新型抗结壳沼气反应器产气特性研究

针对沼气发酵过程中的结壳问题,研制了一种具有抗结壳性能的新型沼气反应器,并以马铃薯皮为原料在沼液温度为27(±3)℃时进行了有、无抗结壳装置的反应器产气性能对照实验,结果发现抗结壳反应器的沼液面悬浮固体物质量仅为后者的1/22,而总产气量和COD去除率分别提高17.5%和27.1%。此外,实验研究了抗结壳反应器中固体物浓度对沼气发酵性能的影响,并在固体物浓度为4%时得到最大日产气量为11.2L,COD去除率为69.7%,产气中甲烷浓度长期维持在约62%,反应器具有较强的沼液pH值调节能力。研究表明新型抗结壳反应器具有较好的抗结壳性能和较高的产气率及原料利用率。     

大功率集成LED热管散热器的传热性能

针对大功率集成LED单位热流密度高的特点,提出一种新型的翅片式重力热管散热器,并对其传热性能进行了实验研究,讨论了加热功率和充液率对散热器传热性能的影响。实验结果表明:在加热功率为150W、散热热流密度为37.5W/cm2时,翅片式重力热管散热器的系统热阻在0.08～0.33K/W,此时加热表面温度低于80℃,冷凝段管壁温度相差不超过3℃。该散热器不仅具有良好的均温性,且在工况变化时能快速重新达到稳定,满足大功率LED的散热需求。     

13X-APG粒状沸石在固定床吸附器中的CO2吸附特性

以13X-APG粒状沸石为吸附剂,通过测量其在固定床吸附器中的吸附穿透曲线,研究了该吸附剂对CO2的动态吸附特性,考察了气体温度、气体流量、吸附剂颗粒大小对吸附剂吸附CO2性能的影响,获得了吸附过程中吸附床的温度变化。结果表明,随着气体温度的升高以及吸附剂颗粒粒径的增大,吸附剂对CO2的吸附量逐渐减小;吸附量随气体流量的变化不大;在吸附过程中,小粒径吸附剂的吸附床温度变化显著。     

基于图像识别的高温熔渣流量测量方法研究

熔渣流量是影响高温熔渣离心粒化效果的关键因素。为了测量熔渣流量,提出了一种流量测量方法,利用高速摄影机拍摄液柱流动图像,采用边缘检测、阈值分割等方法,获得液柱直径及流速,计算流量,采用常温甘油溶液作为测试对象进行实验,研究该方法测量精度的影响因素。结果显示,长曝光时间、合理的拍摄帧率、短物距有利于提高测量精度;同时,感兴趣区域（ROI）的位置为距管口2~5倍管径处、ROI长度为1/3~2/3倍管径时,测量精度较高。通过对实际高温熔渣流动过程的检测,其测量误差约9.0%,证明了该方法的实用性。     

基于蒸汽压缩-分流的电厂烟气CO2捕集过程模拟优化

通过Aspen Plus软件建立了 2种基于蒸汽压缩-分流工艺的二氧化碳捕集工艺流程,并模拟研究了富液分流比、压缩机出口压力及分流富液入口位置对系统能耗的影响.结果表明:富液分流比与蒸汽压缩机出口压力存在最佳组合关系,以实现解吸塔顶蒸汽能量的最大回收;2种蒸汽压缩-分流工艺流程能够使单位CO2捕集量的再沸器负荷分别降低...     

液滴撞击不同浸润性壁面动态过程的数值模拟

采用VOF方法模拟了液滴以相同速度撞击到接触角分别为63°、90°、118°和160°的固体壁面上的形态演变过程。结果表明:固壁的亲憎水性对液滴撞击表面后形态的演化有较大影响,亲水壁面有利于液滴的铺展,在接触角为90°的壁面上液滴部分反弹,而当接触角为160°时,液滴完全反弹;当三相接触线开始回缩时,中心液体的表层部分在惯性力的作用下继续向铺展的液滴边缘聚集,导致近中心处液膜逐渐减薄至断裂,最终形成边缘较厚的液环;同时,液滴最大铺展系数随壁面接触角的增大而减小,达到最大铺展系数的时间也相应缩短。     

绕流具有光合生化反应管束的格子Boltzmann模拟

采用格子Boltzmann方法模拟了有机废水溶液绕流表面附着有光合生物膜管束的流动、传质及光合生化反应过程,并分析了管束排列,管间距及Reynolds数对流场、浓度场、平均阻力系数及底物的Sherwood数的影响。结果表明：溶液绕流小管间距时具有较高的Sherwood数,同时阻力系数也较高;与顺排管束相比,绕流叉排管束的平均Sherwood数增大了一倍左右,其增大幅度随Re的增大而增大,而阻力系数仅增大了约10%。一定条件下,绕流叉排管束时,出口处具有较低的底物浓度和较高的产物浓度。结果表明,很小的流场扰动可对浓度场产生较大影响,从而,叉排管束更有利于传输传质及生物降解。     

微波合成MOF-808及其水蒸气捕集特性

金属有机骨架(MOFs)作为新型多孔材料,在干燥领域极具应用前景。本研究提供了一种MOF-808微波加热快速合成法,合成温度为140℃,甲酸浓度12.83mol/L。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、物理吸附仪等对MOF-808的样品组成、结构、比表面积以及形貌等进行表征分析。合成MOF-808材料的水蒸气吸附量随甲酸浓度增加而提高(由0.521g/g提高到0.810g/g),随吸附温度升高而降低,高湿度下MOF-808表现出较快的吸附速率,最佳的吸附工况为30℃、90%相对湿度。含湿混合气中CO₂浓度变化时,MOF-808平衡吸附量均值0.529g/g,标准差0.018,表明材料对水蒸气具有良好吸附选择性,CO₂不会对MOF-808捕集水蒸气能力产生影响。在较低再生温度(70℃)下MOF-808经过8次循环后再生效率仍高于90%,说明MOF-808材料用于干燥过程节能潜力较大,循环稳定性好。