摘要：本文以热力学理论为基础,将材料与时间相关的耗散行为解耦为粘弹性和粘塑性两个部分,构建相应的标量自由能函数和耗散势函数,通过内变量理论和广义正交法则推导出粘弹性模型本构方程、粘塑性流动法则和内变量演化方程。该模型反映内变量的能量耗散行为,物理意义明确,满足热力学基本定律。引入改进的向后差分法克服本构模型刚性微分方程组数值计算的稳定性问题,计算结果可以有效地描述材料的蠕变力学行为。通过模型参数分析表明：粘塑性流动方程参数对蠕变过渡段斜率有较强的控制作用,而内变量演化方程参数决定了稳定态应变率的大小。结合沥青混合料时间依赖性力学行为,本文构建了粘弹-粘塑性本构模型参数获取试验方案设计和拟合方法。

摘要：提出了以热力学过程性质为设计目标，将宏观设计与微观设计有机结合并进行自校正的分子设计理论框架。作为该设计思想的第一步，提出了确定待定物质的热力学物性参数的方法．算例表明，该估值方法是可行的，结果可靠．

摘要：在实际化工过程中,纳微尺度界面体系普遍存在,且与反应和传递等过程高度耦合.这种耦合增加了直接应用宏观热力学模型和规律的难度,进而在工程预测、放大及调控方面带来挑战,制约了绿色化工技术创新和规模应用的发展.本文针对纳微尺度热力学的起源、内涵及其在前沿领域的应用进行了深入探讨.首先,以绿色介质离子液体为例,展示了纳微尺度下的独特界面结构和功能,讨论了离子液体结构–功能间的纳微尺度热力学关联机制;然后,概述了适用于纳微尺度热力学领域的研究方法,提出了集合高精度原位动态实验、精准高效计算模拟和高通量自动化人工智能相结合的研究范式;随后,总结了纳微尺度热力学理论在反应、分离和电化学领域的前沿应用,并对其挑战和未来机遇进行了深入讨论和展望.总之,纳微尺度热力学的新理论和新方法,不仅可以为化工学科的科学研究开辟新的视野和路径,还将推动化工过程实现从“分子设计→结构功能调控→工程放大规律”的跨越,催生出适应于新体系、新应用和新需求的化工热力学新学科.

摘要：[目的]为了最大化利用电能与海水资源,针对海上风电的碱性电解水(AWE)制氢系统进行热力学分析和优化设计,研究工作压力、工作温度、碱液流量等对系统运行特性的影响。[方法]基于热力学、电化学及质量平衡模型,通过Aspen Plus软件建立碱性电解水制氢的热力学平衡模型,并与实验结果进行对比验证。[结果]结果表明,此方案碱性电解水制氢系统最佳工作压力和工作温度分别为9 bar和70℃,最佳碱液流量为1600 t/h。系统能量损失和㶲损随输入电流密度的增加而增加。碱性电解输入电流密度为3000 A/m^(2)时,系统能量效率和㶲效率分别为63.58%和57.27%,系统能量损失占总能量投入的26%,其中电解槽㶲损最高,占系统总㶲损的93.39%。[结论]通过该参数优化方法,可以得到合适的工作参数范围,能够为海上风电制氢参数选择提供参考。

摘要：现场调查和实验研究均证实了微生物致裂的存在并提出了合理的机理模型,但是缺乏微生物致裂的热力学和动力学理论分析。基于Gutman的力学-化学交互作用理论、微生物能量学和腐蚀电化学理论,本文尝试给出SRB/NRB致裂的热力学和动力学解释。热力学计算结果表明,应力和SRB/NRB共同作用下金属材料腐蚀反应的摩尔Gibbs自由能下降,腐蚀反应向环境释放出更多的热量,从热力学上来说具有更高的腐蚀趋势。与SRB腐蚀和SRB致裂相比,铁基金属材料NRB腐蚀和NRB致裂具有更强的热力学倾向。动力学分析表明,外加应力和微生物共同作用下金属材料腐蚀速率和微裂纹扩展速率加快。本工作的研究结果能丰富人们对金属材料菌致开裂行为的认识。

摘要：本文从以下几个方面介绍了热机有限时间热力学的研究现状:牛顿定律系统的研究,热阻和其它不可逆损失模型的影响,有限热容热源的影响,外部加热速率的影响,以及热机设计和评估中的应用。

摘要：从热力学的角度研究LT55陶瓷刀具扩散磨损和氧化磨损的规律,先利用热力学理论计算Al2O3和TiC陶瓷相在不同温度下融入铁中的溶解度,再用吉布斯自由能判据分析高温下扩散反应发生的规律。用吉布斯自由能函数法,计算出LT55陶瓷刀具加工钢铁类材料时不同温度下5个可能的氧化反应的标准吉布斯自由能,并对反应发生的可能性进行排序,分析各个反应的特点,理论计算表明,生成TiO2、Ti2O3和Ti3O5的反应可能性非常大,生成***2O3的可能性非常小。理论计算与试验结果有较好的一致性,研究结果对刀具材料的研究和设计提供有价值的参考。

摘要：在硝酸体系中,以铂黑为催化剂、肼为还原剂,在反应液初始铀酰浓度0.9 mol/L、初始肼浓度1.0 mol/L、初始硝酸浓度0.8 mol/L、铂黑用量(以反应液计)8×10-3g/mL的工艺条件下,根据体系中各反应的化学方程式推导出了单位体积物质的理论反应热计算公式,并计算出了反应时间在0.5—4 h过程中的理论反应热,同时通过自行设计的测量肼催化还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的反应热装置测量相同工艺条件下,40,50℃时不同时刻的反应温差,计算得到了肼催化还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的实际反应热,最后与计算的理论反应热进行对比,结果表明,在1 h内实验值与计算值基本吻合。

摘要：在10~40 ℃范围内,通过逐级升温方式,将无水乳脂肪干法分提成低熔点L20、中熔点L30和L40、高熔点S40四组分,并通过气相色谱-质谱联用法对各组分中脂肪酸(fatty acid,FA)、甘油三酯(triglyceride,TAG)种类及含量进行测定。结果表明:随着分提温度升高,L20~S40,饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)含量呈递增而不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,USFA)呈递减趋势,S40富含长链SFA,短链SFA及USFA较少,而L20与之正好相反,L30和L40 FA组成则介于L20~S40之间;热图分析显示:高熔点TAG较多存在于S40中,低熔点TAG主要存在于L20中,L30和L40则富含中熔点TAG;通过差示扫描量热仪分析,发现乳脂肪及各分提组分结晶-熔化曲线存在显著差异,结晶温度和熔化温度由高到低依次为S40>L40>L30>L20(P<0.05),结晶/熔化温度高,液态油与固态脂发生相转变时所需要的相变潜热就大,这为搅打稀奶油原料选择,搅打温度、时间和贮存温度等工艺配方参数设计提供理论依据;通过X射线晶体衍射分析,在长间距衍射中,高熔点组分S40、L40显示结晶状态均为以β’晶型为主的α、β’、β多晶型混晶,而L20和L30中无晶型衍射峰,说明低熔点组分为无定型状态的油脂;在短间距衍射中显示乳脂肪、S40、L40晶体以二倍链长(2L)(40.76、13.49 A)和三倍链长(3L)(29.44 A)方式堆积,而L20和L30仅以2L方式堆积。综上所述,脂肪饱和程度高则晶体稳定性强,结晶-熔化所产生的热焓大,适合制备硬脂产品,反之,则适合制备软脂或对硬度要求不高的产品。通过对不同熔点乳脂肪理化性质的系统研究,为实际生产中乳脂肪类型的不同需求选择提供参考数据。

摘要：为了有效评估燃料气中H_2S超标对燃气轮机涡轮叶片热腐蚀的影响,在腐蚀机理研究基础上结合燃机的运行参数条件,采用热力学模拟方法完成了对25 MW燃气轮机涡轮叶片热腐蚀风险评估分析。通过分析杂质含量变化及燃料类型对腐蚀产物露点曲线的影响,得出了碱金属含量是涡轮叶片热腐蚀的关键影响因子,在(Na+K)质量分数小于1×10^(-5)%的条件下,即使当H_2S体积分数达到0.01%时,涡轮叶片也不会面临热腐蚀风险。这将对海上平台用国产25 MW燃气轮机燃料中杂质含量目标控制和高温涡轮叶片防护涂层设计起到了一定的参考作用。