被动式直接甲醇燃料电池运行温度特性

将电池阴极侧集流板和夹具合二为一,采用自制的七合一膜电极组件对被动式直接甲醇燃料电池进行测试,研究了开路电压稳定阶段、放电阶段和放电后电压稳定阶段过程中电池温度与室温之间温差的变化,以及电池恒电流放电时电流密度和甲醇溶液浓度对电池电压及温差的影响.研究表明:在开路电压稳定阶段加入燃料后,温差开始升高,低电流密度放电时,温差先升高后降低,放电结束后,温差急剧下降;相同浓度下,放电电流密度越高,温差越大;相同的放电电流密度下,温差随甲醇浓度的增大而升高.     

流体转杯离心粒化特性试验

 针对高温熔融高炉渣转杯粒化技术,为了探索离心粒化过程中熔渣颗粒形成的机理及熔渣体流量、转杯转动速度等参数对颗粒粒径的影响,以水为粒化试验工质,以直径110 mm的转杯为离心粒化器,开展了离心粒化可视化试验。研究了工质在转杯表面的流动和在转杯边缘形成液丝、液丝断裂成液滴的机理,以及液丝长度、顶端液滴粒径随时间的变化趋势;基于图像处理技术分析了转杯转速、工质流量对粒化液滴的粒径分布和平均粒径的影响规律。结果表明：转杯表面液膜在转杯边缘形成若干凸起,并沿转杯运动的切线方向延伸形成液丝,液丝长度随时间呈线性变化关系,液丝顶端液滴粒径基本保持不变;随着工质流量降低和转杯转速升高,液滴平均粒径呈减小趋势,液滴速度接近转杯圆周速度。     

序批式培养沼泽红假单胞菌光照产氢的能量分析

实验研究了沼泽红假单胞菌产氢过程中光波长及光照强度对产氢量、光能光生化转化率、底物能量光生化转化率及合成生物量的能量消耗率影响.结果表明:同种波长光作用下光合细菌的光生化转化效率随光照强度增加量呈下降趋势;相同光照强度下590nm光作用的光生化转化率最高,实验得到最高的光能光生化转化率为31.91%;光波长为470nm时,相同光照强度下,光合细菌产氢过程表现最低的效率.因此产氢过程受光照强度及光波长共同影响,不同波长光引起的色素分子能级跃迁形式不同,产生不同的光化学途径,低光照强度下,主要进行葡萄糖发酵,光照强度适宜,则以产氢代谢为主,高光照强度下,则对生理代谢产生抑制作用.同时在590nm,6000lx条件下,其产氢代谢中合成生物量和产生氢能的能量消耗占总能量的利用率仅为7.37%,其余大部分能量被细胞呼吸作用消耗或转变为中间代谢产物能量.     

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。     

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...     

微藻光合减排燃煤电厂烟气CO2及资源化利用研究进展

微藻光合作用固定燃煤发电厂烟气CO₂及其生物质能源化资源化利用已成为低碳循环的核心技术,是实现我国“双碳”目标有效途径之一。然而烟气中CO₂浓度高(相对自然界藻类生长的空气氛围),且存在易溶酸性气体,如SO₂等,对微藻光合生长及碳转化过程是极大挑战,造成我国微藻捕集烟气CO₂的工程应用非常有限。为促进微藻固定烟气CO₂发展,针对烟气高浓度CO₂和含SO₂等酸性气体的特点,从耐受烟气氛围的高效藻种构建、微藻对高浓度碳的代谢及转化过程调控再到烟气中高浓度CO₂在光生物反应器中的传输及转化过程进行全面综述。小球藻是最有望实现微藻生物固定烟气CO₂的藻种。通过筛选和驯化等方式,小球藻可适应烟气的高碳浓度和一定浓度下酸性气体的胁迫,并保持较高固碳速率。烟气在光生物反应器内溶解传输及引起多相流动是影响微藻固碳性能的关键,强化反应器内的CO₂传输并抑制SO₂酸性...     

生物膜填料床内含有生化反应的多相传输模型

废气处理生物膜滴滤塔的多孔填料床内是带有气液两相流动、有机污染物扩散、生物膜内生化反应的复杂生化反应体系.在平行平板理论模型基础上,建立了生物膜多孔填料床内含生化反应的多元多相流动及传输特性的多相混合模型,获得了废气处理生物膜滴滤塔净化效率的理论计算方法.模型的理论预测值与生物膜滴滤塔净化低浓度甲苯废气的实验结果基本吻合.     

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。     

带有蛇形流场的微生物燃料电池串联堆性能特性

以四个成功启动的带有蛇形流场的单电池构造了微生物燃料电池串联堆(MFCS-S),测试了MFCS-S性能,探讨了其性能提升的限制因素,研究了增加反极电池阴、阳极电解液流量,采取混联的方式运行,移除反极电池和反接反极电池对电堆性能的影响。实验结果表明:MFCS-S在输出电压为2.11 V时获得最大功率密度(2226 mW·m^-2);在一定电流条件下,性能较差的单电池发生电压反极,这是限制MFCS-S性能提高的主要原因;增加反极电池阴、阳极流量虽然不能较大幅度地改善单电池反极,但是却能大幅度提高电堆功率密度;采用混联方式运行不但可以有效避免电池反极,而且可以大幅度提高电堆功率密度;移除反极电池并不能有效地避免电池的反极,反接反极电池反而进一步加剧反极。     

定热通量加热下微三角形槽道中滑移流动的换热特性

微三角形截面通道是现代工程实际应用中常涉及到的流动通道.针对微三角形槽道利用正交函数法求解了滑移流区内带温度跳跃边界条件的能量方程,对不可压缩气体在微三角形槽道内充分发展层流滑移流动的换热特性进行了理论分析,获得了轴向定热通量加热、周向均匀壁面温度条件下微三角形槽道内的温度分布和换热特性的分析解.计算结果表明：正交函数法适用于微三角形槽道内滑移流动换热特性的分析计算;在滑移流区,微三角形槽道内的平均Nusselt数随Knudsen数的增加而减小,其随高宽比变化的分布曲线随Knudsen数的增加而平行下移,Nusselt数比随Knudsen数的变化关系基本不受高宽比的影响.