超声波场强化解吸速率的机理及场协同分析

从分子动力学原理出发,提出了外场作用下的解吸动力学模型,分析讨论了超声场强化解吸速率的机理及超声场与吸附相分子振动之间的协同作用。根据超声条件下吸附相分子的受迫振动和非吸附相分子的波动,分别讨论了吸附相分子及非吸附相分子在超声波场中获得的能量并进行了数量级分析和比较。结果表明,在超声波场中吸附相分子比非吸附相分子获得更多的能量,一般要大10个数量级以上,这正是超声波场强化解吸速率的本质所在。进一步理论分析表明,对一定频率的超声波,能流越大解吸速率越大,这是与实验相符的;同时,在超声波能流一定的情况下,可使超声波频率达到吸附相分子的固有频率而使解吸速率强化,这是超声波场与吸附相分子振动之间协同的结果。

超声波场强化解吸的机理分析

在定域吸附的假定条件下,从能量的角度出发,由统计热力学理论得到了有外场作用的吸附平衡关系式。由此进一步讨论了超声波场强化解吸的机理,得到了在超声波场中吸附相分子比基准态分子获得更多的能量是导致吸附平衡等温线降低, 即强化解吸的主要原因。由于超声波的“聚能效应”使得吸附相分子比基准态分子能够获得更多的能量,这正是超声波对固液吸附系统能够强化解吸的本质所在,其理论研究与实验结果一致。研究结果还表明, 吸附相分子在超声波场中只要获得可与kT比拟或更高的能量,解吸效果就会明显,这体现了强化解吸中超声波场与温度场之间的协同作用。 关键词:能量公设;非热效应;

流体非平衡相变强化传热的场协同分析

提出了有序度概念并在此基础上 ,论述了非平衡相变是有序度的突变 ,其传递强度可以得到突变的增加 .如果能够在非平衡非线性过程中协调场的参数 ,那么 ,就有可能以小的能耗而获得传递过程的最大强化 .以自然对流和湍流为例论述了上述观点 .

外场协同强化扩散传质过程的唯象分析

根据非平衡热力学熵产生表达式中热力学力和流的定义,并结合不可逆过程中热力学力和流之间的因果关系,推导了热力学力和流之间的唯象表达式,由此分析得到:除化学势梯度及温度梯度(热扩散,Soret效应)能引起物质的扩散外,外场力也对物质扩散流产生贡献,其扩散传质流大小不仅与外场参量梯度大小及化学势梯度大小有关,还与它们的方向配合有关,即与外场同化学势场的配合有关,当外场梯度与化学势场梯度方向一致时,扩散传质流最大.

温度场与电场在奇异热电效应中的协同

以非平衡热动力学的线性唯象关系为基础 ,研究了特定热电效应中电场与温度场协同的作用 ,从理论上解析了实验结果 .进而既验证了非平衡热动力学线性唯象关系的正确性 ,又为自然界中普遍存在场协同作用提供了一个例证 .

论溶液中外场对溶质扩散的协同强化作用

从液体似晶结构的“格子”理论出发,推导了有外场存在情况下溶液溶质扩散转移的动力学方程。通过与 Fick 定律形式比较,得到了有外场作用的溶液溶质扩散系数表达式,由此讨论了强化扩散传质过程中外场与化学势场的协同关系,即溶液溶质扩散传质流的大小不仅与各场强度量梯度的大小及系统的物性有关,还与外场同化学势场的配合有关。进一步分析得到:外场的引入之所以能够强化和控制溶液溶质扩散,其本质是外场的引入可对溶液的粘度产生影响,关于这一论点可由文献 [7] 的实验研究所证实,并与本文的理论研究结果一致。

手机APP系统在大学物理实验教学中的应用

设计了大学物理实验手机APP系统,学生在实验操作时在手机APP系统中记录数据,手机APP将判断实验数据的错误并实时反馈实验改正建议.教师可以通过在手机APP系统中查阅保存的学生实验情况来评判学生的实验表现,结合手机APP系统保存的实验数据及自动处理结果高效批阅学生实验报告.手机APP系统在大学物理实验的预习、实验、考核、实验报告等教学环节的应用将提高实验课程的教学效率和教学质量.

冷热电联产中带抽燃气微型燃气轮机的建模与仿真

提出了在冷热电联产系统中从微型燃气轮机的燃烧室通向透平的管道中抽取燃气进入蒸汽发生器的思想,以微型燃气轮机作为研究对象,建立起带抽燃气微型燃气轮机中各物理部件的数学模型,根据透平负载率和抽燃气率的变化,运用SIMULINK工具对带抽燃气微型燃气轮机变工况运行方式进行了仿真.仿真结果与事实相符,且能正确地反映全工况的动态特性.

碳纳米管/纤维阴极场发射平板显示器研制

探索了从碳纳米管/纳米纤维(CNT/CNF)的制备到CNT/CNF阴极场发射平面显示器(c-FED)封装的工艺流程．用化学气相沉积方法,优化制备条件获得了纯度较高的CNT/CNF；以CNT/CNF和低压荧光粉为原料,采用丝网印刷工艺制作显示器的阴极和阳极；采用类真空荧光显示器的封装工艺封装了c-FED样管．所研制的c-FED具有优良的场发射性能,较好的均匀性及发光密度,黄色荧光粉的c-FED在电场为2．7V/μm时的亮度可达600 cd/m^2．因该显示器使用普通玻璃作为阴阳极基板,整个工艺流程在大面积和实用化方面有很好的应用潜力．

能量公设与热力学系统独立状态参量的选取

论述了能量公设,并得到能量状态的一般表达式由各种能位形式组成,每一种能位形式可表示为一个强度量和一个广延量的乘积.由此,提出了热力学系统独立状态参量的数目由能位数目来决定,并且每一个独立状态参量只能是组成同一能位的强度量ζi和广延量ξi中的一个.

微波辅助萃取的动力学模型

从目标成分与微波场之间的相互作用出发,讨论了目标分子在微波场中所获得的激发能,并在液体"格子"模型理论的基础上,推导了微波场中目标成分分子在基体内部的有效扩散速率公式,由此分析了微波强化目标成分扩散的机理,结果表明:微波增加基体材料的空隙率和使目标成分获得非热效应能是微波强化目标成分扩散的主要原因,揭示了微波强化萃取过程的共性特征。通过简化有效扩散速率公式,进一步建立了微波场中目标成分扩散的动力学模型,通过与实验结果拟合表明:同一动力学方程不同参数的理论曲线分别与不同实验结果一致,其所有的拟合相关系数均达0.96以上,说明被拟合的不同条件下的实验满足相同的动力学规律,表明所建立的动力学模型有一定的适应性和合理性。

能量公设与自由能判据的普遍化形式

从能量公设的角度论述了自由能及其判据的普遍化形式,并对其本质内涵进行了讨论.讨论认为:热力学系统中自由能的一般形式是与N种功类型相关的各种能形式之和,对孤立物体系在温度不变的情形下,不可逆过程总是导致总自由能的减少.通过实例说明了普遍化形式自由能判据的应用.

超声波场影响Langmuir吸附相平衡的机理分析

从分子动力学规律出发,建立了Langmuir吸附系统在外场作用下的吸附相平衡关系式,并根据超声条件下吸附相分子的受迫振动和非吸附相分子的波动,分别讨论了吸附相分子及非吸附相分子在超声波场中获得的能量,结果表明:在超声波场中,吸附相分子比非吸附相分子获得更多的能量是Langmuir吸附平衡等温线降低的本质所在.理论结果进一步表明:当超声波频率一定时,Langmuir平衡吸附量随超声波场能流的增大而减少;当超声波能流一定时,可通过调节超声波频率达到吸附相分子的固有频率而使吸附相分子获得最大的能量,从而使Langmuir平衡吸附量最小.

微波辅助萃取过程中有效成分扩散的动力学特征

为研究微波条件下萃取过程的动力学规律,从有效成分与微波场之间的相互作用出发,分析了有效成分在微波场中所获得的非热效应能,并在微波条件下建立有效成分扩散速率公式的基础上,分析讨论了微波辅助萃取中有效成分扩散的动力学特征。理论分析结果表明,对不同条件的萃取实验,有不同的萃取动力学特征,主要表现为在萃取时间内是否出现时间拐点。当存在时间拐点时,微波条件下动力学关系曲线为先上凹再上凸的特征形式;当不存在时间拐点时,动力学关系曲线为一致上凸的特征形式;先上凹再上凸的动力学特征形式是微波条件下特有的,是不同于传统萃取方法的动力学特征。通过对实验结果拟合表明:从理论上得到的扩散动力学特征与实验结果一致,验证了微波条件下扩散动力学特征有两种可能的理论分析.

太阳能沼气驱动吸收式制冷空调的仿真研究

因全球能源危机和环境污染日益严峻,加上建筑空调需求量的增长和电力成本增加,考虑到吸收式制冷具有无比的优越性,提出了将可再生能源—太阳能和沼气联合驱动吸收式制冷空调的思想,建立了此系统主要性能参数的数学模型,按照三种不同的运行方案,运用matlab/simulink软件分别建立其仿真模块并对主要性能参数进行仿真计算,仿真结果够很好的反映太阳能沼气吸收式制冷空调运行的特点。为可再生能源应用于建筑空调的研究与应用、缓解化石能源供给的危机和保护环境提出了有意义的参考。

利用太阳能沼气的分布式冷热电供能系统研究

论述了太阳能沼气池和分布式冷热电供能系统的特性.设计了分布式冷热电供能系统与太阳能沼气联产相结合的模型,并对此模型的运行方案和经济性进行了分析,可以看出这种完美的结合,使得该模型具有无比的优越性.本文的研究为节能、环保、能源的可持续发展开辟了一条新的道路,为供能系统的研究和应用提供了有意义的参考.

能量公设与化学势的广义化形式

以能量公设为基础,分别从热力学及非平衡热力学的层面推广了化学势的定义,并对两个实例展开讨论分析.结果表明:把化学势推广,不仅扩展了经典热力学化学势的定义形式及应用范围,而且表明了外场对化学势的贡献及影响内涵.在应用广义化学势解决实际问题时,既得到了正确结果,又使问题的讨论简单明了、容易把握和理解.

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。

萃取过程中微波强化有效成分解吸机理

从电磁学的基本原理出发,对目标成分在微波场中所获取的非热效应能进行讨论,并建立微波场作用下目标成分的解吸动力学方程,由此分析微波强化目标成分解吸的机理。研究结果表明,微波场使目标成分获得可观的非热效应能是微波强化萃取解吸的本质原因,解吸量随微波功率或萃取时间的增加而增加,在位移极化相同或位移极化相对转向极化忽略不计条件下,微波场中极性物质比非极性物质获得更多的能量,微波对极性物质的萃取更有效。

动生电动势与感生电动势的相对性

根据能量转化的观点,利用电磁场变化关系,讨论不同参照系动生电动势与感生电动势的相对性。