芳烃抽提扩产研究及用能分析

对环丁砜芳烃抽提生产装置进行了模拟计算,并对扩产后的设备能力进行了核算,为芳烃生产扩产改造提供了依据。采用三环节方法对装置的用能情况进行了分析,为以后的节能工作指明了改进方向。     

水的相变传热和大气垂直传热对地球系统负熵流的贡献

地球系统中的水在太阳辐射的作用下,在地表高温状态下吸热发生由液态到气态的相变,水汽上升到空中后在低温状态下凝结为雨或雪而放热,雨雪在重力的作用下返回地面,这种水的相变传热会导致地球系统中负熵的出现。对该负熵的数量级作了估算。同时讨论了大气的垂直传热与重力场效应引起的负熵。     

导热能力损耗的机理及其数学表述

热量传递势容(势容，又称为火积)反映了物体的导热能力，它等于物体的热容量与温度乘积的一半。提出了热力功的概念，它被定义为传热温度与被传递热量的乘积。传热过程中的热力功等于势容的改变量，热力功就是传递过程中的势容。在导热过程中势容会出现损耗，势容损耗的机理是，传热物体的温度高于吸热物体的温度，传热物体的温度所做的热力功多于吸热物体的温度所做的热力功。导热过程中的势容损耗被定义为传热物体的温度与吸热物体温度的差所做的热力功。单位时间单位体积内的势容损耗等于导热系数与温度梯度平方的乘积，该表达式可作为导热系统优化的目标函数。势容可同时作为热力学中导热过程可逆性的判据。     

函数的几个重要特性

基于(火用)的普遍化表达式及其推论,得出了热力学体系(火用)函数的三个重要性质。热力学系统的(火用)值在寂态等于零,其它任何状态都大于零。不同形式的(火用)之间可相互转换,体系的总(火用)可能有不同的表现形式,总(火用)的变化量才等于各种形式(火用)的变化量之和。自发过程的方向就是体系(火用)减少的方向,(火用)可作为自发过程的方向判据。     

(炯)传递和转化的普遍化动力学方程

能量在传递和转化过程中是守恒的,但不同形式的?在传递和转化过程中有不同程度的损耗,对该过程的深入理解有助于合理而又高效地利用能源。任何形式的能和?都可以被表示为一对基本强度量和基本广延量的乘积。利用基本强度量乘以与其共轭的基本广延量的平衡方程,导出了?传递和转化的普遍化动力学方程。该普遍化动力学方程表示出了任意形式的?在传递过程中与其它形式的?之间的转化关系,由此导出了在工程领域常见的动?、化学?、压?、电?和热?的传递和转化动力学关系式,并给出了系统总?的表述式。这些动力学关系式不仅清楚地反映了系统内部不同形式?之间存在的相互转化关系,而且还定量地反映了各种转化过程的不可逆性。     

电磁场作用下的强化传质研究进展

总结了电场、磁场和电磁场作用下强化传质的一些实验与理论工作,分析了3种强化传质方式在传质对象和传质机理方面的一些不同.进行比较后显示,电磁场强化传质的应用更加广泛,其强化传质机理可解释为:电磁场与物质的相互作用改变了物质的活性,降低了传质过程的活化能,从而使扩散得到增强.最后介绍了微波非热效应的一些实验与理论研究进展.研究表明,一些化学反应、陶瓷烧结和萃取等过程的传质得到强化确实是由于微波非热效应的作用.     

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。     

静电场作用下电介质系统的平衡态及其稳定性

热力学平衡态是系统能量最低状态,在没有外界作用的条件下任何非平衡态最终都会趋向平衡态,热力学系统只有在平衡态才能用统一的状态参量来描述。电磁场能够有效地强化传热传质过程,对电介质系统的平衡及其稳定性有明显的作用。利用热力学定律将电场能量引入热力学基本微分式,构建了电场作用下电介质系统的熵函数,利用平衡态及其稳定性的熵判据导出了静电场作用下电介质系统的平衡条件及稳定条件。相比没有电场作用,平衡条件要求系统各相的等效压强、等效化学势和平行极板间电场强度相等;稳定条件要求产生电场的电荷量与电势呈正比。电场作用下的等效压强包括了电场极化作用的力学效果,力学平衡由压强和电极化力共同决定;等效化学势包括了电场极化势能的效果,相平衡由浓度和电势能共同决定。热力学结论与电动力学及统计物理的结论一致,已被实验证实。     

多效蒸发器换热管的换热性能和机械强度分析

从传热和节能的观点对多效蒸发器换热管的材料选择进行了分析。计算表明在多效蒸发器基本结构不变的条件下,用不锈钢和黄铜换热管替换碳钢换热管后多效蒸发器换热性能和机械强度仍能满足设计要求。换热管的结垢对换热性能影响较大,不锈钢和黄铜换热管的抗结垢性能优于碳钢,碳钢管更换为不锈钢和黄铜换热管后换热性能会有所改善。综合考虑换热管选材的优先顺序是不锈钢焊接管、无缝不锈钢管、黄铜管、碳钢管。     

外场影响汽液相变的机理分析

以能量公设为基础,从非平衡热力学的层面推广了化学势的定义,由此得到了有外场作用下汽液相变的动力学模型。在此基础上,分析了外场影响汽液相变的机理。结果表明,外场既可以加快物质的相变速率,也可以减慢物质的相变速率,还可以改变原来相变的变化方向。以水蒸气凝结成水滴的相变过程为例,当以电离子为水滴凝结核时,电离子激发的电场可加快水滴的生长,这与雷雨天空中或威耳孙云室中的水蒸气容易凝结的现象一致。