基于化学反应速率理论的空气开关柜局部放电特征气体研究

空气开关柜局部放电的检测具有重要实际意义,气体检测法较传统检测方法有明显优势,而气体检测法的关键在于特征气体的选取。为给特征气体的选取提供理论依据,基于化学反应速率理论对局部放电下空气的分解机理进行研究。首先,利用Gaussian软件搭建气体分子的计算模型,并优化反应物和产物的分子构型,在此基础上搜索各反应路径的过渡态,进而得到相应的反应速率常数,并以此为依据分析不同放电情形下可能的气体产物;之后,对气体分子在开关柜材料的吸附性能进行研究,分析吸附作用对反应的影响,结合反应速率常数与开关柜对气体吸附的影响,选取气体分解产物中的NO_(2)、CO、O_(3)作为特征气体;最后,搭建实验平台模拟不同缺陷类型下的局部放电,并收集局部放电下3种特征气体的浓度,以此数据为基础验证特征气体选择的可行性,结果表明:选取NO_(2)、CO、O_(3)3种特征气体能够较好地反映空气开关柜局部放电的情况。

采用绝对反应速率理论研究油页岩半焦与玉米秸秆混烧反应机制

在Pyris-1 TGA热重分析仪上进行了桦甸油页岩半焦和当地玉米秸秆不同掺混比例的燃烧实验,对各样品的混烧反应机制进行了理论研究。基于TG-DTG燃烧失重曲线,整个燃烧过程可分为燃烧低温段、过渡段、高温段3个阶段。不同燃烧段中样品的燃烧释放性指数随着玉米秸秆掺入比例的增加呈现增大趋势,结果表明燃烧低温段的燃烧释放性指数为最大。应用绝对反应速率理论,对各样品不同燃烧段的活化焓和活化熵进行计算。结果表明随着玉米秸秆掺入比例的增加,各样品过渡段和高温段的活化焓值均高于低温段;各样品的熵值在3个燃烧阶段依次降低。综合各燃烧特性参数,发现随着玉米秸秆掺入比例的增加,燃烧反应加剧,燃烧反应段前移,明显改善桦甸油页岩半焦的燃烧特性。

速率理论中分子扩散项的置换模拟与经济学思考

色谱经济分析法的前期研究中,分别对分配比、塔板理论进行了经济学置换。作为塔板理论的补充和修正,速率理论从一个更为实际的角度考虑了多种因素影响下的组分分离。文章对速率理论的主要影响因素:分子扩散项进行了经济学思考和置换,并模拟了分子扩散项对消费者不同组分分离的影响。研究认为分子扩散项的存在使得组分流出曲线的峰展变宽,分离效果下降,在实际生活中针对消费者行为分析的决策需要综合考虑多种因素,为后续涡流扩散、传质扩散等置换研究找到了研究突破口。

速率理论中传质阻力项的置换模拟与经济学思考

除去分子扩散项和涡流扩散项,传质阻力项是速率理论中引起色谱峰扩张的另一基本因素。传质阻力的存在使组分分子在两相间的平衡不可能瞬间完成,表现为经济主体的行为倾向到行为实现需要一定时间,其形成原因是消费者对外界经济环境的作用和经济行为的实现时间。基于消费行为的模拟结果表明,经济领域的传质阻力项的存在会使色谱峰展宽,从而分离效果下降。

基于化学反应速率理论的绝缘聚合物直流老化演变的仿真研究

直流电场作用下绝缘聚合物老化演变的仿真研究,对促进计算高电压工程学的发展有重要的理论及工程价值。为此使用MATLAB自定义编程,在二维坐标中建立有限差分老化数值模型;用绝缘薄膜的老化寿命数据所拟合的小尺寸结构单元的通用参数,表征大尺寸绝缘样品的材料不均匀性;并基于化学反应速率理论,量化计算绝缘老化过程。通过仿真发现,绝缘聚合物内部的薄弱点率先发生微小劣化,导致局部电场畸变;增强的局部电场进一步加速局部区域的老化进程,引起劣化区域的扩大与延伸;最终当局部场强达到临界值时,绝缘内部发生快速的击穿过程,并形成贯穿上下电极的细丝状导电路径,在靠近极板时由于局部电场分散性而出现分形的失效结构。该研究提出的数值仿真模型可高效、直观地反映绝缘聚合物老化过程中,从随机性局部劣化演变到确定性宏观失效的物理规律,为深入理解绝缘老化失效提供了理论参考和依据。

利用绝对反应速率理论研究生物质热解机制

文章采用热重分析仪,分别以10、20、40、50℃/min的升温速率对玉米秸秆和松木屑的不同粒径进行了热解实验。利用绝对反应速率理论,采用一级反应模型,并结合CoatsRedfern积分法及最小二乘拟合法对主反应区反应机理进行深入研究,利用实验数据求取了活化焓ΔH≠、特征点处的活化熵ΔS≠、活化自由能ΔG≠和反应速率常数k,并分析不同升温速率及不同粒径对反应的影响。结果表明:化学反应速率是由活化焓和活化熵共同决定的,利用这些参数可预测其难易程度。升温速率增加,活化焓增大,活化熵增大,活化自由能增加,所需反应能级增大,热解时间缩短;粒径减小,活化焓降低,热解越容易且热解越充分。

基于固-液平衡和Erying绝对速率理论推算丁二酸酐液体黏度

首先,利用Erying绝对速率理论和固-液平衡给出了反推计算丁二酸酐黏度的方法。其次,实验测量了丁二酸酐在1,4-丁内酯中的溶解度数据及该体系的混合溶液黏度数据。再次,使用NRTL模型回归了溶解度数据得到了能量作用参数,以此为基础计算了该混合溶液的过量性质,利用计算结果和Rother关系得到了该混合溶液的流动吉布斯过量自由能。最后,利用这些数据回归得到丁二酸酐黏度模型,该模型可为丁二酸酐结晶装置的设计及优化提供相关参考。

速率理论在核燃料模拟计算中的应用现状与展望

速率理论是一种先进的模拟核燃料机理行为的途径。通过建立微观尺度下的原子和晶体缺陷的速率方程,求解原子和缺陷浓度方程,模拟核燃料的裂变产物和缺陷的行为,计算核燃料的裂变气体释放率、包壳空洞肿胀速率和辐照生长应变率等与反应堆安全密切相关的物理量。介绍了速率理论在核燃料模拟计算中的应用,对比了国际上速率理论在核燃料模拟计算中的发展现状,分析了速率理论在模拟中存在的缺点和不足,在此基础上对速率理论在核燃料性能分析领域的发展前景和研究方向进行了展望。

基于绝对反应速率理论的PMMA/MMA溶液的黏度

基于Eyring的绝对反应速率理论研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)溶液在不同温度、不同浓度下的黏度,讨论了聚合物溶液黏性流动活化能与溶液中聚合物质量分数以及聚合物分子量的关系。最后通过拟合得出聚合物溶液的黏度与温度,溶液的浓度以及聚合物分子量的关联式。通过此模型计算出的黏度数值与文献值吻合良好。

基于Eyring绝对速率理论的流体混合物黏度推算

为了建立起一个统一的、可同时应用于纯质与混合物高压黏度计算的绝对速率理论模型,基于此前已有的纯质黏度模型,提出了相应的混合法则,将其扩展至对混合流体的计算当中。为验证模型精度,首先选取了27种纯质流体,通过拟合其黏度数据得到模型参数。随后,对27种二元混合物以及3种三元混合物的黏度进行了计算。其中,对于二元混合物,仍需要引入额外的二元交互参数,可通过拟合混合体系黏度数据得到。结果表明,该黏度模型对所选纯质、二元混合物和三元混合物的黏度均有着较高的计算精度,其相对偏差的平均绝对值分别为1.54%、2.35%和3.86%,最大偏差为8.62%、12.9%和19.7%。最后,将本文模型与自由体积模型进行了比较,其对高黏度和互缔合流体的计算精度均高于后者。

基于相空间级联运动方程的混合量子经典反应速率理论

在之前的工作[J.Chem.Phys 140,174105(2014)]中,我们发展了混合量子经典速率理论来研究质子转移反应中的量子隧穿效应.该方法基于Debye-Drude谱密度下高温近似的级联运动方程,得到了多量子态Zusman类型的方程.本文现在突破高温近似的限制,将这一理论推广以进一步包含热库自由度的量子力学效应.首先从完整的级联运动方程出发,得到其在相空间中的多维偏微分方程形式,然后通过定义一个新的反应坐标,将原有的混合量子经典速率理论推广到全量子情况.通过自旋-玻色模型和用于研究质子转移反应的双势阱模型来展示新方法的有效性,并证明新方法有效解决了基于高温近似的理论中长时间数值不稳定性和低温条件下错误的反应速率等重要问题.

色谱经济分析法之速率理论:以股票分类为例

色谱经济分析法是一种交叉学科的研究方法,是将化学中的色谱分析法应用到经济学领域中解决经济学的分组分类的一种创新的方法和理论。文章在前期已有研究——塔板理论在股票分类中应用的基础上,对塔板理论进行修正以弥补其不足,最后提出速率理论的应用,使得股票分类和分组与现实更加贴近。

基于Eyring反应速率理论的溶液黏度模型

溶液黏度的关联、预测模型和理论研究,在化学工程和溶液热力学理论中占有重要的地位。本文对基于Eyring反应速率理论的溶液黏度模型研究进行了概述。在基于Eyring黏度方程的基础上,分别介绍了通过溶液相平衡关系、基团贡献法和过量函数模型来计算混合物黏度的方法。最后对这3方面进行展望,提出了进一步发展基于Eyring理论黏度模型的研究建议。

钨中氢同位素热脱附实验的速率理论模拟研究

本文采用基于速率理论的模拟方法研究钨材料中氢同位素氘的热脱附谱.热脱附数据来源于520 K下受等离子体辐照的多晶钨,入射离子能量为40 eV,剂量为1×1026D/m2.通过调节速率理论中的俘获能、俘获率等参数,最终获得与实验相符合的热脱附拟合谱.拟合结果表明,钨中俘获的氘存在于三种俘获态,俘获能分别为1.14 eV,1.40 eV和1.70 eV,相应脱附温度峰值为500 K,600 K和730 K.这三个俘获能分别应对应于第一原理计算得到的空位俘获第3—5个氢原子的俘获能(含零点振动能修正)、空位俘获第1—2个氢原子的俘获能,空位团簇对氢原子的俘获能.模拟结果表明,在本辐照实验条件下,钨中空位及空位团簇是氘在钨中的主要俘获态.

基于绝对速率理论的高压液体黏度模型

本文通过考虑压力对流体空穴形成能的影响,并引入参考状态项,对Macías-Salinas绝对速率理论黏度模型进行了改进,建立了一种适用于流体高压液相黏度的推算模型。新模型避免了因计算流体汽化焓与饱和状态下的压缩因子所引入的计算偏差,同时使模型形式得到了简化。利用该模型计算了15种流体在温度为90～440 K、压力为0.01～251.3MPa范围内的液相黏度,计算结果与文献值的相对偏差绝对平均值在2%以内,最大相对偏差绝对值小于9.4%,验证了模型的准确性。

利用声发射信号与速率过程理论对混凝土损伤进行定量评估

混凝土性能退化过程伴随着混凝土材料中的孔隙、微裂缝和裂缝的发展,而声发射是材料不均匀变形或裂缝开裂及扩展过程的伴生现象。在损伤力学和声发射速率过程理论的基础上建立了在单轴受压状态下混凝土材料的声发射特征参数与损伤演化间关系的方程,从而实现运用测量得到的声发射特征参数最终量化评估混凝土的损伤大小。对某实际桥梁混凝土芯样进行了单轴压力下的声发射试验,得出了混凝土的实际损伤量;通过对声发射Kaiser效应和Felicity效应的分析,评价了混凝土芯样的受力历史;试验结果证明了声发射技术在混凝土损伤评估应用中的有效性和准确性。

速率过程理论在粘性土蠕变模拟中的应用

介绍了速率过程理论及其相应的粘性土蠕变模型的推导 ,选取淮阴三类不同土质的粘性土样开展了蠕变试验研究 ,分别制备了各向异性和各向同性的结构试样 ,获得了相应的蠕变试验成果 ,最后用速率过程理论模型对试验成果进行了拟合。研究成果表明 :以速率过程理论为基础而建立的蠕变模型能有效地模拟不同土质粘性土的蠕变过程、趋势和变形 ,反映出粘性土土性的本质特点 。

基于声发射速率过程理论的钢绞线损伤演化试验研究

为了实现钢绞线损伤的实时量化评价,基于速率过程理论建立了钢绞线的损伤演化与声发射信号特征参数的相关方程.采用声发射技术对钢绞线的拉伸过程进行了动态监测,在此基础上采用多项式模型推导了钢绞线的声发射事件概率密度函数和损伤演化方程.试验结果表明:钢绞线弹性阶段的声发射信号主要来源于钢丝之间的摩擦,而塑性阶段的信号则来源于钢绞线材料的塑性变形,钢绞线声发射累积计数曲线与加载曲线具有同步变化关系,声发射累积计数曲线较好地描述了钢绞线材料内部损伤发生及发展变化的全过程.分析结果验证了采用速率过程理论建立的损伤演化方程对钢绞线损伤进行量化评价的有效性和准确性.

基于声发射速率过程理论的混凝土损伤评估研究综述

混凝土内部裂缝开展状况与声发射活跃状态是紧密相关的,而声发射速率过程理论是对声发射活性的具体描述。在对国内外相关文献进行研究分析的基础上,分析了声发射速率过程理论的原理,总结了基于声发射速率过程理论和Loand模型的损伤力学方程的定量损伤评估方法。从混凝土、岩石等材料的工程应用方面阐述了基于上述声发射速率过程理论的损伤评估方法的有效性和准确性,并总结了目前该领域的研究重点和不足。

通用多速率组播加权公平速率分配理论

研究了通用多速率组播加权公平速率分配问题.首先,给出了一个形式化的多速率组播网络模型,在该模型中考虑了接收者的异构性.在此基础上,定义了通用多速率组播加权Max-Min公平概念,建立了通用多速率组播加权Max-Min公平速率分配基本理论.最后给出了一个解决通用多速率组播加权Max-Min公平速率分配问题的集中式算法,并证明了该算法的正确性.