BDD电催化耦合电解析处理载人航天器中冷凝废水的研究

为解决在硼掺杂的金刚石电极(BDD)电催化处理冷凝废水中,由于冷凝废水电导率低而导致处理能耗较高的问题,提出了BDD电催化耦合电解析的新方法处理冷凝废水。在BDD反应器内填充吸附有无机盐的混合阴阳离子交换树脂,电催化处理冷凝废水时吸附在树脂上的离子在电场作用下解析下来进入废水中,并进行交替的吸附、解析及定向运动,从而改善废水的导电性,电极两端电压显著降低,停止加电后,离子又能重新交换吸附在树脂上。以Na_(2)SO_(4),Na_(3)PO_(4)以及NaNO_(3)作为电解质时,对总有机碳(TOC)去除没有影响;而以NaCl作为电解质时,TOC去除率随着NaCl添加量的增加而降低。

pH对蛋黄-海藻酸钠乳液冷凝胶理化性质的影响及其机制分析

乳液冷凝胶因其独特的结构和功能特性显示出巨大的优势和广阔的应用前景。以蛋黄蛋白质(egg yolk protein, EYP)和海藻酸钠(sodium alginate, SA)为基质,通过高速剪切均质机与含葵花籽油混合(油相∶水相为3∶7),形成O/W型EYP-SA乳液冷凝胶。通过改变EYP-SA的pH,分析其热稳定性、水分分布、流变、溶解度、表面疏水性、分子间作用力及二级结构,探究pH对EYP-SA乳液冷凝胶理化性质的影响及机制。结果表明,pH值对EYP-SA乳液冷凝胶的性质有显著影响,随着pH的升高,EYP-SA对水的结合能力增强,逐渐形成了均匀致密的网络结构,展现出良好的热稳定性;在频率扫描测试中,pH的提高降低了样品的G′与G″,EYP-SA弹性和刚性减弱。溶解度和表面疏水性呈显著性相关,原因可能是pH升高,静电排斥力增强导致蛋黄颗粒解聚,溶解度增加的同时蛋白质结构展开,使原本嵌在蛋白质分子内的疏水基团暴露在蛋白质分子表面,疏水相互作用和氢键是EYP-SA乳液冷凝胶形成的主要分子力。pH为9.0时EYP-SA乳液中液滴小且分散均匀,更有利于物质包埋。这些发现为EYP-SA乳液冷凝胶在食品凝胶递送体系中的应用提供了重要的理论依据。

相变腔冷凝现象对沸腾-凝结共存相变传热的影响

针对平板热管均热器内部狭小空间存在着强烈的沸腾与凝结相互作用,以去离子水为工质,可视化实验研究了冷凝面上发生的凝结现象及其对相变腔传热性能的影响。通过分析冷凝面上液滴的形成、长大、汇聚成液膜、滴落,以及气液界面产生气泡随气流运动对冷凝液膜的冲刷作用,揭示了不同热流密度和充液率时相变腔冷凝面传热传质特性对沸腾-凝结共存相变传热影响的内在机理。实验结果表明:受重力影响,水蒸气在冷凝面上凝结有液滴和液膜共存并相互转化的特性,冷凝面热阻在相变腔总热阻中占比65%~88%,适宜的充液率有利于沸腾气泡冲刷冷凝壁面,加快冷凝液的回流,改善冷凝面及相变腔的传热性能;随着热流密度的增大,沸腾过程变得剧烈,冷凝面受沸腾气泡的冲刷频率提高,冷凝液回流速度加快,冷凝面热阻减小,传热性能得到提高。

家用空气源热泵热水器微通道冷凝器仿真研究

为提升家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的性能,建立了家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的准稳态模型,实验验证结果显示模型误差能控制在±9%以内。依据模型对微通道冷凝器的换热量、换热系数、压降等性能进行仿真研究。结果发现,微通道冷凝器为四流程时能够减小压降并保证换热量满足需要;关键参数微通道截面的最佳尺寸在1.6~2.6 mm^(2)系统性能最优,同时扁管内微通道数应控制在16~24根。研究结果为家用空气源热泵热水器微通道冷凝器的设计提供借鉴。

空调冷凝器管道激光超声导波跨能量层级映射迁移检测方法

空调冷凝器是空调设备的关键部件,其弯管连接部位由于损伤类型多和几何形状复杂等原因造成传统接触式损伤检测手段难以应用,本文提出一种基于能量映射迁移网络的非接触式激光超声导波无损检测方法。首先,通过小波分解提取烧蚀信号和热弹信号的概貌波形,设计自编码能量映射函数将热弹信号特征空间映射到烧蚀信号特征空间,获得更接近烧蚀信号特征的映射热弹信号。其次,通过能量映射迁移网络对齐映射热弹信号和烧蚀信号特征空间,将网络模型中的域转换误差和样本标签误差之和用作特征空间对齐误差值。最后,对空调冷凝器泄漏、分层和裂纹等损伤进行检测实验验证所提新方法性能,结果表明其损伤识别精度为93.09%,比传统激光热弹激励检测方法提高了7.23%。

厂区布置对钢塔自然通风空冷凝汽器性能的影响

利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,在自然通风状态下,对2×350MW机组钢结构外覆铝板冷却塔及直接空冷凝汽器(DACC)的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究。确定了考核工况,不同环境风向下,周边建筑物对DACC和钢塔性能的影响。结果表明,两机一塔水平矩形布置方式下,平行于A列的来风对钢塔通风和DACC换热有负面影响。不考虑风向频率时,各风向下周边建筑物对DACC总体换热影响约为2.4%。在电厂总平面布置时,应尽量使厂区主导风向避开不利风向,汽机房空冷塔间距还需综合其它因素确定。

硫黄回收装置三级硫冷凝器泄漏原因分析与防护措施

硫黄回收装置的设备腐蚀问题是影响装置长周期安全运行的重要因素之一。多年来,装置三级硫冷凝器由于设备制造质量问题、汽包水质量差、装置负荷大幅波动及开停工期间腐蚀等多方面的原因,导致腐蚀泄漏频繁发生。近年来通过做好设备制造质量监控、严格控制炉水质量、做好工艺防腐、平稳生产、减少负荷大幅波动和开停工期间设备的保护等方面工作,三级硫冷凝器的腐蚀问题得到了充分解决。

红细胞冷凝集对全自动血细胞分析仪检测相关结果影响研究

分析全自动血细胞分析仪检测血常规相关参数中红细胞冷凝集的影响。方法 将承德市中心医院检验科2021年11月~2023年12月期间,所收集出现红细胞冷凝集的全血样本,共60例,并进行热水浴处理,分析血液样本处理前后的相关参数结果差异。结果 处理后的红细胞平均体积、红细胞压积、白细胞计数及红细胞计数等检测结果参数差异明显,(P<0.05)。结论 通过本次研究结果显示,红细胞冷凝集样本在血常规检验中红、白细胞的部分指标有着明显差异,所以患者在进行血常规检测的过程中,一旦发现红细胞冷凝集应及时进行处理,以确保检验结果的准确度。

R1234yf在板式蒸发冷凝器中换热过程的数值模拟

通过建立板式蒸发冷凝器的二维数学模型,模拟了新型制冷剂R1234yf在板式蒸发冷凝器的换热过程,总结了冷却水温度、空气含湿量、制冷剂温度在板式蒸发冷凝器中的分布规律,并分析了冷凝温度、降膜雷诺数及空气湿球温度对板式蒸发冷凝器中换热的影响。研究表明:板式蒸发冷凝器的换热能力随冷凝温度升高而增大,随空气湿球温度升高而减小,随着降膜雷诺数的升高先增大后减小。冷凝温度从41℃变化到45℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度增加了16.2%;湿球温度从21℃升高到26℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度降低了14.6%;在不同冷凝温度下降膜雷诺数由60变化到120,板式蒸发冷凝器的热流密度最大变化率为6.06%。

熔盐减压蒸馏过程中关键金属氟化物的冷凝行为研究

在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR)中,^(233)Pa是232Th-233U转换链中重要的中间核素,前期研究的结果表明减压蒸馏技术可以有效实现载体盐FLiBeZr和^(233)PaF_(5)的分离。然而,在蒸发过程中,部分金属氟化物与^(233)PaF_(5)一同被蒸发,但蒸发出来的氟化物可能会在不同的温度下进行冷凝。本文对含有^(233)PaF_(5)和多种金属氟化物的FLiBeZr熔盐进行减压蒸馏,考察不同温度下^(233)PaF_(5)和关键金属氟化物的冷凝行为。结果表明,^(233)PaF_(5)和95Nb氟化物最佳的冷凝温度均为600~700℃;237U和95Zr氟化物最佳的冷凝温度均为400~500℃。在^(233)PaF_(5)的最佳冷凝温度区域,考察并比较了^(233)PaF_(5)与关键金属氟化物间的最佳冷凝温度下分离因子(βB)与平均分离因子(βA)的差异。实验结果表明:95NbF5的βB与βA无明显差异,但237UF4和95ZrF4的βB较βA提高了2~20倍。通过金属氟化物间βB和βA的对比,表明减压蒸馏分离不同金属氟化物不仅取决于各组分的挥发性,还取决于对冷凝温度的控制。

R513A水平管内冷凝换热特性

R513A是第4代新型环保制冷剂,在制冷空调等方面有着广阔的应用前景。为研究R513A在水平管内的冷凝换热特性,搭建一套冷凝/蒸发一体式水平单管换热实验台。实验工况:冷凝温度分别为33、35、38、40℃,质量流速为50—225 kg/(m^(2)·s)。研究变质量流速、变冷凝温度等对管内冷凝换热特性和流动压降的影响,并与工质R32和R134a对比。研究结果表明:R513A冷凝换热系数和压降均随质量流速的增加而增加,随冷凝温度的增大而减小;R32冷凝换热性能要优于R513A与R134a,而R134a的冷凝换热系数比R513A高19.7%,但其压降要比R513A高49.2%,综合考虑,R513A可用于R134a的替代。最后,将实验值与关联式预测值进行对比,显示Dobson和Chato、Cavallini等关联式的换热系数预测效果较好,其平均绝对误差为13.2%和13.62%。

R513A在水平螺纹管内冷凝换热性能与压降

为研究R513A在内螺纹管中的冷凝换热性能与流动特性,通过实验对R513A在外径为12.7 mm和9.52 mm的光滑管和内螺纹管中的冷凝换热系数和压降进行分析,实验工况为:质量流速50—270 kg/(m^(2)·s),冷凝温度33、35、38、40℃。结果表明:R513A与R134a在光滑管内的冷凝换热系数差值为-18.8%—-25.5%,在螺纹管内差值为-5.5%—0.8%,螺纹管对于R513A的管内冷凝换热效果的增强更为显著;R513A的压降比R134a低5.6%—17.8%;随着管径的减小,R513A的管内冷凝换热系数和压降均增大。Oliver关联式对所测试螺纹管的管内冷凝换热系数的预测精度最高,平均误差值约为14.56%;对于管内压降的预测,所选关联式的计算结果与部分实验值存在较大误差;新拟合的压降关联式对R513A在内螺纹管内冷凝的压降预测结果较好,95.32%的数据点在30%误差线之内。

冷凝收集-离子色谱法测定呼出气中的有机酸和阴离子

建立了一种非侵入式冷凝收集-离子色谱方法测定人体呼出气中乳酸、甲酸、乙酸、丙酮酸、Cl^(-)、NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)。搭建自制呼出气冷凝装置,该装置包括吹气口、与吹气口相连的单向阀和流量计、置于半导体冷凝装置中的冷阱以及一次性冷凝收集管。通过呼出气冷凝装置对人体呼出气进行收集,利用离子色谱对冷凝液(EBC)中有机酸和阴离子的含量进行检测。优化采集冷阱温度和采集流量,得到冷阱最佳冷凝温度为-15℃,呼气流量为15 L/min。采用1.5 mmol/L碳酸钠和3 mmol/L碳酸氢钠混合溶液作为流动相,泵流速为0.8 mL/min,分析柱为IC-SA3(250 mm×4.0 mm),柱温为45℃。8种有机酸和阴离子的线性范围均为0.1~10.0 mg/L,相关系数均≥0.9993。在进样量为100μL时,方法的检出限为0.0017~0.0150 mg/L(S/N=3),定量限为0.0057~0.0500 mg/L(S/N=10)。方法的日内和日间精密度均≤7.50%(n=5)。采用该方法对5位健康受试者呼出气中的有机酸和阴离子进行检测,得到8种有机酸和阴离子的含量为0.18~42.3 ng/L。在10 km的长跑运动过程中,除了一位受试者代谢异常,其余受试者呼出气中的有机酸和阴离子含量总体变化趋势为先增加后减小。本方法采样过程简单,精密度好,且没有副作用,受试者不会产生任何明显不适或风险,可为日后人体代谢物的研究提供实验思路和理论依据。

大型冷凝式消雾节水冷却塔性能试验研究

为研究获得菱形模块消雾节水冷却塔的消雾节水和节能特性,对某设计循环水量为5000 m^(3)/h的菱形消雾节水冷却塔的消雾性能、节水性能和节能性能进行了试验研究。建立了冷却塔消雾节水节能性能评价模型,通过现场试验获得冷却塔消雾节水和节能特性参数及其变化规律。结果表明:消雾节水冷却塔设计出塔空气相对湿度为85%,实测出塔相对湿度为82.28%,消雾指数为1.03,符合“零雾型”消雾冷却塔的要求。经菱形消雾冷凝模块换热后的冷凝水量为14.19 m^(3)/h,冷却塔节水率为25.3%,冷凝节水效果好。单塔年总节能收益约40万元,整体年节能收益达240万元,菱形消雾节水冷却塔具有良好的经济效益及环保效益。

氢气迁移对蒸汽冷凝传热影响的数值分析

含不凝性气体蒸气冷凝传热对于严重事故下的安全壳完整性分析至关重要。已有研究多关注含空气的蒸气冷凝传热特性,而对含氢气-空气条件关注较少,氢气迁移对冷凝传热的影响机制尚未明确。本研究采用数值模拟方法,考察多组分扩散方程在含冷凝相变条件下的适用性,在此基础上,研究传热管近壁区含氢混合气体的迁移特性,及其对冷凝传热的影响。研究表明,管外近壁区存在3种典型气体流态,分别为重力流、分离流和浮力流,气体流态改变会显著影响近壁区气体的对流传质速率,这对于冷凝传热的影响要强于扩散传质,最终导致冷凝传热系数随氢气相对浓度的增加呈现先减小后增大的变化规律。本研究结果对安全壳严重事故下氢气释放后的蒸汽冷凝传热特性评估具有重要意义。

变换冷凝液汽提装置的作用及优化分析

介绍了变换冷凝液汽提装置在保证气化和变换运行稳定性中的作用,并结合项目实践分析了汽提装置运行中的痛难点。针对某大型IGCC煤气化项目的优化,提出了一体式闭式汽提流程有助于解决变换汽提装置运行的问题,实现气化和变换水系统氨氮含量的有效控制,同时起到良好的节能降耗效果并降低业主运行维护的成本。

非共沸工质蒸发式冷凝器多目标优化设计

将蒸发式冷凝器应用于非共沸有机朗肯循环可以有效提高系统的热经济性。建立了蒸发式冷凝器的Kriging代理模型,以R601a组分质量分数、空气流量、喷淋水流量作为决策变量,换热面积和(火用)效率为目标函数,开展了目标函数的影响因素分析,并采用非支配排序遗传算法和TOPSIS决策法开展多目标优化。结果表明,影响因素分析中,空气流量对目标函数的影响程度比喷淋水流量更大,而R601a组分质量分数为0.7左右时,换热面积有最小值且(火用)效率有最大值;Pareto前沿中,R601a组分质量分数对蒸发式冷凝器的设计存在最佳的取值范围,而空气流量、喷淋水流量的取值范围较广,几乎涵盖其整个变化范围。成本低、占用空间小且对可用能的有效利用程度大的方案为:R601a组分质量分数0.725,空气流量81.017kg/s,喷淋水流量58.302kg/s。对应的换热面积为316.883m^(2),(火用)效率为0.428。

水平微肋管内R513A冷凝换热特性研究

采用实验方法研究了R513A在光管和不同齿密度微肋管内的冷凝换热性能,并通过对比冷凝换热系数实验值与关联式的预测值,探究了现有关联式对R513A的适用性,实验在冷凝温度33、35、38℃,质量流速50~150 kg/(m^(2)·s)的工况范围内进行。实验结果表明:冷凝换热系数随质量流速的增大而增大,在低质量流速区域,微肋管的冷凝换热系数增长幅度更大;随着齿密度的增加,管内换热面积增大,但管内表面张力作用增强,相应的流动阻力增强,强化传热作用被削弱;与R134a相比,微肋管对R513A的强化传热效果更优;对于光管,Bashar关联式的预测效果最佳,Cavallini关联式与Dobson关联式在低质量流速区域的预测误差偏大;对于微肋管,Yu关联式的预测效果最理想,Cavallini关联式与Kedzierski关联式均低估了管内冷凝换热特性。以Kedzierski关联式为基础,拟合了新的修正关联式,修正关联式的预测值与实验值的一致性较好,其平均绝对误差与标准差分别为7.8%、8.5%。

基于Fluent的板管型蒸发式冷凝器的流动与换热研究

为了研究板管型蒸发式冷凝器的流动和传热特性,并优化其板片凹陷孔的结构,本研究采用商用软件Fluent对气液流动模型进行数值模拟。通过控制变量、逐层优化的方法,研究了各雷诺数(Re)下板片凹陷孔的不同深度(H)和小直径(D_(1))对板片流动与换热效率的影响。研究发现,在所有Re的条件下,努塞尔数(Nu)随着H的增大而增大,且存在一个最佳值——H=3 mm,当H继续增加时,Nu反而开始下降。在确定H的最佳值后,发现在所有Re的条件下,不同D_(1)对Nu的变化影响也存在一个最佳值D_(1)=6 mm,使得换热效果最好。通过实验验证,最佳尺寸下的数值模拟结果与实验结果吻合较好。虽然Re越大,换热效果越好,但也带来了更高的能耗,因此在最佳结构下需要在能耗和效率之间做出取舍。

低温氮气/液氮射流冷凝振荡特性实验研究

为了探索火箭低频振动特征及其机理,以液氮为工质开展气液掺混射流冷凝的可视化低温实验研究,通过高速相机成功捕捉到了直管段内的低频振荡流型,且利用低温高频动态压力传感器成功测量到了低频压力脉动特性,为火箭低频振动问题提供了事实依据。通过逐帧图像处理技术发现,氮气/液氮相界面以16 Hz的频率周期性波动,与压力脉动主频一致。射流冷凝振荡表现出3种不同流型:间歇回流、过渡流和气羽振荡流。间歇回流频率随着气体流量和液体质量通量的增加而增加,冷凝振荡频率随气体流量的增大而增大,随液体质量通量的增大而减小。整体上间歇回流频率为0.8—2.8 Hz范围,冷凝振荡频率为16.6—17.8 Hz范围,皆表现为典型的低频特性,为低温液体燃料火箭低频振动问题提供了理论基础和技术支撑。