铁棍山药片热风干燥过程中传热传质规律

[目的]探明热风干燥过程中铁棍山药片的传质情况,以及干燥空间和山药片的传热情况。[方法]选用7种薄层干燥数学模型对山药片热风干燥曲线进行拟合,找出最适传质动力学模型;测定不同温度下山药的导热系数和比热容,在此基础上利用ANSYS软件模拟热风干燥过程中干燥空间温度场变化和山药片温度变化。[结果]Modified Page模型能准确预测不同热风温度条件下山药片的水分变化情况(R2为0.998 96~0.999 86)。热风干燥过程中干燥室空间温度总体呈水平面上距进出风口近处温度高,远处温度稍低,竖直面上呈上高下低的状态,但温差均不大。热风干燥过程中山药片中心处温度最低,外表面温度最高,内外层温差逐渐缩小,前期温度变化较快而后期缓慢,实测值与模拟值间的温差最大达7.75℃,最小仅为0.07℃,说明模拟结果准确度较高。[结论]Modified Page模型和ANSYS软件能够准确模拟热风干燥过程中山药片的传热传质。

污泥脱水技术研究进展及碳排放比较分析

本文综述了几种常规污泥脱水技术(污泥浓缩、机械脱水和深度脱水)和几种新兴的污泥低能耗深度脱水技术(低温干化、生物干化和超临界CO_(2)脱水)的原理及特点,并重点对重力浓缩、机械脱水、预处理脱水、热干化、太阳能干化、热泵干化、生物干化、超临界CO_(2)脱水这几种技术进行了碳排放核算和对比分析.结果表明,常规脱水技术相对较为成熟,应用较广,但存在能耗高、药耗高、碳排放高的“三高”问题.其中,污泥热干化技术的碳排放量最大(2070.21kgCO_(2)/t DS),使用化学药剂产生的碳排放占机械脱水和预处理脱水技术碳排放的75%以上.新兴的太阳能干化、热泵干化、生物干化和超临界CO_(2)脱水技术的碳排放量分别为32.67,1074.36,58.78,490.16kgCO_(2)/t DS,表现出较好的碳减排潜力,通过推进优化工艺技术,降低运行成本,有望替代常规脱水技术.本研究结果可为污泥低碳脱水技术的开发和选择提供重要的参考依据.

S波段变频微波方腔干燥PET切片的研究

目的针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料传统干燥方式能耗高、效率低等不足,运用微波干燥材料具有速度快、效率高、易于控制的特点,研究微波深度干燥PET技术并研制实验装置。方法提出微波变频和变功率加热干燥技术,通过主动调整频率改善微波均匀性,结合微波变功率技术,控制PET材料温度在170~180℃,提升PET材料温度均匀性,并防止“热失控”现象的发生。结果当干燥时间为2 h时,实现了PET深度干燥,能耗率为1.03 kW·h/kg,含水率降低至0.01%以下,达到了后续包装材料注塑加工的要求。结论微波变频变功率加热技术适用于低含水率PET的深度干燥,比传统干燥方式能耗低并且时间短。

济阳坳陷深层地热资源研究进展与下步展望

济阳坳陷地热资源分布范围广、资源潜力大,是胜利油区未来地热资源开发利用的重要方向。为科学、高效地开发利用济阳坳陷地热资源,系统梳理了关于济阳坳陷水热型和干热岩型地热资源的热储层、热盖层、热源等地热地质条件,分别计算了2类地热资源的资源量,揭示其地热资源潜力。研究结果表明,济阳坳陷水热型地热资源主要赋存在馆陶组、东营组及下古生界等,其中馆陶组为水热型地热资源潜力最大的层系,分布广、资源量大,是下步重点勘探开发利用层系。济阳坳陷属于“冷壳热幔型”沉积盆地,具有较高的大地热流值,干热岩型地热资源热储层主要为太古宇的岩浆岩和变质岩,深部地幔热流是其主要热源,热储层分布面积大,温度均较高,其资源丰度为渤海湾盆地中最高。济阳坳陷地热资源丰富,为加快其开发利用步伐,建议水热型地热资源要加强地热资源与油气的关系及资源分区评价2项关键工作;干热岩型地热资源的勘探开发仍处于起步探索阶段,今后需要重点加强其热储层类型的选择与热源机制2个方面的研究。

干热地区高校夏季室外热环境研究——以石河子市某高校为例

高校校园是师生室外活动的主要场所,其室外热环境直接影响了师生的舒适程度,尤其在干热地区更加显著。因此,对干热地区高校校园进行热环境研究分析具有重要意义。以干热地区新疆石河子市内典型高校石河子大学北苑新区为研究对象,选取校园内人流量较大且功能性明显的5个区域作为典型点位探究室外热环境。从建筑空间形态、典型点位物理环境参数等角度进行实测数据分析。研究结果表明,点位周边的建筑形态以及是否存在绿化植被对其热环境产生了显著影响,从而为干热地区高校校园热环境的研究与改善提供理论基础,具有一定的参考价值。

SiO_(2)气凝胶/环氧树脂/酚醛树脂复合材料性能研究

为拓宽SiO_(2)气凝胶(SA)的应用领域,以E-51环氧树脂(EP)、SA作为添加剂,采用常压干燥法,逐次与酚醛树脂(PF)、环氧树脂/酚醛树脂材料(EP/PF)混合,制备出SiO_(2)气凝胶/环氧树脂/酚醛树脂(SA/EP/PF)复合材料,通过傅立叶变换红外光谱、比表面积、孔径及力学性能测试,研究了SA、EP对PF隔热性能、力学性能的影响。结果表明:环氧树脂嫁接到酚醛树脂分子中,可改善酚醛树脂的力学性能,当环氧树脂添加量为20%时,最大拉伸强度提高了66%,最大弯曲强度提高了62.5%;当SiO_(2)气凝胶添加比例为1%时,SiO_(2)气凝胶/环氧树脂/酚醛树脂复合材料的导热系数最小,低至0.3185W/(m·K),隔热性能相比酚醛树脂提升16.14%,为SiO_(2)气凝胶推广应用提供了理论依据。

干热地区不同居住区夏季室外热环境分析——以石河子市5个居住区为例

随着城镇化的快速发展,大规模的城市开发建设加剧了城市热岛效应,干热地区夏季城市热环境问题尤为突出,城市活力下降。为探究不同形态参数和建筑布局对干热地区居住区夏季室外热环境的影响,通过对石河子市五个典型居住区的热环境物理参数进行实测调研,运用控制变量法对比不同形态参数对居住区的影响,并采用多元回归分析的方法探究干热地区室外热环境的影响因素,以期为干热地区营造健康舒适的室外环境和街区设计提供借鉴和参考。

籼粳杂交稻变温-缓苏干燥工艺优化及蛋白结构研究

为提升稻谷干燥品质,本实验以籼粳杂交稻为对象,通过爆腰率、整精米率、能耗、干燥时间进行评价,结合单因素、响应面分析优化干燥工艺;同时采用差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱、荧光光谱等技术手段,探究了变温-缓苏干燥对籼粳杂交稻蛋白结构及热特性的影响。结果显示:变温-缓苏干燥(变温区间30~60℃)在升温温度5℃、风速1 m/s、缓苏比0.6条件下可使稻谷始终保持在玻璃态,干燥后的爆腰率和整精米率比恒温组(60℃)分别降低79.89%和提高39.54%。在此条件下稻谷蛋白质发生极性减弱、分子间聚集现象,提高了蛋白质热稳定性,α-螺旋含量由16.21%提升至17.64%;扫描电镜结果表明,变温-缓苏干燥未对蛋白质表面结构造成明显影响。实验探究并验证了杂交稻谷变温-缓苏干燥机制,为杂交稻谷高品质干燥研究提供了理论和实践参考。

水灰比对泡沫混凝土性能的影响研究

泡沫混凝土作为一种多孔材料被广泛应用于建筑中,其性能直接受内部气孔结构的影响,而水泥浆的性质是影响泡沫稳定存在的重要因素。为探究水灰比对泡沫混凝土性能的影响,该文配制了三种不同水灰比的水泥浆制备泡沫混凝土,并测量其干密度、抗压强度、导热率和吸水率,探究其性能与水灰比的关系。结果表明,随着水灰比减小,水泥含量增加,水泥粘度增加,泡沫混凝土密度逐渐增加,强度逐渐增加,导热率逐渐增大,吸水率逐渐减小。在合适的水灰比下,泡沫混凝土相比纯水泥浆密度降幅最大,达到41.76%;强度降幅最小,抗压强度达到9.8 MPa;导热率降幅达到最大,为0.212 W/m·K;吸水率达到21.5%。

铁尾砂泡沫混凝土的制备及性能

以铁尾砂为细骨料,采用不同掺量的铁尾砂取代天然砂制备目标密度为900 kg/m~3的铁尾砂泡沫混凝土试件,分析铁尾砂掺量对试件干燥收缩率、吸水率、导热系数、抗压强度、劈裂抗拉强度等性能的影响;并采用扫描电镜及图象分析软件分析试件的微观形貌。结果表明:铁尾砂掺量(质量分数)在0~40%范围内,随铁尾砂掺量的增加,泡沫混凝土的干燥收缩率和吸水率下降,导热系数略有增加;泡沫混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度呈先增后减的趋势,铁尾砂掺量20%时抗压和劈裂抗拉强度最高;掺入适量的铁尾砂可改善泡沫混凝土的孔结构,内部孔径趋向均匀,铁尾砂质量分数超过20%时泡沫混凝土的微观结构劣化,这也是导致其力学性能开始下降的原因。

强吸附预脱水对蒙脱石有机凝胶脱水能耗的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。蒙脱石有机凝胶是一种触变性凝胶,一般采用湿法工艺生产,需经喷雾干燥获得凝胶产品,但因喷雾干燥效率较低,能耗较高,干燥成本占生产成本的主要部分,进行降低脱水过程能耗的研究意义重大。论文提出了一种新型的低能耗预脱水工艺,预先在脱水池内充填比表面积大、吸水性能好的非金属矿物材料,然后将蒙脱石有机凝胶注入其中,充分搅拌,达到预脱水目的,再经喷雾干燥,得到高质量的有机凝胶产品。对预脱水流程设计专用工艺,并通过热量计算比较了经过预脱水过程及未经预脱水过程喷雾干燥的能量消耗。结果表明,经过预脱水工艺后比现有工艺节能约58%。

大豆分离蛋白制备过程中热处理及干燥方式对其热聚集行为和凝胶性能的影响

该研究以低温脱脂豆粕为原料,采用“碱溶酸沉”法收集大豆蛋白沉淀,对其进行分散、热处理和喷雾干燥或冷冻干燥制备获得大豆分离蛋白(SPI)。通过观察该产品的热聚集行为及其所成热致凝胶机械性能,考察热处理和干燥方式对所得产品凝胶性能的影响。结果表明,热处理使制得大豆分离蛋白多以聚集体的形式存在,导致其溶解性(pH值7.0)分别从79.9%和69.8%下降至35.2%和42.0%。相对于经过热处理制得的大豆分离蛋白,未经过热处理制得的大豆分离蛋白其差示扫描量热仪分析图存在78℃和98℃吸热峰;其分散液再次经历热处理后,分散液中蛋白的体积分数约从30%下降至20%,展现出进一步聚集并形成有序结构的趋势;对于质量分数为16%的喷雾干燥大豆分离蛋白(SD-SPI)和冷冻干燥大豆分离蛋白(FD-SPI)样品分散液所制备的凝胶,其断裂应力分别为10.80 kPa和12.50 kPa,显著高于对应HSD-SPI(经热处理)凝胶的3.69 kPa和HFD-SPI(经热处理)的4.36 kPa,但后两者硬度高于前两者。另一方面,干燥方式没有对所得大豆分离蛋白的凝胶性质产生显著的影响。可见,大豆分离蛋白制备过程中对大豆蛋白分散液进行升温热处理是影响所得蛋白产品溶解性、聚集行为和凝胶性能的关键步骤。寻找相应的替代工艺有望提高大豆分离蛋白的品质和功能特性,拓展其在食品工业尤其是植物基食品中的应用。

氧化物乏燃料锂热还原技术研究进展

以电解精炼为主流的干法后处理技术虽处于实验室研究阶段,但具有可处理最广泛的燃料种类以及反应体系稳定性更高等独特优势。在电解精炼步骤前需通过电还原或热还原将氧化物乏燃料还原为金属。热还原需要使用钙、锂和镁等作为还原剂。相比其他碱金属还原,锂热还原具有回收方法简单、所需温度适中以及设备要求较低等优点,在国内外已相继进行了各方面工艺条件以及理论的研究。调研了氧化物乏燃料锂热还原研究相关进展,对比了各国锂热还原工艺的特点,结合热力学数据分析了高温锂还原的相关机理,从动力学角度对反应的影响因素进行了讨论。总结了现有研究的不足,并对未来锂热还原的趋势进行了展望,为我国干法后处理中工艺流程的研究提供参考。

氧化石墨烯掺杂二氧化硅气凝胶的特性研究

为满足高温防护需求,快速制备高强度、低导热系数的气凝胶成为一项重要的科学挑战。采用超临界干燥法,成功通过掺杂氧化石墨烯(GO)的方式,改善了二氧化硅气凝胶的性能。通过电子显微镜观察发现,GO均匀地镶嵌在气凝胶基体中,形成了有效的支撑骨架,显著增强了气凝胶的强度。傅立叶变换红外光谱分析表明,GO与二氧化硅气凝胶之间仅存在物理结合,并未形成明显的化学键。通过氮吸附/解吸测量发现,GO/SiO_(2)气凝胶的比表面积和孔径可以通过调整GO的用量进行可控调节。实验结果显示,当GO含量为质量分数0.5%,1%和2%时,GO/SiO_(2)气凝胶的比表面积分别为895,1294和997 m^(2)/g,与未掺杂的SiO_(2)气凝胶(852 m^(2)/g)相比有所增加。由于GO的加入,GO/SiO_(2)气凝胶的密度(0.07 g/cm^(3))略高于纯SiO_(2)气凝胶(0.06 g/cm^(3)),为其提供了更高的强度和承载能力。此外,GO/SiO_(2)气凝胶的导热系数为0.0176~0.0204 W/(m·K),低于纯SiO_(2)气凝胶(0.0221 W/(m·K))。该研究为SiO_(2)气凝胶在实际应用中的推广和应用提供了新思路。

微孔白云石加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响

以白云石为原料,采用二步煅烧法制备的致密镁钙砂是镁钙质中间包干式料常用的耐火原料。然而二步煅烧法工艺复杂,资源耗费大,且致密镁钙砂不利于中间包干式料隔热性能的提升。以一步煅烧法(1400℃保温3 h)制备的微孔白云石和电熔镁砂为主要原料,分别于1100、1550℃热处理后制备了镁钙质干式料试样,研究了微孔白云石加入量(质量分数分别为0、15%、30%、45%和60%)对试样性能的影响。结果表明:随着微孔白云石加入量的增加,1100℃热处理后试样的线收缩率和体积密度呈减小趋势,常温耐压强度先增大后减小;1550℃热处理后试样的线收缩率先减小后显著增大,显气孔率增加,热导率大幅降低,但常温耐压强度和抗渣性能降低。当微孔白云石加入量为60%(w)时,1550℃热处理后试样在800℃下的热导率为2.410 W·m^(-1)·K^(-1),与传统镁质干式料相比下降了51.9%,同时常温耐压强度为26.0 MPa,在力学性能略微降低的情况下表现出优异的隔热性能。

干热环境下钢纤维-水泥基材料增强增韧效果影响研究

为了研究干热环境下钢纤维对水泥基材料的增强增韧效果,以高地温隧道干热环境为背景,通过调研将隧道的围岩温度分为4个等级(40℃、60℃、80℃和100℃)并设置相应的模拟环境,通过力学性能试验研究不同干热环境对水泥砂浆强度、钢纤维与水泥砂浆界面黏结性和钢纤维拔出功的影响,分析干热环境的劣化机理,最后通过钢纤维混凝土断裂性能试验进行对比验证。主要得到结论:(1)干热环境在早期有利于水泥砂浆抗压强度及钢纤维与水泥砂浆界面黏结强度的增长。7 d龄期以后,干热环境下水泥砂浆抗压强度及钢纤维与水泥砂浆界面黏结强度明显低于标准养护环境,下降的程度与温度呈正相关。(2)干热环境下的钢纤维-水泥砂浆的拔出功大于标准养护条件下的拔出功,表明干热环境可以提高钢纤维的增韧效果,但是温度过高钢纤维的增韧效果下降。(3)随着温度的升高钢纤维-混凝土试件的断裂能均呈现先增大后减小的趋势,且断裂能在60℃时出现最大值。

高含水油泥热干化处理设备研究与应用进展

高含水油泥为稳定的多相乳化体系,其脱水干化处理是后续处理处置的瓶颈。本文概述了高含水油泥的来源、组成和特点,总结了油泥热干化处理设备的研究与应用情况,对比了不同热干化设备的优缺点,分析了油泥热干化过程中存在的主要问题及原因并提出了相应的解决方法,指出破乳除油和调质预处理是降低油泥含油率、将大分子有机物小分子化的主要手段,并比较了各种破乳除油和调质预处理方法的优缺点及适应性,展望了今后热干化技术及设备的研究方向和发展趋势。

超临界二氧化碳螺旋槽干气密封热流耦合润滑临界阻塞特性研究

在密封稳定运行的前提下,促成密封端面出口形成阻塞流动以提升气膜开启力、降低端面泄漏不失为干气密封性能优化的有效途径。以超临界二氧化碳(CO_(2))螺旋槽干气密封为研究对象,综合考虑实际气体、离心惯性、湍流和阻塞流效应,采用有限差分法耦合求解压力和温度控制方程,定性研究了热流耦合润滑下的临界阻塞特性(临界阻塞进口压力po_(cir)、临界阻塞转速N_cir、临界阻塞膜厚h0_cir和阻塞临界失稳膜厚hsc)。结果表明:等温流动和绝热流动模型下超临界CO_(2)干气密封端面间隙出口均存在阻塞发生工况区间,进口压力、膜厚、转速对应的阻塞发生区间分别为po>po_(cir)、h0_cir<h0<hsc和N<N_cir;转速升高可以对临界阻塞进口压力和临界阻塞膜厚产生持续增强作用,增大膜厚则会导致临界阻塞压力降低、临界阻塞转速上升,高压进口将使阻塞零刚度对应的膜厚(阻塞临界失稳膜厚hsc)下行;相较于等温流动假设,气膜热效应对超临界CO_(2)干气密封临界阻塞特性参数的影响程度较为显著,且影响规律各有不同。

基于机械干态颗粒涂层技术制备cBN@TiN粉体

采用机械干态颗粒涂层技术分别制备了cBN@TiO_(2)(TiO_(2)包覆立方氮化硼)粉体和cBN@(TiO_(2)+C)(TiO_(2)+碳包覆立方氮化硼)粉体,然后在1600℃、N_(2)气氛下进行高温热处理制备cBN@TiN(TiN包覆立方氮化硼)粉体,研究了高温热处理前后粉体的物相组成与微观形貌以及高温反应机理。结果表明:机械干态颗粒涂层技术可以使纳米TiO_(2)和纳米TiO_(2)+C颗粒均匀包裹在cBN颗粒表面。在高温热处理过程中,TiO_(2)与cBN反应生成液相B_(2)O_(3),促进了cBN相变成六方氮化硼(hBN),cBN的高温稳定性差,以cBN@TiO_(2)为原料制备的cBN@TiN粉体颗粒表面形成由TiN相和hBN相组成的片状结构层;当存在碳时,TiO_(2)会优先与碳发生还原反应生成TiN,抑制B_(2)O_(3)的生成,从而降低cBN相变量,此时cBN的高温稳定性好,以cBN@(TiO_(2)+C)为原料制备的cBN@TiN粉体颗粒表面形成主要为TiN相的颗粒结构层。

离心工艺对溶解浆角质化特征的影响

离心分离是借助离心力,使比重不同的物质进行分离的方法,因具有高效、易操作等优势,成为木质纤维研究中组分分离的常用方法。基于此,围绕离心对溶解浆纤维角质化特性的影响展开研究,探讨了离心时间对溶解浆纤维特性及其角质化特性(保水值、孔隙特性、结晶度和微观形貌)的影响,发现离心过程对纤维特性的影响是多维度的。随离心时间的增加,当7000 g离心力在离心20 min时,纤维保水值78.4%、平均孔径15.79 nm、结晶度81.95%,纤维性能等指标达到最高,纤维表面细小纤维基本消失;离心30 min时,纤维杨氏模量1.63 GPa、硬度137.33 MPa,力学指标达到最高。样品经过干燥后,达到一定离心时间的溶解浆纤维的保水值、孔隙特性、结晶度和微观形貌等变化不大,但发现离心作用可能促进纤维再结晶,但是降低了角质化程度。