沼气多孔介质燃烧换热器的燃烧换热特性研究

为促进沼气的实际应用,解决燃烧器对沼气热值变化的适应性问题,设计了一台基于沼气的多孔介质燃烧换热器.通过试验研究了沼气热值变化时,不同燃烧强度、不同水量下多孔介质燃烧换热器的燃烧室壁面温度分布、热效率及污染物排放情况.结果表明:沼气中甲烷含量为50%~70%时均可在燃烧换热器中稳定燃烧,燃烧室壁面温度变化在75℃以内;热值瞬时变化时,燃烧换热器仍能维持稳定燃烧,出口水温相较于燃烧室壁面最高温度响应速度略滞后;燃烧换热器有良好的换热能力,热效率随燃烧强度的增加而减小,随燃气热值和水量的增加而增加;尾部换热器传热系数和燃烧室传热系数都随燃烧强度的增加而增加;NOx排放随燃烧室壁面温度降低而降低,最高为27 mg/m^(3);CO排放量最大为151 mg/m^(3)。

基于氮掺杂碳量子点的水体氟离子选择性荧光开启检测

本论文以柠檬酸为碳源、尿素为氮源,通过水热法制备了氮掺杂碳量子点(NCDs),将其作为荧光探针用于检测水体中的氟离子(F^(–)).利用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-vis)、荧光光谱等表征手段分析了NCDs的结构和光谱学性质.考察了探针检测氟离子的灵敏度、稳定性和选择性,及其在天然水体样品中的适用性.结果表明,NCDs可在紫外光激发下产生蓝色荧光,且具有较高的荧光量子产率(41%).NCDs富含羧基、羟基等含氧官能团,可与铝离子(Al^(3+))发生反应,这一过程会导致其荧光淬灭;而F^(–)与Al^(3+)的配位反应可置换出与NCDs结合的Al^(3+),使NCDs的荧光恢复,产生荧光“开启”效应.NCDs荧光恢复的程度与F^(–)浓度线性正关系(R2=0.995),表明该方法可用于定量检测F^(–).进一步研究显示,NCDs在检测F^(–)时具有较快的响应时间(约1.0 min)、较宽的线性范围(20—300μmol·L^(-1))、较低的检出限(0.65μmol·L^(-1))和良好的选择性(水体常见阴阳离子对检测过程的影响低于5%).此外,NCDs还具有良好的稳定性,在中性到弱碱性环境(pH 6.0—9.0)中均能有效检出F^(–).在实际水体分析过程中,NCDs显示了良好的F^(–)加标回收率(88.2%—105.0%)和检测精密度(相对标准偏差低于3.0%),表明其具有较好的应用潜能.

生物质与褐煤循环流化床燃烧污染物排放研究

为研究稻壳与褐煤混合燃料在循环流化床中燃烧后产生的污染物的排放特性,在自制小型循环流化床试验台上进行了稻壳与褐煤掺烧试验,分析了燃烧温度和稻壳掺混比例对污染物排放量和炉膛温度分布的影响。结果表明:与煤粉单独燃烧相比,随着稻壳掺混比例的增加,炉膛内垂直方向的放热均匀,燃烧更加稳定,挥发分的析出量增多,CO排放量逐渐升高,炉膛中下部的温度明显上升;由于还原性气氛和多孔性颗粒的共同作用,NO_(x)排放量逐渐降低;当稻壳含量大于30%时,结焦明显;在相同稻壳掺混比例下,随着燃烧温度升高,燃烧效率提高,CO排放量逐渐降低,由于还原性气氛减少和高温加剧煤粉中含氮化合物裂解的影响,NO_(x)排放量上升的程度不同。

双氢青蒿素对肝纤维化大鼠肠道菌群及NLRP3炎性小体的影响

目的 观察双氢青蒿素对肝纤维化大鼠肠道菌群及NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎性小体相关蛋白表达的影响,探讨双氢青蒿素抗肝纤维化的作用机制。方法 将30只SD大鼠随机分为假手术组、肝纤维化组及双氢青蒿素组,每组10只。肝纤维化组和双氢青蒿素组大鼠通过结扎胆总管的方法制备肝纤维化模型,假手术组剥离胆总管但不结扎。自术后第15天起,双氢青蒿素组大鼠给予20μg/g的双氢青蒿素溶液5 mL灌胃,假手术组和肝纤维化组大鼠给予含0.6%的二甲基亚砜生理盐水5 mL灌胃,均1次/d,连续灌胃2周。HE染色观察3组肝组织的病理形态,实时荧光定量PCR技术分析肠道特定菌群量,Western blot法检测肝组织中Ⅰ型胶原、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、NLRP3、半胱氨酸天门冬氨酸酶1(Caspase-1)、白细胞介素-1β(IL-1β)蛋白表达情况。结果 与假手术组比较,肝纤维化组大鼠肝小叶坏死区明显,小叶周围结缔组织和胆总管数目增多;肠道内大肠杆菌相对表达量增加(P<0.05),双歧杆菌和乳酸杆菌相对表达量减少(P均<0.05);肝组织中Ⅰ型胶原、α-SMA和NLRP3、Caspase-1、IL-1β蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05)。与肝纤维化组比较,双氢青蒿素组大鼠肝小叶坏死区缩小,小叶周围结缔组织和胆总管数目减少;肠道内大肠杆菌相对表达量减少(P<0.05),双歧杆菌和乳酸杆菌相对表达量增加(P均<0.05);肝组织中Ⅰ型胶原、α-SMA和NLRP3、Caspase-1、IL-1β蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05)。结论 双氢青蒿素能减轻肝纤维化大鼠肝纤维化程度,机制可能与调节肠道菌群和拮抗NLRP3炎性小体活化有关。

光伏直驱的太阳能跨季节储热系统试验研究

针对太阳能跨季节储热系统中存在控制复杂、电耗较高等问题,文章设计一种光伏直驱的太阳能跨季节储热系统,并搭建试验平台,探究不同工况下系统电、热性能。结果表明,光伏直驱的太阳能跨季节储热系统运行无需控制系统及市电消耗,光伏电池通过影响水泵输入功率来控制系统流量,系统在2.45 m^(2)光伏电池驱动下,于辐照度420 W/m^(2)时启动。辐照度小于750 W/m^(2)时,流量变化趋势与辐照度变化趋势相同;大于750 W/m^(2)时,流量趋近稳定。该系统晴天与多云天太阳能储热率分别为35.68%和29.12%,较温差控制式系统分别高6.56%和7.29%,光伏利用效率分别为78.60%和86.01%。集热/储热流量比的变化对系统性能影响较小,应关注水泵启停辐照度的合理优化设计及蓄电池等储能装置的加入。

孔隙结构对水冷燃烧器燃烧换热特性的影响

针对天然气等高热值气体燃烧时氮氧化物排放高和多孔介质烧蚀问题,设计开发了变孔隙多孔介质燃烧试验系统,研究了燃烧室内沿横向孔密度变化的孔隙结构对多孔介质中燃烧换热的影响.结果表明:燃烧室内平均孔密度相同条件下,孔密度沿横向由内而外先阶跃增加再阶跃减小的孔隙结构有利于燃烧放热沿冷却边界方向的传递,该燃烧室内整体温度低,从燃烧室中心截面处沿冷却边界方向的温差最大达568℃,多孔介质燃烧器的温升速率最小为16.2℃/min,平均传热系数最大为656.6 W/(m^(2)·℃);横向孔密度变化的6种燃烧室内芯结构采用水冷方式降低了燃烧室温度,NO排放都可以达到20 mg/m^(3)以下,而CO最高也仅有60 mg/m^(3).

太阳能直驱直储耦合地源热泵系统运行分析研究

针对严寒地区建筑采用传统地源热泵系统会造成土壤温度逐年下降的问题,本文提出一种太阳能直驱直储耦合地源热泵系统,基于TRNSYS建立系统仿真模型,探究长期运行下系统性能变化趋势。结果表明:系统运行一年后储热管群和换热管群土壤温度分别升高1.6℃和0.4℃,改善了严寒地区土壤温度低的问题。运行5年后机组COP和系统COP分别达到了3.87和3.56,分别较系统运行第一年提高9%和8%。

太阳能-土壤储热方式的研究

太阳能-土壤储热是解决地源热泵热源不足问题的重要措施。储热方式不同,集热量、储热量和储热能效比也不同。实验结果表明:当日总辐照量由10 MJ/m^(2)增加至30 MJ/m^(2)时,直接储热模式下日均集热效率由0.4747增长至0.5021,日总储热量由63.10 k W·h增长至208.90 k W·h;间接储热模式下日均集热效率由0.3598增至0.5072,日总储热量由53.53kW·h增长至195.81kW·h;当日总辐照量高于13.94MJ/m^(2)时,间接储热模式下日均热损率大于直接储热模式日均热损率,且差值逐步增大;直接储热模式日均储热能效比随日总辐照量变化但维持在35以上,而间接储热模式的日均储热能效比范围为15.54~17.28;直接储热模式在张北县更加适用,可以有效提高系统在非供热季的运行效率。

侧墙开槽式贴壁风对锅炉水冷壁高温腐蚀模拟研究

为有效应对燃煤电厂水冷壁高温腐蚀问题,以某600 MW墙式对冲锅炉为研究对象,运用数值模拟方法考察了贴壁风风速对水冷壁附近的温度与气氛影响,同时对比分析了添加贴壁风前后锅炉的运行状况。结果表明:所添加的贴壁风能够达到覆盖侧墙壁面的效果,可以大幅度提升侧墙附近的O_(2)体积分数,削弱侧墙壁面附近的还原性气氛。在有效缓解水冷壁高温腐蚀问题的同时,不会对炉内燃烧和污染物排放产生较大影响。适当的调整贴壁风风速,可以应对机组不同负荷下的水冷壁高温腐蚀问题。

低温贮藏期柞蚕种茧蛹体抗氧化酶活性测定

为探索抗氧化酶活性水平及变化与种茧耐贮性之间的关系,以7个二化性品种和1个一化性品种柞蚕种茧为试材,比较分析雌、雄蛹在低温贮藏不同时间后血淋巴总SOD、POD、CAT抗氧化酶活性变化情况。结果表明:低温贮藏期间,3种抗氧化酶活性变化趋势在化性、品种、性别间较为相似,但活性水平均存在显著性差异,一化性品种总SOD、POD活性显著高于二化性品种,CAT活性显著低于二化性品种,各二化性品种之间同样具有显著性差异;相较于春季出库期,二化一放出库期各二化性柞蚕品种种茧蛹体血淋巴3种抗氧化酶活性均发生显著下降,其中,大9雌蛹总SOD、POD、CAT活性下降幅度最小,且始终处于较高水平,凤久和辽蚕527的雄蛹3种抗氧化酶活性较高,说明大9的雌蛹耐贮性最强,凤久和辽蚕527的雄蛹耐贮性最强。研究结果可为柞蚕种茧耐低温贮藏研究与二化一放品种选育提供理论依据。

带反射板的热管真空管集热器试验研究

为研究反射板对太阳能集热器集热能力的影响,以带有12根Φ58 mm×1800 mm热管真空管的集热器为研究对象,在晴天和多云条件下对带波纹型、平面型、波纹平面型反射板和无反射板的集热器集热能力进行试验。结果表明:带波纹型反射板的集热器日集热量在晴天和多云条件下比无反射板时分别提高25.19%和26.50%,相比平面型反射板高1.15%和1.00%,相比波纹平面型反射板高10.32%和9.96%。在一天内,带波纹平面型反射板的集热器小时集热能力最小,带波纹型与平面型反射板的集热器集热能力在不同时刻相对大小存在差异。当集热器对环境无热损时,带波纹型、平面型和波纹平面型反射板的集热器集热效率比无反射板分别提高10.37%、8.94%和4.15%。

FeCl_(3)对稻壳水热炭基本元素及燃烧特性影响

以稻壳为原料,FeCl_(3)为催化剂,利用元素分析仪和热重法研究稻壳水热炭元素结构和燃烧特性,考察水热温度、催化剂浓度对于水热炭元素结构和燃烧特性的影响。结果表明:1)随着水热温度升高,水热炭固定碳含量和热值增大,O/C和H/C原子比逐渐降低。FeCl_(3)的加入进一步加深了水热炭的碳化程度,但对于碳化程度影响效果,水热温度大于FeCl_(3)浓度;2)未添加FeCl_(3)时,水热炭燃烧呈双峰,且挥发分燃烧段峰值明显高于固定碳燃烧段。水热温度上升,挥发分燃烧峰值下降,固定碳燃烧峰值增加。加入FeCl_(3)后,固定碳燃烧范围扩大,双峰逐渐融为单峰,整体向高温区转移;3)水热温度一定时,随着催化剂浓度增大,水热炭燃烧DTG曲线由双峰变为单峰,整体向低温区转移;4)升温速率加快,导致样品着火温度、燃尽温度提高,水热炭燃烧整体向高温区转移;5)水热温度一定时,FeCl_(3)加入后,着火温度和燃尽温度均小幅度提前,综合燃烧特性指数SN呈先增大后减小的趋势。FeCl_(3)提升了水热炭的能量品质及燃烧性能,为今后FeCl_(3)在生物质热转化应用上提供理论基础。

太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术的性能研究

填埋垃圾的厌氧发酵需要较高的温度,由于中国北方地区冬季的气温低,垃圾填埋场的厌氧发酵速度较慢。为解决这一问题,提出太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术,建立垃圾填埋体及其周边区域的3D物理模型,采用试验和数值模拟的方法,对垃圾填埋体内部的增温效果和传热性能进行了研究,并对试验结果和数值模拟结果进行了相互对比验证。研究结果表明:埋管密集处垃圾填埋体的温度变化显著,热量向上传递多于向下传递;在晴天白天,埋管换热量呈现先升高后降低的变化趋势;2021年9月23日—12月21日,垃圾填埋体的日平均温度的平均值为36.3℃,增温加热期内,垃圾填埋体传热系数的平均值为32.5 W/(m^(2)·K);随着埋管内水流量在0.4~1.0 m^(3)/h内增加,垃圾填埋体的日平均温度和单位体积换热功率均逐渐增加,且增加趋势逐渐平缓,埋管内水流量增加至1.0 m^(3)/h时,模拟得到的垃圾填埋体日平均温度为37.0℃,单位体积换热功率为52.9 W/m^(3)。

积木型多孔介质燃烧器的辐射输出效率及CO排放

为加大对以CO为主要可燃成分的超低热值气体的利用,设计开发了同心套筒多孔介质燃烧系统,研究了以CO和N_(2)配制而成的超低热值燃气燃烧强度、热值和当量比对燃烧室出口表面温度、辐射输出效率和CO排放的影响.结果表明,只改变单一变量时,增大燃气热值或燃烧强度可以提高燃烧室出口表面温度、降低CO排放,但辐射输出效率随燃气热值或燃烧强度的增大而降低.燃烧强度为193.28 kW/m^(2)、当量比为0.9时,热值为2.0~3.0 MJ/m^(3)的超低热值燃气在积木型多孔介质燃烧器中燃烧的CO排放最低,燃烧室出口表面温度和辐射输出效率最高;当量比低于0.9时,当量比越小,燃烧室出口表面温度和辐射输出效率越低,CO排放越高.以CO为可燃成分的超低热值气体在多孔介质中的燃烧特性对多孔介质结构有很强的敏感性.

不同布置方式下真空管太阳能集热器的热性能以及入射角修正系数的对比试验研究

为了获得真空管太阳能集热器布置方式对其热性能及入射角修正系数的影响规律,文章在室外条件下进行了2组真空管太阳能集热器性能试验。其中:一组试验为真空管太阳能集热器垂直放置;另一组试验为真空管太阳能集热器水平放置。试验结果表明:当集热器安装倾角为30°时,1 d内,水平放置的真空管太阳能集热器的瞬时集热效率呈现出先升高后降低的变化趋势,竖直放置的真空管太阳能集热器的瞬时集热效率呈现出先降低后升高的变化趋势;水平放置的真空管太阳能集热器的入射角修正系数随着入射角的增大而减小;当入射角由0°逐渐增大至45°时,竖直放置的真空管太阳能集热器的入射角修正系数呈现出先增大后减小的变化趋势;当水平放置的真空管太阳能集热器的入射角大于30°,竖直放置的真空管太阳能集热器的入射角大于15°时,将入射角修正系数引入瞬时集热效率拟合公式中,可以明显提高热性能评价结果的准确性。

陕北沙滩地露地西瓜高效栽培技术

陕北沙滩地生产的露地西瓜品质优、商品性好,深受市场青睐;近年来,由于品种选择不当、栽培管理标准化程度低、加之细菌性果斑病时有发生,导致产量降低,品质下降。为了提升陕北沙滩地露地西瓜品质和经济效益,通过田间调查,结合我们的试验研究,采用种子处理技术,从源头上预防细菌性果斑病;同时引进新技术优化集成陕北沙滩地露地西瓜高效栽培技术,供陕北沙滩地露地西瓜栽培参考。

背压变化速率对带支板流道内流场的影响

为了进一步了解迟滞现象的机理,利用一个带有支板的矩形截面流道开展了动态反压特性的冷态数值仿真研究,分析了背压变化速率对流场结构的影响规律,捕获了由此引发的流动迟滞.研究结果表明,相较于稳态流动而言,在背压动态变化的条件下流场会出现明显的滞后性,背压变化速率越快滞后性越强.在固定的背压上升速率条件下,压力抬升起始位置处于匀加速运动状态,加速度与背压变化速率呈幂函数关系,在背压升高到最大值后的稳定过程中,压力抬升起始位置向上游减速运动,直至停止.在达到最大压比后的背压下降过程中,压力抬升起始位置仍然会向上游继续移动一段距离,这时若压力抬升起始位置移动到支板前缘上游,则支板前缘上游形成的激波串会稳定在支板前缘;若压力抬升起始位置未移动到支板前缘上游,则其变化路径仍与上升过程不重合,出现迟滞现象.

内芯结构对水冷燃烧器燃烧特性的影响

针对高热值气体在多孔介质中燃烧时泡沫多孔介质熔融损坏和热力型NOx大量生成的问题,设计了一台具有水冷边界的多孔介质燃烧器。在燃烧强度为200kW/m^2,当量比为0.90,水流量为1.2L/min的条件下,在孔隙均匀型、纵向变化型和横向变化型各3种结构的多孔介质燃烧室内组织液化石油气-空气的燃烧试验,探究内芯结构对水冷燃烧器燃烧特性的影响规律,获得综合性能较好的内芯结构。结果表明:9种内芯结构中,孔隙纵向变化型的综合性能优于均匀型和横向变化型,其热量传递效果最好,不完全燃烧产物含量最低,NOx排放量可控制在34mg/m^3。在气流方向上孔隙密度(PPI数)由小到大再变小排列,有利于燃烧和传热的需求。

优化施肥配施蚯蚓粪有机肥对嫁接西瓜产量和品质的影响

为探究优化施肥配施蚯蚓粪有机肥替代常规施肥对嫁接西瓜生长的影响,在优化施肥基础上设置4个不同用量蚯蚓粪有机肥处理:Q400、Q500、Q600、Q700(每667 m^(2)施用蚯蚓粪400、500、600、700 kg),以不施肥(CK)和常规施肥(CF)为对照,研究不同施肥处理对嫁接西瓜生长、产量及品质的影响。结果表明,与CF相比,优化施肥配施500 kg·667 m^(-2)蚯蚓粪有机肥,可以在不降低西瓜产量的基础上显著改善果实品质,西瓜维生素C含量、可溶性蛋白含量、糖酸比、中心可溶性固形物含量、还原糖含量均显著提升,并显著提高了肥料偏生产力与肥料农学利用率。综合分析认为,Q500处理可代替常规施肥在陕西地区西瓜生产中推广施用。

优化施肥配施蚯蚓粪有机肥对薄皮甜瓜产量和品质的影响

为了探究薄皮甜瓜最佳的优化施肥与蚯蚓粪有机肥配施组合,以千玉6号甜瓜为试验材料,在优化施肥基础上配施7个梯度蚯蚓粪有机肥处理:T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7,以不施肥CK、常规施肥CF为对照,并综合分析了薄皮甜瓜的田间生长、产量和品质指标。结果表明,相对于常规处理,适当的配施组合可以提高薄皮甜瓜的茎粗、叶绿素相对含量、净光合速率、可溶性总糖含量、中心可溶性固形物含量、维生素C含量、产量等指标。T5处理(优化施肥配施600 kg·667 m^(-2)蚯蚓粪有机肥)综合表现最优,相对于常规施肥该处理甜瓜可溶性总糖含量增加41.28%,中心可溶性固形物含量增加6.44%,维生素C含量增加16.82%,产量增加10.86%。