典型生物质在不同温度下的热解产物特性

以松木和稻秆成型颗粒为原料,采用热棒反应器和气质色谱联用仪对其热解产物特性进行了分析,通过FTIR及比表面积分析仪从表面官能团和孔隙结构两方面对热解焦炭特性进行分析研究。结果表明,松木和稻秆在500℃时基本完成热解;松木比稻秆含有更多木质素,容易生成苯酚类芳香烃焦油;除了酚类,醛类也是松木热解中的重要组分。温度越高,稻秆和松木的热解焦结构更加趋于芳香化,且芳香结构上的侧链显著减少,但二者显著区别在于—OH和—CH_x吸收峰基本消失时的温度不同,稻秆和松木对应的温度分别为400℃和500℃,这与稻秆灰的催化作用有关。稻秆原料及低温下的稻秆热解焦中,中孔和大孔是主要孔型,但在松木原料及低温下的松木热解焦中,三种孔隙占比基本相当。温度上升时,两种生物质焦颗粒内部孔径分布发生了明显变化。     

柴油机缸内团聚态颗粒氧化过程中的破碎

基于全气缸取样系统采集不同燃烧时刻的柴油机碳烟,使用粒数粒径测试分析仪和透射电子显微镜测量了碳烟的粒径分布、数密度、分形维数和团聚度,进而获得团聚态颗粒的破碎速率,在上述工作的基础上,分析了柴油机缸内碳烟氧化主导阶段团聚态颗粒物的破碎现象.结果表明:碳烟氧化主导阶段初期,团聚态颗粒破碎速率高,碳烟颗粒总粒数密度和核态颗粒数密度增加,同时分形维数和团聚度明显减小.随氧化主导阶段燃烧反应的进行,破碎速率逐渐降低,总颗粒数密度逐渐减小,核态颗粒数密度先增加后减小,而分形维数和团聚度呈现上升的趋势.     

不同粒度煤粉的表面结构与燃烧特性研究

制备了4种不同粒度的平三煤和大友煤煤粉,分别采用低温饱和氮气吸附的方法和热天平研究了煤粉的表面结构特性和煤粉的燃烧特性。实验结果表明:随着煤粉粒度的减小,煤粉的孔隙结构发生变化,比表面积和孔容积均增大,表面结构复杂,致使分形维数增大,有利于煤粉颗粒的燃烧,因此,平三煤的着火温度降低了14℃,表观活化能均降低了12.3kJ/mol,燃尽率提高了9.81%,大友煤的燃烧特性变化规律相似。此外,煤粉颗粒的分形维数还能在一定程度上表述煤粉的燃烧特性,因此,分形维数可为煤粉燃烧特性的评价提供一种新的途径。     

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。     

基于分形理论的粗粒土缩尺效应及强度性质研究

基于分形理论研究了同种材料不同缩尺方法和不同缩尺粒径对分形维数的影响,并通过常规三轴剪切试验建立了分形维数与抗剪强度指标的相互关系。结果表明,与原型级配的粒度分形曲线相比,不同缩尺法得到的粒度分形曲线形态有较大差异,缩尺级配的分形维数均小于原型级配的分形维数,分形维数在数值上能表征土的级配;不同缩尺法得到的峰值强度变化规律与分形维数变化规律一致,在高围压下分形维数越大,不同缩尺法之间的峰值强度差也越大;凝聚力c随着分形维数的减小而增大,而内摩擦角φ随着分形维数的〖JP2〗增大而增大,两者近似一抛物线关系,并根据拟合表达式推导出了原型级配的φ值,具有一定的工程指导意义。     

温度对等离子体热解烃类生成炭黑形貌的影响

使用磁旋转电弧等离子体发生器产生均匀的高温热源,通过热解碳氢化合物制备了炭黑颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)图像,表征了炭黑聚集体的形貌,计算了聚集体的分形维数、粒度分布和平均粒径,研究了反应温度和原料对炭黑聚集体形貌和微观物理特性的影响。研究结果显示,在1 500 K较低温度下所有热解产物均为球形碳颗粒;随着温度的升高,初级粒子粒径减小,分形维数变大,聚集体形态变复杂;甚至在约2 500 K高温下在甲烷和乙烯的热解产物中出现石墨烯片层。分析认为,温度和原料影响了初级粒子的成核速率、表面生长和碰撞团聚等过程,从而决定了聚集体的最终形貌。     

柴油机运行工况对排气管内碳烟尺寸的影响

改变柴油机运行工况,采集排气管内碳烟颗粒,通过透射电镜对碳烟颗粒进行观测,拍摄碳烟颗粒形貌图片,采用Image-ProPlus软件统计分析碳烟颗粒的平均投影面积(A)、平均回转半径(R_g)、包含基本碳粒子的平均数(N_p)以及基本碳粒子的平均粒径(d_p)等特征参数,得到碳烟颗粒的分形维数.研究发现:改变柴油机负荷对排气管内的碳烟颗粒尺寸的影响要远大于改变转速带来的影响.转速不变时,随着负荷的增大,A、Rg、N_p和d_p均呈"v"型变化趋势,分形维数呈上升趋势;负荷不变时,随着转速的增大,A、R_g、N_p、d_p小幅度上升,分形维数基本不变.     

土体渗透变形及渗透破坏过程中分形特征初探

根据天然土体及室内配制土样颗粒分析、干密度、渗透、渗透变形试验结果,基于土体分形理论计算了土体质量分维数,土体孔隙度、不均匀系数、中值粒径、干密度、渗透系数与分维数关系密切。当分维数较大时,表示小于某粒径颗粒累积含量较少,颗分曲线越平缓,土体有粗化现象,不均匀系数及中值粒径都在增大,孔隙度减小,干密度增大。利用土体分维数可判断出土体渗透破坏形式（如管涌、流土）,土体发生渗透破坏后分维数减小,渗透破坏过程中分维数逐渐减小,并随流失颗粒粒径的增大而加速减小。     

氧量对典型农林废弃物热解焦的影响

以稻秆和松木稻秆成型颗粒代表典型农林废弃物,采用热棒式反应器及FTIR等对不同氧气浓度下(0%、5%、10%、15%和21%)稻秆和松木的热解特性进行了研究。结果表明,氧气对生物质焦的表面官能团及孔隙结构有显著影响。随着氧气浓度的提高,生物质焦的平均孔容也相应增大,温度达到500℃时,稻秆焦和松木焦的平均孔容分别从惰性气氛时的0.009 cm~3/g和0.005 cm~3/g提高至21%氧气浓度时的0.030 cm~3/g和0.042 cm~3/g。随着氧气浓度的提高,各孔径的孔对比表面积的贡献均有所提高,特别是有氧气氛下对于微孔的提高更加明显,各孔径的孔贡献的比表面积均有所提高,且氧气对于微孔的形成具有极为明显的促进作用;相同热解终温下,氧气浓度越高,焦炭产率越低。有氧气氛促进了生物质向气相的转化,使焦炭的孔隙结构更为发达。     

乙烯预混火焰中燃空当量比对碳烟纳观结构、分形维数和氧化活性的影响

基于乙烯/氧气预混燃烧系统以及热泳取样和毛细管取样系统,结合场发射透射电子显微镜和热重分析技术,研究了燃空当量比对碳烟颗粒纳观结构、分形维数和氧化活性的影响规律.研究结果表明,随着燃空当量比的增加,碳烟分形维数和基本碳粒子粒径均增加,表明碳烟颗粒团聚程度提高,碳烟生长得到促进;随燃空当量比增加,碳烟微晶长度增大,层间距和曲率均减小,碳烟微观结构更为有序;燃空当量比的增加,导致碳烟的氧化反应特征参数值均增大,碳烟氧化活性减小.另一方面,碳烟的微晶长度、层间距和曲率与表观活化能有较好的线性相关性,即碳烟结构越有序,氧化活性越低.此外,分形维数与表观活化能也存在一定的正相关性.     

外部环境对风电机组性能影响分析

以1.5 MW风电机组叶片为模型,通过叶片数据采集和实验分析的方法,对外部环境对风电机组性能影响进行分析。通过Bladed软件对风电机组叶片进行仿真,研究结果表明:温度和高度的变化对空气密度和空气黏度的变化有一定影响,空气密度的变化引起升阻比变化,空气黏度的变化则主要引起雷诺数的变化,两者共同对风电机组的气动性产生影响。该研究有助于风电机组的设计研发,降低风电机组运行时的故障率。     

碱金属热电转换器(AMTEC)的电极极化过程分析

从电化学动力学的角度，对碱金属热电转换器的电极极化过程及对其特性的影响进行了讨论。分析认为，阳极极化过电压对碱金属热电转换器输出电压的影响比阴极极化过电压要小得多。影响阴极过电压的因素很多，除电极电流密度的大小外，电极反应本身的性质、BASE本身的性质、电极反应所依附的电极多孔薄膜材料的性质、电极多孔薄膜的形貌等都会对其大小产生影响。选择合适的电极材料，优化电极多孔薄膜的制备工艺，对改善AMTEC的电特性将是十分重要的。     

ON A METHOD OF SOLUTION OF MIXED BOUNDARY-VALUE PROBLEMS OF THERMOELASTICITY

A method is presented that enables thermal crack and contact problems to be reduced in a simple way to those of the isothermal case and pertinent solutions to be obtained. The method is valid for elastic space or semispace and for a layer that is isotropic or transversally isotropic. Illustrative examples are given for axially symmetric cases.     

生物质水热法催化液化的实验研究

选用常见废生物质木屑为原料,以分步离子交换法制备的Ni、Fe金属改性分子筛为液化催化剂,在高温高压反应釜中进行水热法催化液化的实验研究.运用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对催化剂的性质进行表征,重点考察催化剂对生物质液化行为的影响.在280℃、10min条件下的实验结果表明催化剂能有效促进生物质的低温水热法液化,以NiHZSM-5为催化剂可使木屑催化液化的总产率由20.69%提高到31.36%,且增加的产量中有机水溶物占93.92%,说明NiHZSM-5催化剂可以选择性催化液化生物质.     

管簇结构腔体式吸收器热性能的数值分析

讨论了一种新型管的管簇结构腔体式吸收器，基于网络法建立了确定各种热流的控制方程及总热阻并给出集热器及各主要部件的效率定义式，最后对热性能进行了详细的数值分析。     

THE FUNDAMENTAL SOLUTION OF THE OSCILLATION EQUATIONS OF THE THERMOELASTICITY THEORY OF MIXTURE OF TWO ELASTIC SOLIDS

By means of elementary functions, the fundamental solution of equations of the thermoelasticity of the steady oscillations for a mixture of two elastic solids is constructed, and basic properties are established.     

STABILITY OF MOTIONS OF THERMOELASTIC FLUIDS

It is shown that the second law of thermodynamics induces uniqueness and continuous dependence upon initial-state and supply terms of smooth thermodynamic processes of thermoelastic fluids within the broader class of thermodynamic processes with shock waves.     

有机层厚度对OLED性能的影响

采用真空蒸发的方法制备出玻璃衬底ITO／TPD／Alq／A1结构的有机发光器件(OLED)。改变有机层的厚度, 比较不同厚度下OLED的各项性能的差异,包括工作电压,发光效率。实验发现无论增大空穴传输层TPD的厚度 抑或是发光层Alq的厚度都会增大器件的工作电压。发光层Alq厚度的增大还能引起发光效率的增大,而TPD厚 度的增大对发光效率的影响则是复杂的。对于上述现象用隧穿理论以及直带模型进行了解释。对制备高亮度, 高效率低损耗的OLED具有指导意义。     

级联H桥光伏逆变器开关管开路故障诊断

多电平逆变器包含大量的半导体开关,以级联H桥光伏逆变器为例,针对开关管开路故障提出一种快速故障诊断和处理方法。在载波的顶端或底端采样每个H桥模块的输出电压,将其作为判断开关管开路故障的判据。诊断完成后,采取相应的措施降低故障程度。该方法可在一个载波周期内完成故障开关管的精确定位。实验结果验证了该方法的有效性。     

FUNDAMENTAL SOLUTIONS OF THE EQUATIONS OF THE THEORY OF THERMOELASTICITY WITH MICROTEMPERATURES

By means of elementary functions, the fundamental solutions of the equations of the equlibrium and steady oscillations of the theory of thermoelasticity with microtemperatures are constructed, and basic properties are established.