机动车源大气颗粒物表面形貌及元素含量分析

应用场发射扫描电镜及X射线能量光谱仪,基于分形理论,研究不同采集区域的机动车源大气颗粒物表面形貌盒维数及其元素构成特征。结果表明,柴油机原排颗粒物大多呈球状,主要元素为C和O,粒径级较小的颗粒物粘结严重,比表面积大,形貌盒维数较大。粒径级较大的机动车扩散区域大气颗粒物呈现棱块状,Ca和Si元素含量逐渐上升,表明大粒径级颗粒物中含较多的矿物和扬尘。对于不同源的颗粒物,随着粒径级减小,其表面形貌盒维数均逐渐增大。     

电厂煤飞灰颗粒物的物理化学特征

对某台300MW燃煤电站锅炉电除尘器前后的飞灰进行取样,使用激光粒度仪测定粒度分布,使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究颗粒中的矿物成分及其微观形貌特征,同时使用电子探针对电除尘器后飞灰的单颗粒进行成分分析．结果表明：通过电除尘装置排入大气的颗粒物平均粒径为2．5μm左右;飞灰粗颗粒中有较多硅铝氧化物和粘土矿物,而细颗粒中则含有较多金属氧化物,且粗颗粒中石英所占矿物相比例相当高;电除尘器前的飞灰形貌类型种类较多,电除尘器后飞灰形貌类型简单,主要是圆球或圆形的颗粒;电除尘器后飞灰单个颗粒间组分随粒径变化的有Si、Al、Ca和S,而元素Fe和Ti的含量较恒定．     

基于分形理论与碳分析的柴油机颗粒物特性

颗粒物外在形貌与内在含碳属性的表征已成为大气颗粒物源解析的重要手段.应用分形理论及热光碳分析法,研究高、低负荷工况下不同粒径级柴油机颗粒物形貌的盒维数及其碳组分特性.结果表明:颗粒物粒径级越小,其吸附的可溶性有机物(SOF)越多,由分形理论计算得到的盒维数数值增大.低负荷工况下的颗粒物聚集现象严重,从而导致其分形盒维数比高负荷的高;在较小粒径级或低负荷工况时,因细颗粒物的吸附效应,最易挥发的OC1组分增多.低负荷工况下,元素碳(EC)中的EC1(char-EC)大量生成,其m(OC)/m(EC)值大于10;而高负荷工况下,EC几乎主要由EC2(soot-EC)组成,其m(OC)/m(EC)值小于1.此外,颗粒物形貌的盒维数与其有机碳与无机碳组分含量具有一定的关联,颗粒物的m(OC)/m(EC)比值越大,其对应形貌图的盒维数越大,反之亦然.     

基于分形理论和热重分析的柴油机颗粒物物理特性研究

应用场发射扫描电镜(FESEM)和热重分析仪(TGA)等仪器及分形理论,研究柴油机高低负荷工况下不同粒径级颗粒物的表观形态及对有机可溶成分(SOF)吸附能力的影响。研究结果表明:高负荷工况下,随粒径级减小,SOF含量从20.31%增长到37.90%。由分形理论计算得到的盒维数亦对应地呈现增大趋势,而在相同粒径级下,由于低负荷工况时吸附较多的SOF使颗粒物粘结更紧密,其盒维数也大于高负荷工况。     

GTL燃料发动机排气颗粒数密度和粒径分布的试验研究

采用两级稀释取样装置和扫描迁移颗粒粒径分析仪(SMPS),研究了燃用天然气合成油(GTL)发动机排气颗粒的数密度和粒径分布特征,并同原柴油机的颗粒排放进行了比较,发现发动机燃用GTL时,中间转速(n=1400 r/min)下,排气颗粒多呈峰值粒径为50～80nm的单峰对数正态分布;高转速(n=2200r/min)下,呈分别包含核模态(峰值粒径为20～30nm)和积聚模态(峰值粒径为50～80nm)的双峰对数正态分布。而燃用柴油时,所有测试工况下,排气颗粒均呈包含核模态和积聚模态的双峰对数正态分布。与燃用柴油相比,怠速工况下,燃用GTL后总颗粒数密度和体积分数没有显著下降,而其它工况下总颗粒数密度和体积分数显著下降,其中总数密度均下降一个数量级,总体积分数下降20%～60%;燃用CTL后,排气中核模态数密度显著下降,某些工况下积聚模态数密度有所下降,这与GTL燃料中的芳香烃和硫含量均较低有关。     

重型柴油机起动工况的颗粒数量排放特性

以一台采用电控高压共轨的重型柴油机为样机,分别研究柴油机在冷机起动工况(冷却水温度为24,℃)和热机起动工况(冷却水温度为80,℃)的颗粒排放特性.结果表明:冷机起动工况下,颗粒数量的粒径分布呈单峰形态,核态颗粒的数量峰值粒径在20~30,nm之间;热机起动工况下,颗粒数量的粒径分布呈双峰形态,核态颗粒和聚集态颗粒的数量峰值粒径分别在15,nm和130,nm附近.颗粒的粒径小于100,nm时,冷机起动的颗粒数量要远大于热机起动.不论是冷机起动还是热机起动工况,瞬时颗粒数量均先上升、后下降并最后趋于相对稳定.前期起动阶段的瞬时颗粒数量均高于怠速稳定阶段;冷机起动工况下,瞬时核态颗粒和聚集态颗粒的数量大都明显高于热机起动工况.前期起动阶段、怠速稳定阶段和整个起动工况的累计核态颗粒数量,在总颗粒数量中都占有绝对支配地位.     

基于取样-光脉动法的电站锅炉煤粉细度在线测量方法研究

针对电站锅炉稳定浓度工况下煤粉粒径分布测量需求,设计了取样装置,对高浓度气固两相流颗粒进行取样,并稀释形成稀疏气固两相流,同时基于单一颗粒光脉动法粒径测量原理统计分析获得颗粒粒径及分布,将该方法应用于电站锅炉煤粉细度参数测量,实时获得煤粉细度R_(75)、R_(90)和R_(200)等参数,并与筛分法进行对比,R_(75)相对偏差为13.2%。此外,改变制粉系统运行工况,该方法能够快速获得细度变化情况,为电站锅炉运行优化调整提供重要数据支撑。     

掺砂粒径分布对泥质粉砂岩填料抗剪特性的影响

掺入不同粒径硬岩颗粒是软岩地层填方区改良软岩填料抗剪特性的重要方法。设定同粒径级配与单一粒径2类改良方式共32组试验,对比改良前后土料剪应力-剪切位移曲线,得到土料峰值剪切强度、破坏强度、粘聚力及内摩擦角等抗剪参数变化规律。试验结果表明,低应力条件下泥质粉砂岩土料受剪切作用而存在应变软化现象;掺入同级配砂粒后泥质粉砂岩土料内摩擦角随掺砂比例增加呈逐渐增大趋势,粘聚力先减小后缓慢增大;法向应力200、300kPa时,单一粒径替换后土料峰值剪切应力随掺砂中值粒径增加而缓慢增大并趋于稳定,内摩擦角随中值粒径值增大呈急剧上升后缓慢降低,在0.75 mm处取得极值;粘聚力呈先减小后逐渐增大趋势。可见采用粘聚力及内摩擦角等参数评估掺砂改良泥质粉砂岩土料抗剪特性时需注意粒径分布所引起的强度参数变化。     

华中粉砂岩粗粒土粒径级配分形特性研究

研究不同应力状态下颗粒粒径级配演化规律是分析土体应力状态、评价其工后变形的关键。基于质量-粒径分形模型从分形角度阐述了粗粒土粒径级配曲线探究依据,设计了5种不同分形维数的粒径级配,分析了土体颗粒空间分布特性;通过三轴剪切试验及颗粒筛分试验,探究了不同分形维数粗粒土偏应力峰值前后应力应变曲线性态分布及剪应力峰值、内摩擦角、分形维数因子等参数变化规律。结果表明,土体粒径范围随分形维数越大而更宽泛;应力应变曲线随分形维数及围压增大而存在应变软化向应变硬化过渡的趋势,偏应力峰值随分形维数增加而增大,内摩擦角呈先减小后增大的变化规律。粗粒土分形维数变化因子与相对围压呈线性函数关系,方程斜率及截距仍与相对围压呈线性函数关系,据此建立了考虑围压及初始分形维数的经验方程,为从分形角度来设计与优化粗粒土粒径级配而达到提高其力学强度等提供了参考依据。     

不同矿物组成的软岩崩解特征及其差异性分析

针对软岩遇水易崩解的特点,选取3组代表性岩样开展了浸水时间不同及多次干湿循环室内崩解试验,分析其崩解过程的颗粒级配变化情况,研究其耐崩解性指数变化规律;对比分析3组软岩崩解性强度,并结合岩矿鉴定结果,探讨软岩崩解强度与矿物组成的关系。结果表明,软岩崩解过程主要经过初崩、未完全崩解和完全崩解三个阶段,伴随块状、片状、颗粒状及泥状崩解形式;软岩类型不同,崩解性相应不同,粉砂质泥岩与细砂泥质粉砂岩表现强崩解,粉砂细砂岩屑砂岩表现弱崩解;强崩解软岩崩解物粒径小于0.25mm颗粒逐渐处于主导地位,弱崩解软岩崩解物粒径大于5mm颗粒一直处于主导地位;其矿物组成,尤其粘土矿物、微观结构中胶结物成分等内在因素决定软岩崩解性强弱。     

催化剂颗粒粒径对烟气轮机流场影响的模拟研究

使用FLUENT 17.2软件对催化剂不同颗粒粒径下烟气轮机流场特性进行了模拟研究,分析了不同颗粒粒径对高温烟气流场、催化剂运动轨迹以及动叶冲蚀的影响。研究工况：颗粒粒径分别为0.5,1.0,1.5和2.0μm,高温烟气的入口温度为670℃,烟气轮机转子转速为6 263 r/min,高温烟气流量为2 067.92 m³/min。研究结果表明：在所研究的颗粒粒径水平下,颗粒粒径的改变不会对高温烟气流场以及颗粒运动轨迹造成明显的影响;动叶叶片被冲蚀的位置以前缘和尾缘为主,前缘被冲蚀的可能性大于尾缘;动叶叶片被冲蚀的可能性随着颗粒粒径的增加而上升。     

并联双速双流化床粗细颗粒交换特性研究

提出一种并联双速双流化床技术,并对其粗、细颗粒的交换特性进行了冷态实验研究。研究结果表明,不同的运行参数和结构参数都会对颗粒的定向交换造成影响,但对不同粒径影响的程度不同。风速对0.6 mm以下细颗粒交换率影响显著,最大可达-100%(全部交换);隔墙高度与粗床床层高度之差在200-250 mm左右时,颗粒定向交换效果达到最佳:粗床中0.6 mm以下颗粒减少了近70-80%,而3mm以上颗粒减少量几乎为零;细床床层高度增加到一定值后,会出现细颗粒的"倒灌"现象;各工况下,细床床料的平均粒径最大值仅为0.55 mm。     

颗粒帘换热器中颗粒空隙率的计算方法与实验研究

运用流动过程能量守恒原理与Ergun公式,推导出基于颗粒帘工况条件与运行参数的颗粒空隙率计算公式,并根据实验测试结果计算得到各工况条件对颗粒空隙率的影响规律.结果表明:颗粒空隙率沿下落行程呈现先减小后增大的规律;颗粒空隙率随进气速度及颗粒帘初始厚度的增大而增大,随颗粒粒径及颗粒质量流量的增大而减小;进气速度、颗粒帘初始厚度对颗粒空隙率的影响大于颗粒粒径、颗粒质量流量对颗粒空隙率的影响.     

柴油机排气颗粒浓度和粒径分布特征试验研究

研究了6114柴油机不同工况下排气颗粒的数浓度、体积浓度和粒径分布特征，测试工况下柴油机排气颗粒数浓度均呈包括核模态（峰值粒径为10nm-20nm）和积聚模态（峰值粒径为50nm～80nm）的双峰对数正态分布。高转速下排气颗粒数浓度和体积浓度大于中间转速时的数浓度和体积浓度。相同转速下，颗粒体积浓度随负荷增加而增大，而数浓度高转速下随负荷增大而增加，中间转速下随负荷增加没有规律性变化。相同转速下，积聚模态数浓度随负荷增加而增大，核模态数浓度高转速下随负荷增大而增加，但在中间转速下随负荷增加无规律性变化。相同转速下，随负荷增加，核模态峰值粒径有减小趋势。中间转速下积聚模态峰值粒径随负荷增大先增大后减小，高转速下积聚模态峰值随负荷变化无明显变化。中间转速下排气颗粒的核模态峰值粒径小于高转速下核模态的峰值粒径，积聚模态峰值粒径大于高转速下积聚模态的峰值粒径。排气颗粒中核模态粒子占有较大的数量百分比，积聚模态粒子占有较大的体积百分比。     

硒化Cu,In双层膜制备CuInSe2薄膜

采用超声波电沉积方法在钼衬底上制备了Cu,In双层膜,随后硒化得到了CuInSe2薄膜.采用扫描电镜( SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜的表面形貌、化学成分和相组成.结果表明:利用超声波电沉积可以得到颗粒细小、均匀致密的Cu层和In层;采用不同的工艺参数可以调节双层膜的Cu/In比率;双层膜在130C下,退火6h后进行硒化,可得到符合化学计量比的CuInSe2薄膜.     

不同粒径分布颗粒声波团聚联合喷雾实验研究

针对不同粒径分布的飞灰颗粒进行了声波团聚联合喷雾实验研究.实验结果表明,喷雾不改变声波团聚最佳频率,在1 200 Hz时团聚效果最好.颗粒物团聚效果与粒径分布有关,粒径分布范围较小的颗粒团聚效率随声压级增大而增大,粒径分布范围较宽的颗粒存在最佳声压级,声压级过高易引发团聚体破碎,降低团聚效率.加入喷雾能够提高团聚效率,同时避免宽粒径范围颗粒在高声压级下的团聚破碎.     

柴油轿车NEDC循环的颗粒排放特性

以一台轻型柴油轿车为试验样车,采用颗粒数量及粒径分析仪对轿车NEDC循环的排气颗粒进行测试,研究其排气颗粒数量、粒径分布和几何平均粒径.结果表明:车辆加速阶段,总颗粒数密度增大且出现峰值;车辆减速阶段,总颗粒数密度先出现一个波峰,然后急剧下降,这在EUDC循环最后期的减速区域尤为明显.UDC首个循环单元的初始怠速工况下,核态颗粒数密度高于聚集态颗粒.暖机后的UDC和EUDC循环单元内,等速工况的聚集态颗粒数密度普遍高于核态颗粒.加速阶段,聚集态颗粒和核态颗粒数密度均有所升高.减速阶段,聚集态颗粒数密度降低,但核态颗粒数密度却有所升高且占主导地位,其数量分数大都在80%以上.UDC首个循环单元的单位里程颗粒数量排放最高,其余3个市区循环基本相同,而EUDC循环的单位里程排放颗粒数则明显低于UDC循环.NEDC每个循环单元的颗粒粒径均呈准正态分布,峰值粒径都出现在50～60,nm范围内.整个NEDC循环的颗粒几何平均粒径,最大为怠速工况时的55,nm,最小为减速工况时的37,nm.     

sCO2太阳能热发电流化床固体颗粒/sCO2换热器建模与仿真研究

为了研究不同运行工况条件下的换热特性,利用分段集总参数法搭建流化床固体颗粒/sCO₂换热器的仿真数学模型,并对换热系统在不同输入变量扰动下的动态特性及对关键参数的敏感性进行分析和研究。结果表明：换热系统输入侧入口温度的扰动对换热器输出温度的影响幅度较大,而输入侧质量流量的扰动对输出温度的影响较小;小管径和低管数有利于获得较高的sCO₂侧换热系数;同时,在符合最小流化条件下,小粒径和较低的流化气体速度有利于颗粒侧传热系数的提高。     

白泥与石灰石粒径差异对脱硫性能的影响

采用能量色散X射线谱(EDS)、X射线荧光光谱(XRF)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究白泥和石灰石的理化特性,并分析了颗粒粒径对2种脱硫剂脱硫性能和脱硫产物的影响.以质量传递方程为基础建立脱硫浆液CaCO3消溶数学模型,分析浆液中CaCO3粒径分布、质量分数、温度和颗粒球形度对消溶速率的影响.结果 表明:与石灰石相比,白泥粒径小,粒度分布集中,在相同条件下白泥中CaCO3的消溶速率、浆液反应活性和脱硫效率均更优,但白泥浆液的溶氧能力较低;经过充分预处理后的白泥可以脱硫,其产生的石膏晶型优于石灰石;采用白泥脱硫时产生的石膏具有粒径大、粒度分布集中的特点;将白泥和石灰石混合脱硫时容易造成石膏脱水困难,主要原因是两者产生的石膏粒径差异大,混合浆液中盐分质量分数高,且白泥脱硫产生的石膏会包裹住石灰石,产生"壳效应"等.     

多级轴流涡轮的变工况特性线分析

选用第一级静叶出口折合速度λc1和转子折合转速λu两个自变量进行计算，获得了不同工况参数πT（压比）和λu（转速）下的涡轮级通用特性线网。对4种广泛使用的速度系数进行最小二乘法均值拟合，并将其应用于变工况计算模型之中。研究了3级涡轮变工况下的效率、流量以及功率等总体特性的变化规律，详细分析了涡轮各级的焓降分配、动叶进口的撞击损失以及流出余速损失所发生的变化。结果表明：各级对于工况变动的敏感程度不同，后几级在变工况下各参数变动的幅度比前几级剧烈；变工况下余速损失的变动尤为剧烈，其对级效率的影响甚大。因此，在变工况下，从各级所处的特定角度来考虑其性能的优化极为重要。图11参6