晃动条件下大型液氢舱罐的动力学及热力学特性

大型液氢舱罐在不同海况下会呈现出复杂的动力学响应及热力学响应,并在很大程度上影响舱罐的安全,因此,建立一个数值模型来研究晃动条件下船用大型低温舱罐中液氢的动力学特性及热动力学特性。应用流体体积(VOF)方法捕获晃动过程中自由表面的波动,使用Lee相变模型来描述晃动过程中的蒸发冷凝现象并与已有试验进行对比验证。研究不同充注水平和晃动条件下液氢的自由表面形状和面积变化,舱壁压力变化,舱罐内气液温度变化以及相变引发的降压现象。结果表明:固有频率附近的晃动伴随着射流和破碎液面的产生,会对舱壁产生抨击压力;液面破碎程度越剧烈,液位越高,舱内压力下降速率越快;舱罐内气液温度演化经历了热分层、晃动混合和总体温升等3个阶段。研究结果对进一步理解非等温低温舱罐中流体的晃动动力学及热力学特性具有重要意义。

双层地基中高导热能量桩热力学特性研究

通过室内模型试验,针对不同循环次数与桩顶荷载作用下高导热能量桩热力学特性进行研究。结果表明:桩身与土体温度随着循环次数增加存在累积行为,距离桩中轴线越远,土体温度越低,变化越小;桩身附加温度应力沿深度方向先减小后增大,最大附加温度应力位于-257 mm处,附加温度应力随着桩顶荷载和循环次数增加而增大;随着桩顶荷载增大,循环后桩顶沉降增大,桩顶沉降随着循环次数增加存在累积行为,在能量桩设计时予以充分考虑。

高温高压下不同结构形式裂缝充填花岗岩热力学特性

深部干热岩地热能储层一般为非完整岩体,含有大量因地质构造运动形成的裂缝。构造裂缝随后被热液充填,这种储层被称为裂缝充填储层。为指导深部干热岩地热开发,利用太原理工大学自主研制600℃高温高压岩体三轴试验机研究了中国山西芦芽山花岗岩母岩(Ⅰ类花岗岩)、热液充填体(Ⅱ类花岗岩)、充填体与母岩胶结界面横向贯通试样花岗岩(Ⅲ类花岗岩)、充填体与母岩胶结界面纵向贯通试样花岗岩(Ⅳ型花岗岩)等4类花岗岩高温(500℃)高压(20 MPa围压)条件下的热力学特性。研究得出4类花岗岩热膨胀系数随温度升高可分为低温缓慢波动段、中低温快速增加段以及中高温快速减小段3个阶段。4类花岗岩弹性模量随温度升高先缓慢增加后快速降低,溶蚀孔隙结构以及低键合强度矿物的存在导致热液充填体弹性模量最低。此外,得出裂缝充填花岗岩体内原生裂缝闭合的临界温度大约为200℃;胶结界面附近充填体恢复弱面结构特性的临界温度为250℃左右。最后,得出了4类花岗岩高温高压条件下的破坏形式。裂缝充填花岗岩体内的母岩粗晶粒边界处、热液充填体溶蚀孔隙处和胶结界面处极有可能会在水力压裂建造储层过程中形成大范围高效导水通道,为干热岩地热开采储层建造理论和技术提供新的思路。

山西福达瘦煤中CH_(4)吸附热力学特性的分子模拟研究

为了研究CH_(4)在瘦煤分子中的吸附行为和热力学特性,基于分子力学和分子动力学理论,采用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)方法在不同温度(293.15 K,303.15 K,313.15 K,323.15 K)、压力(0.1~5 MPa)条件下模拟CH_(4)分子在瘦煤分子中的吸附行为,并基于吸附势能理论研究其吸附热力学特性。结果表明:CH_(4)吸附量随着温度升高而逐渐减少,Langmuir-Freundlich模型对其拟合效果最佳;气体覆盖度随着吸附势能增大而减小,CH_(4)吸附量和吸附势能呈负相关;随着温度升高,CH_(4)分子由能量较高的优势吸附位向相对较弱的次优先吸附位移动,随着吸附熵增加,气体吸附量逐渐减少。

明火炉的热力学特性分析与性能优化

明火炉作为重要的热能设备,在工业和制造业领域中被广泛应用。能源资源逐渐紧张,环保意识日益提升,对其性能优化及能源利用效率的提升变得愈发迫切。文章致力于深入探讨明火炉的热力学特性,针对热效率、燃烧参数及热传递特性等核心要素进行了研究分析。通过优化燃烧过程、热能回收及技术创新等策略应用,以提升明火炉能源效益,降低环境负担,促进绿色环保发展。

生长季节对糯玉米淀粉粒分布和热力学特性的影响

以8个糯玉米品种为材料,利用激光衍射粒度分析仪和差示扫描量热仪分析了春播和秋播糯玉米淀粉粒分布和热力学特性。结果表明,糯玉米淀粉主要由直径〈13μm的颗粒组成,占总数目的71.7%~84.3%。颗粒体积和表面积呈双峰分布,〉17μm颗粒占比例最高,9~13μm颗粒占比例较高,〈9μm颗粒占比例最低。和春播相比,秋播处理使糯玉米淀粉中〈17μm颗粒体积和表面积比例升高,〉17μm颗粒体积和表面积比例降低,〈9μm的颗粒数目增多,〉9μm颗粒数目减少。淀粉热力学特征参数中,秋播处理下转变温度（起始温度、峰值温度和终值温度）、峰值指数和回生值降低,糊化范围扩大,但热焓值总体上无显著变化。结合前期研究结果,9~13μm和13~17μm颗粒体积比例与淀粉的结晶度、峰值黏度和崩解值显著正相关,与峰值温度和回生值显著负相关。〉17μm颗粒体积比例与结晶度、峰值黏度和崩解值极显著负相关,与峰值温度和回生值显著正相关。糯玉米淀粉粒分布在不同季节下不同,导致淀粉糊化特性和热力学特性发生变化。

热完全气体的热力学特性及其N-S方程的求解

首先用五次多项式拟合给出了温度在 5 0～ 3 0 0 0 K范围内的热完全空气的焓值与温度之间的函数关系式 ,导出了其它热力参数 e,cp,cv 和 γ的表达式。接着提出了热完全空气总温、总压的计算方法 ,并将其计算结果与量热完全空气的结果进行了比较。最后 ,将该热完全空气模型用于 N-S方程求解 ,对 NAPA软件进行了改进 ,并用该软件对高马赫数钝体绕流流场和乘波体流场进行了计算 ,分析了气体真实效应对流场结构及参数的影响。结果表明 ,本文提出的总温、总压计算方法及对 NAPA软件的改进是成功的 。

播期对糯玉米籽粒产量和淀粉热力学特性的影响

以4个糯玉米品种(垦粘1号,苏玉糯2号,苏玉糯5号和渝糯7号)为材料,研究了播期对其籽粒产量与淀粉热力学特性的影响。结果表明:各品种在5月15日播种时受飞虱危害不能正常成熟,能正常成熟时籽粒产量均在4月15日播种时最低,垦粘1号和苏玉糯2号在6月15日播种时最高,苏玉糯5号和渝糯7号则在7月15日播种时最高。播期对淀粉热力学特征值的影响远高于品种间差异(回生值除外)。总体上,回生值受播期影响较小,热焓值和峰值指数以3月15日播种时最高,6月15日播种时最低,起始温度、峰值温度和终值温度以4月15日播种时最高,7月15日播种时最低,糊化范围4月15日播种时最低,6月15日播种时最高。不同品种籽粒产量和淀粉热力学特征值对播期的响应有显著基因型差异。碘结合力播期处理的变化趋势与转变温度3个指标相似。相关分析表明,碘结合力与起始温度、峰值温度、终值温度和峰值指数显著正相关,与糊化范围显著负相关。

绿豆-小麦混合粉的流变学和热力学特性研究

以小麦粉、绿豆粉为原料,研究绿豆-小麦混合粉面团的形成特性、流变学特性、热力学特性,为绿豆小麦粉复合食品的加工及品质控制提供参考。结果表明,添加绿豆粉对绿豆-小麦混合粉的物性有显著影响;随着绿豆粉添加量的增加,混合粉面团的吸水率、形成时间、稳定时间、评价值降低、弱化值增加;最大拉伸阻力、延伸度降低;热焓呈非线性降低,糊化温度增加;储能模量、损耗模量减小,黏弹性降低。

稀土元素的热力学特性及在金属基复合材料中的应用

稀土元素具有许多独特的性质，少量稀土元素的存在能极大地影响金属材料的结构与性能。本文在分析稀土元素热力学特性的基础上，从物理化学角度和复合材料结构与性能的关系上，讨论了稀土元素对金属基复合材料的影响。在铝基复合材料中加入Ｌａ系元素后，由于形成了Ａｌ－Ｌａ金属间化合物，从而使其耐热性能有明显增加，同时稀土元素的加入也可使Ａｌ基体晶粒细化，使复合材料的综合机械性能得到改善，此外还有提高耐腐蚀性能的效果。在镁基复合材料方面，由于加入稀土元素后可增加镁合金的力学性能并可提高其耐温性，而且改善其加工性能，因而扩大了选择镁合金作为复合材料基体的应用范围。关于最近研制成功的纳米级Ｍｇ－Ｙ金属间化合物颗粒原位增强复合材料方向，由于所生成的颗粒很细，使该种复合材料的延伸率大大提高，而且还具有高温强度高又耐腐蚀的特点。

CO2膨胀液体热力学特性及在化学反应中的应用

二氧化碳膨胀液体被认为是环境友好的绿色溶剂,具有良好的气体溶解度、传质特性、低黏度、条件温和以及有机溶剂用量少等突出特点,受到化学家和化学工程学家们越来越多的重视。本文详细介绍了二氧化碳膨胀液体的体积膨胀度、相平衡热力学、传递特性、酸性以及导电性等理论研究成果;在此基础上,分析讨论了这些性质变化的内在原因;总结了目前为止利用二氧化碳膨胀液体所开发的化学反应研究现状,包括加氢、氢甲酰化、氧化以及其他反应等;对存在的问题和今后应该致力于解决的技术性难题进行了讨论,指出了今后的重点发展方向。

桩端约束对桩身热力学特性影响的模拟分析

能量桩是一种在传递上部建筑荷载的同时承担地热能源传热器作用的新技术。实际运行过程中,桩身温度发生变化导致桩体膨胀或收缩;桩周及桩端土体对桩身的自由膨胀约束作用,使桩体内会产生附加应力。基于模型试验和数值模拟方法,开展冷-热温度循环荷载作用下桩基在不同桩端约束条件下的桩身应力和位移特性研究。结果表明,温度荷载作用下桩体最大应力出现在桩身中部;加热阶段桩端约束对桩身应力分布影响比制冷时大;桩身位移变化规律受温度与桩端约束的共同影响,温度变化量增加,桩身上部位移变化量变大,下部位移受影响较小。

锥栗原淀粉及其分离组分的热力学特性

应用差示扫描量热分析仪研究了锥栗原淀粉、直链淀粉、中间成分和支链淀粉的热力学特性。4个样品在-50～350℃的程序升温过程包含冰晶融化(-10～5℃)、糊化(40～100℃)和熔融裂解(250～310℃)3个吸热过程。当水分质量分数为65%时,它们的晶体融化峰值温度(TP)、终止温度(TC)和吸热焓(ΔH)均升至最高。对于相同的样品,当升温速率降低时,糊化温度向低温侧移动,且伴有肩状峰;糊化时升温速率越快,其凝胶体系的峰值温度(TP)、终止温度(TC)和吸热焓(ΔH)也越高,回生度越大;同样,糊化时降温速率越慢,凝胶体系的吸热焓(ΔH)增加,回生度增大。当糊化终止温度为100℃时,4个样品凝胶体系的DSC参数值均达到最低。锥栗原淀粉、直链淀粉、中间成分和支链淀粉凝胶体系的玻璃化转变温度(Tg)分别为-6.0、-7.1、-8.6和-7.9℃。

煤表面热力学特性的Washburn动态法测试

微细粒中煤浮选的突出问题是选择性差、精煤产品灰分高,而润湿性是影响微细颗粒分选重要的界面性质,基于此,考察了煤样与主要杂质矿物高岭石的表面热力学特性。用Washburn动态法,以正己烷、1-溴萘、甲酰胺、去离子水为液体分子探针测量其对不同密度级微细粒中煤样品及高岭石的润湿过程,用线性回归法分析润湿速率并计算亲油亲水比,联合Washburn方程和vanOss-Chaudhury-Good理论对不同密度级煤粉样品以及高岭石的表面自由能进行估算,并进行煤泥的分布释放实验。研究表明:随煤样密度级的增加,正己烷对煤样的润湿速率降低,且变化不大,去离子水对煤样的润湿速率增高,两者对高岭石的润湿速率分别为0.010 1,0.020 6 g2/s,远大于对煤样的润湿速率;煤样随密度级的增加亲油亲水比值LHR值减小,1.5～1.6 g/cm3与1.6～1.8 g/cm3中间密度级煤样的润湿速率和LHR值相近,高岭石的LHR值最低,为1.44,呈亲水性;各个密度级样品的非极性成分γLsW呈略微降低趋势且其值基本一致,均低于高岭石的γLsW,样品表面自由能极性成分中氢键作用的碱性力与LHR值呈正相关。该煤样分布释放浮选实验结果与各个密度级样品表面性质测试结果吻合。

大豆7S球蛋白热力学特性、溶解性和溶液性质与表面疏水性相关性研究

以6个具有代表性的大豆品种制备的7S球蛋白为实验对象,采用ANS荧光探针法测定表面疏水性,采用差示扫描量热法分析热力学特性,采用体积排阻-凝胶色谱法分析溶液的相对分子质量及其分布,采用Zeta Plus电位及激光粒度分析仪分析流体动力学粒径及其分布并测定ξ-电位,研究大豆7S球蛋白热力学特性、溶解性和溶液性质与表面疏水性的关系。结果表明:大豆7S球蛋白的表面疏水性与变性温度、变性焓、ξ-电位绝对值均呈显著负相关;大豆7S球蛋白的溶解性与表面疏水性呈极显著负相关;大豆7S球蛋白溶液可溶性聚集物的平均相对分子质量、平均粒径与表面疏水性呈显著正相关。

木聚糖酶对面团流变性和热力学特性的影响

研究不同添加量的木聚糖酶对面粉粉质拉伸特性、面团流变学特性和热力学特性的影响,结果表明:随着木聚糖酶含量的增加,面粉的吸水率、形成时间、稳定时间降低。随着木聚糖酶的加入,面团的延展性显著提高,但抗拉伸阻力显著下降。在频率变化过程中,木聚糖酶可使面团的弹性模量和黏性模量降低,损耗正切角tanδ增大。随着温度上升,面团的弹性模量先降低再显著升高,而tanδ不断下降。热力学分析表明,木聚糖酶使面筋蛋白强度和耐操作性均下降。

脱脂对糯玉米淀粉热力学特性的影响

以4个糯玉米淀粉为材料,对其进行脱脂处理,分析了其对淀粉热力学特性的影响。结果表明,脱脂使淀粉中的磷元素含量显著降低,导致淀粉的起始温度、峰值温度、终值温度、峰值指数和热焓值降低,糊化范围扩大。淀粉和脱脂淀粉糊化冷藏后发生回生,表现为脱脂增加了回生淀粉的热焓值,进而增加了淀粉的回生值和峰值指数,而起始温度、峰值温度、终值温度和糊化范围受脱脂影响较小。淀粉和脱脂淀粉的热焓值存在显著的基因型差异,淀粉的热焓值以渝糯408最低,脱脂淀粉的热焓值以郑彩糯1号最低。淀粉回生后热焓值和回生值差异较小,而脱脂淀粉回生后热焓值和回生值以YA30142最高,郑彩糯1号最低。

塔里木盆地深层沉积物石英E′心热力学特性

热活化技术通常以石英E′心的信号强度代替石英氧空位心的相对浓度 ,测定石英E′心的寿命时也使用热活化技术。在进行塔里木盆地TK3 0 1井深层 (深度 4895～ 5 10 2m)二叠系沉积物的ESR研究时 ,发现石英E′心的信号经 3 0 0℃热活化3 0min后不见增长 ,直至 5 0 0℃时才显著减少。这一观测结果和Toyoda的实验结论相一致 ,表明尽管石英氧空位的形成效率比较低 ,但是在环境物质的 β和γ剂量长时间辐射作用下可以生成氧空位心。在深层沉积物的ESR测年实验中 ,可以直接用石英E′心的ESR信号代替氧空位心的相对浓度。

麦芽酚铁、锌配合物的热力学特性及抑菌性能

采用水热法合成了麦芽酚锌及麦芽酚铁配合物,采用电子光谱、DSC和平板法研究了其热力学特性及抑菌活性.结果表明:麦芽酚与铁离子或锌离子配位后,其阴离子在320 nm处的吸收峰受到影响,电子光谱分别发生20或45 nm的蓝移,确证麦芽酚与铁或锌离子发生了配位;麦芽酚铁和麦芽酚锌配合物的DSC谱中各有一个放热分解峰,峰形较尖锐,峰值分别出现在293.9和143.9℃处,分解焓值分别为122.8和374.6 J/g,说明麦芽酚铁配合物的稳定性高于麦芽酚锌配合物;平板法和浊度法显示麦芽酚金属配合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和藤黄微球菌4种细菌具有较好的抑菌效果,在实验浓度范围内,麦芽酚铁的抑菌能力大于麦芽酚锌,且抑菌效果由好到差依次为藤黄微球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌.文中还对配合物可能的抑菌机理进行了探讨.

热处理对双离子束溅射SiO_2薄膜力学及热力学特性的影响（英文）

光学薄膜的力学及热力学特性决定了光学系统性能的优劣。采用双离子束溅射的方法在硅<110>和肖特石英Q1基底上制备了SiO_2薄膜,并对制备的膜层进行退火处理。系统研究了热处理前后SiO_2薄膜的力学及热力学特性。研究结果表明,750℃退火条件下SiO_2薄膜的弹性模量(Er)增加到72 GPa,膜层硬度增加到10 GPa。镀完后未经退火处理的SiO_2薄膜表现为压应力,但是应力值在退火温度达到450℃以上时急剧降低,说明热处理有助于改善SiO_2薄膜内应力。经退火处理的SiO_2薄膜泊松比(vf)为0.18左右。退火前后SiO_2薄膜的杨氏模量(Ef)都要比石英块体材料大,并且750℃退火膜层杨氏模量增加了50 GPa以上。550℃退火的SiO_2薄膜热膨胀系数(αf)从6.78×10^(-7)℃^(-1)降到最小值5.22×10^(-7)℃^(-1)。