电场对竖直微槽润湿及毛细流动特性影响

竖直微槽群毛细结构广泛应用在重力热管、蒸发器等散热设备内,但受重力等因素影响易达到毛细极限。引入电场的主动强化方式来提高竖直微槽的毛细极限,并通过实验和建立数学模型研究电场对竖直微槽内液体润湿及毛细流动特性的影响。结果表明,电场可以提高竖直微槽内液体润湿高度,当电场为5.0 kV时与无电场时相比,润湿高度强化比可达到30.0%。同时,电场作用下流体在微槽道内的毛细润湿流动呈分段效应：润湿流动初期,润湿高度与时间的1/2次方呈线性关系,即h-t^1/2,润湿速率与润湿高度的倒数呈线性关系,即v-1/h;润湿流动中后期,润湿高度与时间的1/3次方呈线性关系,即h-t^1/3,润湿速率与润湿高度平方的倒数呈线性关系,即v-1/h²,且润湿速率随时间呈下降趋势。     

介尺度视角下干法重介流态化分选过程强化

煤炭在保障我国能源安全中具有重要作用。干法重介流态化分选是煤炭分选加工领域的重要组成部分,有助于推动我国煤炭资源的高效洁净利用。流态化分选密度的稳定调控是实现高效分选的必要条件,调控的核心是如何削弱气泡扰动作用,关键是理解流态化分选过程中介尺度结构的演变及调控机制。从介尺度视角分析了气固流态化干法分选调控过程的关键科学问题,梳理了单元干法分选设备以及系统放大过程中介尺度结构的研究进展,分析了介尺度结构的演变规律,提出了介尺度结构的精准调控策略,对干法流态化的工业推广应用及煤炭的分选提质具有重要意义。     

组分比例对Li(NixCoyMn1-x-y)O2正极材料结构及其电化学性能影响的机理研究

Li(Ni_xCo_yMn_(1-x-y))O_2(NCM)是具有能量密度大、循环稳定性高、低廉价格等良好性能的新型锂离子电池正极材料,在电动汽车等领域已开始成功应用。NCM材料中,3d过渡金属Ni、Co和Mn元素的不同配比对材料的结构和电子结构都会产生重要影响。因此,组分比例的研究有助于优化NCM材料的电化学性能,推动其在动力电池和大型储能装置中有更广泛的应用。本文选取工业常用的Li(Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2))O_2(NCM622)、Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3))O_2(NCM523)和Li(Ni_(0.33)Co_(0.33)Mn_(0.33))O_2(NCM333)三种正极材料,采用恒流充放电测试、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)、X射线衍射(X-ray Powder Diffraction,XRD)和X射线吸收谱(X-ray Absorption Spectroscopy,XAS)等表征方法,研究了不同元素配比对材料结构及电化学性能的影响,从而建立结构与电化学的对应关系。电化学测试结果表明:Ni含量越高,充放电容量越高,但倍率稳定性能越差。SEM和XRD结果表明:三种配比的颗粒尺寸和晶体结构基本保持一致。XAS测试结果表明:NCM材料中,Ni含量越高,Ni的价态越高,O在低能量处的吸收峰增强,说明Ni3d-O_2p的杂化增强。Ni和O的电子结构的演变与电化学稳定性具有相关性,可能成为电化学稳定性变化的原因之一。综合三种材料研究结果,平衡容量密度和倍率性能,NCM523成为较优配比。     

金属载体相互作用对CeO_2纳米棒热稳定性影响的初步研究

CeO_2因其优异的储氧和释氧能力而被广泛应用于催化领域。其中,氧空位浓度是决定其储氧和释氧能力的关键。为了研究退火和负载金属对CeO_2氧空位浓度和热稳定性的影响,本工作通过水热法合成了CeO_2纳米棒,并负载金属Pt。利用X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)、电感耦合等离子体光谱(Inductively Coupled Plasma spectrometer,ICP)和X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)实验手段研究了金属载体相互作用对CeO_2纳米棒热稳定性的影响。结果表明:CeO_2纳米棒的氧空位浓度和晶格常数之间存在线性关系,氧空位浓度降低会导致晶格常数减小。在高纯空气中退火会导致CeO_2纳米棒的氧空位浓度降低,晶格常数减小。XPS和XRD结果显示:Pt/CeO_2纳米棒退火后仍保持较高的氧空位浓度。同时,ICP结合XPS发现退火会导致Pt向CeO_2体相扩散,抑制了PtO_2的生成,提高Pt/CeO_2催化剂的稳定性。上述结果说明Pt和CeO_2之间的相互作用既有利于氧空位的保持,也提升了Pt的稳定性。这对于理解Pt/CeO_2优异的催化性能具有重要帮助。     

基于物联网技术的太湖蓝藻水华预警平台

针对以往藻类水华预测系统在数据源方面存在的不足,采用物联网技术,实现基于三层网络传输结构的监测体系,保证了数据的时间连续性;并对遥感水质参数定量反演方法、中程无线传感网络技术和藻类水华预测预警模型方面进行了改进。在此基础上,开发了太湖蓝藻预测预警平台,运行结果表明蓝藻水华未来3天的平均预测精度达到了80%以上。     

曳力模型和湍流模型对内环流反应器数值模拟的影响

研究了曳力模型和湍流模型对气升式内环流反应器流体力学参数的影响,进一步证实了DBS-Local曳力模型在气升式内环流反应器中的适用性。结果表明：曳力模型决定了是否可以模拟出下降管中的气体;而曳力模型和湍流模型共同作用,决定了气含率模拟结果的准确性。Schiller-Naumann、Tomiyama、Grace、Ishii-Zuber这4种曳力模型均无法预测出下降管含气这一现象,而DBS-Local曳力模型能够模拟出下降管中的气体。DBS-Local曳力模型与standard k-ε mixture湍流模型组合,对气含率的预测值与实验值较为接近,而与RNG k-ε dispersed湍流模型组合,对轴向液速的预测值与实验值更为接近。     

矩阵序列结构算法在单变量系统降阶问题中的应用

本文指出了单位模阵与连分式的一种对应关系。根据这一事实,把矩阵序列结构算法用于系统降阶问题。其结果包含了第一,第二 Cauer 形连分式降阶法,有效地克服了连分式降阶法在 Routh表首列出现零元素时遇到的困难。这种方法既便于手算,也适合在计算机上运算,它还具有在一次施行结构算法过程中同时获得各阶降阶模型的特点。     

关于补偿谱和闭环谱的相交性问题

本文使用分散控制方法,讨论并解决了控制系统的补偿谱和闭环谱的相交性问题。文中引进了消失性的概念,得到了关于集中系统和分散系统存在使补偿器和闭环谱不相交的动态补偿器的充分必要条件。此外,该条件不成立时,给出了使用任何动态补偿器所得到的补偿谱与闭环谱的交。