超细飞灰对烟气酸露点与酸凝结的影响研究

准确预测燃煤锅炉尾部烟气的酸露点和酸凝结对深度降低排烟温度、保障尾部换热设备的安全高效运行十分重要。尾部烟气中存在的飞灰颗粒对酸露点和酸凝结液滴的发生有很大影响,不可忽略。考虑烟气中超细飞灰颗粒对酸露点和酸凝结的影响,提出了飞灰粒径对考虑局部凝结质量传输效果的酸露点和酸凝结迭代计算方法,实现了酸露点和壁面温度下酸凝结的准确预测。当飞灰粒径低于中肯半径（r_ash0）时,飞灰粒径对凝结率有显著影响;随着飞灰粒径的降低,硫酸蒸气、水蒸气以及酸液凝结率明显增加,尤其是硫酸蒸气凝结率;飞灰粒径越小,凝结越易发生。然而,过冷度超过30℃时,烟气中超细飞灰颗粒对低温壁面酸凝结的影响可以忽略不计。烟气携带而不被低温壁面捕获的凝结酸液量较少,烟气中超细飞灰颗粒对烟气酸蒸气的降低作用可以忽略不计。理论计算方法为分析现场酸-灰作用积灰层提供理论依据,对于优化燃煤锅炉尾部烟道的安全高效运行有重大指导意义。     

高性能氟聚合物涂料

英国戈尔公司(W·L·Gore)和利文斯顿联合公司(Associates of Livingston)开发了一种新型的以氟粘合物(杜邦公司产品)为基础的防护涂料,其商品名为“Flouroshield”。用喷枪将这种涂料喷涂到形状复杂的表面上,可以形成3mm厚的涂层,经烘烤将涂层熔融,使之与基材粘接,其粘接强度超过涂层自身的抗张强度。这种涂层干后不发粘,涂在运动部件上,可以减少磨耗,也可以较快地清     

蒸汽在扁平管内逆流流动凝结实验与理论分析

针对火电机组直接空冷凝汽器扁平管内蒸汽凝结换热过程,设计并搭建了水冷扁平管内可视化流动凝结实验台,开展管内凝结换热研究。建立涵盖壁面薄液膜和圆弧段液池的流动凝结分析模型,得到凝结液膜发展相关方程。特别对于壁面液膜双曲型发展方程,考虑其对流特征和物理守恒特性,提出共轭梯度法-牛顿法-模拟退火相结合的稳态求解算法,避免传统非稳态方法的复杂性。可视化实验结果表明,管内汽液两相分层流动,扁平管圆弧底部形成了液池。对应的理论分析结果更加细致地表明,管内凝结换热为分层流型,液池液膜厚度为1 mm量级,壁面液膜相比液池液膜薄很多,因而具有较高的凝结传热系数。分析结果为判断冬季低温环境运行时管内冻结起始位置提供了依据。     

阿克苏诺贝尔升级船用防污漆产品组合

阿克苏诺贝尔旗下国际油漆最近升级并壮大了其防污漆产品阵容。新产品拥有更高的体积固体份，意味着每个配套的涂层数可以得到减少，同时还能减少过喷和挥发性有机化合物排放。     

克劳斯工艺防腐蚀涂层数值模拟

燃料、烟气中的高浓度硫化氢以及液滴对克劳斯工艺中燃烧设备有严重的腐蚀和冲蚀作用,很容易引发大型生产安全事故。液滴的冲蚀在金属受热面壁面产生细微裂纹是化学腐蚀的起点。涂层能够防止化学腐蚀,本文通过建立数学模型准确描述了克劳斯硫黄回收工艺中液滴撞击防腐蚀涂层的过程,运用离散迭代方法对整个计算区域进行求解,得到了撞击过程中防腐蚀涂层内部、涂层与固体黏结面以及固体内部的应力分布,确认了涂层方案能够在克劳斯硫黄回收工艺中解决金属受热面液滴冲蚀的问题;同时研究了不同厚度的涂层对应力分布的影响,得出了量纲为1最大应力与撞击速度之间的经验公式,提出采用20μm厚的氮化硅涂层是经济高效的克劳斯工艺壁面保护措施。     

纳微结构疏水表面结霜过程及抑霜特性

采用静电纺丝法,通过调节电纺母液浓度,制备出7种具有典型微米颗粒结构、微米颗粒/纳米纤维混合结构和纳米纤维结构的疏水表面,实现了纳微结构的表面可控;对表面微观结构进行了表征,测试了其疏水性能;通过表面结霜过程和抑霜性能实验比较,结合表面分形维数分析,研究了纳微结构疏水表面的抑霜特性。结果表明,虽然7种纳微结构疏水表面接触角均在139°~152°之间,具有明显的疏水特性,但其抑霜性能与疏水性能并不呈一致关系;抑霜性能与表面结构密切相关,随着表面结构分形维数的增大而减小。     

静电喷搪

静电喷涂方法广泛用于有机涂层,搪瓷涂层亦可用此法。在坯件上可施0.01～0.25mm厚的涂层。用这种方法涂搪,不但可以减少电耗及瓷釉耗量,而且可以保证构型复杂的制品的涂层质量。     

梯度表面能材料表面上滴状凝结换热

采用气相沉积（CVD）的方法,以十二烷基三氯硅烷和辛基三氯硅烷为扩散工质,制备了梯度表面能材料表面。对空气中水滴在水平梯度表面能材料表面上的运动现象和表面倾角为0°、30°、60°和90°情况下,梯度表面能材料表面上的水蒸气滴状凝结换热进行了可视化实验,研究了凝结液滴的长大、聚并、运动和脱落现象。结果表明：直径大于1 mm的凝结液滴峰值运动速度达到110 mm·s-1,远大于空气中液滴的运动速度。通过图像分析,分别讨论了壁面过冷度、凝结表面倾角和表面能梯度对换热和液滴运动的影响。结果表明：随着壁面过冷度的增加,凝结表面传热系数先增加后减小;当凝结表面倾角大时,由于重力作用加大,凝结表面传热系数也高;当表面能梯度较大时,运动液滴尺寸更小,速度更快,凝结表面传热系数更高。     

R134a/R125混合工质水平管外凝结换热

对纯工质R134a以及R134a/R125在三种不同组成比例下的混合工质,在光管和相同肋密度的二维及三维强化管外进行凝结换热试验研究。结果表明：R134a在光管外凝结表面传热系数与Nusselt数理论值的相对偏差均在±10%以内,R134a在光管及强化管外凝结表面传热系数变化趋势与Nusselt数理论解相一致。与纯R134a相比,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数均所有下降;对于光管,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数随壁面温差的增大而下降,但对于强化管,含6%及以上的R125混合工质,其凝结表面传热系数随壁面温差的增大而增大,有接近纯R134a凝结表面传热系数的趋势,表明混合工质凝结换热热阻分布与纯工质有较大差异。相同组分的工质,三维强化管凝结表面传热系数均高于二维强化管,二维强化管亦明显高于光管,在壁面温差为8 K时,强化管HT-3D、HT-2D相对于光管的传热强化倍率分别为9.83和7.85。     

有机物涂覆金属表面疏水性探讨

在三种金属基体表面上,分别涂覆聚丙烯、聚偏氟二烯、聚苯乙烯和石蜡等四种有机物后,探索了其疏水性.结果表明,聚丙烯(PP)涂层效果最好,其涂层能极大地提高金属表面的疏水性,与水滴接触角可高达140°;同时,结果还表明,采用简单的化学刻蚀法和浸泡涂覆法,可以在金属表面上制备良好而便宜的工程聚合物疏水性涂层.     

磁性助凝剂资源化制备及强化污染物沉淀分离

通过高温碳化处理,研发并优化磁性助凝剂的资源化制备,并回用于混凝过程强化污染物的沉淀分离。采用磁化曲线、扫描电镜等表征手段,对不同高温制备得到的磁性助剂进行结构及形貌的表征。进一步对混凝过程中絮体的粒度粒型分析得知,磁性助剂有利于污染物的沉淀分离,加入700℃碳化后的磁性助剂(PFS:RW700=1:1.43)使污染物的沉淀分离效率提高至99.45%。磁性助剂带有的磁性使助剂易被絮体包裹,从而加速沉降;磁性助剂中含大量的碳且表面带有羧基等官能团,具有一定的吸附能力;经高温碳化结晶度增加且颗粒大小均一,有利于成核加快絮体增长。通过优化磁性助剂与聚合硫酸铁(PFS)的投加比,仍保持较高的污染物去除率,与活性炭相比,水处理成本降低了2 RMB/t,为解决混凝污泥资源化途径提供技术支撑。     

波纹表面结霜的实验研究

结霜工况下,换热器翅片表面结霜会增大换热热阻,堵塞空气流道。在低温高湿条件下对波纹表面的结霜过程进行了实验研究,分析了冷面温度、湿空气流速及波纹结构等因素对波纹表面冷凝水珠冻结和霜层生长的影响。结果表明：冷面温度越低,冻结的冷凝水珠越小,冻结时间也越短;冷面温度越低或湿空气流速越快,霜层生长越快;在相同的实验条件下,波纹表面上霜层的高度比平直表面的低。     

基于分形理论的翅片管气化器霜层热导率

基于分形理论的DLA模型,数值模拟了翅片管气化器表面霜层生长过程,同时对霜层生长形态进行了实验观测,得到了不同时刻的霜层生长图像。计算了气化器表面霜层剖面孔隙面积分布分形维数与分形孔隙率,模拟图像与实验图像的对比表明两者取得良好的一致,验证了数值模拟的合理性。在此基础上建立了霜层导热的分形模型,采用热阻法给出了霜层热导率表达式。计算结果表明,用该方法确定的霜层热导率与实测得到的霜层有效热导率值域范围是相符的。并通过与其他导热模型的比较,验证了将剖面面积分布分形维数引入导热模型以确定霜层热导率的可行性,从而为霜层热导率的理论研究开辟了一条新路。     

表面特性对结霜和融霜排液的影响

对亲水表面、裸铝表面和疏水表面上结霜和融霜排液过程进行实验研究,分析了表面特性对冷凝水珠冻结、霜层生长和融霜排液的影响。结果表明：疏水表面上冷凝水珠呈规则球缺状、冻结较晚,而亲水表面和裸铝表面上冷凝水珠形状不规则;相比于亲水表面和裸铝表面上平整霜层,疏水表面上霜层不平整,有凹穴和凸起;疏水表面上霜层平均厚度增长较亲水表面和裸铝表面缓慢;在湿空气温度和冷面温度较低的情况下,表面特性对霜层生长的影响减弱;亲水表面具有较好的排液效果,其循环再结霜量最小。     

From the sigmoidal to the downward concave shape behavior during the hydration of grains: Effect of the initial moisture content on Adzuki beans (Vigna angularis)

This work studied the change of the hydration behavior of Adzuki beans (Vigna angularis) as a function of their initial moisture content. By studying the hydration kinetics at different initial moisture contents, it was demonstrated that the hydration behavior of this grain changes from the sigmoidal to the downward concave shape (DCS) when the initial moisture content is above ∼20% d.b. This change happens when the moisture content passes from zone II to zone III of the grain's adsorption isotherm. This was attributed to the transition from the glassy state to the rubbery state, especially the in seed coat components. The seed coat is impermeable when the moisture content of the grain is low, so the water ingress is only by way of the hilum. However, when the seed coat is above ∼20% d.b. the water enters not only via the hilum, but also by way of the seed coat. The hydration behavior of the grain was modeled using a sigmoidal mathematical model, whose parameters were evaluated as a function of the initial moisture content; the water absorption rate parameter demonstrated a sigmoidal increasing behavior. The time to reach the inflexion point of the curve, related to the lag phase, showed an exponential decay. The equilibrium moisture content was not affected. Finally, a general model, which was able to predict the moisture content as a function of the initial moisture content of the grain and the process time, was obtained.     

水平表面结霜过程的实验研究

对水平表面在低温高湿条件下结霜过程进行实验研究, 分析了冷面温度、湿空气温度和表面特性等因素对水珠冻结和霜层生长的影响。结果表明:冷面温度越低, 过冷水珠冻结时间越短、冻结直径越小;在湿空气温度与冷面温度温差相等的条件下, 湿空气温度越低, 过冷水珠冻结时间越短、冻结直径越小;疏水表面上过冷水珠的冻结时间比裸铝表面晚。冷面温度越低, 湿空气流速越快, 则霜层生长越快。     

混凝试验中效果评判的新方法

通过对两类不同的水源进行混凝试验,发现用混凝后水的浊度来评判混凝效果的方法,对一般水质的水源是有效的,但对某些特殊水质的水源如低温低浊水,或对混凝处理后水质要求较高的场合如反渗透进水,就无法准确找出最佳的混凝剂和混凝条件.因此,提出了用测量矾花(絮凝体)大小及生长速度和泥渣虚度的指标来评判混凝试验效果的新方法,与常用的以混凝后水的浊度来评判混凝效果相比,用此方法更能准确地评判混凝试验效果的优劣.     

The influence of cations of particle interactions and particle release from aqueous bentonite gels

The aim of this study is to relate the influence of ground water to the properties of bentonite gels. It has been proposed that compacted bentonite could be used as a buffer substance around canisters containing nuclear waste deposited about 500 m down in the bedrock. The bentonite shield is thought to provide a zone of low permeability which on contact with ground water will swell into cracks formed in the rock.Visual inspection and measurements of the amount of particles released from a bentonite gel by light-scattering showed that while particles are released in distilled water, they are coagulated when in contact with ground water with composition varying within reasonable limits, with the result that the release of particles is negligibly small.Studies of sedimentation volumes after ultracentrifugation also clearly indicated that the bentonite in contact with ground water in the repository forms a completely coagulated gel.It was shown that calcium ions diffuse rapidly into the gel that is in contact with ground water. This implies that bentonite gel which is initially partially in its sodium form will be completely exchanged to its calcium form when brought into contact with ground water. This ensures that it remains coagulated and does not release any particles.     

竖直超疏水翅片间霜层动态生长特性

搭建了竖直翅片间霜层生长可视化实验平台,分别制备了铝基亲水、超亲水和超疏水平板换热器,研究了翅片间距、表面润湿性能和环境温湿度等对竖直翅片间霜层生长动态特性的影响。实验结果表明,翅片间霜层的生长过程以临界间距（约1 mm）为界可分为线性快速增长阶段和缓慢增长阶段;相同工况下,亲水表面、超亲水表面和超疏水表面翅片间结霜持续时间分别为177、387和482 min。亲水表面霜层的增长速度分别为超亲水表面和超疏水表面的2倍和3倍。较低的表面温度和较高的环境湿度由于相变过饱和度的增加而提升了霜层增长速度;此外,翅片间霜层积聚过程中霜层密度随时间变化先增长,之后霜层密度增速放缓甚至不再增长直至结霜过程结束。     

翅片管换热器表面霜层生长特性的实验研究

空气源热泵系统节能减排效果显著,但在低温高湿的冬季制热工况下,室外蒸发器表面会发生结霜现象,霜层会直接影响换热性能,进而影响系统运行的可靠性及能效。对翅片管换热器霜层生长特性进行了实验研究,实验中采用红外热成像仪对霜层表面温度进行测量,并用千分尺热电偶直接测量装置进行校核。分析了环境温度、相对湿度及迎面风速对结霜厚度、结霜量、霜层-湿空气界面条件的影响,并将霜层表面温度与环境温度之差作为结霜的传热驱动力,将湿空气中水蒸气分压力与霜表面温度下饱和水蒸气分压力之差作为结霜的传质驱动力,对结霜机理进行了分析,为换热器的防结霜和除霜提供了依据,为优化空气源热泵系统的设计奠定了基础。