VAPOR-LIQUID EQUILIBRIUM FOR TERNARY MIXTURES OF BENZENE,TOLUENE,AND p-XYLENE

Vapor-liquid equilibrium composition and temperature were measured for binary andternary mixtures of benzene,toluene and p-xylene at 101.33 kPa The equilibrium cell of Boubliketal.was modified for the present study.The experimental vapor-liquid equilibrium data were corre-lated with the Wilson equation.

静止颗粒群热辐射吸收性能的蒙特卡罗法二维数值研究

在粒子式太阳能接收器中吸热效率与出口温度难以兼顾,而颗粒群热辐射吸收性能决定其热效率及升温上限,基于蒙特卡罗法建立了外部平行辐射投射下的静止颗粒群辐射传递模型,探究颗粒群几何构型、颗粒粒径、颗粒辐射物性、辐照条件等因素对热辐射传输的影响。结果表明:颗粒群吸热时间与粒径、空间构型无关;但与体积分数成正比,且随外部辐射强度或颗粒表面吸收率的增大而缩短。对给定颗粒群,平衡温度主要依赖于外部辐射强度;总体吸收率主要取决于颗粒表面吸收率。给定空间构型下,二者均与颗粒粒径正相关,且随体积分数的增大具有相似的变化规律。不同空间构型下,颗粒体积分数的增大均在强化吸收外部辐射的同时增大了自发辐射的逸出。现有构型中,棋盘交错型、扇型与随机型下的总体吸收率随体积分数的增大有峰值存在。扇型与随机型达到最高平衡温度和效率所需的颗粒浓度最小。根据计算结果提出了颗粒群总体吸收率经验关联式,其中有82.9%的计算结果与定义式计算值相对误差小于15%。该研究结果可为运动颗粒群辐射传递的计算、粒子式太阳能吸收器的设计提供参考。

500 kA铝电解槽阴极破损分析及对策

某电解铝厂500 kA铝电解槽由于电磁场、热平衡设计不合理,工艺运行参数不匹配,电解槽早期破损严重,给电解槽长寿命、高效率运行带来巨大的风险。本文通过对电解槽进行解剖,深入分析电解槽阴极炭块破损机理,可知电解槽早期破损主要分为槽壳变形、阴极炭块破损、侧部破损等几大类。为了解决阴极破损问题,在不改变阴极母线结构的前提下对电解槽内衬、工艺技术参数等方面进行深度优化,最终有效解决了电解槽早期破损的问题,实现了延长电解槽寿命的目的。

NH_3-H_2O-LiBr三元溶液体系气液相平衡特性实验研究

采用静态平衡釜对NH3-H2O-LiBr三元混合溶液的平衡压力及平衡温度进行了实验研究,以考察加LiBr添加剂对氨水吸收式制冷系统的影响.该三元混合溶液的压力-温度特性气液平衡实验在10个温度下进行,测试温度范围20～90°C,压力最高达2MPa,LiBr质量分数取0.05～0.60.实验结果表明,与相同浓度下的NH3-H2O溶液相比,三元溶液的气液平衡压力降低了近30%～50%.由理论分析可推断其气相中的水含量亦有大幅度的降低.

车辆双筒式减振器热物性影响规律分析

为了探讨车辆减振器热物性对其温升的影响规律,建立了某车辆双筒液压充气减振器的热流量传递模型和物理传热模型,推导其导热、对流换热及辐射换热方程,通过热力学第一定律建立减振器热力学模型。利用迭代算法计算出此减振器达到热平衡时的温度和工作时间,并通过台架试验验证了建模的正确性,分析了减振器热物性对其温升的影响规律,最后进行了相关的灵敏度分析。研究结果表明减振器的4种热物性参数:油液密度、油液导热系数、油液比热容、缸体辐射发射率影响其温升特性,而缸体导热系数这一热物性参数对其温升特性无影响。

NH_3-H_2O-LiBr相平衡特性实验研究

采用静态平衡法对NH3-H2O-LiBr三元混合溶液的平衡压力、平衡温度以及气相成分进行实验分析研究.在平衡釜中对该三元混合溶液的压力-温度特性进行了测试,采用气相色谱仪分析其气相成分.实验的测试温度范围从20℃到90℃,压力最高到2MPa,测试用溴化锂质量浓度范围从5%到60%.实验结果表明,与相同浓度下的氨水溶液相比,三元溶液的气液平衡压力降低了30%～50%,并且其气相中的水含量有了大幅度的降低,气相中水蒸气的含量最低达到2.5%.这些结果将对该三元溶液在工业吸收式制冷机以及热泵上的应用提供了依据.

用于非平衡热等离子体数值模拟的物理数学模型

准确的物理数学模型,包括基本控制方程及与其相应的等离子体热力学与输运性质计算公式,是采用数值模拟方法深入研究非平衡热等离子体体系中传热、流动及其他复杂物理化学过程的基础。为此从Boltzmann方程出发,首先推导出描述等离子体中不同组分质量守恒、动量守恒和能量守恒方程以及电流连续性方程等基本控制方程,然后采用修正的Chapman-Enskog方法推导出等离子体输运性质参数,包括扩散系数、粘性系数、电子和重粒子平动热导率和电导率等的表达式。不仅在保证等离子体体系质量、动量、能量和电荷通量自洽的前提下封闭了控制方程,而且与现有广泛采用的描述平衡态热等离子体特性的模型间的自洽性也得到了保证。另外,采用所提出的方法推导出的非平衡热等离子体物理数学模型可以避免对目前仍存在争议的定压比热、反应热导率等参数的定义和计算。

基于连续热力学修正算法的生物油热物性研究

充分考虑生物油含水极性有机混合物体系的特性,提出采用连续热力学修正算法进行生物油体系热物性和气液相平衡预测的理论模型。使用该模型计算生物油比热容、热导率等热物性参数并与实验值和文献值进行比较,结果显示该模型的预测精度明显优于文献模型。在此基础上得出不同温度条件下的生物油热物性参数和相平衡特性。

NH_3-H_2O-LiBr吸收式制冷系统的可行性研究

针对目前氨水吸收式制冷系统的缺点由于高压侧(发生器和冷凝器)的工作压力过高带来的不安全隐患以及发生出来的气体中还有较多的水蒸汽而带来的系统过于庞大等问题,提出了相应的改进方案,在氨水系统中加入溴化锂,期望能够降低其工作压力以及气相中水蒸汽的含量。为了对该三元混合工质的可行性进行研究,在自行搭建的实验平台上,对其压力及温度进行了测试,测试温度范围从20℃到90℃,压力最高到2MPa,测试用溴化锂质量浓度范围从5%到60%。实验结果表明,与相同浓度下的氨水溶液相比,三元溶液的气液平衡压力降低了近30%～50%,气相中水蒸汽的含量最低可降到2.5%。实验结果为工业上的推广使用提供了理论依据。

地下热流固耦合对EGS热开采的影响

人工热储的孔隙率及渗透率在增强型地热系统(EGS)地下热开采过程中受温度(T)、水力(H)、应力(M)的综合影响。本文建立了EGS热开采过程THM耦合的三维计算模型,并采用局部非热平衡假设处理液岩对流换热。对一理想的五口井EGS系统采热过程进行了THM模拟计算,分析了岩石温度、孔隙压力对岩石应力场的作用机理,进一步研究了应力场对EGS采热性能的影响。结果表明,开采过程中岩石应力场为热储内孔隙压力和温差综合作用的结果,由孔隙压力造成的岩石应力为压应力,仅集中于注入井附近,由岩石温度变化引起的热应力为拉应力,随着热开采区域的扩展而扩展。液-岩温差是触发工质与岩石热交换的动因,同时也是产生热应力的根本。

钢液定氧测头响应时间和热平衡态

本文分别研究了ＺｒＯ_２（ＭｇＯ）固体电解质管头壁厚、参比电极量对定氧测头响应时间的影响，得出了以ＺｒＯ_２管头壁厚为０．６０～０．８０ｍｍ，Ｃｒ／Ｃｒ_２Ｏ_３参比电极加入量为４０～６０ｍｇ所组成的定氧测头响应速度最快．同时采用了“双偶法”对定氧测头在工作过程中的热平衡态进行了研究．结果表明：氧浓差电池中的传热是响应过程的控速步骤，氧电势曲线上峰值的产生是起源于电池中的热平衡态．

Al-Cl-N-H体系化学气相淀积AIN粉末的热力学研究

给出了Al-Cl-N-H体系的一组关联反应,探讨了化学气相淀积过程的关联反应热力学特性。根据Gibbs自由焓最小的原则,研究了Al-Cl-N-H体系的平衡组成。Al-Cl-N-H体系合成AlN超细粒子粉末的最佳温度为600～1200℃,AlN平衡得率和体系的初始组成有关,AlCl_2和AlCl的平衡得率随温度的升高而增大。

工质变物性对EGS热开采过程影响的数值模拟

增强型地热系统(EGS)热开采过程中循环工质的温度和压力会经历较大范围的变化,这会造成循环工质的热物性变化,从而影响流体工质的输运和岩石-流体热交换;数值模拟EGS热开采过程,预测EGS的寿命、出力等性能指标有必要考虑循环工质的热物性变化。笔者在EGS热开采过程三维数值模拟中考虑水和超临界二氧化碳的变物性,实现了热流双向耦合。针对水EGS分析了各物性变化对EGS采热性能的影响,并对变物性条件的水和超临界二氧化碳EGS的采热性能进行了对比研究。结果表明:工质在密度影响下开采寿命为9.0a在密度和比定压热容共同影响下的开采寿命为7.5a,说明密度和比定压热容越大则EGS开采寿命越短;在黏度系数影响下的开采寿命为18.0a,说明黏度系数越大则EGS开采寿命越长;导热系数则对EGS采热性能无明显影响。注入压力一定的条件下以水为工质的EGS具有较长寿命,但相同时刻的质量流率和热开采率低于以临界二氧化碳为工质的EGS。

流体的自由体积及其应用(Ⅰ)自由体积的定义及其与PVT的关系

回顾了几种自由体积的统计力学定义,分析了它们间的联系和区别,结出了具有一般性的定义.导出了自由体积与温度和密度的严格关系,并结合若干有代表性的状态方程,得到相应的自由体积表达式,最后,对所得自由体积公式进行了分析比较,所得结论对平衡性质及传递性质的应用具有指导意义。

氮化硼纳米管热输运性能的分子动力学模拟

采用基于声子散射理论的Boltzmann-Peierls声子传输方程(BTE)和非平衡态分子动力学模拟(NEMD)方法研究了氮化硼纳米管(BNNT)的热输运性能.分析了BNNT的热力耦合效应,通过BTE与NEMD两种方法相结合,分析了温度和长度对BNNT热输运性能的影响,并应用量子修正扩大了NEMD的研究范围.结果表明:随着拉伸或压缩应变的增加,BNNT热输运性能均呈降低的趋势.通过计算声子态密度(PDOS)在理论上分析了以上结果,发现在拉伸状态下,声子模式的变化是决定BNNT热输运性能变化的主要因素;在压缩状态下,热导率变化是由于模型发生明显的屈曲变形引起的.在低温段,BNNT的热输运性能受量子效应影响最初有一个线性增加的过程,当温度超过一定值时,其开始显著地降低;当BNNT长度小于120nm时,随着长度的增加,其弹道性能逐渐减弱,但仍主要体现为弹道特征,其热导率(κ)与长度(L)基本满足κ∝Lα这一关系.

云铝300kA电解槽槽壳温度高的分析及处理

针对大型电解槽槽壳温度高的生产现象,从热平衡的角度进行理论分析,并结合生产实践从工艺管理的角度提出了一些处理方法,有利于电解槽壳发红的认识和处理,并取得良好的效果。

浅谈轴类磨削加工柔性制造单元的开发

柔性制造系统是实现在快速多变的市场环境中,对用户驱动的市场需求作出灵活、快速响应的关键技术。通过了解柔性制造系统的起源、特点、分类后,根据零件的机械加工柔性制造单元机床特征要求及设计步骤,完成轴类磨削加工柔性制造单元开发,该柔性制造单元已投入使用,并达到预期的效果。

基于单胞孔隙结构的多孔泡沫界面对流换热系数研究

界面对流换热系数是采用局部热非平衡模型研究多孔泡沫流动传热过程的一个关键参数。本文采用体中心切球法构造多孔泡沫单胞孔隙结构来模拟多孔泡沫真实物理结构,在孔隙结构下进行流动换热过程的数值模拟,计算对流换热系数,并与文献中实验研究获取的努塞尔数对比以验证数值模拟准确性,然后对不同孔隙结构的多孔泡沫流动换热过程进行数值模拟计算,利用数据拟合建立界面对流换热系数准则关联式。基于建立的界面对流换热系数准则关联式,对多孔泡沫在局部热平衡及局部热非平衡两种假设下的流动传热过程进行宏观数值模拟,并与文献实验值进行对比,结果进一步验证了所建立关联式的准确性,说明基于单胞孔隙结构获取界面对流换热系数的方法是有效的,同时也验证了局部热非平衡模型能够更加精确地描述多孔泡沫的流动传热过程。

一种低温可视化相平衡实验装置

混合工质的相平衡数据是相关工艺和流程设计的基础,然而在低温区实验数据匮乏,导致设计低温焦耳-汤姆逊节流制冷循环、优化空气液化流程、开发甲烷混合推进剂等重要应用缺乏数据支撑。本文搭建了一台低温可视化相平衡实验装置,可以测量温度40~300 K、压力0~5 MPa范围内的相平衡数据。基于装置内置低温电机实现待测工质的无轴搅拌,同时加快恒温浴内氦气的循环流动,为相平衡实验提供可靠的恒温环境。装置通过温度-时间曲线法实现工质固液相平衡特性的测量,实验的温度、压力最大不确定度分别不超过0.6 K和20 Pa。此外装置可以拓展功能,基于静态法可以测量流体的气液、液液相平衡特性,通过光学手段测量流体的迁移物性(如热扩散率、表面张力等)。

超声波和热平衡复合作用对铝合金压铸件优化的效果

采用超声振动热平衡法、直接热平衡法以及传统铸造工艺制备A356合金浆料,并以相同的浇注温度、模具温度、压射压力和压射速度进行压铸成形;对压铸件的圆心处和边缘处取样观测金相组织,并在压铸件的相同部位取样进行拉伸试验。通过对比分析,研究不同工艺条件下压铸件的金相组织及力学性能。结果表明,超声振动热平衡法半固态工艺条件下,压铸件的金相组织最细小、圆整、均匀,综合力学性能最好;直接热平衡法工艺条件下的次之;经T6热处理后压铸件的综合力学性能得到显著提高。