均匀粒径堆体积热导率的实验研究

利用断电热线法对均匀颗粒散体的热导率进行了实验研究，以考查颗粒尺寸对热导率的影响，在以煤粉炉尾部受热面煤灰为试样的实验中得到了不同尺寸颗粒的自然堆积热导率、同尺寸颗粒不同堆积密度的热导率曲线。     

均匀粒径截体积热导率的实验研究

利用断电热线法均匀颗粒散体的热导率进行了实验研究，以考查颗粒尺寸对热导率的影响，在以煤中受热面煤灰为试样的实验中得到了不同尺寸颗粒的自然导率，同尺寸颗粒不同堆积密度的热导率曲线。     

界面层强化纳米流体热导率特性分析

受分子间作用力的影响,纳米颗粒表面附近的液体分子排列比较紧密,形成界面层。为了深入研究界面层对纳米流体热导率的影响,对比分析了考虑界面层效应的纳米流体热导率模型,讨论了界面层热导率、界面层厚度以及纳米颗粒尺寸对纳米流体热导率的影响。研究结果表明,界面层能够提高纳米流体的热导率,并且界面层热导率与厚度是影响纳米流体热导率的重要因素,尤其当纳米颗粒体积分数较高,纳米颗粒尺寸较小时,2种因素的影响更加明显。此外,受界面层厚度的影响,界面层热导率对纳米流体热导率的影响程度随着界面层厚度的增加而升高。     

聚合物基纳米复合材料热导率计算

讨论了聚合物基高导热高绝缘纳米复合材料的导热机理与常用的导热理论模型。考虑到填充率、温度等的影响，用不同的理论模型计算了氧化铝纳米颗粒填充环氧树脂的热导率，并结合相关研究实验对不同的导热理论模型进行分析比较。通过添加高导热填料可显著提高聚合物材料的热导率，且热导率随填料填充率的增大而显著增大。热导率随在300 K到373 K的范围内，复合材料的热导率随着温度的升高而增大；而当温度超过373 K，复合材料的热导率则随着温度的升高缓慢下降。     

温度与尺寸效应对冷却辐射膜热学性能的影响

冷却辐射膜是一种零能耗、零排放的辐射制冷薄膜,但尺寸效应和温度对其传热性能的影响机理尚不明晰。在动力学理论的基础上,采用数值计算方法提出金属平均自由程的计算公式,并通过引入温度变量改进宏观热输运模型;基于不可逆热力学计算微观热导率,对比分析修正后的宏观热导率,并利用玻尔兹曼声子散射理论阐释温度与尺度效应对热导率的影响机理。结果表明：宏观、微观状态下薄膜热导率随温度的变化趋势是相反的;随着温度的升高,微观热导率增大,出现明显尺寸效应的临界尺寸减小;当温度为40 K时,其临界尺寸约为50μm,而当温度为300 K时,其临界尺寸约为1μm,因此适当调控微纳结构尺寸和环境温度可以有效地提升冷却辐射膜的热学性能。     

CaO-SiO2基连铸保护渣的析晶行为与传热性能研究

研究了SiO₂与CaF₂的含量变化对连铸保护渣的结晶及微观结构的影响,并分析了晶相的种类和形貌对热导率的影响。利用DSC测量了保护渣的析晶温度,表明析晶温度随SiO₂含量的降低与CaF₂含量的增加而降低。XRD结果表明保护渣析出了枪晶石、黄长石和少量萤石。随SiO₂含量的降低与CaF₂含量的增加,试样中结晶相的含量不断增加。FE-SEM分析说明黄长石主要为层状的晶体结构,枪晶石为颗粒或颗粒的堆积结构。晶体的排列致密程度、晶体的尺寸以及其分布情况都会对热导率产生很大影响。CaF₂含量的增加,保护渣析出的黄长石晶体生长更加完全,片状尺寸增大的趋势更加明显。导致导热系数呈降低趋势,导热系数由1.21 W/(m·K)降低到0.93 W/(m·K)。     

石墨烯热导率的分子动力学模拟研究

针对石墨烯所存在的热导率高等优点,本文采用非平衡态分子动力学方法,选用Airebo势函数,建立了扶手型和锯齿形石墨烯纳米带模型,研究了石墨烯模型不同特征尺寸(长度、宽度)、不同势函数、不同温度对石墨烯热导率的影响。研究结果表明,特征尺寸的差异会导致石墨烯热导率不同;选择不同的势函数对计算的石墨烯热导率有显著影响;设定相同的初始条件,石墨烯热导率随温度的升高而明显上升,且在320~340K内变化趋势显著。本文所研究的石墨烯相关热性能在低维热传导领域具有一定的实际应用价值。     

旋风预热器结皮堵塞机理的研究

利用测定粘附温度的方法，研究了煤灰掺入生料后，生料在耐火砖上粘附温度的变化，得出了煤灰的掺入量与粘附温度之间的关系。研究结果表明：煤灰掺入后粘附温度降低，从而促进旋风预热器结皮堵塞。     

可控纳米流体的制备及热导率研究

为了研究纳米流体的一步法制备中不同条件对纳米颗粒粒径的影响，使用醇盐水解法制备了水-SiO2纳米流体.利用激光粒度分析仪和透射电镜（TEM）对纳米颗粒粒径大小及其分布进行了测量，利用zeta 电位仪及长时间的观测,分析了系统的稳定性，利用激光闪光法, 测量不同粒径和不同浓度的纳米流体热导率的提高.结果表明，纳米SiO2颗粒可控制在50~200 nm.由醇盐水解方法制备的纳米流体稳定性好.当纳米流体的体积分数为1.3％时，平均粒径为70 nm的SiO2纳米流体的热导率比纯水提高24％，而热导率的增加对温度的提高不敏感.     

均匀堆积碳黑颗粒氧化特性实验研究

采用固定床反应器对均匀堆积碳黑颗粒层进行氧化,并对不同氧化阶段的碳黑颗粒进行取样,离线开展热重分析获得碳黑颗粒的氧化特性,同时利用电镜分析碳黑颗粒的纳观结构及参数,探索均匀堆积颗粒的氧化过程及氧化特性。实验结果表明:增加氧化温度对均匀堆积碳黑颗粒层的排放特性和氧化效率有促进作用;均匀堆积时,颗粒氧化时主要以CO排放为主;在氧化末期,碳黑颗粒起燃温度和活化能会随氧化温度增加而增加。随着氧化温度增加,碳黑基本粒子的纳观结构先从外层崩解和剥离,然后又逐渐形成更有序和稳定的“壳–核”结构,且趋于短微晶小间距的结构。     

流化床燃烧中煤含灰量对灰渣形成特性的影响

为了研究煤颗粒灰质量分数对煤在流化床燃烧过程中灰渣形成特性的影响,在一台小型流化床反应炉上进行煤的灰质量分数对灰渣形成特性的实验.按煤颗粒的灰质量分数,把义马烟煤分为6个颗粒组,并选用各颗粒组的3个粒径范围的煤颗粒进行燃烧实验,研究煤颗粒的灰质量分数对底渣质量分数、底渣与飞灰中的碳量质量分数和粒径分布的影响.结果表明,随着煤颗粒灰质量分数的增加,燃烧形成的底渣质量分数增加,而煤颗粒的燃尽率和飞灰中的碳质量分数都降低.在粒径和燃烧时间相同的条件下,随着颗粒灰质量分数的增加,底渣中留在本粒径档的颗粒质量分数明显增加,而细颗粒的质量分数明显减少.而颗粒灰质量分数对飞灰的粒径分布没有明显的影响.     

煤粉挥发分及元素的释放特性研究

用不同细度的煤粉在1 300℃的携带炉内制焦,对煤粉及煤焦进行了元素分析和工业分析。以灰分作为示踪物,计算研究了高温条件下煤粉挥发分及元素释放特性。结果表明,采用常规方法测得的煤粉挥发分随粒度的增大而增加,而在1 300℃携带炉内,煤粉挥发分的实际释放量随煤粉粒度的增大而减小;煤粉在1 300℃携带炉内的实际挥发分释放总量远大于常规工业分析方法测得的数值,而且这种差别随煤粉粒度的减小而增大;随煤粉粒径的减小,挥发分释放总量和各元素的释放率均相应增大。研究结果为超细煤粉再燃还原NO提供了依据。     

玄武岩料床导热系数的计算方法和实验研究

分别通过计算和实验测量的方法给出了不同颗粒粒径玄武岩料床的导热系数,实验和计算结果显示,玄武岩颗料料床的导热系数随温度线性的增加,在温度较低时,颗粒粒径较小的玄武岩料床的导热系数大于粒径较大的料床的导热系数,随着温度的升高,小粒径料床的导热系数开始小于大粒径的料床的导热系数,根据实验结果,给出经玄武岩料床导热系数的线性回归公式,计算结果与实验结果的变化规律一致,二者数值上的差异不显著,计算方法也是可行的。     

Infrared measurement of temperature field in coal gas desorption

In order to reveal the temperature change in coal gas desorption process, the temperature variation in coal gas desorption process under different particle sizes is analyzed with infrared thermal imager. The infrared video signals obtained by the experiment are processed with SAT. Then the infrared radiation signals are processed by EMD with Hilbert–Huang and the infrared radiation noise is effectively removed. The research results show that the desorption process, with the change of the temperature, is an endothermic process. The coal absorbs heat when the gas is desorbed and the temperature drops. The coal body temperature drop range is obviously related to coal particle size. The smaller the particle size is, the bigger the temperature drop becomes. The temperature variation curves in the process of coal gas desorption under different particle sizes are fitted, and they comply with the exponential function. The research results lay the theoretical and experimental foundation for non-contact prediction on working face of coal and gas outburst with infrared thermal image technology.     

工业混煤煤粉中矿物质分布规律

采集广西华宏（HH）、广西华润（HR）、江西万年青（WNQ）、山西威顿（WD）和安徽狄港（DG）5个新型干法水泥厂的工业混煤煤粉样品,通过工业分析、浮沉试验、粒度分析和煤岩成分分析,研究工业混煤煤粉中矿物质的分布规律.研究发现,各工业混煤煤粉样品都呈现出随着煤粉粒度增加灰质量分数降低的规律,其中HH、HR、WNQ和DG煤粉中煤和矿物质分化程度较高,WD混煤煤粉的分化程度较差.煤粉样品中整体呈现出高密度级煤样产率随着粒度增大而逐渐降低的趋势,随着粒度增加外在矿物逐渐减少,灰质量分数随粒度的变化主要是由高密度级煤样质量分数变化引起的.在测定的密度和粒度范围内,HH、HR、WNQ和WD煤粉的产率主要集中在高密度细粒级,而DG煤样低密度级的产率较高.     

Shell煤气化飞灰粘附特性影响因素探讨

针对Shell粉煤气化炉飞灰的粘附特性,利用XRF、激光粒度分析仪、SEM-EDX等仪器对采自皖北、云南矿区的两种煤在Shell气化过程中形成的飞灰样品进行了分析检测,探讨了化学成分、粒度分布、表面形貌及元素组成等因素对飞灰粘附特性的影响。结果表明,皖北煤飞灰中一些微量元素含量比云南煤飞灰含量高,颗粒直径在1-2μm范围的大颗粒数明显少于云南煤飞灰,但是飞灰的比表面积大于云南煤飞灰,这是皖北煤飞灰的粘附性比云南煤要高的主要原因;此外,飞灰颗粒为球状,表面附着小的球形颗粒,该颗粒的Ca元素含量较高,使得它们彼此容易粘连在一起,从而促进了飞灰的粘附和沉积。     

纳米流体热导率试验

采用自行设计的瞬态热线装置，测试了不同种类纳米流体的热导率，分析研究了粒子体积分数、粒径、温度、分散剂等因素对纳米流体热导率的影响.结果表明，低体积分数纳米流体的热导率比基液有较大幅度的提高，最大可达40%左右；纳米流体的热导率随着粒径的增大而减小，随着粒子体积分数的增大、温度的升高而增加，且分散效果越好的纳米流体热导率越大.试验热导率值大于常规固液混合物的H-C模型预测值，表明纳米流体具有不同于一般固液混合物的独特的优良导热特性.     

循环流化床锅炉中灰颗粒的演化特征

循环流化床(CFB)锅炉炉内的燃烧及传热与炉内床料的状态密切相关,而炉内床料主要是由燃煤含有的矿物组分经过燃烧、爆裂和磨耗过程形成的。对多家循环流化床电站锅炉选用煤种和不同部位的灰进行取样,使用可视化显微仪,获取了粒度分布和灰颗粒的微观形貌特征。根据循环流化床锅炉内灰颗粒的机械强度和耐磨性能的不同,将灰颗粒归为三类不同性质的灰,以此为基点,分别采用固定床燃烧后冷态振动筛分的方法和流化床实验台热态流化后筛分的方法,对比分析了灰颗粒在燃烧过程中的演化特征。结果表明:三类灰颗粒在不同的燃烧温度和时间的演化过程存在明显的不同。从而对循环流化床中的床料粒径分布的确定提供了理论依据。     

燃水煤浆飞灰的电除尘特性分析

为了提供水煤浆燃后烟气电除尘净化的设计依据，评述了水煤浆的燃烧方式及特点；对普通水煤浆飞灰的形态、化学成分、粒度分布、比电阻及驱进速度等电除尘特性做了定性和定量分析，并与燃煤飞灰的分析结果做了对比，结果表明，水煤浆飞灰不是高比电阻粉尘；燃水煤浆飞灰粒度分布、比电阻、驱进速度等电除尘特性优于燃煤飞灰。