煤灰中高熔点矿物质莫来石的实验与量化研究

莫来石是煤灰中高熔点主要矿物质成分之一,笔者采用量子化学的理论和计算方法,对其化学状态,表面化学活性位置及其成键特性进行了研究。计算结果表明,煤灰中莫来石分子簇的最高占据轨道基本是由与Si原子相连接的O7,O12组成,且具有很高的能态。同时,通过计算结果推知煤灰中莫来石表面化学活性强弱关系Al1＋O13〈Al8＋O13〈Al1＋O12〈Si6—O7〈Al8＋O14〈Si6—O12,因此在Al1＋O13,Al8＋O13易断键,使晶格发生重组,量子化学计算从微观方面很好的解释了配煤对降低高灰熔点煤的熔融机理,实验结果也很好的验证了理论计算。     

板翅式换热器新型翅片换热特性数值模拟研究

为提高双熔盐板翅式换热器的紧凑度和热工水力性能,对新型翅片(流线型及改进流线型)的热工特性开展数值模拟研究。在熔盐工质下与传统矩形翅片相比,流线型翅片换热系数提高了3.6%~6.7%,综合性能指标平均提高2%,且高流速工况下换热能力有较大提升;改进流线型翅片的压损,较矩形翅片减少了6.2%,比流线型翅片减少了12%;在水工质下,各型式翅片综合性能指标与熔盐工质时相比均有较大幅度的提升,但新型翅片相比传统矩形翅片不再具有优势,流线型翅片型式具有在熔盐介质的独特适用性。     

熔盐圆管内湍流对流换热实验研究

本文依托高温熔盐(High Temperature Salt,HTS)热工实验回路开展了硝酸盐(KNO3-53%,NaNO2-40%,NaNO3-7%)熔盐圆管内的强迫对流换热特性研究,通过威尔逊修正法获得了熔盐在圆管内充分发展湍流的对流换热系数,将实验结果与公开文献中的5种熔盐的实验结果合并后拟合,获得10 000Re50 000和4Pr26范围下适用于高温熔盐工质的管内充分发展湍流的实验关联式。另外,为验证熔盐的换热特性是否仍然符合经典关联式的换热规律,将不同种类熔盐工质与经典关联式Dittus-Boelter关联式、Sieder-Tate关联式、Hausen关联式以及Gnielinski关联式进行比较分析,实验结果与经典关联式符合得较好,偏差在25%以内。     

气化条件下混煤灰熔融特性及矿物质演变规律

通过实验研究了高温气化条件下混煤灰的熔融特性及矿物质演变规律.结果表明,气化条件下混煤灰熔融温度的变化规律并不与配煤比例成线性关系,而与相应三元相图的液相线温度具有良好的相似性;随着低灰熔点煤灰的加入,混煤灰在三元相图上的位置逐渐由莫来石结晶区向钙长石结晶区移动,并在二元共晶线或三元共晶点附近熔融温度的变化最为显著,且低于周围位置的熔融温度;由于低灰熔点煤灰中含有较多的硬石膏、辉石、长石等矿物,高温气化条件下能分解成CaO、FeO等助熔矿物,这些助熔矿物能够与高灰熔点煤灰中的莫来石、石英等发生反应生成钙长石、铁橄榄石等低熔融矿物,从而降低了高灰熔点煤灰的熔融温度.     

基于C-D生产函数的黑龙江粮食产量影响因素分析

粮食安全问题对我们这样一个人口大国来讲是头等大事,研究黑龙江省的粮食问题,对我国粮食主产区政策的制定和粮食区域发展优势的形成具有重要的参考价值,并且能够为相关专家研究黑龙江省的粮食生产问题提供一些依据,以促进黑龙江省粮食生产更好的发展.论文通过黑龙江省农业总产值、农业机械总动力、化肥施用折纯量、粮食播种面积、乡村劳动力19年以来的数据,运用c-D生产函数,分析黑江省粮食产量的影响因素及其贡献程度,并总结出黑龙江省粮食生产中存在的主要问题,提出增加农业投入、实现耕地的可持续利用等对策和建议.     

煤灰熔融行为及其矿物质作用机制的量化研究

选取典型高灰熔点和低灰熔点煤种,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜能谱仪(SEMEDX)对高温气化条件下煤灰熔融行为及其矿物质演变规律进行了实验研究与量子化学计算.结果表明:高温下大量莫来石的生成是导致煤灰试样A具有高灰熔融温度的主要原因;煤灰试样B中由于存在较多的硬石膏、钠长石等低熔融矿物质,且CaO与莫来石反应生成钙长石与钙黄长石的化学反应在煤灰试样B熔融过程中起到了关键作用,从而使其具有低的熔融温度.经量子化学计算分析表明,由于莫来石易与电子接受体结合而难与电子给予体结合,在煤灰熔融过程中,莫来石易与煤灰中常见的碱性阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+)电子接受体反应生成其他物质,通过添加不同的阳离子可促使莫来石向不同矿物质转变,可以进一步控制煤灰的熔融变化过程及其熔融温度.     

翅片管熔盐对流传热特性研究

高温熔盐在熔盐堆和太阳能等能源领域有广泛的应用前景。为研究熔盐在强化换热管中的强化传热效果,本文基于三元硝酸盐KNO_3-NaNO_2-NaNO_3(摩尔分数比为53%-40%-7%)与导热油的对流传热实验装置,根据相似理论使用导热油代替熔盐,对翅片换热管湍流区的对流传热特性开展了测量,流体雷诺数(Re)变化范围10 000-60 000。通过威尔逊分离法获得翅片管中湍流区的对流传热系数(ho)和努赛尔数(Nu),基于实验数据与Dittus-Boelter公式,拟合翅片管湍流区的对流传热关联式,实验数据与拟合公式的误差在-7.1%-7.5%之间。与传统对流传热关联式Dittus-Boelter公式对比进行强化传热效果评估,结果表明,翅片管的强化传热效果为光滑管的2.32-3.63倍。     

工业锅炉与分散式供能系统效率分析

论述了我国层燃、半悬浮燃烧、悬浮燃烧,各种燃烧方式的优缺点,不同燃料应采用不同的燃烧方式;400多台燃煤工业锅炉测试表明:我国燃煤工业锅炉的运行效率普遍低于设计效率,从2 t/h到20 t/h以上燃煤工业锅炉,随容量的增加锅炉运行效率从68.03%到80.59%,各种能量损失中漏风引起的热损失最大,最高达21%,可采用膜式水冷壁、先进的炉排密封技术和自控技术解决漏风问题,排烟温度热损失次之,最高达5%,采用增加锅炉尾部受热面和新的循环系统来降低排烟温度;用典型案例证明了能效分析应从能源的开采、运输、利用、污染物控制全系统成本考虑,而不应从单一用能设备的效率高低来评价。     

一种常闭翅片式冷冻阀的结构设计与有限元分析

在钍基熔盐堆（TMSR）二回路中冷冻阀TMSR-FV1的功能是充当常闭截止阀。TMSR-FV2为TMSR-FV1的改进版,其在保持TMSR-FV1整体不变的情况下,在外表面增加翅片以增强传热。本文采用有限元方法对TMSR-FV2进行了结构设计和传热分析,研究自然冷却条件下翅高、翅厚和翅距等因素对TMSR-FV2内熔盐冻堵效果的影响,提出了一种翅片结构,并与TMSR-FV1在自然冷却及不同冷却流量条件下的实验冻堵效果进行了对比。计算结果表明:在研究范围内,本文提出的TMSR-FV2翅片结构有效降低了冷冻阀扁平段中心熔盐温度,对提升冷冻阀冻堵效果明显,实现了冷冻阀非能动关闭功能。