温度对化学镀锡层形貌和耐蚀性的影响

对不同温度下制备的化学镀锡层进行了电化学腐蚀试验。使用电化学工作站测试了交流阻抗谱,研究了温度对化学镀锡层形貌和耐蚀性的影响。结果表明:Nyquist图显示不同温度下所得化学镀锡层的电化学阻抗谱都呈现出简单的容抗弧特征,随着温度从40℃升高到80℃,容抗弧半径总体上先增大后减小;Bode图显示不同温度下所得化学镀锡层的相位角与频率之间的关系曲线形状相似,在测试频率范围内都只出现一个相角峰。温度为60℃时制备的化学镀锡层表面块状颗粒的尺寸和分布最均匀,容抗弧半径最大,并且在较宽频率范围内的相位角都接近70°,表现出较好的耐蚀性。     

纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究

本文通过sol-gel法制备了粒径可控的纳米SiO2,最小粒径为35 nm,最大粒径为350 nm.采用比表面积测试仪、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)以及红外光谱(FTIR)表征了纳米SiO2的物理化学特性,研究了不同粒径纳米SiO2对其表面化学修饰的影响机制.结果表明,sol-gel法制备纳米SiO2用水量显著影响粒径尺寸,粒径小于80 nm时,SiO2表面呈粗糙和不规则球形.粒径小于80 nm的SiO2表面的羟基主要以孤立的羟基存在,而粒径大于180 nm时,其表面的羟基以氢键结合的状态为主.纳米SiO2表面的羟基结合状态决定了其表面与硅氧烷化学反应活性,氢键结合的羟基基团不利于硅氧烷的化学修饰,孤立存在的羟基基团有利于纳米SiO2与硅氧烷反应.这一研究结果对指导纳米二氧化硅的表面处理和化学修饰具有重要意义.     

影响煤层气开发效果的地质因素再认识

地质特征认识对煤层气开发效果起着重要作用。在资源特征相差不大的情况下,发现煤层气相邻井的产量差异仍较大。排除工程因素后,通过选取8类地质参数,细致比对了保德区块低产井与邻井的参数特征,筛查出其关键因素为煤层微幅构造与顶板封盖条件,其中以微幅构造为主。据此,重新认识并划分出区块新的次生褶皱背斜单元、向斜单元和斜坡单元,获得了不同次生褶皱构造单元的开发特征。结果表明,高、低产井分布与次生褶皱背斜、向斜相关性高达92%。其中:高产井主要分布在次生褶皱背斜变化较缓、呈隆起状的“平台”,且煤层顶板以泥岩、碳质泥岩为主,封盖性较好;低产井主要分布在次生褶皱向斜,同一井台各井开发效果差异表现为从向斜条带轴部—向斜条带内—向斜条带外的煤层气井平均单井产量不断增加,到向斜轴部的距离大于向斜曲率半径73.5%的范围为主力产气区,小于向斜曲率半径40.0%范围为产水主力区。这对煤层气新井部署、生产管理、开发调整等,具有一定的指导意义。     

风浪联合作用下5 MW三桩固定式风机动力特性响应

以NREL 5MW为目标风机,参考OC3Tripod风机尺寸参数,考虑风浪联合作用,取水深45m,建立三脚架固定式近海风机整机模型,比较定常风、湍流风以及不同风速对应的风电系统工作状态对风机动力特性响应的影响。结果表明:在对风机结构进行强度校核时,出于安全考虑,应使用湍流风模型计算分析风机整机模型;风机在工作状态下会受到较大的气动载荷,需着重研究工作状态下的风机姿态和结构特性。     

基于3D打印技术复制砂浆节理的剪切试验及峰值抗剪强度模型

为进一步研究节理三维形貌特征与节理峰值抗剪强度的关系,首先采用巴西劈裂试验获取了自然劈裂岩石表面,通过三维扫描技术获取了节理面形态的高精度点云,通过逆向建模得到了自然岩石表面的立体模型,结合3D打印技术制作出了与自然岩石表面一致的PLA模具,以3D打印获得的底模通过水泥砂浆浇筑了含有自然结构面形貌的相似节理面试样。PLA模具与复制材料差异较大,复制材料在凝结过程中不易与PLA模具黏结,进而使脱模过程较为方便,不会破坏节理面。同时PLA模具可重复进行相似材料复制工作,具有可重复使用的优点。然后进行了具有5组形貌面的20个水泥砂浆节理面在4种不同法向荷载情况下的结构面剪切试验,得到了结构面剪切位移-荷载曲线。研究了结构面峰值抗剪强度、峰值位移、剪切刚度影响因素。节理经过剪切后形貌面出现不同程度的磨损,其磨损范围与等效高差分布范围基本一致,并且在等效高差为剪断破坏模式且成片的区域磨损较为严重。在新粗糙度指标基础上提出了新的峰值抗剪强度模型,经试验对比显示出新模型的有效性。在新模型基础上提出了一个简化模型。对比发现新模型简化后其计算精度较新模型有所降低但由于所需参数减小计算较为方便,新模型简化结果精度虽然有所下降但是还是比Barton公式精度高。     

介孔分子硅剂改善茶浓缩膜结构特性应用研究

为有效提高功能性茶浓缩反渗透膜的回收效率和抗污性能,探究了3种介孔分子硅材料(MCM-41、SBA-15和MCFs)对浓缩膜面聚酰胺层聚合形成过程的结构影响。结果表明,添加质量分数0.02%经磺化预处理的MCM-41于间苯二胺水相可接枝酰氯基团,形成的聚酰胺结构层峰谷粗糙跨度仅为220 nm且交联紧致,膜抗拉伸强度增加37.8%;SBA-15和MCFs相膜面峰谷跨度达500~780 nm,横向褶皱和团聚,结构存在孔道塌陷;改性膜在3 h内对茶多酚、茶多糖、茶蛋白即可达到最大浓缩度,减少50%浓缩时间;MCM-41和SBA-15膜长时间运行的浓缩降率仅为2.8%~6.1%,48 h下降率比显示改性膜达标使用时长增加112.5%~137.5%,亲水性和抗污堵能力均大幅提升,可有效满足功能化茶浓缩精度。     

基于旋翼负压混合吸附的爬壁清洗机器人系统动力学性能研究

针对爬壁清洗机器人越障时,负压装置的吸附力下降导致吸附不稳定的问题,设计了一种旋翼负压混合吸附工作的多边形履带清洗机器人,并对爬行稳定性及越障性能进行了动力学分析。首先根据机器人爬壁的运动原理,建立机器人沿玻璃幕墙上的动力学模型,计算出电机理论驱动力矩;其次分析机器人在跨越障碍过程中的运动模型,结合与壁面接触的实际受力状态,对越障过程中关键阶段的本体倾翻、滑移两种失效形式进行运动学和动力学分析;然后根据玻璃幕墙实际的障碍高度,确定多边形履带的参数和理论驱动力矩的大小,并研制了实验样机进行爬行和越障试验,结果表明所设计的机器人具有良好的越障性能。     

撞击流反应器撞击面稳定性研究进展

撞击流技术因其良好的混合特性近些年用于强化制备超细粉体反应中的混合过程。撞击面的稳定影响反应器内的混合效果，所以本文对撞击面稳定性的研究进行了综述。撞击流反应器不同结构形式包括平面撞击流、轴对称撞击流和微型撞击流等。文中简述了撞击流稳定性的实验研究手段，分析轴对称撞击流反应器的径向偏转振荡的起止条件和不同喷嘴间距下的轴向偏移振荡规律，并且分析平面撞击流反应器的撞击面偏转周期以及偏转振荡的起止条件。得出轴对称撞击流与平面撞击流撞击面驻点的振荡对混合都有促进作用，并且偏移振荡周期不定，轴对称撞击面偏移振幅与喷嘴间距和雷诺数相关。平面撞击流的偏转振荡周期与进口流速成反比，反应器结构参数是撞击流稳定性的影响因素之一。根据轴对称撞击流偏移振荡对混合的促进作用，本文提出一种新型的预设流量波形双组撞击流反应器。新型撞击流反应器的独特结构克服了物料反应通道单一缺点，通过预设波形控制其进口流量，增大其撞击面偏移振幅，消除撞击面无序振荡，使流动轨迹扩展，扩大混合区域，并设计实验装置与方法讨论动态流量撞击流反应器撞击面稳定性对混合效果的影响。最后，本文对轴对称撞击流反应器的混合性能研究前景进行展望。     

连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统

生物质能源是一种环境友好的可再生能源,但也存在能量密度低、含水率高、碱金属含量高等缺点,导致其在热利用的过程中存在易结渣、堵灰及腐蚀、热效率不高等问题。本文结合生物质气化、炉内碱金属/硫固定、两级焦油裂解、蓄热式燃烧,以及冷凝热回收等多项先进技术,设计并搭建了连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统。以海洋贝壳类废弃物作为生物质成型燃料的添加剂和生物质焦油裂解过程的催化剂,在实现海洋废弃资源高值化利用的同时,克服了生物质热利用过程中的多项障碍,能够显著提高生物质能热利用效率,同时大幅度降低当前工业及民用供热过程中CO₂、SO_x、NO_x及烟尘的排放,具有良好的经济性与环保性。