混凝土热力学特性和收缩特性的宏细观研究

介绍了三种有代表性的混凝土细观力学数值模型,总结了混凝土热力学特性的影响因素及新兴预测技术的研究情况,阐述了温度收缩和自收缩两种变形的发生机理、模型预测及近年研究热点.评述了研究中存在的问题并对未来发展趋势提出了建议.     

基于热力学一般关系式的水蒸气定压发生过程研究

水蒸气是热能动力装置最为常见和最为重要的工质,在工农业中得到了广泛的应用.本文结合热力学一般关系式,对水蒸气的定压发生过程进行了深入研究,对坐标图上曲线的走势、位置及相区的划分做了详尽的说明,这些成果,为精确分析水蒸气定压发生过程中的状态变化和参数计算提供了依据.     

高硫煤-CuO化学链燃烧特性及硫演化热力学研究

以贵州六枝高硫煤为研究对象,通过热重实验对该典型高硫煤和CuO氧载体的化学链燃烧特性及其与空气直接接触时的燃烧特性加以定性分析和定量评估。为探索煤中硫的演化及其与CuO氧载体作用对CuO氧化活性的影响,进一步采用HSC Chemistry软件,分析了氧载体过量系数Φ对煤中硫分布的影响。研究表明:相比于空气下煤直接燃烧,CuO与六枝煤化学链燃烧的着火温度高,可燃指数和综合燃烧特性指数小,显示CuO氧载体更低的反应活性;在热力学平衡状态下,当0Φ≤1.25及Φ1.25时,系统中硫组分分别以固相Cu_2S和气相SO_2形式存在。基于上述研究结果,提出了一种煤化学链燃烧系统中同时进行脱硫和CO_2捕集的新方案。     

质子交换膜燃料电池堆的热力学分析

建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆的热力学分析模型,研究了运行温度、气体分压和阳极流量等工作参数对燃料电池堆能量效率和火用效率的影响。结果表明:对气体加压,能提高热力学能效率和火用效率;温度升高时,系统性能无明显变化;阳极流量增加时,系统的热力学能效率和火用效率有所降低。     

海洋温差发电系统热力学及热经济性分析

以热力学基本原理为基础,建立了海洋温差发电系统仿真模型,对比分析了亚临界状态下R717、R134a和R600三种工质系统在约束蒸发器窄点温差条件下优化目标函数随蒸发温度的变化规律。结果表明:蒸发温度越高,不同系统换热器的热负荷以及冷、热海水泵功率越小,最佳蒸发压力和工质泵功率越大;不同系统的热效率和单位换热面积输出电量与蒸发温度的相关性较大,随蒸发温度的增加近似线性递增。蒸发器的换热面积与循环工质种类的相关性较小,但冷凝器的换热面积与循环工质种类的相关性较大。R717循环更接近于卡诺循环,R717的系统热效率最大,热负荷及泵功率最小,且其热经济性目标函数值在合适的范围内,是海洋温差发电系统较为理想的循环工质。研究结果可为海洋温差发电系统的设计、试验及设备选型提供理论参考。     

鸡骨废弃物热解特性及动力学与热力学研究

采用热重分析法对废弃鸡骨热解特性进行研究,分别在3种升温速率（10、20、30 ℃?min-1）下进行热解,结果表明鸡骨的热解过程可分为三个阶段,分别为脱水阶段、蛋白质等有机物分解的挥发分析出阶段和碳酸盐等无机物的热解的碳化阶段。受样品热滞后影响,随升温速率的提高,样品的TG与DTG曲线向高温方向偏移。应用Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法得到鸡骨热解动力学相关参数,活化能为236-462 kJ/mol。利用主曲线法得到样品反应机理函数为f(α)=(1-α)和 f(α)=(1-α)3。通过分析骨类厨余垃圾的热解过程,可以使废弃骨类资源得到优化配置。     

利用工程热力学原理对商品价值量进行分析、计算的探讨

热力学是研究一个体系的热、能量等量的科学,整个社会的劳动人员、物资、生产设备等一起构成了一个经济整体,从热力学的角度,这个整体是一个体系。在这个体系中不可避免地涉及有关能量之类的问题,比如劳动人员的劳动付出,实质就是一个做功和能量转移的过程,因此有理由认为热力学的一些基本定律也适用于经济体系。本文的主要思想是用热力学原理来分析和解决经济管理问题。首先作者从思考马克思的科学社会主义的热力学依据出发,得出“社会生产力不断进步的热力学本质是经济体系的熵（即无序程度）在减小“这一结论;然后又对商品的价值量的热力学本质进行思考,认为商品价值量的实质是该商品相对于原料的有效程度的增加,在热力学上就是从原料到生产产品的过程中,由劳动者向商品中转移的熵流的大小。     

纳米铝粉在水蒸气中的燃烧特性

针对粒径对纳米铝粉燃烧性能的影响,研究了不同粒径的纳米铝粉在水蒸气气氛中的燃烧特性,同时与其在空气气氛中的燃烧特性进行比较.结果表明,纳米铝粉粒径对其在水蒸气气氛中的着火温度影响较大,但对其燃烧的最高温度影响较小.纳米铝粉在水蒸气气氛中的着火温度比在空气气氛中的着火温度低,且最高温度也低.从燃烧现象可以发现,纳米铝粉在空气气氛中比在水蒸气气氛中燃烧剧烈,火焰亮度更强.此外,还采用扫描电镜与能谱分析联用技术对纳米铝粉在不同气氛中的燃烧产物进行了分析.     

碳热还原SO2反应选择性的热力学分析及实验探究

针对燃煤烟气SO_2脱除技术面临的可持续发展困境,以固体碳材料为还原剂的碳热SO_2还原制硫磺技术具有重要发展前景,其中抑制非目标副产物的伴生是实现SO_2定向还原的关键。基于吉布斯自由能最小原理对碳热还原SO_2反应进行平衡产物量的计算,并通过固定床-FTIR实验分析反应的气相产物,探究了硫产率、副产物CO、COS和CS_2的生成规律。基于温度对反应热力学平衡的影响,结合副反应,来推断出合理的反应机理。在摩尔比n(C)∶n(SO_2)≤1.0时体系中主要发生反应C+SO_2→S+CO_2,副产物CS_2生成量级仅为10~(-4),理论硫产率可维持在0.9以上。过量的碳会促进COS由主反应物一步生成,高温、碳过量会促进COS向CS_2的转化反应。相关研究结果对实际应用时最佳工况的选取以及单质硫选择性的提高具有重要指导意义。     

船用轴流压气机推力轴承特性计算及试验研究

为获得某新型推力轴承在某船用轴流压气机中的工作特性并进行试验验证,基于ARMD Bearings软件及自编程序对推力轴承特性进行了模拟计算,在全尺寸高速大推力滑动轴承试验台上进行了轴承特性试验研究,并在实机台架试验中对轴瓦温度进行了监测。计算分析了15种工作条件下油膜的压力、厚度、温度、刚度、阻尼及能量损失与推力和转速关系。轴承特性试验主要包括9种稳定工况下的性能试验,以及轴承超载、超速试验中每块轴瓦表面温度及油膜压力的测量。结果表明：模拟计算结果及试验测试得到的油膜温度、压力随推力及转速变化规律基本一致;轴瓦表面最大油膜压力位于支承块背部附近,与推力基本呈线性关系;转子转速越低、推力越大,则油膜厚度越小、油膜刚度及阻尼越大;转子转速越高、推力越大,则油膜温度越高、能量损失越大;在设计点轴承运行参数均有一定安全裕度,该推力轴承可以满足机组使用要求。     

适用于宽温度和压力范围的湿空气热力性质分段计算方法

根据计算范围的不同,提出适合宽温度、压力范围,涵盖多个湿空气热物理性质参数的分段计算方法：在低温、低压范围内将湿空气看作理想混合气体,采用理想气体状态方程建立模型计算湿空气的热物理性质参数;在高温、高压范围内将湿空气看作干空气和水蒸气的实际二元混合气体,采用维里方程建立湿空气的半经验模型计算湿空气的热物理性质参数.分析确定了分段计算的分界点,并说明了分段计算的连续性.结果表明：与参考文献的计算结果相比,采用该文提出的湿空气热力性质分段方法得出的计算结果的最大误差仅为4.5%,且计算过程简单快捷,易于程序实现,可用于绘制焓湿图.     

<层状燃烧及沸腾燃烧工业锅炉热力计算标准>探讨

对ＪＢ／ＤＱ１０６０－８３《层状燃烧及沸腾燃烧工业锅炉热力计算标准》中沸腾炉热力计算的部分内容进行了探讨,导出了沸腾层飞灰含碳量计算式和考虑未燃煤水分蒸发的沸腾层热平衡方程,通过算例说明了修正的必要性。     

饱和水及饱和蒸汽热力性质数据库的开发与应用

文章针对热工数据类型多，非线性强，相关图表查阅不便且读数误差大的现状，提出利用计算机强大的数据存储处理能力建立热工数据库系统。实现热工数据的快速准确查询，并以饱和水及饱和蒸气热力性质数据库为例，介绍了热工数据库管理系统的开发技术和系统功能。应用结果表明，利用热工数据库管理系统能快速获取热工数据且数据误差小，具有较大的实用价值。     

燃烧产物辐射特性的误差对炉内辐射传热计算精度的影响

本文用离散坐标法对含吸收散射性介质矩形空腔内的３维辐射传递过程进行了模拟，并编写了相应的数值计算程序。利用该程序分析了介质的吸收系数、散射系数、相函数、光谱特性及壁面灰渣沉积层黑度的不确定性对矩形燃烧室内烟气温度及热流计算精度的影响。结果表明计算精度很大程度上取决于燃烧产物辐射特性的取值精度，特别是壁面灰渣沉积层黑度的取值精度。在煤粉燃烧室中，介质的散射不宜忽略。     

Thermodynamic analysis of steam reforming of ethanol and glycerine for hydrogen production

In the past few years there has been a growing interest in environmentally clean renewable sources for hydrogen production. In this context new technologies have been developed for ethanol and glycerine reforming. Hydrogen production varies significantly according to the operating conditions such as pressure, temperature and feed reactants ratio. The thermodynamic analysis provides important knowledge about the effects of those variables on the process of ethanol and glycerine reforming. The present work was aimed at analyzing the thermodynamic steam reforming of ethanol and glycerine, using Gibbs free energy minimization using actual temperature and pressure data found in the literature. The nonlinear programming model was implemented in GAMS^® and the CONOPT2 solver was used to solve the equations. The ideality in gaseous phase and the formation of solid carbon was considered. The methodology used reproduced the most relevant papers involving experimental studies and thermodynamic analysis.     

Thermodynamic optimization for work-assisted heating and drying operations

We construct thermodynamic criteria for optimization of sequential work-assisted heating and drying operations which run jointly with ‘endoreversible’ thermal machines. The total power input is minimized with constraints which take into account the dynamics of heat and mass transport and rate of work consumption. Finite-rate, endoreversible models include the irreducible losses of classical exergy potential caused by the thermal resistances. Extremum performance functions for optimal work, which incorporate residual entropy production, are formulated in terms of end states, duration and (in discrete processes) number of stages. Formal analogies between entropy production expressions for work-assisted and conventional drying operations help formulate optimization models of the former. An optimization procedure for a two-stage drying operation with an endoreversible heat pump at each stage is outlined.     

热力学(火用)及其普遍化表达式的动力学特征

分析了功、热、能和的物理意义以及与热力学定律的关系,做功和传热是能和传递与转换的两种途径,从热力学第一定律定义的能量只有相对意义。是系统相对于环境所具有的做最大有用功的能力,相对于选定的环境,是系统的状态参量。常规的计算式是从热力学第一和第二定律导出的结果,从动力学的角度讨论了及其普遍化表达式的物理含义。起源于系统与环境的不平衡,如果系统与环境之间存在着某种(或几种)强度量差,在强度量差的推动下系统可能自动地变化到与环境相平衡的状态(寂态),在这样的过程中系统可以对外做功,这种做最大有用功的能力就是系统的。在能量公设的基础上,的微分被普遍地表示为强度量差与其共轭的广延量微分的乘积。的普遍化表达式完整地反映了的物理含义及其动力学特征,利用能量和的普遍化表达式导出了损失的普遍化表达式。     

工艺方案技术经济评价研究与应用

阐述了工艺方案技术经济评价的内涵,剖析了企业中开展工艺方案技术评价现状的原因,提出了有效开展评价的建议及优化的评价方法。运用优化的评价方法,拟定了BOSCH公司高压共轨系统(CRS)法兰配套项目工艺方案的技术经济评价的指标体系、构建层次分析结构模型,将工艺成本分析、经济生产批量计算结果等作为模型输入,通过矩阵运算和综合评价,实现了工艺方案择优。     

基准(火用)与热力过程(火用)变量计算方法

从的基本概念出发 ,阐述了物理和化学的计算方法 ,推导了热力学中常见热力过程的变量表达式 ,为工程分析提供了理论计算基础     

Thermodynamic equilibrium model and second law analysis of a downdraft waste gasifier

The management of municipal solid waste (MSW) and the current status of world energy resources crisis are important problems. Gasification is a kind of waste-to- energy conversion scheme that offers the most attractive solution to both waste disposal and energy problems. In this study, the thermodynamic equilibrium model based on equilibrium constant for predicting the composition of producer gas in a downdraft waste gasifier was developed. To enhance the performance of the model, further modification was made by multiplying the equilibrium constants with coefficients. The modified model was validated with the data reported by different researchers. MSW in Thailand was then used to simulate and to study the effects of moisture content (MC) of the waste on the gasifier's performance. The results showed that the mole fraction of H₂ gradually increases; CO decreases; CH₄, which has a very low percentage in the producer gas increases; N₂ slightly decreases; and CO₂ increases with increasing MC. The reaction temperature, the calorific value, and the second law efficiency, decrease when MC increases.