设施作物蒸腾蒸发模型的研究现状及存在问题

确定设施作物蒸腾蒸发量(ET_(c))对于准确制定设施作物灌溉制度、提高设施农业用水效率及设施蔬菜的产量和品质具有重要的意义.对确定设施作物ET_(c)的直接和间接模型进行优缺点及适用性分析,比较了不同类型参考界面蒸腾蒸发(ET_(0))模型的优势与局限性,对比了直接估算温室作物ET_(c)机理模型的准确性,并对不同机理模型中关键参数(冠层阻力参数)的确定方法及主要影响因素进行综述与分析.已有研究主要针对特定气候区域、温室通风类型、作物种类及种植季节,对冠层阻力参数进行修正,并验证模型的准确性,对温室作物ET_(c)模型的普适性研究不够充分,确定的模型参数往往不适用于其他类型温室或作物种植季节.推荐今后重点研究方向:研究温室作物ET_(c)变化过程对气候因子分布特征及变化规律的响应机理;研究不同ET_(c)机理模型对气候类型、作物种类及种植季节的适应性,构建更具普适性的温室作物ET_(c)模型.

浮球覆盖下水面能量平衡再建与蒸发模型研究

针对干旱区平原水库蒸发强烈导致水资源利用率低的问题,选用黑色高密度聚乙烯(HDPE)浮球作为干旱区平原水库节水材料。通过理论分析、建模与室外试验三者结合,对完整非冰冻期内浮球覆盖下水面蒸发、水体能量平衡组分变化分布的响应机理进行研究,并在此基础上建立相应的水面蒸发量计算模型。结果显示:相较于自由水面,73%的浮球覆盖率下的整体水面净辐射吸收率减小约12.6%,其月均蒸发所需潜热通量减少了61.8%,约为148.73 W/m^(2),水体的感热通量和蓄热通量也有较大的变化。通过对彭曼模型的能量项和空气动力项进行修正,建立的覆盖条件下的水面蒸发量计算模型具有较高的精度。

漂浮光伏布设水域的蒸发模型研究和实证

作为一种新兴的能源生产模式,漂浮光伏加强了水域的综合利用,有效抑制了水面蒸发,同时缓解了当前的能源危机与土地危机。但漂浮光伏电站布设水域水面蒸发的研究存在实证监测数据不足、光伏板下水面蒸发机理不明、蒸发计算模型精度不高等问题。本研究以安徽省淮南潘集150MW漂浮光伏电站为对象,原位监测获得了2022年3月—2023年1月的自然水域水面蒸发数据序列与2022年6月—11月的光伏组件板下水面蒸发数据序列。提出了漂浮光伏布设水域整体蒸发计算模型,模型采用改进的彭曼模型计算自然水域水面蒸发,同时采取基于能量守恒原理的蒸发数值模型计算光伏组件板下水面蒸发。实证数据验证了所提出模型的合理性,结果表明:光伏组件能有效抑制组件板下水面蒸发;蒸发模型R^(2)均大于0.85,RRMSE均小于0.25,可较准确反映漂浮光伏布设水域的实际蒸发过程。漂浮光伏系统节水量计算结果显示:潘集150 MW漂浮光伏电站覆盖率约45%时,年节水量高达147万m^(3),节水效益显著。

内部温度及浓度梯度对液滴蒸发模型精度的影响

为研究液滴蒸发过程中内部温度及浓度梯度对蒸发速率计算的影响,该文建立快速混合模型及有效扩散模型。采用两种模型分别计算不同工况下的蒸发过程,得到快速混合模型的相对误差。结果表明,内部温度梯度对蒸发速率计算的影响主要体现在初始阶段,而对蒸发总时间的影响较小。对于含盐液滴的蒸发,虽然析盐之前液滴内部可能具有较大浓度梯度,但对蒸发速率的计算影响较小。总体来看,计算纯水液滴在700℃以下环境中蒸发总时间时可采用快速混合模型;而有效扩散模型可以更好地处理含盐液滴蒸发时盐分析出的过程。

三峡库区巴东水文站蒸发模型研究

为研究三峡库区水面蒸发的变化规律,基于2013年8月至2022年7月三峡库区巴东水文站水面蒸发及气象数据,利用灰色关联度和偏相关系数分析了蒸发与气象因子(气温、水汽压、蒸发池内水温、风速、日照等)的相关度,采用5种不同的蒸发模型(通用公式、李万义修正模型、回归模型、BP和ELM神经网络)定量解析不同气象要素对蒸发趋势的贡献。结果表明:研究期内巴东站各蒸发模型拟合效果较好,模型构建准确,分别分析各个模型率定期和检验期的精度后,确定最适合巴东站蒸发计算模型为李万义修正模型。

LNG双液滴蒸发模型及应用

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)在液舱预冷过程中以多液滴的形式存在,现阶段缺少LNG多液滴在同种蒸汽中的蒸发模型。以双液滴为基础,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,建立适用于LNG双液滴在其蒸汽中的蒸发模型。利用该新模型对温差为190 K、相对距离为10~70,粒径为0.1~2.5 mm的液舱预冷过程进行模拟分析,得出具有实际应用价值的结果:在液舱预冷起始阶段温度下降的速度较快,且随着时间的增加,双液滴相对距离越大,液舱预冷结束时间越小;双液滴液舱预冷结束时间与粒径呈反比关系,与起始温度呈正比关系。该新模型可适应于实际工程应用。

考虑自然对流的厚交换层液滴蒸发模型及其检验

两相模型对航空发动机燃烧室数值模拟的准确性至关重要,液体燃料的蒸发特性是两相模型的一个关键因素,为了得到准确合理的两相模型从而为燃烧室的设计提供依据,采用悬滴法实验研究了甲醇、煤油及航空煤油液滴在静止环境下的高温蒸发现象,并得到了液滴蒸发速率随环境温度的变化规律。比较实验数据与已有液滴蒸发模型计算结果,发现二者具有较大差距,分析认为已有模型应该考虑静止环境中自然对流对液滴蒸发的影响。在前人工作基础上,用考虑自然对流浮升力因素的厚交换层理论对静止环境下液滴的高温蒸发进行理论推导,得到新的蒸发模型。采用本文实验结果及文献液滴蒸发实验数据对新模型进行了检验。对于甲醇和煤油,在本文的实验工况下,新模型计算结果与实验结果具有较好的一致性,与实验的相对偏差不超过20%;对于煤油,新模型计算结果与文献实验结果的相对偏差不超过10%。

基于分析法经典溢油蒸发模型的改进

针对经典的分析法溢油蒸发模型,对溢油初始沸点温度T0参数和蒸馏曲线梯度TG参数进行了修正,建立了考虑溢油粘度、蜡含量、沥青质等属性的修正公式;基于渤海"冀东32-6"和"绥中36-1"2种油样,对无风速情况下传质系数K2的修正常数R给出了估计范围。初步检验结果表明,改进模型数值结果更接近实验值。

土体水分蒸发模型研究进展

土体水分蒸发是土体-大气物质和能量交换的主要过程之一,对土体的工程性质有重要影响。尤其是近些年来,受全球气候变化影响,极端干旱性气候频繁发生,与蒸发相关的岩土和地质工程问题越来越突出,逐渐成为国际研究的热点。建立土体水分蒸发模型是该课题研究的首要目标,对准确评估和预测气候作用下土体水分场信息有重要理论和现实意义。着重对国内外学者近几十年来围绕土体水分蒸发模型所取得的研究成果进行了归纳和总结,依据各种模型的理论基础进行了分类,总体上可分为表面能量平衡模型、水量平衡模型、质量传输模型、阻力模型、温度-风速模型及吸力模型等六大类别。在此基础上,分别阐述了各类模型的研究进展,并对其中一些代表性模型进行了详细介绍,对比分析了各个模型之间的联系与区别,并探讨了它们的优缺点和适应条件。总体而言,现有的模型存在重气象因素而轻土性因素的特点,对砂土和饱和土具有较好的适应性,而对黏性土和非饱和土的适应性较差。基于此,结合本学科的特色和研究背景,提出了今后该课题的研究重点,包括非饱和土的蒸发模型问题研究、黏性土水分蒸发模型研究、考虑土体裂隙参数的土体水分蒸发模型研究、构建通用型的土体水分蒸发模型等几个方面。

吉林西部高氟水的蒸发模型及其验证

本文扩展了已有的蒸发模型，用它模拟蒸发作用下浅层地下水中氟与其它组份的演化富集过程，并以氯离子作为蒸发过程的追踪剂，采用浓度－浓度图法进行验证，其结果理论模型与实际拟合较好。

四氧化二氮推进剂贮存条件下蒸发模型研究

模拟贮存环境下四氧化二氮泄漏形成液池的蒸发环境,设计了研究实验。研究了贮存条件下风速、液池面积、温度、湿度等单一因素对四氧化二氮蒸发速率的影响,结果表明随着影响因素值增大,四氧化二氮的蒸发速率也相应增大。建立了预测贮存条件下四氧化二氮蒸发速率模型,为研究四氧化二氮推进剂贮存过程中泄漏事故发生后形成有害气体环境的安全处置和人员防护提供依据。

基于通用CFD软件的LNG液池泄漏蒸发模型研究

针对FLACS、FLUENT和CFX等通用计算流体动力学软件模拟LNG泄漏与扩散时难以准确获取LNG蒸发率的问题,在已有研究成果基础上,考虑热传导和热对流效应,建立了LNG液池泄漏蒸发模型,给出了定量计算LNG泄漏后的瞬时蒸发率的方法。将LNG液池泄漏蒸发模型引入FLACS软件,对无障碍和有障碍环境条件下的LNG泄漏与扩散的Burro试验和Falcon试验进行数值模拟,根据数值计算结果和试验测量结果,采用重气扩散模型有效性评价标准与方法,验证了LNG液池泄漏蒸发模型在LNG泄漏与扩散的数值计算中的有效性。将LNG液池泄漏蒸发模型应用在LNG加注站泄漏的案例分析中,较为真实地模拟在加注站复杂环境条件和气象条件下的液态LNG泄漏与扩散问题,根据可燃易爆气云和窒息气云的空间分布情况对加注站LNG泄漏后的灾害效应进行了有效预测。

微层蒸发模型的非平衡热力学分析

基于非平衡热力学理论,以水的沸腾换热时的微层蒸发模型为例,采用国际上流行的IFC公式,对微层蒸发模型的汽泡内部的蒸汽温度分布进行了数值计算。结果表明,要完成微层蒸发模型中的蒸发和凝结两个相变过程,汽泡内部的蒸汽温度并非均匀的,由于汽泡的半径很小,从而导致在汽泡垂直方向上存在有极大的温度梯度,这就使得微层蒸发模型的合理性值得商榷,有必要进一步发展新的模型。

土壤含水量对蒸散的影响及其日蒸发模型

根据土面与水面蒸发比（土水面蒸发比）与土壤含水量的关系，土水面蒸发比的日变化过程，以及毛管持水量和最低土壤含水量等数据，用加权平均法建立日蒸发模型。利用模型，由已知土壤含水量，可估测其前后若干天的土壤含水量。

多组分液滴自然对流厚交换层蒸发模型及其检验

为发展多组分液体燃料高温蒸发模型,首先以零扩散和无限扩散概念为基础,拓展考虑自然对流的厚交换层高温蒸发模型到多组分液体燃料,提出多组分NC-TEL模型。其次,采用挂滴法对正庚烷-乙醇、正癸烷-乙醇、RP-3航空煤油-乙醇三种混合燃料的单液滴在高温静止和强迫对流条件下的蒸发特性进行实验研究。实验结果显示:混合液滴蒸发速率随温度升高而显著增大,温度越高组分构成比例对液滴蒸发率的影响越明显;本文实验条件下,对流环境对于液滴蒸发的促进作用并不明显。最后,用实验数据检验蒸发模型。模型对比结果显示:总体上,NC-TEL模型优于R-M模型,高温段预测精度平均提升了8%~35%;低温段,零扩散NC-TEL模型与实验结果吻合程度较好,而无限扩散NC-TEL模型与实验结果相比误差略大;高温段,对于正庚烷-乙醇混合燃料液滴,NC-TEL模型预测较为准确,而对于正癸烷/RP-3航空煤油-乙醇混合燃料液滴,NC-TEL模型预测值则偏低,可能的原因是微爆现象和Marangoni现象。

加热环境下丙酮/丙醇液滴的三段蒸发模型

根据光谱穿过液滴后液滴对光谱有一定的吸收的实验原理，测量了直径在2—3mm的丙酮／丙醇液滴成分随时间的变化规律。根据液滴成分分别按照单组分蒸发模型和三段模型反推出随时间变化的液滴直径，然后与实际由视频数据处理得出的液滴实际直径做比较，结果表明，三段模型推出的理论预测值可以较好地吻合液滴实际直径。

1992年6月4日耀斑的磁重连和蒸发模型

报导了由Ｙｏｈｋｏｈ 软Ｘ 望远镜（ＳＸＴ） 和日本国立天文台（ＮＡＯＪ） 的太阳耀斑望远镜（ＳＦＴ） 于１９９２ 年６ 月４ 日共同记录到的一次磁重连和色球蒸发现象的直接而完整的过程。重连和蒸发的现象和过程可简述如下。Ｈα活动暗条上升并逐渐消失。跨越在此暗条上的二条相互交叉的日冕环的交界处增亮表明， 电流片在此二冕环间相切的界面上形成， 磁重连已开始。重连日冕环的上升标志了入流运动， 而重连日冕环的足点增亮标志了出流运动， 源于足点的冲浪是出流引起的蒸发流动。入流和出流都是重连所必需的。当热等离子体从电流耗散区流出造成重连环及其足点增亮时， Ｈα耀斑核也同时出现， 耀斑核的位置对应于重连环的足点。重连冕环的消失暗示了磁场位形的重新组成， 重连环和重新组成的环有相同的环足点， 但有各自不同的环腿和环顶。此外， 源于共同环足点的日冕冲浪改变其喷射方向， 暗示了重组冕环的磁场由封闭场变成了开放场。在耀斑刚开始时， ＳＸＲ 发射来自环足点； 在耀斑极大时， ＳＸＲ发射的位置变到重组环的腿部和顶部； 最后， 当耀斑结束时，ＳＸＲ发射便集中到了重组环的顶部。ＳＸＲ 发射过程的这一图象显示了蒸发的特征和性质： 加热的色球物质从色球向上蒸发到日冕?

秸秆燃烧中KCl逸出的原位共熔蒸发模型

为研究秸秆燃烧中KCl的逸出规律,对KCl,KCl和SiO_(2),KCl和K_(2)SO_(4),KCl、K_(2)SO_(4)和SiO_(2),纯秸秆灰(玉米秸/麦秸/稻秸)进行了热重实验。发现秸秆燃烧中KCl共熔后的蒸发是钾逸出的主要方式之一。结合KCl饱和蒸气压规律、拉瓦尔定律等,建立了秸秆燃烧中KCl逸出的原位共熔蒸发模型。应用气相区解析解和气液共存区隐式数值求解,编程对KCl逸出过程进行了分析。结果表明:固相温度控制在700℃以下可有效控制KCl的逸出。原位共熔蒸发模型可描述KCl逸出特性和趋势(多数情况下相对误差<15%),获得物性数据可进一步提高模型精度。

附壁油膜蒸发模型

针对附壁油膜显著影响内燃机的性能和污染物排放的现象,应用解析方法,创新性地建立了一维非稳态附壁油膜加热蒸发的简化模型.模型中考虑了油膜与壁面的热传导,油膜与高温环境气体的对流换热,以及油膜自身蒸发的影响.应用该模型模拟了正十四烷在高温高压环境中的瞬态加热蒸发过程,考虑了油膜物性随温度的变化,最终得到附壁油膜温度分布的解析解.重点讨论了壁面温度以及环境压力对附壁油膜加热蒸发过程的影响.结果表明:提高壁面温度和降低环境压力可以有效促进附壁油膜蒸发.

秸秆燃烧过程中KCl分压蒸发模型的建立与应用

为了研究秸秆燃烧中钾(K)类无机物的逸出特性,计算其逸出速率,利用X射线荧光能谱仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)分析玉米秸及其低温灰中K的化学形态,利用同步热分析仪(STA)研究秸秆及其灰中主要K类无机物在高温过程的逸出特性,建立KCl在多孔介质中逸出和在熔融相中分压的蒸发模型,并应用模型计算秸秆灰中KCl的蒸发速率。结果表明:秸秆低温灰中的K主要以KCl、K_(2)SO_(4)形态存在,两者约占灰总量的13%;常用燃烧温度下,KCl主要以蒸发形式逸出;KCl与K_(2)SO_(4)的共熔,可降低KCl在熔融相中的蒸气压;秸秆灰中KCl蒸发速率的计算值与实验值吻合良好。