固定床吸附过程传热传质耦合影响数值模拟

引言 多孔介质中物质传递与热量传递相互影响,这种现象最早由Soret和Dufour提出[1].由温度梯度作用产生的传质效应称为Soret效应(热附加扩散效应),它代表由温度场的不均匀性而导致的传质现象;由浓度梯度作用产生的传热效应称为Dufour效应(扩散附加热效应),它代表由浓度场的不均匀性而导致的传热现象.     

多物理场中热扩散效应对传热传质的影响

为了便于消除或控制室内挥发性有机化合物(VOCs),分析了VOCs在室内环境中的扩散规律。基于不可逆过程热力学原理,在考虑交叉耦合扩散效应的基础上,建立了3个物理量的梯度驱动下封闭空间内自然对流传热传质的数学模型。采用数值方法研究了室内环境中同时存在温度梯度、湿度梯度和VOCs浓度梯度时的自然对流传热传质现象,并着重考察了多物理量的梯度耦合作用下热附加扩散效应对传热传质的影响,展示了流场、温度场和浓度场等热附加扩散准则数STC的变化状况,研究结果表明,多物理场中热附加扩散效应对传热传质具有一定的影响,且具有复杂多解性。     

二氧化碳水合物导热和热扩散特性

热导率和热扩散率是天然气水合物资源开采关键性基础热物性数据,采用反应釜内壁衬有氟塑料材料,低过冷度,让水合物在反应釜内逐层生成的合成方法,获得可直接用于导热测试的二氧化碳水合物样品。采用瞬变平面热源法原位测试了温度264.68~282.04 K、压力1.5~3 MPa二氧化碳水合物热导率、热扩散率,并测试了二氧化碳水合物在268.05 K、0.6 MPa左右发生自保护效应过程中热导率、热扩散率,获得了晶态下和自保护效应过程中的二氧化碳水合物热导率、热扩散率变化特性。测试结果将为天然气水合物资源的开发利用提供基础数据和理论依据。     

二氧化碳水合物导热和热扩散特性

热导率和热扩散率是天然气水合物资源开采关键性基础热物性数据,采用反应釜内壁衬有氟塑料材料,低过冷度,让水合物在反应釜内逐层生成的合成方法,获得可直接用于导热测试的二氧化碳水合物样品。采用瞬变平面热源法原位测试了温度264.68～282.04 K、压力1.5～3 MPa二氧化碳水合物热导率、热扩散率,并测试了二氧化碳水合物在268.05 K、0.6 MPa左右发生自保护效应过程中热导率、热扩散率,获得了晶态下和自保护效应过程中的二氧化碳水合物热导率、热扩散率变化特性。测试结果将为天然气水合物资源的开发利用提供基础数据和理论依据。     

热扩散塔分离甲烷和氢的实验研究

引言用甲烷直接合成C_2以上的碳氢化合物非常困难,例如,由甲烷脱氢合成乙烯,按热力学计算在1000K下甲烷的平衡转化率只有4.8％,所以至今甲烷仍主要用作燃料．为了充分利用这一化工基础原料,作者利用热扩散塔进行了甲烷的催化脱氢反应,使反应与分离同时进行,大幅度提高了甲烷的转化率．为考察热扩散的分离效果,本文用甲烷脱氢反应的主要成分甲烷和氢混合物为原料,在热扩散塔中分别进行了空塔和填料塔的热扩散分离实验,考察了一些操作参数对分离效果的影响,以期对反应操作条件提供必要的参考．l原理所谓热扩散现象,就是在温度场…     

普通工业玻璃退火与应力的几个问题：Ⅴ退火后玻璃中永久应力的近似计算

退火玻璃中的永久应力是由温差应力和结构应力两者叠加而成。在冷制品的重热退火工艺中冷却开始时所形成的温度梯度产生的温差应力和热制品直接退火过程中退火上限温度处因冷却速度突变造成温度梯度变化伴随而产生的温差应力在冷至退火下限温度过程中都不会完全松驰。因而能使均温后初始温度梯度消失时所产生的反向温差应力减小或增大。结构应力在热制品直接退火工艺中能得到充分发展而在冷制品重热退火工艺中发展却受到限制，这也将     

RuO_2及RuO_2-TiO_2厚薄两种热解涂层的组成和阳极行为

目前,把由金属氧化物构成的涂层组份作为阳极材料得到了广泛地研究并正在实际应用.通常利用相应的金属盐溶液热解,把涂层组份涂在钛基体上.采用热解法涂敷涂层,不可避免地要随着发生电极体系组份互相热扩散的过程,其中也包括钛基体的热扩散.结果,钛涂层的固相界限接近,氧化物涂层组分由于出现钛的氧化物(TiO_2)而可能不同于原来的成分.一般这些氧化物的生成随着渐渐停止加热而有可能对涂层的阳极行为产生不良影响.例如,在形成CO_3O_4热解涂层时,产生的钛氧化物的动力学服从抛物线定律.     

岩心热扩散系数测定与研究

热扩散系数是石油工业中广泛使用的基础数据,是数模计算时必不可少的热物性参数。为认识盖层岩心、油层岩心和天然岩心热扩散系数的特征,开展了室内热扩散系数测定实验,通过连续测量不同岩心上表面的温升过程,得出了热扩散系数随温度的变化曲线,对比分析了不同种类岩心热扩散系数随温度的变化规律。结果表明,随着温度的升高,热扩散系数降低,不同岩心热扩散系数不同,但范围变化不大。胶结程度好、致密的岩心,热扩散系数略大一些。岩心热扩散系数的测定和研究在稠油热采机理认识以及油藏数值模拟方面具有重要意义。     

高纯石墨标样热扩散系数测定及优化

为了选取合适的热扩散系数标测定标样,用热压烧结法制备了高纯石墨,利用激光闪射法测试了不同厚度石墨试样的热扩散系数,研究了石墨热扩散系数随厚度的变化规律,分析了产生这种变化的原因.结果表明:不同温度下的石墨热扩散系数均在试样厚度3㎜时最高。选用高纯石墨热做为热扩散系数标样时,试样的厚度应在3mm左右,这样才能使被测试样的测试结果更精确。     

垂直上升管内超临界二氧化碳传热恶化机理分析

超临界二氧化碳(SCO₂)流动传热过程中会发生传热恶化现象,领域内对该现象产生的机理仍存在较大争议。针对现有提出的四类不同的传热恶化机理,通过数值模拟研究,分析在不同工况下内径为5 mm的垂直上升管流动传热过程,从微观层面探究传热恶化机理。研究结果表明,四类机理观点中浮升力效应能更好地解释传热恶化现象,其他三类均具有一定的局限性。SCO₂传热恶化现象主要由密度变化引起的浮升力效应导致,当前工况下忽略重力影响时,传热恶化消失。浮升力效应通过改变内部流场的湍流结构,降低了湍动能的产生(层流化),湍流热扩散作用削弱使得传热效率下降,导致了传热恶化现象。研究结果对于SCO₂传热恶化的理论研究和预测关联式具有一定的指导意义。     

利用挤出成型法制备具有夹芯结构的三层特殊梯度材料

采用单螺杆挤出成型机和流线形挤出模具,通过高密度聚乙烯(PE-HD)和聚氧乙烯(PEO)的共混挤出,研究了自组装成型三层特殊梯度结构的可能性。实验中挤出成型机和模具的温度设定与生产PE-HD膜时的相同,通过赋予成型物一定的温度梯度AT,并迅速冷却固化定型,成功地制备了PE-HD在表层富集、PEO在断面的中心附近富集的三明治式三层特殊梯度相分离结构材料。并通过偏光显微镜和显微傅立叶变换红外光谱仪分析,明确了挤出成型过程中形成梯度结构的驱动力是由温度梯度引发的热扩散索雷特效应。     

信箱

问:为什么玻璃会产生热后效应? 答:玻璃经受温度变化后,其密度不能立即恢复到原值,这种现象称为热后效应。热后效应是一种体积效应,它引起的差值极小,但它可构成温度计的零点位置明显地移动。因此,热后效应被列为衡量温度计质量的一项重要指标。通常用零点常数,     

热扩散法分离氧同位素

<正> 热扩散法分离混合物是本世纪四十年代末发展起来的一种分离技术。由于热扩散法具有分离系数大、设备简单和容积较小的优点,因此适用于需极多分离单元、平衡时间长而产量又低的混合物的分离。     

电沉积组分调制合金的技术进展及工艺设计

组分调制合金的多层膜结构中由于存在薄膜效应,界面效应,耦合效应和周期性效应而使特性增强或产生出新颖的特性,利用电化学方法可制造结构可控的组分调制合金新材料,综述了电沉积组分调制的技术进展,并分析了电解液组分,pH值,温度,搅拌速率,脉冲电位和时间等电 沉积工艺参数对多层膜组分,结构和调制波长的影响。     

玻璃液鼓泡——加强玻璃熔窑中热交换的有效方法

在池窑的纵向和横向截面,玻璃液存在温度梯度,这使上述部位的玻璃液密度不同。由于这个原因,在沿熔窑长度方向的不同水平上造成流体静压差,玻璃液开始向压力小的方向移动,这就是玻璃液产生对流液流的原因。玻璃液运动引起的池窑中的热转移是自然对流的一个例子,这种玻璃液运动仅仅是由各个不同点的温度梯度引起的。借压缩空气的外力对玻璃液进行鼓泡时,玻璃液产生强制运动相对流。     

红外热像法研究降膜流动

采用高精度红外热成像技术研究固体平壁上加热和冷却液膜流动性能,比较了不同加热强度下液膜表面的温度场特征以及加热温差对固壁上液体分布的影响。传递过程中,界面上浓度和温度变化引起的表面张力梯度,驱使低界面张力处的液体流向高界面张力处（Marangoni效应）,从而造成了液体特殊的流动现象与分布特征。在受热/冷却降膜过程中,由于流速和传热的差异,液膜表面存在一定的温度梯度。横向的温度梯度远大于流动方向的温度梯度,引起的Marangoni效应会造成受热液膜收缩和冷却液膜扩展,从而明显地影响液膜的相界面积及其传递性能。     

基于Aspen Plus的三组分混合物精馏节能方案的模拟研究

介绍了直接精馏、间接精馏及完全热耦合精馏3种精馏方案,利用Aspen Plus软件对分离指数为0.69和1.2的三组分混合物,在中间组分摩尔分数为0.2,0.4,0.5,0.6及0.8,进料热状况q值为0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8,1的条件下,进行了直接精馏、间接精馏和完全热耦合精馏的模拟优化。模拟结果表明:对于直接精馏和间接精馏,当进料组成相同时,进料热状况值为1时能耗最低;当进料热状况值一定时,中间组分摩尔分数为0.2时,能耗最低;分离指数为0.69的三组分混合物进行完全热耦合精馏时,进料中间组分摩尔分数与进料热状况值相等时,热负荷最小;对于同一分离体系,3种精馏方案中完全热耦合精馏最为节能。研究结果为减少精馏过程中的能耗提供了理论依据。     

螺杆熔融段构型对传热效率的影响

采用数值模拟的方法,对比了普通的和分别放置扭转元件、Maddock元件的螺杆熔融段处的传热效率,并从流体速度场和温度梯度场的协同性解释差异产生的原因。模拟结果表明,扭转元件的特殊流道设计能够有效提高流道内速度场和温度梯度场的协同性,显著增强对流传热,无论元件放置在熔融段的入口还是出口,装有扭转元件的螺杆的传热效率都远远高于装有Maddock元件的螺杆和纯螺纹螺杆;同时,扭转元件对物料的剪切力相对Maddock元件小得多,从而使螺杆产生的黏性耗散热降低,局部过热的现象得到很好的控制。从模拟结果来看,场协同理论的结果与模拟的实际结果具有良好的一致性,因此场协同理论可以用于解释聚合物加工中高黏度非牛顿流体的传热特性。     

不同代数端羟基超支化聚酯及其二元共混物的流变行为

系统研究了消除热历史后的G1~G5端羟基超支化聚酯熔体及组分质量比为1∶1的二元共混物的流变行为。结果表明,无论是稳态剪切测试还是振荡测试,消除热历史后的G2~G5端羟基超支化聚酯熔体均表现为牛顿流体的流变行为。G3~G5端羟基超支化聚酯的流变行为均遵循Cox-Merz方程。G2端羟基超支化聚酯在振荡测试的高频区出现了剪切增稠现象。对于组分质量比为1∶1的低代/高代端羟基超支化聚酯二元共混物,无论是稳态剪切还是振荡剪切,只要一种组分是牛顿流体,那么二元共混体系也是牛顿流体。高代数组分决定了二元共混物的流变特性,而低代数组分主要影响二元共混物的黏度。     

浮法玻璃的退火原理和退火设备

一、浮法玻璃的退火原理玻璃是高粘滞性的过冷液体,且导热性能差,从高温到低温的过程中,其内外层之间存在着温度梯度,因而就产生了热应力.玻璃的退火工艺所要研究的对象,正是玻璃热应力变化的情况.在Tg转变温度以下,能够随温度梯度消失而消失的热应力,称暂时应力.不随温度梯度消失的热应力,称永久应力.