低熔点混合熔融盐腐蚀性研究

该文作者所在课题组在Solar Salt的基础上成功研制出一种低熔点(85.4℃)、高分解温度(612℃)的四元混合熔融盐(Ca(NO3)2、KNO3、Na NO3、Li NO3的质量比为2∶6∶1∶2)。但该熔融盐与金属材料的相容性未知,为弄清所研制四元混合硝酸盐与金属材料的相容性规律,采用失重法分别测量5种不同材料(不锈钢201、304、321、316L及碳钢)在不同温度混合硝酸盐中的腐蚀速率。结果发现,混合硝酸盐对不锈钢316L腐蚀性最小,300℃和600℃时腐蚀速率分别为0.003 mm/a和0.20 mm/a,而对碳钢的腐蚀性最大。在此基础上,基于X射线衍射谱图对试验件表面腐蚀成分进行分析,探讨熔盐腐蚀机理,为熔盐在太阳能热发电中的实际应用提供依据。     

太阳能热发电用熔盐储热材料金属相容性研究

为分析第三代太阳能热发电技术熔盐与低温罐选材的相容性,该文以一种低熔点(142℃)、高分解温度(>700℃)的混合熔盐为腐蚀环境,通过静态腐蚀实验研究碳钢(A515Gr70)和两种低合金钢(Q345R、15CrMoR)在450℃混合熔盐中的腐蚀行为。采用失重法测量不同金属的腐蚀速率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)对金属腐蚀表面的微观形貌、相组成和微区成分进行分析。结果表明：碳钢不含有耐腐蚀元素Cr、Ni和Mo,腐蚀速率最大。15CrMoR表面氧化层以疏松多孔的Fe₂O₃为主,不能阻止熔盐浸入金属基体内部,导致氧化程度加重,耐腐蚀性较差。Q345R表面氧化层由致密性好的FeCr₂O₄、NiO和TiO₂组成,对金属基体具有保护性,耐腐蚀性最佳。     

表面活性剂添加对气液两相流摩阻压降特性的影响

研究了表面活性剂添加对水平管内气液两相流摩阻压降特性的影响.实验中选用了环境友好的纯度为95%的十二烷基硫酸钠(SDS)作为减阻添加剂,浓度为100 mg•kg^-1.结果表明阻力减小率与流型有关,分层流型的阻力减小率可达83.3%、塞状流型和弹状流型的阻力减小率可达83.2%、环状流型的阻力减小率可达31.2%.表面活性剂可以通过改变液体物性和改变流型两个方面来影响气液两相流摩擦压降.     

翼型结构对印刷电路板换热器流动与换热特性影响

印刷电路板换热器(PCHE)作为超临界二氧化碳(S-CO₂)布雷顿循环中的重要设备,其性能会影响系统的效率。为了提高翼型PCHE性能,探究翼型翅片结构对其流动与换热性能的影响。本工作针对S-CO₂布雷顿循环系统中的高温回热器,采用数值模拟的方法,选用S-CO₂为传热工质。通过对3种不同结构的NACA0020的翼型翅片通道的流动与换热性能进行比较,研究翼型翅片最大厚度在弦长上的位置参数对换热器的性能影响,并从热工水力性能、综合性指标、整体流动性、局部性能等方面分析了变化规律。结果表明,在翼型翅片结构中保持相对厚度不变的情况下,随着翼型翅片最大厚度在弦长上越接近翼型前缘的位置,其换热性能也会随之提高。其中NACA0020-20的翼型翅片通道在选定的工况条件下,j因子和Nu比其他两种翼型翅片通道大2.7%～8.8%和2.7%～8%,并且该翼型翅片结构可以有效地减小边界层所带来的影响,提高了其PCHE的换热性能,其综合性能更是优于其他两种翼型翅片。研究结果对于翼型PCHE的结构设计和性能优化提供了一定的依据。     

利用传质作用提高污染物HCHO的光催化反应速率

为了提高室内污染物在低浓度条件下的光催化反应速率,采用将光催化技术与活性炭吸附技术相结合的方法,在解决催化剂TiO₂膜牢固性和活性的基础上,利用活性炭吸附功能,强化污染物HCHO在低浓度条件下向催化剂表面的传质,提高其在催化剂TiO₂表面的局部浓度.实验结果表明,该方法一方面提高了室内污染物HCHO的光催化反应速率,另一方面催化剂TiO₂表面HCHO去除延缓了活性碳的吸附饱和,提高了催化剂TiO₂膜的使用寿命.     

室内污染物甲醛的光催化氧化降解研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载锐钛矿型TiO2蜂窝陶瓷膜,通过X衍射谱粒径分析及透射电子显微镜的电镜分析,结果表明400℃焙烧条件下得到的纳米TiO2粒径分布在10-20nm之间。以此纳米TiO2陶瓷膜进行室内主要污染物甲醛的光催化降解分析。结果发现,流速和湿度对于甲醛的光催化降解具有较大影响,不同污染物浓度条件下流速对光催化降解的影响是不同的,湿度对甲醛光催化的降解的影响存在一临界值。     

液相水解法制备纳米二氧化钛粉体及工艺研究

以四氯化钛和正辛醇为原料,通过液相水解法制备纳米二氧化钛粉体。重点讨论了原料配比、碳酸铵饱和溶液温度、焙烧温度等因素对制备工艺的影响。通过XRD、SEM对纳米粉体的形貌、晶型、粒径进行了表征对比,并结合二氧化钛粉体制备的产率,确定了最佳工艺参数:四氯化钛∶正辛醇=1∶4(质量比),碳酸铵饱和溶液温度为50℃,真空干燥温度为110℃,焙烧温度350℃,焙烧时间3 h。并制备出粒径约为12 nm、比表面积为229.77 m2/g的纳米二氧化钛粉体。     

熔盐单罐释热过程换热器取热方式优选

盘管释热换热器浸没式布置在熔盐单罐蓄热器内可实现低成本的蓄放热。盘管换热器取热方式会直接影响系统的释热性能。通过数值模拟研究了换热器取热方式对单罐蓄热系统释热性能规律的影响，同时分析了释热过程中熔盐侧流场变化。结果表明，换热器上进下出的取热方式能够提高盘管换热器的出口温度、单罐释热功率及释热效率，研究结果为熔盐单罐蓄放热系统设计提供了理论依据。