兰炭灰固碳对复合相变储热材料性能的影响

为推动“双碳”战略,促进工业固废兰炭灰的低成本消纳,开发新型绿色低碳复合材料,提出在已有的兰炭灰/硝酸钠复合相变储热材料基础上,利用兰炭灰进行碳捕捉。对固碳前、后兰炭灰及复合相变储热材料的性能进行研究。结果表明:兰炭灰碳捕集的最佳条件为气体组分20%CO_(2)/80%N_(2)、通气时间40 min、加热温度650℃;在最佳实验条件下,兰炭灰的固碳率达到29.27%,所制得的复合相变储热材料固碳兰炭灰/NaNO_(3)的最佳质量比为5:5,在100~380℃储热密度达到288.65 J/g,拥有更好的机械性能、热稳定性及化学相容性。固碳兰炭灰作为骨架材料制备复合相变储热材料具有较好的可行性,为工业固废兰炭灰的资源化利用和碳排放处理提供了新的途径。

废旧发泡混凝土定型相变材料制备及热性能研究

为规模化消纳城市固体废弃物,降低废旧发泡混凝土大量堆积对城市生态环境的破坏。提出以废旧发泡混凝土作为骨架材料,对其进行预烧结处理,以Na_(2)CO_(3)为相变材料制备定型相变材料。结果表明:废旧发泡混凝土可以负载质量分数为45%的Na_(2)CO_(3);差示扫描量热法(DSC)测得该定型相变材料的熔化潜热为126.7 J/g;X射线衍射法(XRD)和傅里叶变换红外法(FT-IR)表明,骨架材料和相变材料之间有良好的化学相容性;激光导热分析法(LFA)测得该定型相变材料的导热系数最大为0.24 W/(m·K)。

低温碳化过程PAN氧化纤维骨架结构转变

为实现PAN纤维在低温碳化过程的结构调控,利用核磁共振碳谱(13C-NMR)研究了PAN预氧化纤维在500～800℃的低温碳化过程中骨架结构的演变.结果表明:在低温碳化过程中,随着碳化温度的升高,预氧化纤维骨架结构中饱和的CH、CH2和C O结构逐渐消失,共轭—HC C<和>C N—逐渐减小,共轭>C C<逐渐增加,纤维形成多层多环芳香结构;多环芳香结构平均层数与碳化温度密切相关,经500、600、700、800℃碳化处理后,纤维骨架结构中多环芳香结构平均层数分别达到1.29、2.17、2.81和3.42;在较低碳化温度(500℃),多环芳香结构平均层数随碳化处理时间延长增加不明显,在较高碳化温度(700℃),多环芳香结构平均层数随碳化处理时间呈线性增加.

废旧混凝土基定型相变储热材料的储热研究

热能存储(TES)技术中的骨架材料需要采集或合成,对环境造成破坏,为早日实现碳中和、碳达峰目标,同时规模化消纳城市固体废弃物,避免废旧混凝土大量堆积,以废旧混凝土为骨架材料制备定型相变储热材料。利用X射线衍射法(XRD)分析定型相变储热材料的化学相容性,扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和激光闪射法表征定型相变储热材料的微观结构、导热性能、储热性能。试验结果显示,定型相变储热材料中的硝酸盐质量分数为50%时成型效果最佳且具有良好化学相容性,其潜热为31 kJ/kg;在100~400℃范围内,储热密度为505.90 kJ/kg;导热系数为0.12 W/(m·K)。综上可得出废弃混凝土作为骨架材料是可行的。

骨架结构对固液相变蓄热性能影响的LBM研究

固液相变材料通过潜热的形式存储能量,被大规模应用于热能存储领域,然而传统相变材料的热导率普遍较小,添加高热导率的多孔骨架可以提高蓄热性能。为了探究骨架结构对蓄热性能的影响,本工作采用基于焓法的格子Boltzmann双分布模型,在孔隙尺度上研究了骨架孔隙率和方向生长概率对熔化过程的影响,提出了无量纲蓄热功率作为评价参数。结果表明:随着孔隙率的降低,复合材料的熔化速率加快,无量纲蓄热功率增大。当孔隙率处于0.80以下时,无量纲蓄热功率较纯相变材料得到提高。选择合适的方向生长概率可以有效改善换热速率。主生长方向为1,3方向的骨架所需完全熔化时间较均匀骨架时缩短13.9%。本工作为多孔骨架复合相变材料的设计和应用提供了理论依据和数据参考。

复合受扭实腹式型钢混凝土柱恢复力模型研究

为研究复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的恢复力模型,考虑扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,完成了9个实腹式型钢混凝土柱的拟静力加载试验,获取了扭矩-扭转角骨架曲线和滞回曲线,分析了扭弯比、轴压比和剪跨比等试验变化参数对其扭转滞回性能的影响。基于试验扭转骨架曲线和滞回曲线,提出以屈服点、峰值点和破坏点为特征点的三折线骨架曲线模型,同时对滞回规则进行简化,建立实腹式型钢混凝土柱复合受扭恢复力模型。结果表明:随着扭弯比的增大,试件破坏形态由弯曲破坏为主转为扭转破坏为主;扭弯比对实腹式型钢混凝土柱的抗扭承载力影响最大;在扭转骨架曲线特征参数计算时考虑了扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,计算结果与实测结果吻合较好。提出的考虑卸载刚度退化影响的扭转恢复力模型,能较好地预测复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的扭转滞回曲线,可为此类结构在压弯剪复合受扭作用下的弹塑性地震分析提供参考。

Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料制备与性能

为循环利用工业固体废弃物,降低储热系统成本,以工业固废电石渣替代传统骨架材料,采用冷压烧结法创新制备7种不同配比的Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料,利用差示扫描量热法、恒速增压法、电子显微法、高温热冲击法、X射线衍射法、红外吸收光谱法等方法研究其储热性能、力学性能、微观结构、热循环稳定性和化学兼容性。结果表明,电石渣与碳酸钠结合可形成性能优异的复合相变储热材料;电石渣与碳酸钠质量比为52.5∶47.5时制备的复合相变储热材料(NC5)综合性能最佳,储热密度在100~900℃内达到993 J/g,抗压强度达到22.02 MPa,最高导热系数为0.62 W/(m·K);样品NC5中不同组分均匀分布,组分间具有良好的兼容性;样品NC5经100次加热/冷却循环后仍具有优异的储热性能,可为固废资源化利用和低成本储热材料研发提供技术支持。

饱和孔隙弹性介质中的Rayleigh波及一维动力学问题

本文依饱和孔隙介质动力学的基本方程组,对Rayleigh波在二相介质中的传播及一维土层动力学问题进行了探讨。数值计算表明:Rayleigh波速度在饱和孔隙弹性介质中大大小于在非饱和弹性介质中传播的速度;一维土层地面位移对有惯性力作用(a≠0)与忽略惯性力作用(a=0)也有很大差异。并对一维土层在阶梯形加载、脉冲式加载、正弦加载状态进行求解,为在实践中定性估计地基由于这类荷载作用产生的运动性态提供参考。

碳捕捉对电石渣-钢渣复合相变储热材料性能的影响

为资源化利用工业固废,降低储热系统成本,选取电石渣和钢渣1∶1混合进行CO_(2)捕集和封存,将封存CO_(2)的电石渣-钢渣混合材料作为骨架材料制备7种不同配比的NaNO_(3)/固碳电石渣-钢渣复合相变储热材料。通过热重分析法探究电石渣-钢渣混合材料的固碳性能,利用差示扫描量热法、高温热冲击法、X射线衍射法、电子显微法表征其储热性能、热循环稳定性、化学相容性和微观结构。结果表明,电石渣-钢渣混合材料的固碳率为24.48%;最佳热性能样品CC-SC4中NaNO_(3)、电石渣和钢渣的质量比为2∶1∶1,100~400℃工作温度内储热密度达到444.2 J/g,热导率为1.057 W/(m·K),各组分间具有良好的化学相容性;样品CC-SC4经历1440次加热/冷却循环后仍具有优异的储热性能。

饱和多孔弹性Timoshenko梁动力响应的广义多辛数值实现

采用广义多辛数值算法研究不可压饱和多孔弹性Timoshenko梁的流固耦合动力响应特性,构造梁动力响应方程的广义多辛形式,给出其Preissmann Box离散格式及各种广义多辛局部守恒律误差离散格式。数值模拟两端可渗透多孔弹性Timoshenko悬臂梁的动力响应过程,并分析其动力响应特性。发现两相耦合作用系数增大,梁各横截面的孔隙流体压力等效力偶、固相挠度和固相有效应力达到稳态值所需的时间缩短;梁长细比增大,所需时间加长,且挠度稳态值越接近相应经典单相弹性Euler-Bernoulli梁的静挠度值;随时间的推移,梁固相骨架承担所有外荷载,孔隙流体压力等效力偶最终将为零。表征耗散效应的参数取值减小,各种广义多辛数值误差的数量级也减小。

基于LBM研究骨架对相变材料融化蓄热的影响

相变储能材料的导热系数低已成为限制其应用的主要问题,在相变材料中添加高导热的固体骨架是解决这一问题行之有效的方法。文章采用三周期极小曲面方法生成固体骨架及描述糊状区的两区域模型,基于格子玻尔兹曼方法(LBM),从孔隙尺度分析了相变材料内填充高导热系数的固体骨架固液相变融化蓄热的变化规律。结果表明:生成的骨架能有效地预测复合相变材料的融化蓄热过程;相变材料的融化蓄热速率与其自然对流强度和有效导热系数有关,对于纯相变材料的融化过程,无量纲参数瑞利数越大自然对流越强,其融化速率越快;当骨架和相变材料导热系数比为10、50、100条件下,融化时间分别缩短了12%、28%、31%;多孔介质骨架孔隙率越低,复合相变材料的有效导热系数就越高,其融化蓄热速率也越高。

基于流固耦合的骨架膜结构优化

为了实现骨架膜结构的优化设计,基于ANSYS平台考虑了膜结构在风荷载作用下的结构变形对建筑表面风压分布的影响,采用双向流固弱耦合的方法对某低矮类膜建筑在不同风向角下的定常风场特性与其围护骨架膜结构的风致结构受力进行了研究,并以此为依据采用响应面法对骨架膜结构中各杆件的截面尺寸进行了优化.结果表明:仿真所得建筑表面风压分布与同类模型风压实测数据、风洞试验数据以及国家相应规范吻合较好;不同风向角下骨架膜结构的受力状态不同,其中90°风向为该结构的最不利工况;采用响应面法得到了该骨架膜结构中各杆件的截面尺寸对结构受力的影响关系,并将该结构整体质量降低了14.73%.

梯度骨架对固液相变蓄热特性影响研究

在相变材料中添加高导热率的金属骨架可以缩短固液相变过程的融化时间,提高相变蓄热系统的平均蓄热速率。文章建立了二维含梯度骨架固液相变模型,利用有限元分析法对相变过程进行数值模拟,探讨方腔内填充不同梯度金属骨架结构对固液相变蓄热特性的影响。结果表明:与不填充金属骨架的纯石蜡固液相变过程相比,填充金属骨架后,传热方式以金属骨架的导热为主;在不同的骨架数量条件下,均为正梯度骨架结构的完全融化时间最短、平均蓄热速率最快,且骨架数量越多、孔隙率越小,正梯度骨架结构的平均蓄热速率越大;由于正梯度骨架结构强化了远离加热源测相变材料的换热过程,因此对相变换热过程的强化效果最好。

日光温室前屋面支撑位置对实腹式骨架安全性的影响

为掌握日光温室前屋面支撑点设置位置对骨架结构安全性的影响规律,获得最佳支撑点位置设置区域,该研究以北京地区为例,选取8、9、10 m三种常见跨度的日光温室为研究对象,依据相关设计规范提出了3种跨度日光温室的建筑剖面并确定了荷载作用形式。假定在日光温室前屋面骨架设置一个支撑点,并且支撑点位置可以沿着前屋面骨架以每隔一段相对固定的距离(约为50 cm)进行变化,运用MIDAS-Gen软件分别计算对应的49种支撑工况、255种荷载组合下温室前屋面骨架的宽厚比、挠度和应力比系数等强度及稳定性指标。计算发现,在不同支撑工况和荷载组合下,分别选取70mm×50mm×2.0 mm、80 mm×60 mm×2.0 mm、90 mm×60 mm×2.0 mm作为8、9、10 m跨日光温室的实腹式主拱架截面,对应的拱杆宽厚比为33、38、43,挠度值最大为15.13、14.69、18.5mm,均满足规范要求。温室前屋面支撑点位置变化对骨架安全性产生显著的影响,挠度变形、应力比系数随支撑点位置的变化规律均呈现出"孤峰型"曲线特征,且3种跨度温室的曲线规律基本一致,在峰值附近是最佳的支撑设置区域,其中8、9、10 m跨日光温室相对于前屋面投影的最佳相对支撑位置分别为51%、72%和71%,在此位置区域内增加支撑可降低日光温室拱杆应力,减小挠度值。研究结果可为指导日光温室应急防灾、实腹式骨架系统研发等提供参考。

基于孔隙尺度的多孔骨架对固液相变的影响

相变储能材料中加入多孔介质骨架,可以有效地改善相变材料导热系数,增强其结构稳定性,防止相变材料泄漏,促进相变材料在电池热管理、太阳能发电等众多领域的应用。文章采用四参数法生成随机多孔介质骨架,并导入到固液相变两区域模型中,基于格子玻尔兹曼方法,从孔隙尺度分析了无量纲瑞利数(Ra数)、普朗特数(Pr数)、斯蒂芬数(Ste数)对方腔内填充多孔介质骨架固液相变融化传热的变化规律。结果表明:在相变期间传热方式由导热为主向自然对流传热改变,糊状区逐渐发生弯曲;Ra数越大自然对流越强,在达到准稳态阶段时融化率和热壁面平均Nu数都越大;Ste数越小,热壁面平均Nu数越大,相变材料融化速率越慢;在低Pr数(Pr<0.1)下,随着Pr数的增加,相变材料的融化速度逐渐增加,但Pr数增加到一定程度(Pr=0.1),继续增加Pr数,当达到准稳态阶段时,相变材料融化率不再发生变化。

ZIF-8派生含氮多孔碳作为吸附剂固相萃取茶叶样品中6种痕量金属离子

以金属有机骨架化合物(ZIF-8)派生含氮纳米多孔碳(ZIF-8-NC)为固相萃取吸附剂,建立了火焰原子吸收光谱法测定茶叶样品中痕量Cu^(2+)、Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(3+)、Ni^(2+)、Co^(2+)的分析方法。ZIF-8-NC具有较大的比表面积(1239.8 m^2/g),既存在微孔又存在介孔,且材料表面存在可与金属离子配位的含氮基团,所以此材料对金属离子有很好的吸附性能。对影响金属离子富集效率的主要因素,如配位剂的种类、样品溶液pH值、样品体积、解吸剂种类、解吸剂体积等进行了优化。在优化条件下,6种金属离子的检出限为0.05~0.07μg/kg,线性相关系数在0.9988~0.9993范围内。各金属离子的加标回收率为76.8%~101%,RSD在5.9%~11.3%之间。本方法适用于复杂基质样品中金属离子的测定,具有操作简便、灵敏度高和环境友好的特点。

《黄帝内经》中运动养生的秘密

探讨《黄帝内经》与运动养生的秘密,独辟蹊径,从《黄帝内经》中阴阳气机的变化规律,结合脏腑功能及筋脉骨肉特点,与运动养生的内容相结合,从中找出二者的关键联系,发现内经对运动养生的指导作用,进而通过运动养生来调理阴阳,达到《黄帝内经》中"真人"的养生状态。

三维多孔陶瓷骨架增强的复合电解质

全固态锂电池在安全性和能量密度上都表现出极大的优势,因而在储能领域备受关注.有机-无机复合电解质结合了刚性无机陶瓷电解质优异的室温离子电导率和柔性有机聚合物电解质良好的可弯曲性,被认为是全固态锂电池最理想的电解质材料之一.然而,传统制备方法所使用的零维或一维无机填料具有团聚趋向且填料之间被聚合物相隔离,无法形成快速而连续的锂离子传输通道,旨在通过增加无机填料含量来提升复合电解质综合性能的方法难见成效.三维多孔陶瓷骨架因具有连续的锂离子快速传导网络,且其自支撑结构能够防止无机颗粒的团聚,近年来作为无机填料被越来越广泛地应用于复合电解质中.针对此,本文首先详细阐释了三维多孔陶瓷骨架对复合电解质电导率提升的机理,综述了近年来的相关研究结果,证实了三维多孔陶瓷骨架对复合电解质电导率和热稳定性的有利作用,然后对三维多孔陶瓷骨架不同的制备方法进行总结,为寻找更优的合成方法提供基础,最后探讨三维多孔陶瓷骨架的优化方向,在已有研究的基础上提出可行的改善策略.

污水脱氮除磷中缓释碳源材料的研究进展

如今,城市污水的碳氮、碳磷质量比持续下降,在低C/N污水的处理过程中,生物处理工艺的反硝化阶段存在着碳源的竞争,而投加外加碳源是一种常见的提高脱氮除磷效率的手段,目前的缓释碳源主要分为两大类:一类是传统的液体碳源;另一类为新型碳源。综述了各类缓释碳源的优缺点和研究现状,以及在脱氮除磷工艺中实际应用存在的问题。

基于LBM的多孔骨架热物性对固液相变的影响研究

对不同物性骨架对固液相变过程的影响研究可为中低温相变储能技术的应用和发展奠定理论基础。文章基于格子玻尔兹曼方法(LBM),采用两区域焓—多孔介质模型研究了方腔内无填充多孔介质骨架固液相变过程,从孔隙尺度分析了相变过程的流动和传热机理,探讨了方腔内填充不同导热系数的骨架对于相变过程的影响。结果表明:在无填充多孔介质骨架方腔内固液相变过程中传热方式由热传导逐渐向自然对流换热转变,形成向右倾斜的糊状区;它的存在导致相变材料不能完全融化,且在方腔的左侧壁面处存在上窄下宽的固相相变材料;在填充多孔介质骨架方腔内,融化的初始阶段,高导热系数多孔骨架的相变材料融化速率较大,对相变换热起到了明显的促进作用,而当相变过程发展至准稳态阶段,受到右壁面处的低温影响和糊状区的综合作用,相变过程受到明显的抑制,且骨架的导热系数越大,其融化率越低。