摘要：将蒸发式冷凝器应用于非共沸有机朗肯循环可以有效提高系统的热经济性。建立了蒸发式冷凝器的Kriging代理模型,以R601a组分质量分数、空气流量、喷淋水流量作为决策变量,换热面积和(火用)效率为目标函数,开展了目标函数的影响因素分析,并采用非支配排序遗传算法和TOPSIS决策法开展多目标优化。结果表明,影响因素分析中,空气流量对目标函数的影响程度比喷淋水流量更大,而R601a组分质量分数为0.7左右时,换热面积有最小值且(火用)效率有最大值;Pareto前沿中,R601a组分质量分数对蒸发式冷凝器的设计存在最佳的取值范围,而空气流量、喷淋水流量的取值范围较广,几乎涵盖其整个变化范围。成本低、占用空间小且对可用能的有效利用程度大的方案为:R601a组分质量分数0.725,空气流量81.017kg/s,喷淋水流量58.302kg/s。对应的换热面积为316.883m^(2),(火用)效率为0.428。

摘要：为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器后系统的性能系数提升了16.1%,沿着工质的流动方向,越远离波动源工质性能参数越趋于稳定,且状态参数的灵敏性排序为:工质质量流量扰动>热源温度扰动>热源质量流量扰动。另外,为提高系统抗干扰性,通过PI控制器对节流阀开度进行调节,优化后内外部扰动下所有性能参数的稳定性都得以提升,尤其是工质质量流量扰动下从无法稳定输出蒸汽到以较稳定方式输出140℃蒸汽,且三扰动因素下其产汽量分别提升了20.8%、3.0%和1.9%。

摘要：海洋油气田的高效、安全开采是践行国家深海战略、探索未来战略能源的必要手段。在深海低温、高压环境下运行的多相混输管道的堵塞已成为能源行业安全生产和流动保障的棘手问题,而天然气水合物的快速形成是造成这一问题的主要诱因。明晰油水体系水合物浆液的堵塞机理,开发设计绿色、环保的低剂量水合物抑制剂,掌握浆液的流动特征,将为深水油田多相混输管道的流动保障提供理论基础和技术指导。为此,本文从水合物堵塞过程、化学法防治以及水合物浆液的流动特性等方面总结概括了油水体系水合物浆液的流动保障研究进展。油水体系水合物堵塞主要由水合物的生长、聚集、管壁黏附和着床沉积造成,文章提出:应量化水合物生长、聚集、管壁黏附和着床沉积等因素对流动阻力和管道堵塞的影响,建立科学的工业管道水合物堵塞风险评估理论体系;借助微观尺度实验和分子动力学模拟,厘清不同类型的动力学抑制剂(KHIs)抑制机理和防聚剂(AAs)防聚机理;将实验探索、理论分析和数值模拟相结合,解耦颗粒微观行为与流场宏观物理参数间的关系,定量表征浆液流变性和流动阻力。

摘要：现代科技发展对温度的辐射测量提出了更高的要求,采用波长封闭求解温度的多波长测温法得到了广泛应用。然而准确确定被测物体发射率的函数表征是测量真实温度的难题。引入仪器测量的概念后,将确定物体发射率的难题转化为确定仪器发射率模型,用物体与仪器发射率光谱分布曲线的交点波长构造真实温度封闭求解的条件,是辐射测温的一大进步。研究提出采用波段积分消除物体辐射二元函数带来的波长对测温的影响,并且积分中值波长恰巧可以取代交点波长,结合“谱色函数”实现了对上述曲线交点的捕捉,完成了真实温度的测量。需要明确,测温所需波长个数并非越多越好。对普朗克定律中第一、第二辐射常数进行修定,得到了广义测温模型,使得测量所需波长数目限定为“3”,其可以作为普朗克定律与发射率级数模型乘积表征所需测温波长的下限数目,这是辐射测温的另一突破。用物体辐射定义层面上的数学形式表示广义模型,实现广义模型与线性仪器发射率的对接。在可见光与近红外大气窗口波段内,对广义模型和仪器测量方程进行数值拟合,验证了定义式与广义模型在任意波段内的适应性。在可见光波段内,对金属钨的实验数据进行仿真计算,结果表明:广义模型通过调整有限的待定参数,很好地还原了金属钨的辐射数据;“谱色函数”的设计能够实现对测温波长的有效分辨;计算得到金属钨的温度相对误差均小于0.15%,证明基于光谱分布曲线交点捕捉的测温方法是实现物体真实温度辐射测量的有效途径。

摘要：本文介绍了外不可逆内可逆循环热力系统的输出功率、效率、工质等效吸/放热温度,吸/放热率与高/低温换热器总传热系数比值的关系,给出了无量纲的关系式和功率-效率关系图,以及在选定最佳效率后提高输出功率与增加总传热系数比值关系的作图设计法,为优化传热与热力循环耦合的热力系统优化设计和运行调节提供了理论参考。

摘要：回顾总结了热力学与传热学共性理论基础研究的系列成果,从正视热力学第二定律、"熵产"理论在实际应用中存在的问题入手,以势能理论为依据,用相对环境平衡态的势能为基准态势能定义了能量中的有效能和无效能。这种定义具有与""相同的性质,又能从定义式直接写出有效能函数的表达式。继而利用热力学第一定律方程,推导出了普适的有效能方程、有效能率方程,并与熵方程、■耗散方程和方程进行了比较。前者方程各项都只与状态有关,都能独立计算出来,而后三个方程都有一项与不可逆过程有关的补缺项。把有效能率方程应用于传热过程,导出了传热效率的表达式;应用于实际热机系统,导出了传热与热力耦合系统的输出功率、输入热流率、效率、换热器传热系数以及热源参数之间的关系,并举例应用于系统优化设计。本文构建的热力学和传热学共性理论,为热机与换热器耦合进行热力系统综合分析和协调优化提供了理论基础。

摘要：采用含孔穴的新型结构作为人防工程中的分配层,利用集团装药爆炸模拟航弹触地爆炸,对4种分配层结构抗集团爆炸载荷的防护效果进行了相似模拟室外化爆试验,并利用非线性软件LS-DYNA对该此4种模型进行了数值仿真。结果表明:同样厚度下,孔穴的存在使得后方的应力峰值被明显削弱,而且圆形孔穴对应力峰值的削弱程度要明显强于矩形孔穴;但在孔穴上方加入薄钢板层后,孔穴对其后方应力的削弱效果减弱,这是因为嵌含薄钢板后应力波的透射系数增大。研究结果为抗爆防震工程中新型防护层的科学设计提供了一定理论依据。

摘要：设计了一套实验装置,结合瞬态面热源法来测量混合气水合物导热系数及含混气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数.在-10℃～5℃,压力6.6MPa下,含体积比甲烷90.01%,乙烷5.03%,丙烷4.96%的混合气与0.971molm3十二烷基磺酸钠水溶液生成的水合物的导热系数约为0.55W(m·K),并且其值随温度的上升而增高,呈玻璃体导热特性.由于“爬壁”效应的存在,混合气与饱含SDS水溶液的沙子多孔介质反应生成含混合气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数(约1.2W(m·K))显著低于含四氢呋喃水合物的沙子多孔介质的值(约1.9W(m·K)).虽然本实验使用了SDS来加速和促进水合反应的进行,但是水合物样品中依然存在游离水,因此本研究采用了温度振荡法来进一步促进含SDS水溶液的水合反应进行,研究发现当浴槽温度在-10℃～4℃间周期变化时,游离水在水的相变温度区附近转变为水合物,通过几个周期的温度振荡,样品中的游离水被完全消耗掉.最后通过对含不同浓度SDS的四氢呋喃水合物导热系数测试,讨论了实验中加入SDS对水合物导热系数的影响,结果认为本实验中加入的SDS量对测试结果影响很小(±1.5%).

摘要：多相催化剂是极为重要的一类催化剂,在许多重要工业反应中扮演关键角色。然而,传统的湿化学合成手段在很多情况下难以做到对催化剂活性位点的结构、组成以及其周围局部环境的原子级精细调控,继而给优化催化剂性能、理解多相催化机理带来较大的挑战。原子层沉积(ALD)是一种气相催化剂合成技术,其原理是基于两种前驱体蒸汽交替进样并在载体表面上发生分子层面上的"自限制"反应,实现目标材料在载体表面上的精准沉积。利用其分子层面上的"自限制"反应特性,并通过改变沉积周期数、次序和种类等方法可以实现对催化剂活性位结构的原子级精细控制,进而为人们提供了一种催化剂"自下而上"精细可控合成的新策略。在本文中,我们总结了利用ALD方法在负载型单金属和双金属催化剂精细设计方面的进展,讨论了ALD方法在设计高效催化剂方面的特点与优势。特别地,我们总结了利用ALD方法制备单原子和双原子结构金属催化剂的方法与策略。此外,我们总结了利用氧化物可控沉积精准调控金属催化活性中心周围的微环境,从而实现提升催化剂活性、选择性和稳定性的方法。最后我们展望了ALD技术在催化剂制备领域中应用的潜力。

摘要：蔓延模型在过火区图元集和蔓延灰度图的基础上进行位图操作和轮廓搜索,用蔓延填充处理地理要素的复杂拓扑关系,以位图旋转和错切代替过火区形状的投影变换,利用地形灰度图计算太阳辐射,由此克服了原有波动模型计算性能上的局限.对利用图形技术提高计算速度的实质作了理论分析.最后用算例证实了文中模型能提供精确、实时、可靠、全局、易维护、高适应性的火场发展图.