复杂微小通道内超临界CO_(2)-水换热特性试验研究

印刷电路板式换热器(PCHE)作为超临界CO_(2)布雷顿循环的重要候选设备,其性能对新一代核反应堆安全性及经济性具有十分重要的意义。为探索超临界CO_(2)布雷顿循环Z字形PCHE预冷器通道内的换热性能,本文针对Z字形微小通道内的超临界CO_(2)-水换热开展了试验研究。超临界CO_(2)试验条件如下:压力7.5~9.0 MPa、温度50~90℃、流量300~600 kg/(m^(2)·s);试验本体直径2.0 mm、节距7.24 mm、弯折角40°。通过布置多个温度测点,获得复杂微小通道内沿程温度分布数据,研究了不同工况参数对沿程对数平均温差及整体换热系数的影响,并进一步评估了整体法与分段法对计算结果的影响。结果表明,整体换热系数在拟临界区附近呈现较高水平。在给定工况下,提高CO_(2)入口温度对换热器整体换热系数的影响较小;随着入口压力的提高,整体换热系数峰值降低;增大入口质量流速可明显提高换热器的整体换热能力。另外,在靠近拟临界的换热工况中,整体法与分段法的整体换热系数计算结果偏差明显,而在跨拟临界的换热工况中,计算结果偏差明显减小。

双组分加成型室温硫化硅橡胶的力学性能研究

考察了不同类型的乙烯基硅油、硅乙烯基与硅氢基的比例和不同气相二氧化硅添加量对双组分加成型室温硫化硅橡胶的力学性能影响。研究结果表明:当使用复配的两种乙烯基硅油进行制备时,其得到的力学性能相对最佳;当m(硅乙烯基)∶m(硅氢基)=100∶3.5时,其剪切强度和硬度最大;当气相二氧化硅添加量为10%时,其综合性能相对最佳。

基于元素含量和稳定同位素比值的宁夏贺兰山东麓地区有机葡萄酒甄别

对贺兰山东麓产区生产的有机和非有机葡萄酒的元素含量和稳定C、N同位素比值分布特征进行分析,并利用此数据对宁夏贺兰山东麓地区有机与非有机葡萄酒进行甄别。结果表明,有机与非有机葡萄酒在一些金属元素如Na、Mg、K、Al和Cu的含量上具有显著差异,而且有机葡萄酒的乙醇和丙三醇的δ^(13)C值显著低于非有机葡萄酒,但δ^(15)N显著高于非有机葡萄酒。利用C、N稳定同位素和一些金属元素含量,结合主成分分析,可对贺兰山东麓地区有机和非有机葡萄酒进行有效区分,为我国有机葡萄酒掺假检测以及该地区的葡萄酒产业发展提供技术支撑,具有重要的应用前景。

高温气冷球床堆有效导热系数模型的改进

有效导热系数是高温气冷球床堆热工设计和安全分析程序中的基本参数,ZBS模型广泛应用于球床结构有效导热系数的预测。本文针对ZBS模型中的关键经验型参数——接触面积系数φ进行了分析,通过对不同堆积结构球床有效导热系数的数值分析,获得了12组接触直径比和配位数及其对应的φ值,然后通过多元线性分析获得φ的计算公式。与德国SANA实验结果进行比较,发现改进后的ZBS模型预测能力优于其他模型。改进后的ZBS模型的计算结果与先前实验测量的球床主体区域的有效导热系数吻合也很好。本文研究结果可为高温气冷球床堆的设计和安全分析提供理论支持。

基于CFD分析的文丘里流量计设计优化

质量流量是核电站热功率核算的关键参数之一,核电站一般采用文丘里流量计和孔板流量计同时测量,然而在低流量区文丘里流量计呈现出明显波动,其参数不稳定严重影响核电站的正常运行。本文基于理论分析结合数值分析,发现脉动流动是导致文丘里流量计测量波动的主要原因。基于分析结果,对文丘里流量计提出了优化设计方案,通过在文丘里管上游集成流量调整装置,从而减小脉动流,有效提升文丘里流量计的稳定性。此外,开展了集成不同类型流量调整装置的文丘里流量计压损特性数值研究,结果表明K-Lab型流量调整装置阻力较小。本文提出的方案可有效提升文丘里流量计测量精度。

带格架5×5燃料棒束流致振动特性数值研究

核反应堆中,流动的冷却剂轴向冲刷燃料棒可能导致其振动,产生微动磨损,对整个核电厂的安全性以及经济性有重要影响。带格架棒束流致振动特性的研究是微动磨损研究的基础。本文基于欧拉-伯努利(Euler-Bernoulli)梁理论,采用动网格技术,通过Fluent实现流固耦合数值计算,并与不考虑振动耦合时的流场分布进行比较分析。重点分析了湍流强度、轴向速度等主要流体参数对振动位移均方根的影响,以及轴向流中流致振动机理。结果表明:燃料棒的振动位移均方根随着流速的增大而增大;燃料棒径向两侧的压力脉动是造成振动的因素之一;定位格架改变了较大振动出现的位置,明显加强了振动响应。

窄空间内受限空泡演化特征的可视化实验研究

对窄空间内自然对流条件下的沸腾空泡演化行为进行了可视化实验研究。液相工质为去离子水,实验段采用聚碳酸酯材料,窄小空间尺寸为2mm×10mm×250mm。加热片采用FTO导电玻璃,从而实现从汽泡底部观察其生长特性。本文得到了不同热流密度下的汽泡生长特性曲线,发现在汽泡生长过程中,其长度与宽度的变化均符合指数规律,且长宽比在生长末期在一个固定值附近波动。汽泡生长速度随热流密度的变化不呈线性关系,受多种因素共同影响。同时,还分析了窄空间流道内汽泡聚合过程的受限界面演化特性。

异构十四醇醚磷酸酯的制备及应用

研究了异构十四醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成工艺,并探讨产品在防锈涂料中的应用。具体研究内容及结果如下:1.以正庚醇为原料,通过格尔伯特方法,反应合成异构十四醇。探讨最佳工艺条件并测定其羟值242. 13。2.以异构十四醇和环氧乙烷为原料,在碱性条件下反应生成异构十四醇聚氧乙烯醚[C_(14)H_(29)O(CH_2CH_2O)_7H]。3.以异构十四醇醚和五氧化二磷为原料,研究异构十四醇醚磷酸酯最佳反应条件,测得其表面张力26. 87 mN/m,CMC 0. 25 g/L,HLB值10. 86,产品与液体石蜡混合后下层分出10 mL水平均所需时间540 s,与异构十三醇醚磷酸酯相比,表面性能更优。4.最适宜用作乳液聚合的是碳数14、乙氧基数7的乳化剂。并将其应用于防锈乳液漆制备,测试表明其耐水性、耐盐水性、耐冲击性等均优,达到了预计效果,有望代替进口异构十三醇醚磷酸酯的使用。

异构十六醇醚硫酸铵的制备及应用

以正辛醇为原料,通过格尔伯特反应合成了羟值为222 mgKOH/g的异构十六醇,以异构十六醇与7个环氧乙烷加成,在碱性条件下反应生成异构十六醇聚氧乙烯醚[C16H33O(CH2CH2O)7H],最后与氨基磺酸反应制备了异构.硫酸铵。最佳工艺条件为:n(醇醚)∶n(氨基磺酸)=1∶1.35,反应温度100℃,反应时间3 h,尿素用量3%(以总质量计)。测得其在水溶液中的表面张力为28.17 mN/m,CMC为0.35 g/L,产品与液体石蜡混合后下层分出10 mL水的平均所需时间330 s。而市场同类进口产品的表面张力为31.79 mN/m,CMC为0.31 g/L,乳化性能184 s。最后将该乳化剂应用于苯丙乳液,实验表明:碳链数16、乙氧基加成数7的乳化剂最适宜用于乳液聚合,其乳化剂用量为0.45%,测得其粒径为208.8 nm,吸水率为10.09%。进口产品聚合的苯丙乳液粒径为208.8 nm,吸水率10.77%。

城市群节假日顺风车城际出行时空分布特征研究

面对共享出行与区域协同发展的需要,利用滴滴顺风车数据实证研究了京津冀城市群节假日城际出行时空分布特征.首先,结合网格模型提出改进GDBSCAN聚类算法,提取了34个热点出行区域.其次,具体刻画了出行日期-时间分布规律,发现了不同节假日居民出行行为偏好.进一步探究了各节假日对出行的影响范围并据此划分为春节、国庆节、其他短假期三类.最后,分析了不同热点出行区域受到节假日影响的异同关系,发现不同区域受到节假日影响呈现的出行规律不同,国庆节对小城市出行影响高于北京、石家庄等地.研究结果表明:提出的GDBSCAN聚类算法有效提高了针对大规模数据的计算效率.本研究可为制定顺风车运营及管理策略、引导城市群顺风车出行发展、节假日交通管控等方面提供依据.

高温球床壁面区域有效导热系数模型优化

有效导热系数用来表征高温气冷球床堆堆芯综合传热能力,提高球床有效导热系数的预测精度对于高温气冷球床堆的热工设计和安全分析十分重要。为了优化球床壁面区域有效导热系数模型,本文针对无序石墨球床有效导热系数开展数值研究,分析了无序堆积球床主体区域、近壁面区域以及壁面区域有效导热系数的分布特性。结果表明:壁面区域有效导热系数相对于主体区域和近壁面区域显著降低,其平均降幅约为22%。因此引入了修正系数C_(w)对ZBS模型在壁面区域进行优化,对于球床主体区域及近壁面区域修正系数C_(w)=1,对于壁面区域,修正系数C_(w)=0.78。通过与前期无序球床实验数据和南非HTTU实验数据的对比,验证了优化后的ZBS模型能较好地预测球床壁面区域有效导热系数。

脱醇型贮存稳定快干密封胶的研制

试验采用烷氧基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)作为脱醇型密封胶的基胶,以气相白炭黑为填充原料,通过搭配适量交联剂、偶联剂和催化剂等功能助剂,制备了贮存性能稳定、胶液快干的脱醇型有机硅密封胶。研究了填料气相白炭黑、交联剂和催化剂添加量对密封胶硫化性能的影响,考查偶联剂选型与密封胶贮存稳定性的关系。结果发现,当选用乙烯基二甲氧基为基胶、气相白炭黑作为填料、甲基三甲氧基硅烷作为交联剂、钛酸酯为催化剂以及双氨基硅烷与环氧基硅烷混合液为偶联剂时,制备的脱醇型密封胶综合性能最佳,具有最优的贮存稳定性和较佳的剪切强度等力学性能。

生态种植混凝土抗旱降碱试验研究

通过防渗透气砂的不同利用方式和降碱剂、石粉、磷肥等复合降碱,实现生态种植混凝土抗旱、降碱的目的。结果显示,上层铺设防渗透气砂的方式具有明显的抗旱效果,复合降碱方法可将生态种植混凝土的pH值降至8.3。

N36锆合金氧化层微观形貌及润湿特性实验研究

研究了国产N36锆合金包壳在600、700℃和800℃常压下形成的氧化层微观形貌和表面润湿特性。对N36锆合金样件进行氧化,并测量了氧化层厚度和表面接触角。对样件表面进行扫描电子显微镜(SEM)观测获得样件的表面微观形貌,利用能谱仪(EDS)对样件表面进行局部扫描获得了成分元素种类和含量分布,分析了氧化温度和氧化时间对于N36锆合金表面润湿性的影响规律。结果表明,氧化后的样件表面润湿性增强,氧化层表面裂纹的尺寸、深度、内部结构都会影响表面润湿性。随着氧化温度升高,裂纹尺寸有增加的趋势。在同一氧化温度下,随着氧化时间的增长,样件表面裂纹的尺寸和数量都有增加的趋势。本文研究有助于深入了解N36锆合金包壳材料表面氧化的微观特性。

单棒通道流动振荡诱发沸腾临界可视化实验研究

为深入分析沸腾两相流动振荡诱发沸腾临界的影响特性,本文以去离子水为工质,横截面19 mm×19 mm、中心为外径9.5 mm的单棒通道为研究对象,通过在不同热工参数下开展沸腾两相流动特性可视化实验研究,结合汽泡行为和汽-液界面特性,分析流动振荡诱发沸腾临界的影响特性。研究结果表明,低压力、低质量流速和低入口过冷度下,极易出现流动振荡,并导致沸腾临界提前发生,此时的临界热流密度与稳定工况下相比明显偏低;随着壁面热流密度不断增加,流道中两相流型先后出现泡状流、弹状流、合并弹状流、搅混流、剧烈搅混流、不稳定环状流;当流动出现剧烈振荡时,流道存在回流;发生沸腾临界时流道压降波动最大,对应的流型为不稳定环状流。因此,单棒通道内流动振荡可能会导致沸腾临界提前发生。

基于CFD方法的PCHE窄小流道内超临界CO2流动传热特性数值研究

采用计算流体动力学(CFD)方法对Z字形通道的印刷电路板式换热器(PCHE)的热工水力特性进行了研究,结合物性拟合公式和用户自定义函数(UDF)计算超临界CO2物性;湍流模型采用SST k-ω模型,通过摩擦阻力系数和传热系数的实验数据对方法进行了验证。模拟结果表明,流体在弯折点处,加速核心区域向外侧壁靠近;在弯折点下游,存在较大压降,且随分离流的减弱而减小。

新型厚朴酚-二甲双胍缀合物对HepG2移植瘤小鼠抗肿瘤作用及机制研究

目的探讨新型厚朴酚-二甲双胍缀合物(MMC)对人肝癌细胞(HepG2)移植瘤小鼠的抗肿瘤作用及相关机制。方法将HepG2人肝癌细胞接种于雌性Balb/c小鼠构建肝癌移植瘤小鼠模型。将40只荷瘤小鼠随机分为对照组、顺铂组(2 mg·kg^-1)及MMC低、高剂量组(22、44 mg·kg^-1),共4组,每组10只;采用腹腔注射给药,连续给药21 d。记录小鼠体质量、测量并计算肿瘤体积;采用HE染色观察肿瘤组织病理形态;Tunel法检测小鼠肿瘤细胞凋亡情况;Western Blot法检测小鼠HepG2移植瘤组织中P-SAPK/JNK、p53、Bax、Bcl-2、细胞色素C(Cyt-C)、Pro-caspase 3和Cleaved-caspase 3等凋亡相关蛋白的表达。结果与对照组比较,各给药组荷瘤小鼠的体质量及移植瘤质量均明显降低(P<0.01),而MMC低、高剂量组去瘤小鼠的体质量明显增加(P<0.01),顺铂组去瘤小鼠的体质量明显降低(P<0.01);各给药组小鼠肿瘤组织的细胞排列相对紊乱,部分肿瘤细胞细胞核深染、固缩,表现出凋亡现象,肿瘤组织细胞凋亡率均明显升高(P<0.01);各给药组的Bax、Cleaved-caspase 3蛋白表达水平明显上调,Bcl-2蛋白表达水平明显下调(P<0.05,P<0.01);MMC低、高剂量组的p53蛋白表达水平明显上调(P<0.01);MMC高剂量组的P-SAPK/JNK蛋白表达水平明显上调,Pro-caspase 3蛋白表达明显下调(P<0.05);MMC高剂量组及顺铂组的小鼠移植瘤组织中线粒体内Cyt-C蛋白表达水平明显下调,细胞质内Cyt-C蛋白表达水平明显上调,差异均有统计学意义(P<0.01)。结论MMC能够抑制小鼠人肝癌细胞HepG2移植瘤生长,促进肿瘤细胞凋亡,可能与调节P-SAPK/JNK/p53信号转导通路诱发线粒体凋亡有关。

矩形窄流道内汽泡行为的图像自动识别与分析

针对矩形窄流道内沸腾流动时产生的汽泡动力学行为,采用高速摄影仪进行汽泡行为捕获,再利用图像处理技术识别汽泡,最后提取出特征参量进行分析。通过采用改进图像处理法解决了光斑带来的二值化图像中部分汽泡边缘不封闭的问题,并达到了较好的汽-液分割效果;然后通过自动处理提取出图像中的汽泡投影面积比,并采用人工识别的汽泡投影面积比进行验证,两者相差在10%以内;最后根据接触角建立了汽泡体积计算模型,得出了汽泡生长过程中空泡份额变化趋势。

液滴撞击不同粗糙表面过程的动态润湿行为研究

为建立更完善的液滴与壁面之间的沸腾换热模型,在绝热条件下开展液滴撞击不同表面的实验,通过高速摄影的方式,获得液滴在不同惯性力作用下撞击不同润湿性以及不同微观结构表面的动态润湿图像,并分析获得液滴无量纲扩散直径以及反弹高度等定量参数。结合材料的润湿性能以及SEM图像得到的表面微观结构对影响液滴动态润湿行为的因素进行了分析。结果表明,在疏水性强的表面,液滴会有更高的反弹高度;随着液滴惯性力的增加,在表面微槽较宽的表面更容易发生Cassie-Wenzel转变,此转变会引起壁面粘附力的增加,从而导致液滴扩散直径和反弹高度迅速降低。

SA508钢表面临界热流密度强化试验研究

利用“冷喷涂”多孔涂层制备技术,在反应堆压力容器真实材料SA508Gr3碳钢试验件表面制备了微米尺度多孔涂层。通过可旋转实验装置,在常压下开展了下朝向不同角度条件下池沸腾SA508钢试验件光表面、冷喷涂涂层表面的临界热流密度(CHF)试验研究,获得了2种表面在不同倾角下的沸腾冷却曲线。试验结果表明,随着倾角的增加,CHF增加;采用涂层表面的CHF始终高于光表面的CHF,CHF强化至少在25%以上;在多次加热和冷却循环后,多孔涂层表面保持足够的强度和稳定性。