采用绝热式自燃测试方法分析煤的自燃倾向

对煤的自燃倾向进行快速有效鉴别,有助于对煤的自燃倾向采取分级分类管理从而有效防治煤矿火灾,因而采用绝热式自燃测试方法对煤的自燃倾向进行准确分析很有必要。简要介绍绝热式自燃测试方法的测试原理及其仪器结构,模拟煤炭自燃的物理过程,通过采用包括反应器、气体预热铜管和跟踪温度控制方式等综合绝热措施以实现300 g煤样的自然发火实验,记录煤样从40℃上升到70℃的升温速率(或前30 h的升温速率),测试煤样的自燃特性曲线并分析曲线特征。即建立煤绝热氧化产热速率计算模型,结合实验数据计算所得的煤在绝热氧化条件下的升温速率和产热速率可鉴定煤自燃倾向性的强弱。采用绝热式自燃测试方法对不同煤的自燃倾向分析后表明,无烟煤和部分烟煤的自燃倾向较低,褐煤的自燃倾向较高,故而在煤矿开采时需特别注意褐煤的自燃倾向。     

发动机尾气余热驱动的吸附式空调系统仿真与测试

针对在高太阳辐射地区，柴油车驾驶室内使用车载空调会增加车辆发动机的耗油量、降低柴油车经济效益的问题，搭建了一套由发动机尾气余热驱动的吸附式车载空调系统。系统由填充有氯化钙/氯化锰/硫化膨胀石墨复合吸附剂的吸附床、蒸发器、冷凝器、储液罐和阀门组成，使用氨作为制冷剂，利用车辆在行驶时接触到的自然风为吸附床冷却，在发动机尾气余热的驱动下，为驾驶室内提供连续的制冷效果。结合仿真和实验测试，对所设计系统的制冷性能进行了分析，仿真结果表明，系统最优循环时间为45 min，系统的理论平均制冷功率可达3.5 kW以上，系统COP处于0.2~0.25之间。实验结果表明，在230℃的尾气温度条件下，系统能产生3 kW的平均制冷量。在40℃环境温度条件下，系统在蒸发器进出口处的平均温差为6.5℃，平均制冷量为3.2 kW。     

变截面涡旋盘高速铣削仿真加工与实验研究

为减小变截面涡旋盘涡旋齿的变形,提高加工精度,需确定合理的铣削参数。开展了变截面涡旋盘高速铣削仿真与实验研究以确定铣削参数的合理取值范围;选用HT250变截面涡旋盘为研究对象,研究了更接近实际的材料本构模型、刀-屑摩擦模型和热传导控制方程等关键技术;建立了变截面涡旋盘几何模型和简化后的二维铣削模型,利用ABAQUS软件仿真切屑成形过程及不同的铣削参数对铣削力、铣削热影响的变化曲线;通过多因素正交实验加工变截面涡旋盘。结果表明:当主轴转速为3500 r/min、每齿进给量为0.1 mm以及切削深度为2.5 mm时进行铣削更加合理。铣削变截面涡旋盘的研究为加工参数的选择提供了依据和参考;依据实验后所得的铣削参数进行铣削可减小铣削力、铣削温度及齿变形,提高了变截面涡旋盘的加工效率和质量。     

析湿工况下翅片管式换热器表面粉尘沉积过程的数值模型

空调器采用翅片管式换热器作为蒸发器，在制冷工况下换热器表面发生析湿及粉尘沉积，导致性能衰减。建立湿翅片表面粉尘颗粒物沉积过程的数学模型，模拟冷凝水捕集颗粒物以及湿积灰层黏附颗粒物的过程。被冷凝水捕集的颗粒物数量等于运动轨迹与水表面轮廓会出现相交的入射颗粒物的数量；后续的入射颗粒物与湿积灰层碰撞时，部分入射颗粒物会发生沉积且部分被碰撞的已沉积湿颗粒物会发生移除，这两部分的颗粒物数量相减即为被湿积灰层黏附的颗粒物数量。模拟与实验结果的对比表明，预测的湿积灰层形状与实验照片的吻合度较好，预测的单位面积颗粒物沉积质量与91%的实验数据之间的误差在±20%之间，平均误差为11.8%。     

基于斯特林制冷机的文物恒湿展柜设计及实验研究

博物馆文物保存过程中相对湿度对文物的影响尤其重要，因此针对目前小型展柜广泛采用的半导体制冷存在制冷量小的缺点，结合斯特林制冷机制冷量大、寿命长、安全可靠等优点，设计并搭建了一台基于斯特林制冷的文物恒湿展柜装置，实现对微环境中相对湿度的精确调节。将斯特林制冷机的冷头置于优化设计的水槽中用于控制水温，采用空气与水直接接触的方式控制展柜内空气湿度。结果表明：使用散热片以及小型循环水泵可以大幅提升冷头与水之间的换热效率；合理的风机控制策略可以有效提升展柜湿度调节速度，维持湿度稳定，降低系统能耗；展柜内的相对湿度在45.0%～65.0%之间连续可调，并能保持稳定。     

初始制动时预测湿式制动器热对流特性的积分方法

湿式制动器对重型车辆安全具有关键影响，以湿式制动器摩擦副间隙的冷却液压油（Automotive transmission fluid，ATF）为研究对象，考虑车辆初始制动阶段流体的黏性摩擦和层流流动特征，利用积分方法建立了摩擦副流体的非稳态能量方程，并获得了能同时满足轴向和径向边界条件的三维温度和热流密度显式解析表达式，通过简化动量方程和多项式分布假设也获得了径向速度和压力的理论解，与以往试验对比表明，压力和温度解析解与试验结果具有较好的一致性，理论模型有望推广用于液黏离合器等其他HVD装置的ATF速度场、温度场和热流密度场的理论预测。     

改性氧化钛对羟乙基乙二胺水溶液解吸CO2的强化

羟乙基乙二胺（AEE）水溶液的CO₂循环吸收量高（1.2molCO₂/molAEE），吸收速度快，稳定性好，但解吸速度慢、解吸量少（0.8mol CO₂/mol AEE）是限制该技术广泛应用的主要原因。本文通过向AEE水溶液中添加质量分数为0.05%～0.20%的改性氧化钛（TiO₂-MWCNT和TiO₂-OH）强化AEE的解吸能力。CO₂循环吸收（40℃）-解吸（120℃）实验结果表明改性氧化钛的添加比氧化钛强化CO₂解吸效果更好，强化顺序为TiO₂-MWCNT＞TiO₂-OH；其对应的最大解吸速率分别为0.093L/min（质量分数0.15%）和0.083L/min（质量分数0.20%），相对于AEE水溶液，分别提高了32.9%和18.6%；其对应的最大解吸量分别为0.92molCO₂/molAEE（质量分数0.15%）和0.88molCO₂/molAEE（质量分数0.20%），分别提高了12.2%和9.7%；其对应的CO₂循环吸收量分别是0.95molCO₂/molAEE（质量分数0.15%）和0.89molCO₂/molAEE（质量分数0.15%），分别提高了18.75%和11.25%；5次循环吸收解吸实验结果表明改性氧化钛强化CO₂解吸效果稳定，具有较强的化学稳定性。对反应后的改性氧化钛进行XRD、BET、FTIR和SEM表征，结果表明改性氧化钛具有较强的结构稳定性。TiO₂-MWCNT和TiO₂-OH在促进有机胺溶液解吸CO₂方面具有一定的工业应用潜力。     

Unsteady free convection of second‐grade nanofluid with a new time‐space fractional heat conduction

The Caputo and Caputo–Fabrizio derivative are applied to study a second‐grade nanofluid over a vertical plate. A comparative analysis is presented to study the unsteady free convection of a second‐grade nanofluid with a new time–space fractional heat conduction. The governing equations with mixed time–space fractional derivatives are non‐dimensionalized and solved numerically, and a comparison between the Caputo and the Caputo–Fabrizio models is made. It is found that the temperature is higher for the Caputo–Fabrizio fractional model than the Caputo model, but the higher velocity only exists near the vertical plate for the Caputo–Fabrizio model than the Caputo model. Moreover, the velocity for the Caputo model will exceed the Caputo–Fabrizio model as y evolves.     

合成氨废热锅炉制造工艺改进

废热锅炉是Cassle合成氨技术中的关键设备,本文以某改造项目Cassle技术废热锅炉为研究对象,阐述了废热锅炉的结构特点,结合化工厂反馈的问题,针对关键工序提出了改进措施,为制造类似结构和要求的产品积累了宝贵经验。     

Three‐dimensional computational comparison of mini pinned heat sinks using different nanofluids: Part one—the hydraulic‐thermal characteristics

The hydraulic‐thermal characteristics of 3D pinned heat sink designs have been numerically compared as the first part of a three‐part investigation. Five different pin geometries (circular, square, triangular, strip, and elliptic pins) and an unpinned heat sink with three types of nanofluids (Al₂O₃–H₂O, SiO₂–H₂O, and CuO–H₂O) are considered for laminar forced convection. The range of Reynolds number is from 100 to 1000, and volume fractions vary between 0% and 5%. The finite volume method is employed to solve the Navier–Stokes and energy equations by employing a SIMPLE algorithm for a computational solution. Three parameters are presented—the Nusselt number, the bottom temperature, and the hydrothermal performance of the heat sink with pressure drop data. The findings indicated that the overall hydrothermal performance of elliptic‐pinned (EP) heat sinks produces the most substantial value of 3.10 for pure water. For different nanofluids, the SiO₂–water nanofluids with EPs have the most significant hydrothermal performance. Also, this factor is enhanced with an increase in nanofluid concentration up to nearly 3.34 for 5% of SiO₂–water. Consequently, applying the elliptic‐pinned heat sinks is recommended with pure water for considering an increase in the pressure drop, with 5% of SiO₂–water nanofluids, regardless of an enlargement of pressure drop for heat‐dissipation applications.