地震波在混凝土重力坝中的特性反应

利用大坝强震观测系统记录的强震事件资料,进行三维空间的频谱、加速度、速度、动力放大倍数分析,从而得出地震波在混凝土重力坝中不同高程、不同方向、不同介质中的加速度、速度反应特性、频谱特性和动力放大特性,为以后工程抗震设计和结构安全性设计提供参考。

化学气相沉积SiC涂层反应特性及沉积过程的模拟研究

借助基于有限元原理的COMSOL软件和分子动力学模拟原理的Reax FF软件对化学气相沉积技术制备SiC涂层的反应特性及沉积过程进行模拟研究,为高温抗氧化复合涂层体系中SiC中间层的工艺优化及制备提供理论支持。结果表明,化学气相沉积SiC涂层过程包括前驱体三氯甲基硅烷(CH_(3)SiCl_(3))的扩散过程和热解反应过程,SiC涂层在扩散过程不会生长,仅从10^(−4)s后的热解反应过程开始生长,沉积生长过程同时伴随涂层的解离。随着入射粒子能量的增大,单位时间内沉积到基底表面的Si和C粒子数不断增加。提高粒子入射能量有利于提高SiC涂层的致密度,当入射粒子能量大于2 eV时可以实现SiC涂层的均匀生长,而当入射能量高于6 eV时,解离的Si和C粒子数量增大,不利于SiC涂层的生长。综合而言,当入射能量为3 eV时,化学气相沉积的SiC涂层综合性能最佳。

HMX含量对PBT基推进剂撞击感度和非冲击点火反应特性的影响

为了研究HMX的含量对PBT基推进剂撞击感度和非冲击点火反应特性的影响,开展了BAM落锤撞击感度试验、脆性试验和Susan试验。结果表明:随着HMX含量的增加,PBT基推进剂爆炸概率为50%时的特性落高(H50)减小,即推进剂的撞击感度随着HMX含量的增加而增大。对于HMX的质量分数分别为0、5%、10%和15%的PBT基推进剂,其临界撞击点火速度分别为168、147、136、131 m/s,临界撞击点火速度随HMX含量的增加而减小;在撞击速度为120~300 m/s的非冲击作用下,4种PBT基推进剂的反应等级为爆炸或部分爆轰,相同撞击速度下,HMX的质量分数为10%的PBT基推进剂相较于其他3种PBT基推进剂具有更剧烈的反应等级。

氧化铝/聚四氟乙烯热化学反应特性及影响因素

为深入了解铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)材料的预点火反应,采用超声混合法制备了Al_(2)O_(3)/PTFE复合材料,对其微观形貌、晶相和特征官能团等进行了表征,分析了材料的热化学反应性能及影响因素。结果表明,Al_(2)O_(3)能延迟PTFE熔化的起始温度;Al_(2)O_(3)和PTFE的粒径越小,Al_(2)O_(3)/PTFE材料越容易发生反应,放热量越大;小粒径的Al_(2)O_(3)能延迟AlF_(3)生成反应的起始温度,提前AlF_(3)晶型转变的起始温度,从而提高反应的集中放热量,Al_(2)O_(3)(50nm)与PTFE(1μm)反应程度最高;α-Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应性能优于γ-Al_(2)O_(3)/PTFE和无定形Al_(2)O_(3)/PTFE;Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应具有典型动力学特征,反应主放热峰的峰值温度随升温速率增大而升高;计算得到Al_(2)O_(3)/PTFE主反应的表观活化能为45.0kJ/mol。

焦油模型化合物与铁基氧载体的反应特性研究

本研究以生物质/煤的焦油模型化合物(TMCs)为研究对象,在两阶段固定床实验上探究了铁基氧载体(70%Fe_(2)O_(3)/30%Al_(2)O_(3))对TMCs的转化特性,考察了不同TMCs的反应性及其转化的影响因素。研究发现,TMCs与氧载体的反应活性为:苯酚>蒽>萘,且苯酚转化生成积炭的比例最多(64%),而萘转化生成积炭的比例最少(40%);氧载体与萘的反应程度相对较高,但容易导致氧载体的烧结。此外,积炭表征显示萘生成的积炭在三种TMCs中具有最高的稳定性。增加氧载体的用量和提高反应温度不仅有利于萘和蒽的进一步转化,而且能够增加气相产物中CO_(2)的分率。由于苯酚分子具有较高的反应活性及较强的裂解效果导致其转化率随氧载体用量和反应温度的增加变化较小,然而,较高的反应温度(1000℃)导致焦油发生严重的裂解现象并产生大量积炭。三次循环实验结果表明与萘反应的氧载体失活最为严重。

热泵中氨基甲酸铵分解反应特性及反应器结构优化

化学热泵可以高效地对低品位热进行提质,特别是在高温热泵方面比常规热泵系统更具独特的优势。氨基甲酸铵(AC)可以在20~100℃之间发生分解反应,且反应焓高达2010kJ/kg。本文对热泵工况下氨基甲酸铵/乙二醇溶液分解反应器进行了模拟,研究了热泵工况下不同反应条件(溶液浓度、溶液流速、热源温度)对分解过程的影响,并对AC分解反应器的管形和结构进行优化分析。结果表明热源温度越高,停留时间越长,平均转化率和反应速率越高,而溶液浓度对分解反应过程产生的影响不大。流速研究范围内平均转化率提高了5~11倍,反应速率提高了2~4倍,热源温度研究范围内平均转化率可提高2~4倍。基于参数影响规律,利用数值模拟和响应曲面分析优化了反应器的结构参数,如螺旋半径、螺旋管直径和螺旋圈数等。结构优化后,平均转化率提高至50.3%,最终获得了适用于热泵工况AC分解的反应器结构,为搭建基于氨基甲酸铵的热泵系统奠定了基础。

嵌入包覆型AlH_(3)含能复合颗粒的制备及其反应特性

为了提高三氢化铝(AlH_(3))的稳定性,采用声共振与喷雾干燥技术相结合的方法制备了3种嵌入包覆型AlH_(3)@Al@xAP(AHAPs)含能复合颗粒,AlH3@Al和AP的质量比分别为9∶1(AHAPs‑10%)、7∶3(AHAPs‑30%)和1∶1(AHAPs‑50%)。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)等分析手段对AHAPs及其凝聚相燃烧产物的形貌和结构进行表征,利用热重‑差示扫描量热仪(TG‑DSC)、真空安定仪(VST)研究了样品的热反应活性和稳定性。结果表明,AHAPs含能复合颗粒不仅提高了AlH3的稳定性,同时还促进了AP的分解,随着表面AP包覆含量的增加,AlH3的起始分解温度提高了8.5~11℃,AP的高温分解峰温降低了约81.6℃。与AlH3的分解时间(1006 min)相比,AHAPs‑50%复合颗粒的分解时间提高了近50.9%,达1518 min。此外,嵌入包覆型复合颗粒AlH3@Al/63.5%AP的反应热(9125.6 J·g^(-1))与机械混合样品相比,提高了1054.1 J·g^(-1),且凝聚相燃烧产物粒径更小,说明其燃烧更加完全、燃烧效率更高。

高分辨质谱和数据挖掘揭示污泥厌氧发酵过程溶解性有机物的反应特性

尽管厌氧发酵技术已经具有近百年的发展和应用历史,其仍是近年广受关注的低碳排放资源化技术之一。但厌氧发酵技术的效率低和生物反应过程易受抑制影响是限制该技术发展的主要瓶颈,其中,开发针对厌氧发酵生物反应过程的智能监测特别是非稳定运行状态下早期预警技术,是实现厌氧发酵技术升级和提升生物转化效率的重要方向。

二硫化钼掺杂改性FOX⁃7含能复合材料的热分解特性

为了提高1,1‐二氨基‐2,2‐二硝基乙烯(FOX‐7)的热分解特性,在较低分解活化能下实现能量的快速释放,采用溶剂‐反溶剂的方法制备了掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重‐差示扫描量热仪(TG‐DSC)等分析测试手段对复合材料的形貌结构、物相组成、热分解特性、分解活化能进行了表征和测试。结果表明,掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料既可以提高低温阶段的分解温度,又可以催化高温下的分解放热。其中,与原料相比,FOX‐7/MoS2‐5%的低温阶段的分解温度和分解活化能分别提高了6.8℃和78.6 kJ·mol^(-1);高温阶段的分解温度和分解活化能分别降低了23.4℃和340.4 kJ·mol^(-1)。热重‐质谱结果表明,高温阶段FOX‐7/MoS2‐5%产物中CO_(2)的比例从7.3%增加到16.8%,表明MoS_(2)的掺杂改性又促进了高温阶段的分解,使分解更加完全和充分。

催化剂的非均匀分布对船舶SCR系统特性的影响

选择性催化还原(SCR)系统常用于降低柴油发动机尾气排放出的氮氧化物(NOx)。为进一步提高其脱硝性能,首先建立三维数值模拟模型,通过改变SCR转换器中孔隙率来实现催化剂的非均匀分布,从而研究在不同发动机负荷下的催化剂非均匀分布对SCR系统中的流动、传质和传热等性能的影响;其次,与催化剂的均匀分布进行对比,重点考察催化剂非均匀分布时对SCR系统性能的影响;最后,基于场协同原理分析SCR系统中的速度场和温度场对传热过程的影响。结果表明:催化剂的非均匀分布可以提高SCR系统的性能。在发动机25%的负荷下,与均匀分布相比,案例P-R5的压力损失降低165 Pa,脱硝率提高了0.8%,氨的逸出量减少了7 mg/L;案例P-R5的温度梯度高于均匀孔隙率催化剂温度梯度的最大峰值,这表明向外部传递的能量较少,催化剂非均匀分布的结构可以保持催化区域的温度,提高催化剂的活性,有利于脱硝反应。

籽粒苋淀粉的交联变性反应及其产物理化性质研究

为探究极小颗粒淀粉的交联变性反应特性及不同取代度产物的理化性质,本研究以籽粒苋淀粉(Amaranth starch,AS)为原料,三偏磷酸钠作为变性剂,采用糯玉米淀粉(Waxy corn starch,WCS)作为对照,探究了温度(45、50、55℃)、pH(9.0、10.0、11.0)和膨胀抑制剂Na_(2)SO_(4)浓度(5%、10%、15%)对两种淀粉交联反应进程和效率的影响,并对比了不同取代度(Degree of substitution,DS)的变性产物的理化性质。结果表明,与WCS相比,温度对AS交联反应的影响较小,单纯升高温度难以提高交联反应效率;相反,pH与Na_(2)SO_(4)浓度对AS和WCS的交联变性反应均起促进作用,pH越高(10.0~11.0)、Na_(2)SO_(4)浓度越高(5%~15%),交联反应速率就越快。低取代度交联AS(DS 0.1×10^(-3)~0.8×10^(-3))糊化后黏度大于50 cP,具有稳定的增稠作用;高取代度交联AS(DS≥0.8×10^(-3))糊化后黏度在50 cP以下,增稠能力弱,具有类似脂肪的外观和质地。研究表明,反应pH和膨胀抑制剂Na_(2)SO_(4)的浓度是调节籽粒苋淀粉反应速率的有效手段,且交联籽粒苋淀粉的增稠能力较弱,但黏度稳定性好、抗剪切能力强,在作为脂肪替代物应用方面具有潜在价值。

煤加氘液化反应特性及产物中氘的分布组成特征

研究液化反应过程中氢的迁移与传递对于深化认识煤的加氢转化、提升氢气利用效率均非常重要,虽目前已采用同位素示踪技术从氢的来源、氢的活化和氢的传递等方面探讨煤直接液化过程中氢转移反应的相互作用和影响,但还需对煤直接液化加氢过程中氢的分布、参与反应的煤的分子结构等信息从分子层面进行详细阐述。针对新疆淖毛湖煤在四氢萘为溶剂条件下的加氘液化反应行为进行研究,探究动力学氘同位素效应对液化过程的影响规律,并借助ESI-FT-ICR MS表征手段以分析煤液化液固产物杂原子化合物中氘原子的分布特征与结构组成。研究结果表明:淖毛湖煤是液化的优良煤种,动力学氘同位素效应导致淖毛湖煤加氘液化性能偏低,加氘产物分子量分布范围缩小,O_(2)、N_(1)O_(1-2)化合物类型相对丰度较高,停留时间缩短,动力学氘同位素效应的干扰减弱;O_(2)类化合物以D3、D4相对丰度最高,碳数分布C13~C23,推测可能是苯并呋喃醇、二苯并吡喃酮、芳二酚类化合物;与O_(2)类化合物相比,高DBE值的N_(1)O_(1-2)类化合物更容易与氘反应。

生物质秸秆在聚光太阳能驱动下的动态热解特性实验

太阳能驱动生物质热解是重要的热化学互补技术,可将太阳能转化为高品质合成气中的化学能,并实现高效化学存储。为探究太阳能热解过程中的能量及化学转化特性,该文设计搭建了太阳能驱动生物质热解实验平台,并开展了太阳能驱动小麦秸秆热解实验研究。结果表明太阳能模拟器可提供平均能流密度为757 kW/m^(2)的高温焦斑,热解反应的最高温度和最大瞬时加热速率分别达到870℃和25℃/s。太阳能模拟器输入电功率由1.5 kW提升至6.0 kW,反应气体产物的质量百分比由24.7%上升至54.4%,对应的H_(2)动态浓度峰值(体积百分比)将由1.49%增加至11.48%,CO动态浓度峰值(体积百分比)由1.59%增加至11.61%,增大入射光能流密度有效促进了H_(2)、CO等燃料气体的生成,并能提高反应速率。研究结果将为太阳能驱动秸秆生物质的高效热解转化和太阳能反应器设计提供参考。

天然气塔式同轴分级燃烧室掺氢燃烧特性数值模拟研究

为了解天然气掺氢对贫预混燃气轮机性能的影响,采用Chemkin-pro研究了燃料的化学反应动力学特性,对比了不同当量比、掺氢比下的绝热火焰温度、层流火焰传播速度及点火延迟时间,结果表明掺氢能缩短燃料点火延迟时间,增加绝热火焰温度及提高火焰传播速度。进一步以天然气塔式同轴分级燃烧室为研究对象,研究了掺氢比对燃烧室燃烧场分布及燃烧效率、总压损失系数、温度分布不均匀度、一氧化碳及氮氧化物排放量等性能参数的影响。结果表明,随着掺氢比的增加,燃烧效率上升,总压损失系数增加,温度分布不均匀度下降,一氧化碳排放量下降,氮氧化物排放量增加。掺氢比在35%时燃烧室发生回火。在30%~35%掺氢比范围内,燃烧室性能参数变化较大。其中,总压损失系数增幅为24.74%,温度分布不均匀度降幅为31.11%,氮氧化物排放量增幅为416.12%。

固硫灰渣的微观结构与火山灰反应特性

用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜研究流化床燃煤固硫灰渣(简称固硫灰渣)的微观结构。用化学反应动力学方法研究固硫灰渣的火山灰反应特性,并与粉煤灰进行对比。阐述了固硫灰渣的微观结构与其火山灰反应特性之间的关系。结果表明:固硫灰渣与粉煤灰矿物组成差异较大,主要体现在它不含莫来石。固硫灰渣中[SiO4]和[AlO6]聚合度均低于粉煤灰的。固硫灰渣颗粒表面比粉煤灰的疏松。固硫灰渣的火山灰反应速率常数明显高于粉煤灰的,而表观活化能相反。固硫灰渣火山灰反应活性明显高于粉煤灰的,反应阻力也较小,这是由其微观结构所决定的。

纳米铝粉热反应特性的TG-DSC研究

采用TG-DSC法对平均粒径85 nm的纳米铝粉进行了热反应特性研究,并与微米铝粉进行了对比。结果表明,铝粉热反应特性的尺度效应明显,纳米铝粉在517℃附近出现明显增重,500～660℃氧化增重20.4%,放热约4 909 J/g,而微米铝粉在600℃左右才有少量的增重,粒径越大,氧化增重越小,4～6、9～10、16～20μm对应的氧化增重分别为2.02%、1.03%、0.89%;升温速率对纳米铝粉初始氧化阶段的氧化增重影响不大,Δm=22.8%～24.7%,初始氧化反应热为(4 850±350)J/g;但对纳米铝粉氧化速率的影响显著,随着升温速率的加快,初始氧化区间明显变窄,初始氧化速率明显加快,DSC初始氧化峰所对应的起始反应温度和峰值温度差(Tp-Ton)从5 K/min的40 K和10 K/min的33 K缩短为15K/min的2.2 K和20 K/min的4.3 K,最大氧化速率vox从5 K/min的0.019 mg/s增加为20 K/min的0.55 mg/s。

高灰熔点煤高温下煤焦CO_2/水蒸气气化反应特性的实验研究

我国煤炭年产量中,1400℃以上的高灰熔点煤约占50%以上。为探索固态排渣方式的高灰熔点煤气流床气化,文中选出具有代表性的3种高灰熔点煤种和1种低灰熔点煤种,在TGA-51H型高温热天平上进行了煤焦—CO2和煤焦—水蒸气气化反应特性的实验研究,并利用SEM考察了气化条件下煤焦及灰的微观结构。实验结果表明:在煤焦—CO2/H2O反应过程中,反应速度明显表现出高温区域的扩散反应和低温区域的化学反应;无论在1273～1573K的低温区域,还是在高于1573K的高温区域,反应速率随燃料比的增加而减小;低灰熔点煤在高温条件下,气化反应速率随温度的升高变化不大,有时甚至略有下降;对于高灰熔点煤种其气化反应速率随温度的升高仍继续升高。

典型学生人群对疏散指示反应特性的初步研究

本文针对典型学生人群对疏散指示的反应特性开展了初步的实验,分析了试验者给出的能见度主观评价(主观能见度)的统计结果,得出了影响主观能见度的因素:疏散指示的亮度、大小和颜色。与统计实验同步使用固定增益、自动光圈、手动调焦的CCD摄像机获取了距疏散指示不同距离的场景,结合图像处理的方法实验获得了疏散指示的亮度、对比度信息。基于此,并考虑疏散指示大小和颜色对能见度的影响,提出了一种主观能见度评价的心理模型,较好地符合了统计实验结果,可以用来评价疏散指示主观能见度。

美拉德反应中乳清分离蛋白特性的变化

乳清分离蛋白(WPI)与两种还原糖(D-葡萄糖和D-半乳糖)按质量比1:1配制成混合液,分别在95℃条件下加热0～6h,得到不同反应时间的美拉德反应产物(MRPs)。测定MRPs的pH值、吸光度(A294nm和A420nm)、荧光强度、游离氨基含量以及蛋白聚合物变化趋势。结果表明:随着加热时间的延长,各反应体系的pH值显著降低(P<0.05);非荧光中间产物(A294nm)、褐变产物(A420nm)以及荧光强度显著增加(P<0.05);游离氨基的含量逐渐降低(P<0.05);SDS-PAGE测定表明,在美拉德反应过程中,α-乳白蛋白和β-乳球蛋白都发生了不同程度的聚合,生成更大分子的物质;WPI与D-半乳糖反应体系比D-葡萄糖体系反应产生的MRPs具有更多的中间产物和发生更大程度的褐变。