涂覆MIL-101(Cr)干燥剂的翅片管换热器的实验研究

干燥剂涂层换热器(DCHE)是一种新开发的翅片管表面带有干燥剂涂层的换热器,它可以同时处理潜热和显热.为了获得更高的性能,高孔隙度的金属有机框架(MOF)被引入到设计中.本文通过水浴法成功合成MIL-101(Cr)材料,并对材料进行X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附测试、水蒸气吸脱附曲线、电镜扫描等系列物理表征.制作...     

非平衡吸附特征的吸附床传热传质特性

建立椰壳活性炭-甲醇吸附式制冷系统吸附床传热传质数学模型,应用该模型进行具有非平衡吸附特性的吸附床传热传质研究,利用数值方法对数学模型进行求解,讨论了吸附床在冷却过程中吸附剂温度、吸附速率、吸附量、制冷系数以及单位质量吸附剂制冷功率与时间的关系,吸附床在加热过程中吸附剂温度、脱附速率及脱附量与时间的关系.研究结果表明:吸附床在整个吸附过程中的吸附速率存在一个峰值0.001 2 ks/s,吸附床在整个脱附过程中的脱附速率存在一个峰值0.001 7ks/s,吸附剂温度变化率在换热阶段趋于平缓,制冷系数值在吸附阶段近似呈线性增长,而单位质量吸附荆制冷功率在吸附阶段存在一个峰值35 kW/kW.     

液态锂中氘脱附特性分析

锂化壁处理/液态锂第一壁可为托卡马克装置提供良好壁条件，但存在燃料滞留问题，为解决这一问题，需进一步研究氢同位素在液态锂中的脱附特性。本文设计了液态锂中气体吸附/脱附系统，开展了氘气在液态锂中的吸附实验，并分析了其脱附过程，通过采用微调阀调整进气速率的方式标定不同氘气分压下的系统抽速，计算了热脱附过程中气体的抽除量。结果表明，氘气在液态锂中的脱附峰温度在481℃附近，脱附的氘气仅有约36%被抽气系统抽除，剩余部分被壁面冷凝的锂重新吸附。该研究可为深入分析氘在液态锂中的脱附行为奠定良好基础，为未来解决液态锂中的燃料回收问题提供技术支持。     

对流边界条件下竖板降膜除湿过程中传热传质的数值模拟

针对竖板降膜(层流)溶液除湿空调系统,建立了溶液降膜过程传热传质的数学模型,给出了对流换热边界条件下过程的数值解.模拟了三种不同冷却条件下的降膜除湿过程.结果表明,当对流换热系数较小时,与绝热边界有相似的发展趋势;而当对流换热系数较大时,则接近于等温条件下的规律.同时,模拟结果还给出了不同的无量纲吸收热λv和刘易斯Le对降膜内Nusselt数和Sherwood数的影响,表明无量纲吸收热的改变不影响Nu数和Sh数在流动方向上的最终渐近值.     

微波技术在吸附分离中的应用研究进展

在吸附分离过程中,微波技术主要应用于吸附材料的合成和吸/脱附过程的强化。采用微波合成吸附材料可提高能量利用率、大幅度缩短反应时间、产物均匀且吸附性能更优异。在吸附过程中,微波场通过促使极性分子转动加速体系传质过程,加快吸附;在脱附再生过程中,被吸附物质在微波场中被加热而发生挥发或者分解。微波强化的作用机理以及微波场中体系温度的准确测量和控制有待进一步研究。     

用闪烁脱附谱方法研究氧在电解银催化剂表面的吸附

本文报道了在超高真空下用四极质谱计来测量粉末样品热脱附谱的实验方法,并用它得列了电解银催化剂表面吸附氧以后的热脱附谱。实验表明,氧的热脱附谱峰位发生在300℃附近,且随升温速率β增大而增加。由谱峰形状的对称性和峰位随初始覆盖度增大而下降,可判断它是二级脱附,计算得到的脱附活化能为42 kcal/mol。     

稀土Sm掺杂的YbBaCo4O7+δ纳米粉体制备及其氧吸附性能的研究

采用溶胶凝胶制备了不同浓度Sm掺杂的YbBaCo₄O_7+δ氧吸附材料，并利用XRD分析、SEM和差热分析仪等仪器对其进行了结构、形貌、氧吸附/脱附性能分析，研究了不同浓度Sm掺杂对YbBaCo₄O_7+δ氧吸附/脱附性能的影响，测试结果表明：在较低掺杂浓度下，稀土元素Sm完全进入了Yb_1-xSm_xBaCo₄O_7+δ纳米粉体的晶格，Yb_1-xSm_xBaCo₄O_7+δ纳米粉体仍是单一的114相结构；稀土元素Sm掺杂对Yb_1-xSm_xBaCo₄O_7+δ纳米粉体的形貌影响较小。氧吸附/脱附性能测试结果表明：一定量的稀土元素Sm掺杂可以明显提高的YbBaCo₄O_7+δ纳米粉体的氧吸附性能，YbBaCo     

单宁改性酚醛基炭气凝胶的制备及其CO2吸附性能

基于绿色低成本的单宁所具有的大量反应性羟基,其与醛类反应具有与苯酚或间苯二酚相似的机制。在传统的酚醛树脂基(苯酚-尿素-甲醛)炭气凝胶的基础上,通过添加单宁进行改性,成功制备出新型高效的CO₂吸附用酚醛基炭气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和氮气吸脱附测试对其表面化学和孔隙结构进行了系统表征,同时通过CO₂吸脱附测试对其CO₂吸附量、选择性吸附及吸附热等进行了研究。结果表明：以绿色可再生的生物质原料单宁对原料进行部分取代,不仅可以显著降低产品成本,还可以明显改善其CO₂的吸附性能。当单宁的添加量(15 g)为苯酚用量的50wt%时,样品具有最大的比表面积(1 376.31 m2·g^-1)和微孔体积(0.55 cm3·g^-1),是一种极具潜力的气体吸附材料。其相应的CO₂吸附量高达5.36 mmol·g^-1,选择性吸附和吸附热则分别为16.84和34.49 kJ·mol^-1<...     

蔗渣活性炭二次活化制备及其吸附CO2性能研究

以蔗渣为原料, 以ZnCl₂为活化剂制备出活性炭AC, 并用KOH对活性炭AC进行二次活化制备活性炭KAC。用热重法测定材料的CO₂吸附脱附性能, 傅里叶红外光谱、氮气物理吸附-脱附和扫描电镜对样品进行表征。结果表明：KAC具有优异的CO₂吸附性能, 在60℃下其对CO₂吸附量可达3.45 mmol/g, 而AC的CO₂吸附量仅有1.79 mmol/g。KAC的CO₂吸附能力明显优于AC。循环吸附脱附的结果表明, 经过5次吸附-脱附, 材料的吸附量无显著变化, 表明材料具有良好的再生性能。傅里叶红外分析结果表明两种活性炭材料的特征峰基本一致, 活性炭表面官能团中羟基和羧基可以使活性炭表面的极性增大。氮气物理吸附-脱附和扫描电镜结果表明材料都具有发达的孔径结构, 但KAC的孔径结构比AC更发达, 因此其对CO₂的吸附能力也更强。     

PVDF膜接触器在电厂含氨废水处理中的应用研究

燃煤电厂含氨废水具有水量大、氨氮浓度高、水质波动大的特点,常规脱氨工艺处理困难.本文采用PVDF膜接触器处理燃煤电厂高浓含氨废水,考察了膜接触器类型、水侧流量、气侧真空度、气液接触面积、进水水质等因素对脱氮效率的影响.结果表明,基于PVDF膜接触器的气液分离工艺,能够将高浓含氨废水中的氨氮浓度由1 250 mg/L降至300 mg/L以下;外压式和内压式膜接触器都有理想的应用效果;提高膜接触器水侧流量、气侧真空度能够有效提高NH₃传质效率;增大传质膜面积能够显著提升循环液氨氮脱除率.提出了分离NH₃在燃煤电厂的多种资源化回用途径,为膜接触器的工程化应用提供参考.     

多孔干燥剂除湿性能实验研究

通过实验对自行研制的活性氧化铝和沸石分子筛进行除湿性能研究。结果表明,自制的两种干燥剂的除湿过程可以分为高效除湿和稳定除湿两个阶段。当处理空气流量为56.5 m3/h,温度27℃,含湿量23.5 g/kg条件下,在初始阶段的800 s时间内沸石分子筛的除湿速率比活性氧化铝快,吸附效果好,但释放的吸附热也较高;在稳定除湿阶段,活性氧化铝的除湿量明显增加,约为沸石分子筛除湿量的3.4倍,说明活性氧化铝对空气的稳定除湿效果更好。     

溶液调湿过程气液界面RBM效应的实验研究

分析了液体调湿过程产生RBM效应的机理,考察了除湿和再生过程的RBM效应以及RBM效应对热质传递性能的影响.结果表明:气液热质交换导致液膜温度、密度在径向和流向方向分布不均,形成表面张力梯度和密度梯度,引发RBM效应;RBM效应严重影响传热传质效率和润湿率,影响程度因热质交换条件不同差异很大.     

三维g-C3N4泡沫负载Cu(OH)2纳米片的制备及其光催化还原CO2性能

为了改善g-C₃N₄光催化还原CO₂过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率，分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C₃N₄泡沫(g-C₃N₄ Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C₃N₄泡沫负载Cu(OH)₂纳米片(Cu(OH)₂/CNF)复合材料，对其结构和光催化性能进行分析。结果表明：g-C₃N₄ Foam和Cu(OH)₂/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构，这种结构可从动力学层面优化CO₂在气-固催化反应中的传质和吸附，使CO₂吸附容量分别达到3.97 cm³/g和3.59 cm³/g,为g-C₃N...     

应急避难场所蓄冰柜降温除湿特性研究

为了得到应急避难场所蓄冰柜降温除湿特性以及环境温湿度和进风速度对蓄冰柜传热传质的影响,基于CFD软件FLUENT,建立了蓄冰柜降温除湿模型,通过在其中添加自定义能量源项和质量源项的方法进行数值模拟。结果表明：出风温湿度随进风温湿度的增大而增大,热质传递之间的相互影响较小,出风温湿度随进风速度的增大而增大,但单位质量湿空气的热质传递效率下降,降温除湿量与进风速度近似于成正比关系,研究结果可为蓄冰柜在应急避难场所的应用提供参考。     

高效填料型除湿器新传质关联式实验研究

填料作为溶液除湿器的重要部件,其传质特性直接关系到整个溶液除湿空调系统性能的好坏。本文搭建了逆流填料型溶液除湿实验台,以Li Cl溶液为除湿溶液,对高比表面积波纹纤维规整填料(650 m2/m3)进行了除湿实验研究。以气液界面的水蒸气分压差为传质驱动力,获得了新的传质系数实验关联式和除湿效率实验关联式。并对该填料的除湿效果与文献中的不同填料进行对比。结果表明:该填料具有最高的单位体积传质系数,且填料的单位体积传质系数随着填料比表面积的增加而增大。传质系数实验关联式计算值与实验值相对偏差在±20%以内,除湿效率实验关联式计算值与实验值相对偏差在±15%以内。新的传质关联式可以比较精确的计算除湿器的传质性能。     

循环周期对吸附制冷管性能的影响与分析

设计制作了一种类似于热管、以13X分子筛-水为工质对的吸附制冷单管,吸附制冷单管直径为19 mm,吸附制冷单管由吸附床段和蒸发\冷凝段组成,其中吸附床段长800 mm,蒸发冷凝段长260 mm。吸附制冷系统由吸附制冷单管、管式电炉和数据采集装置组成,利用本装置对影响吸附制冷单管性能的循环周期、吸/脱附时间比进行了一系列实验研究,并利用数值模拟对分析结果进行了理论分析。研究表明:当吸附时间和脱附时间相等时,在不同脱附温度下,循环周期存在一个相应的最佳值,脱附温度越高,相应的最佳循环周期越长;适当增加一个循环周期内吸附时间所占比例可有效提高单元管制冷功率。对于此吸附单元管,在脱附温度为310℃时,吸附时间35 min、脱附时间25 min时,吸附制冷单管制冷功率达到最大值4.97 W,其单位质量吸附剂的制冷功率SCP为57.73W/kg,比吸附时间和脱附时间均为30 min时的制冷功率提高6.65%。     

锌基-MOFs对氨吸附制冷性能的分子模拟研究

本文采用巨正则蒙特卡洛(grand canonical Monte Carlo, GCMC)方法,基于UFF(universal force field)和TraPPE(transferable potentials for phase equilibria)力场,对ZIF-8(Zn)吸附NH₃进行了分子模拟研究,并结合分子模拟结果和吸附式制冷热力学循环模型,研究了ZIF-8(Zn)/NH₃工质对的吸附性能和制冷性能。研究表明：在等温条件下,ZIF-8(Zn)对NH₃的吸附量随压力的增大而提高,298 K和398 K下饱和吸附量分别达到0.305 g/g和0.231 g/g;同一温度下的总吸附热也随压力的增大而上升,这主要归因于NH₃分子间相互作用产生吸附热的增加,而ZIF-8(Zn)与NH₃相互作用的吸附热维持在较稳定的状态;NH₃在ZIF-8(Zn)中的吸附密度分布结果表明NH₃在金属位点处被大量吸附,难以通过ZIF-8(Zn)部...     

不同管径CNTs/Al2O3-TiO2复合吸波涂层的拉曼光谱特征及吸波性能研究

采用超声共混法制备了不同管径的CNTs/Al2O3-TiO2复合粉末,利用等离子喷涂技术制备了CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层,对不同管径的CNTs/Al2O3-TiO2复合粉末和喷涂后的复合吸波涂层进行了拉曼光谱分析,等离子喷涂处理后,CNTs的拉曼光谱特征D峰和G峰强度明显增大,随CNTs管径的增大,复合涂层中CNTs的D峰和G峰的强度比ID/IG值减小,石墨化程度提高。吸波反射率结果显示:涂层厚度为1.0 mm的CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的吸波效果不佳,随着厚度的增加,涂层的吸波性能提高。随管径的增大,涂层厚度为1.5 mm的CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值先减小后增大,小于–5 dB频带宽逐渐减小,小于–10 dB频带宽不断增大,谐振频率向高频移动。涂层厚度增加到2.0 mm,CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值向低频移动。     

Tb掺杂DyBaCo4O7+δ纳米粉体的制备及其氧吸附/脱附性能的研究

利用溶胶凝胶工艺合成了稀土元素Tb掺杂DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体，采用XRD、SEM、差热分析仪等设备研究了不同浓度Tb掺杂对DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体形貌、晶体结构及氧吸附-脱附性能的影响，测试结果表明：在较低掺杂浓度下，Tb很好地进入了Dy_1-xTb_xBaCo₄O_7+δ的晶格，稀土Tb掺杂的DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体仍是六方密排晶体结构；Tb元素掺杂对DyBaCo₄O_7+δ粉体的形貌影响不大。从室温到1000℃,DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体与Tb掺杂的DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体均表现出两次氧吸附和脱附现象，与未掺杂的DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体氧吸附性能相比，Tb掺杂的Dy...     

碳/氧化铝/二氧化硅涂层的介电和吸波性能研究

研究了炭黑或碳纤维填充氧化铝/二氧化硅吸波涂层在X波段范围的介电和吸波性能. 结果表明: 吸波涂层的复介电常数随着炭黑或碳纤维含量的增加而增大. 当吸收剂含量相同时, 填充碳纤维的吸波涂层比填充炭黑的吸波涂层具有更大的复介电常数. 当吸收剂含量大于5wt%时, 吸波涂层的介电常数在低频急剧增加, 且随频率增大而减少, 出现频散效应. 反射率测试结果表明: 吸波涂层的最大吸收峰随涂层厚度的增大向低频移动, 当涂层中炭黑含量为2wt%、厚度为1.8 mm时, 吸波涂层在9.2~12.4 GHz范围内反射率小于-10 dB, 具有较好的吸波效果.