300μm.渗Al能显著提高Q235钢700℃的恒温氧化性能,未渗Al时Q235钢的氧化动力学曲线遵循直线规律,氧化膜主要为Fe2O3,氧化过程中氧化膜脱落严重,对基体无保护作用;渗Al后动力学曲线呈抛物线规律,氧化膜较致密,缺陷较少,氧化膜主要由Al2O3和Fe2O3组成.渗铝能显著提高Q235钢的抗高温氧化性能.     

小型低温余热发电系统膨胀机输出特性试验研究

依据有机朗肯循环原理,采用R123作为循环工质、涡旋膨胀机作为能量回收机械,建立了小型低温余热发电试验系统,分析了相同热源入口温度和流量、不同工质流量的两种工况下膨胀机转速对系统性能的影响.结果表明:涡旋膨胀机的吸气压力和吸气温度随转速的增加而降低,排气压力和排气温度随转速的增加而增加;系统发电功率和系统热电效率随着转速的增加而降低;涡旋膨胀机的容积效率随着转速的增加而增加.两种工况下系统最大发电功率分别为0.66 kW和0.62kW,最大系统热电效率均为2.1%,容积效率变化范围分别为38.5%～56.5%和39.7%～60.0%.