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超亲气泡沫铜纳米线电极电化学还原CO_(2)性能
1
作者 王凯 叶丁丁 +3 位作者 朱恂 杨扬 陈蓉 廖强 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1232-1240,共9页
利用可再生电能进行电化学还原CO_(2)被认为是一种有前景的储能和减排技术,但在阴极发生析氢副反应,将降低电化学还原CO_(2)的性能。采用泡沫铜为基底制备铜纳米线电极扩展电极的电化学活性面积,然后通过十七氟癸基三甲基硅烷对电极进... 利用可再生电能进行电化学还原CO_(2)被认为是一种有前景的储能和减排技术,但在阴极发生析氢副反应,将降低电化学还原CO_(2)的性能。采用泡沫铜为基底制备铜纳米线电极扩展电极的电化学活性面积,然后通过十七氟癸基三甲基硅烷对电极进行亲气处理,使电极表面从疏气状态变为超亲气状态,从而强化气相反应物CO_(2)传质,增加反应三相接触线,提高电极的电化学还原CO_(2)性能。实验结果表明:与未亲气处理的泡沫铜纳米线电极相比,所制备的超亲气泡沫铜纳米线电极虽然具有较小的电化学活性面积,但其超亲气的特性更有利于CO_(2)的传质,抑制了电解液中氢离子的传输,有效削弱了析氢副反应的发生。在电解电位为-1.5V(vs.Ag/AgCl)时,H_(2)法拉第效率降低了17.7%,电化学还原CO_(2)性能提升。 展开更多
关键词 电化学 还原 二氧化碳 铜纳米线 超亲气 传质
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缩口T型微通道内纳米流体吸收CO_(2)的流动与传质研究
2
作者 赵若晗 黄蒙蒙 +3 位作者 朱春英 付涛涛 高习群 马友光 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期221-230,共10页
构建了一种气相缩口的T型微通道,研究了二氧化硅(SiO_(2))纳米流体吸收CO_(2)过程的气液两相流动与传质性能。在实验范围内,观察到了泡状流、串珠流、紧密弹状流和弹状-环状流。随着气相流速的增加,泡状流的气泡生成频率f和比表面积a快... 构建了一种气相缩口的T型微通道,研究了二氧化硅(SiO_(2))纳米流体吸收CO_(2)过程的气液两相流动与传质性能。在实验范围内,观察到了泡状流、串珠流、紧密弹状流和弹状-环状流。随着气相流速的增加,泡状流的气泡生成频率f和比表面积a快速增大,串珠流的f和a变化很小,紧密弹状流的f和a逐渐减小。随着连续相和分散相流速的增大以及纳米颗粒浓度的升高,液侧体积传质系数均表现出增大的趋势。与等宽T型通道相比,缩口T型微通道的最大比表面积增幅达29.6%。结果表明气相入口的缩径效应可有效提高气液两相流的传质面积,有利于气液传质性能的改善和提高。 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 纳米流体 微通道 传质 过程强化
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亚毫米气泡和常规尺寸气泡气液两相流流动与传质特性对比
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作者 崔怡洲 李成祥 +4 位作者 翟霖晓 刘束玉 石孝刚 高金森 蓝兴英 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期197-210,F0004,共15页
通过实验和数值模拟系统研究了亚毫米气泡鼓泡塔与常规鼓泡塔在流动和传质特性上的区别,并建立了适用于亚毫米气泡气液两相流流动和传质过程的数值模拟方法。研究结果表明,相比常规鼓泡塔,相同操作条件下亚毫米气泡鼓泡塔的气泡尺寸分... 通过实验和数值模拟系统研究了亚毫米气泡鼓泡塔与常规鼓泡塔在流动和传质特性上的区别,并建立了适用于亚毫米气泡气液两相流流动和传质过程的数值模拟方法。研究结果表明,相比常规鼓泡塔,相同操作条件下亚毫米气泡鼓泡塔的气泡尺寸分布更窄,平均尺寸降至前者3%左右,气含率提高2倍以上,比表面积提高2个数量级。另外亚毫米气泡气液两相流中气液径向分布更均匀,轴向返混程度更小。亚毫米气泡鼓泡塔的相界面积是强化传质的关键控制因素,其液相传质系数虽低于常规鼓泡塔,但依靠巨大的相界面积,其体积传质系数是常规鼓泡塔的10倍左右。针对大规模鼓泡塔反应器的模拟结果也表明,亚毫米气泡可使反应器达到更均匀的气含率分布,受初始气液分布的影响小。 展开更多
关键词 亚毫米气泡 鼓泡塔 气液两相流 传质 数值模拟 过程强化
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CO_(2)吸收过程中气相分压对Rayleigh对流传质特性的影响
4
作者 张瑞凯 张会书 +1 位作者 郑龙云 曾爱武 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期913-924,共12页
界面浓度梯度导致的Rayleigh对流现象能够显著提高CO_(2)吸收过程的传质速率,然而目前该过程的传质强化机制尚未清晰。为探究Rayleigh对流传质过程的强化机制,本文以水吸收CO_(2)过程为研究对象,基于粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧... 界面浓度梯度导致的Rayleigh对流现象能够显著提高CO_(2)吸收过程的传质速率,然而目前该过程的传质强化机制尚未清晰。为探究Rayleigh对流传质过程的强化机制,本文以水吸收CO_(2)过程为研究对象,基于粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧光技术(LIF)实现了不同气相CO_(2)分压条件下界面对流的可视化与定量测量。实验发现,界面平均浓度在对流发生的临界时刻会瞬间下降并在有序的自组织结构形成后上升,最终的界面平均浓度会随着气相CO_(2)分压减小而减小;对流发生后,系统传质能力的提高分为两个阶段,涡量场在有序的自组织结构形成前起主导作用,有序的自组织结构形成后,系统传质能力的提高则是由涡量场与界面浓度共同作用的结果;有序的自组织结构形成后,不同系统的平均瞬时传质系数与平均涡量具有很强的相关性,表明浓度场与速度场相互作用形成的涡量场在对流传质强化过程中发挥着重要作用。 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 Rayleigh对流 传质 激光诱导荧光 粒子图像测速
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反向传播神经网络用于预测离子液体的自扩散系数
5
作者 肖拥君 时兆翀 +3 位作者 万仁 宋璠 彭昌军 刘洪来 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期429-438,共10页
以片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得的电荷密度分布片段面积(S_(σ))和空穴体积(VCOSMO)为结构描述符,采用反向传播神经网络构建了可用于预测离子液体中阴阳离子自扩散系数的定量结构-性质关系(QSPR)模型——BP-ANN模型。考... 以片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得的电荷密度分布片段面积(S_(σ))和空穴体积(VCOSMO)为结构描述符,采用反向传播神经网络构建了可用于预测离子液体中阴阳离子自扩散系数的定量结构-性质关系(QSPR)模型——BP-ANN模型。考察了模型的适用范围与预测能力,并与线性回归得到的QSPR模型(模型I)进行了比较。发现BP-ANN模型适用的离子液体种类较广,模型在阳离子自扩散系数训练集、验证集与测试集中的决定系数R2均大于0.99,在阴离子的三个子集中的R2均大于0.98。阳离子与阴离子预测的平均绝对相对误差分别为2.8%和3.7%。线性回归的QSPR模型对应的值分别为14.54%和14.57%,即BP-ANN模型的预测效果要明显优于基于线性回归建立的模型。 展开更多
关键词 神经网络 定量构效关系 离子液体 自扩散系数 预测
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咪唑类离子液体([Bmim][Tf_(2)N])吸收焦油CFD模拟探索
6
作者 张妮 李淡然 陈海军 《当代化工》 CAS 2024年第2期444-449,455,共7页
离子液体是一种新型的绿色溶剂,在吸收领域展现出特有的优势。前期研究表明,咪唑类离子液体([Bmim][Tf_(2)N])对焦油的脱除率可达98%,高于相同条件下的硅油溶剂。但对于焦油-离子液体体系,吸收塔传质规律的研究比较少见。利用吸收塔CFD... 离子液体是一种新型的绿色溶剂,在吸收领域展现出特有的优势。前期研究表明,咪唑类离子液体([Bmim][Tf_(2)N])对焦油的脱除率可达98%,高于相同条件下的硅油溶剂。但对于焦油-离子液体体系,吸收塔传质规律的研究比较少见。利用吸收塔CFD模型,模拟离子液体吸收焦油模拟物,探究液气比、塔结构参数对塔内气液分布规律和传质特性的影响。模拟结果表明:增加液气比可提高焦油的吸收效果,液气比至0.6 L·m^(-3)后增速放缓,为最小液气比的2.2倍时,脱除率均达95%;增加填料调控孔隙率为0.6~0.8,可提高传质效率;喷嘴角度对苯酚和萘的影响更明显,过大或过小会导致传质恶化;液滴直径过大会降低塔内空间利用率,过小不利于气流稳定,较合适的液滴直径为2 mm。 展开更多
关键词 焦油 离子液体 吸收 传质
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微通道萃取技术的研究进展
7
作者 齐亚兵 贾宏磊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期143-150,共8页
与传统的萃取器相比,微通道萃取器的表、界面效应更加明显,过程可控性更强;两相接触的相界面积更大,萃取过程达到相平衡所需的时间更短,萃取效率更高;设备高度集成,放大效应小,安全性更高。鉴于微通道反应器的诸多优点,近年来其在萃取... 与传统的萃取器相比,微通道萃取器的表、界面效应更加明显,过程可控性更强;两相接触的相界面积更大,萃取过程达到相平衡所需的时间更短,萃取效率更高;设备高度集成,放大效应小,安全性更高。鉴于微通道反应器的诸多优点,近年来其在萃取领域引起了学者的广泛关注。本文介绍了微通道反应器的微混合构件类型及微通道内流体流型,综述了微通道萃取技术的研究进展,分析了微通道萃取技术存在的问题,展望了微通道萃取技术的发展方向,以期为相关学者的后续研究工作提供方向和指引。 展开更多
关键词 微通道 多相流 微混合 微流动 微萃取
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基于Maxwell-Stefan方程的一维稳态多分量气体扩散模拟
8
作者 赵玉英 《全面腐蚀控制》 2024年第3期24-26,共3页
多组分扩散问题是个随机问题。大型反应器进行末端产品分离时,经常会遇到多组分扩散问题。如果这些组分处于稳态,那么我们可以从一维角度利用Maxwell-Stefan方程研究多组成分的分离问题。本文模拟了Stefan管内的一维稳态多分量气体扩散... 多组分扩散问题是个随机问题。大型反应器进行末端产品分离时,经常会遇到多组分扩散问题。如果这些组分处于稳态,那么我们可以从一维角度利用Maxwell-Stefan方程研究多组成分的分离问题。本文模拟了Stefan管内的一维稳态多分量气体扩散,得到了一些结论。为甲醇制汽油化工过程中原料含空气量太高而造成催化剂中毒这一问题的研究提供了支持。 展开更多
关键词 多气体扩散 稳态 MAXWELL-STEFAN方程
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微波合成MOF-808及其水蒸气捕集特性 被引量：1
9
作者 陈飞 丁玉栋 +3 位作者 马丽娇 朱恂 程旻 廖强 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期6461-6468,共8页
金属有机骨架(MOFs)作为新型多孔材料,在干燥领域极具应用前景。本研究提供了一种MOF-808微波加热快速合成法,合成温度为140℃,甲酸浓度12.83mol/L。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、物理吸附仪等对MOF-808的样品组成、结构、... 金属有机骨架(MOFs)作为新型多孔材料,在干燥领域极具应用前景。本研究提供了一种MOF-808微波加热快速合成法,合成温度为140℃,甲酸浓度12.83mol/L。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、物理吸附仪等对MOF-808的样品组成、结构、比表面积以及形貌等进行表征分析。合成MOF-808材料的水蒸气吸附量随甲酸浓度增加而提高(由0.521g/g提高到0.810g/g),随吸附温度升高而降低,高湿度下MOF-808表现出较快的吸附速率,最佳的吸附工况为30℃、90%相对湿度。含湿混合气中CO_(2)浓度变化时,MOF-808平衡吸附量均值0.529g/g,标准差0.018,表明材料对水蒸气具有良好吸附选择性,CO_(2)不会对MOF-808捕集水蒸气能力产生影响。在较低再生温度(70℃)下MOF-808经过8次循环后再生效率仍高于90%,说明MOF-808材料用于干燥过程节能潜力较大,循环稳定性好。 展开更多
关键词 微波加热 金属有机骨架 水蒸气 吸附 干燥 二氧化碳 选择性
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静电场对调湿盐溶液-空气界面及粒子作用影响机理
10
作者 雷冰洁 殷勇高 范芳苏 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期487-494,共8页
为探索静电场作为强化气液界面能质传递新方法的可行性,研究了静电场强化盐溶液-空气体系能质传递的微观机理.以质量分数为50%的溴化锂溶液为例,运用分子动力学模拟方法定量分析了强度为0~1 V/nm的静电场作用下界面结构特性、粒子间相... 为探索静电场作为强化气液界面能质传递新方法的可行性,研究了静电场强化盐溶液-空气体系能质传递的微观机理.以质量分数为50%的溴化锂溶液为例,运用分子动力学模拟方法定量分析了强度为0~1 V/nm的静电场作用下界面结构特性、粒子间相互作用及输运性质的变化.结果表明,外加静电场可以增加气液界面区域厚度,影响水分子取向,从而增加水分子参与到能质传递过程中的概率;外加静电场还可以减弱粒子间相互作用力,减小表面张力,破坏界面层氢键结构,从而减弱相际能质传递阻力.在多因素共同作用下,气液界面水分子自扩散系数增大,从而强化相际能质传递.因此,外加静电场通过调控界面结构及分子行为,成为调湿盐溶液-空气体系能质强化的新方法. 展开更多
关键词 气液界面 能质传递 电场强化 溶液除湿 分子动力学
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阵列凸起微通道内气液两相传质特性研究 被引量：1
11
作者 何万媛 陈一宇 +3 位作者 朱春英 付涛涛 高习群 马友光 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期690-697,共8页
研究了阵列凸起微通道内N-甲基二乙醇胺(MDEA)吸收CO_(2)过程的气液两相传质特性。在弹状流型下,考察了气液两相流量、MDEA浓度对体积传质系数、CO_(2)吸收效率、压力降以及能量损耗的影响。弹状气泡受到阵列凸起的挤压作用发生形变,促... 研究了阵列凸起微通道内N-甲基二乙醇胺(MDEA)吸收CO_(2)过程的气液两相传质特性。在弹状流型下,考察了气液两相流量、MDEA浓度对体积传质系数、CO_(2)吸收效率、压力降以及能量损耗的影响。弹状气泡受到阵列凸起的挤压作用发生形变,促进了气液两相间的传质。与平滑通道相比,阵列凸起微通道在实验条件下具有更好CO_(2)吸收效率。在相同的能量损耗时,阵列凸起微通道具有更大的体积传质系数。 展开更多
关键词 阵列凸起微通道 气液两相流 传质 吸收 CO_(2)
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均流腔结构对微细通道内相变流动特性影响的实验研究 被引量：1
12
作者 江河 袁俊飞 +1 位作者 王林 邢谷雨 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期235-244,共10页
以R134a制冷剂为工质,在质量流率为416~728 kg/(m^(2)·s),基面热通量为36.7~242.6 kW/m^(2)条件下,研究了方形均流腔和圆弧均流腔微细通道换热器内两相流型的变化规律以及不同条件下微通道的压降特性、压力波动特性与传热特性。结... 以R134a制冷剂为工质,在质量流率为416~728 kg/(m^(2)·s),基面热通量为36.7~242.6 kW/m^(2)条件下,研究了方形均流腔和圆弧均流腔微细通道换热器内两相流型的变化规律以及不同条件下微通道的压降特性、压力波动特性与传热特性。结果表明:两种均流腔结构的微通道内流型过渡是相似的,在弹状流型时均观察到了流动逆转现象;相比于方形均流腔微通道,圆弧均流腔微通道的压降更低,压力波动幅度更小,且具有更高的传热系数。在热通量为242.6 kW/m^(2),质量流率为416 kg/(m^(2)·s)条件下,压降降低了51%;在热通量为154.4 kW/m^(2),质量流率为416 kg/(m^(2)·s)时,出口压力波动幅度降低了35%;当热通量为242.6 kW/m^(2),质量流率为728 kg/(m^(2)·s)时,微细流道末端的传热系数提高了9.7%。 展开更多
关键词 微通道 相变 气液两相流 压降 不稳定性
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阴离子交换膜离子传导率与耐碱稳定性研究进展 被引量：1
13
作者 尹卓毓 吴洪 姜忠义 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期112-127,138,共17页
碱性膜电解水制氢和燃料电池技术是氢能产业链上的重要产氢和用氢技术。作为碱性膜电解槽及燃料电池的核心部件,阴离子交换膜承担着传递氢氧根离子、阻隔气体渗透、分隔正负两极的重要作用,决定着电化学过程效率和性能.现有阴离子交换... 碱性膜电解水制氢和燃料电池技术是氢能产业链上的重要产氢和用氢技术。作为碱性膜电解槽及燃料电池的核心部件,阴离子交换膜承担着传递氢氧根离子、阻隔气体渗透、分隔正负两极的重要作用,决定着电化学过程效率和性能.现有阴离子交换膜的氢氧根传导率偏低和耐碱稳定性不高的问题严重制约着产氢和氢能转化效率.本文综述了近年来面向碱性膜电解水制氢和燃料电池应用的阴离子交换膜的发展动态,特别是在强化离子传导率、提高耐碱稳定性方面的方法和进展,以及膜材料化学组成和结构对膜性能的影响. 展开更多
关键词 碱性膜电解水制氢 燃料电池 阴离子交换膜 离子传导率 耐碱稳定性
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梳状并行微通道内液液分布规律研究
14
作者 杨星宇 马优 +2 位作者 朱春英 付涛涛 马友光 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期698-706,共9页
为了实现工业化应用,微反应器的并行放大已成为最有效的放大策略之一。在微反应器的放大过程中,相分布规律的研究是非常重要的。采用高速摄像仪研究了梳状并行微反应器的支通道间距和流量对液液两相分布的影响。当连续相和分散相流量Q_... 为了实现工业化应用,微反应器的并行放大已成为最有效的放大策略之一。在微反应器的放大过程中,相分布规律的研究是非常重要的。采用高速摄像仪研究了梳状并行微反应器的支通道间距和流量对液液两相分布的影响。当连续相和分散相流量Q_(c)及Q_(d)都较小时,不同支通道间距的微反应器内前方支通道的分散相含率较低,后方支通道的分散相含率较高,同时液滴长度的均匀性较差。随着Q_(c)与Q_(d)的增大,三种不同构型微反应器内分散相的体积相含率的数值分布逐渐趋于集中。在较高的两相流量下,支通道内液滴长度的均匀性显著提高,其变异系数小于0.15。在实验范围内,支通道间距S=0.6 mm的微反应器中液滴尺寸均匀分布的操作范围最大。 展开更多
关键词 并行微通道 微反应器 两相流 液滴 分布
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基于耗氧惰化技术的飞机燃油箱热模型
15
作者 刘冠男 王立群 +4 位作者 王悦 许扬 王洋洋 冯诗愚 范菊莉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3520-3527,共8页
温度是燃油箱耗氧惰化系统适航符合性验证过程中重要指标。基于MATLAB Simulink软件,建立了飞机燃油箱耗氧型惰化系统油箱部件的传质传热模型,并验证其可靠性。在此基础上,分析了惰化系统抽气流量和出口温度对飞机燃油箱气相空间节点温... 温度是燃油箱耗氧惰化系统适航符合性验证过程中重要指标。基于MATLAB Simulink软件,建立了飞机燃油箱耗氧型惰化系统油箱部件的传质传热模型,并验证其可靠性。在此基础上,分析了惰化系统抽气流量和出口温度对飞机燃油箱气相空间节点温度和燃油节点温度的影响。结果表明:所建立的飞机燃油箱传质传热模型具有较高的可靠性;随着惰化系统抽气流量的增加和惰化系统出口温度的升高,气相空间节点温度随之升高但对燃油节点温度影响不明显。 展开更多
关键词 飞机燃油箱 耗氧惰化 热模型 传热传质 适航
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两种MOFs材料用于O_(2)/He吸附分离的模拟分析
16
作者 崔守成 徐洪波 彭楠 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期382-390,共9页
应用分子模拟中的蒙特卡洛方法研究了HKUST-1和UiO66两种金属-有机框架(MOFs)材料对O_(2)/He混合气体的吸附分离效果。对两种材料在150K、200K和298K三种不同温度下吸附He和O_(2)纯气体的吸附等温线进行了模拟计算,同时计算了相应的吸... 应用分子模拟中的蒙特卡洛方法研究了HKUST-1和UiO66两种金属-有机框架(MOFs)材料对O_(2)/He混合气体的吸附分离效果。对两种材料在150K、200K和298K三种不同温度下吸附He和O_(2)纯气体的吸附等温线进行了模拟计算,同时计算了相应的吸附热和吸附势能分布,然后使用理想溶液吸附理论(IAST),对三种温度下不同含氦量的O_(2)/He混合气体在两种MOFs材料中的吸附选择性进行了计算。结果表明:两种材料均对O_(2)表现出明显优先吸附的特点,对于He体积分数20%、50%和80%的三种O_(2)/He混合气体,三种温度下HKUST-1对O_(2)相对于He的选择性吸附系数总体上高于UiO66。两种材料在较低温度下表现出的选择吸附性更加明显,且对O_(2)相对于He的选择性吸附系数均随压力的提高而降低,同时该系数还随混合气体含氦量增加而提高。针对这些现象,对计算出的吸附热和吸附势能分布曲线进行了分析。 展开更多
关键词 分离 分子模拟 吸附 金属-有机框架 氦气 氧气
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果蔬类多孔介质干燥传质过程的分子动力学模拟
17
作者 赵哲 袁越锦 +3 位作者 李林凤 徐英英 王泽群 熊奉奎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期285-294,共10页
果蔬类多孔介质内部水中溶解有大量的营养物质(溶质),在干燥过程中溶质的迁移与湿分的传递同时进行,其内部微孔内的干燥传质机理尚不明确。为了揭示果蔬类多孔介质干燥过程中内部溶液的迁移机理,确定果蔬微孔结构特性对干燥传质过程的... 果蔬类多孔介质内部水中溶解有大量的营养物质(溶质),在干燥过程中溶质的迁移与湿分的传递同时进行,其内部微孔内的干燥传质机理尚不明确。为了揭示果蔬类多孔介质干燥过程中内部溶液的迁移机理,确定果蔬微孔结构特性对干燥传质过程的影响规律,该研究采用分子动力学方法模拟研究了果蔬类多孔介质微孔道中的干燥传质过程,构建了光滑壁面溶液扩散过程模型与粗糙壁面溶液扩散过程模型。模拟过程采用SPC/E水分子模型,选取OPLS-AA全原子力场和正则系综,溶液势函数选用静电库伦相互作用与Lennard-Jones相互作用,中心水分子的初始速度由高斯分布给出,采用Velocity-Verlet算法,用SHAKE算法固定水分子,x、y方向施加周期性边界条件,z方向上施加固定壁面边界条件。从分子水平模拟分析了果蔬类多孔介质内部溶液的扩散过程,并以马铃薯的热风干燥试验结果进行模型的验证。得出试验值与KCl溶液粗糙壁面模型的模拟值最为接近,其最大相对误差为17.39%;与纯水模型的模拟值相差最大,说明溶质的存在对水分扩散系数的影响不可忽略,且粗糙壁面模型更接近于真实孔道结构。从径向分布函数分布可以看出K^(+)、Cl^(-)对水分子的氢键结构有破坏作用。K^(+)、Cl^(-)均存在两层水化层,H2O分子以O原子靠近K^(+),以H原子靠近Cl^(-)。溶质浓度、孔道直径、壁面粗糙度因子和相面积分数均对孔隙中的水分扩散系数有重要影响。随着孔道内KCl溶液质量分数的增大,其水分扩散系数逐渐减小。孔道直径变大、粗糙壁面粗糙度因子减小和粗糙壁面相面积分数增大,均会导致干燥过程中水分扩散系数增大。研究结果可为果蔬干燥品质及工艺优化分析提供理论依据。 展开更多
关键词 果蔬 干燥 多孔介质 扩散系数 分子动力学
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异形催化剂上乙烯催化氧化失活动力学反应工程计算
18
作者 周继鹏 何文军 李涛 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2416-2426,共11页
以乙烯催化氧化制环氧乙烷体系为研究对象,采用有限元算法对异形催化剂失活动力学方程与反应-传质-传热方程组同时求解,模型收敛性和计算结果准确性均很好。催化剂颗粒经过16个月反应后,主副反应活性系数均下降明显,且副反应失活速率大... 以乙烯催化氧化制环氧乙烷体系为研究对象,采用有限元算法对异形催化剂失活动力学方程与反应-传质-传热方程组同时求解,模型收敛性和计算结果准确性均很好。催化剂颗粒经过16个月反应后,主副反应活性系数均下降明显,且副反应失活速率大于主反应。随着催化剂失活,第一类失活内扩散效率因子随时间增加而上升,第二类失活内扩散效率因子随时间增加先下降然后小幅度上升。通过定量计算表明催化剂内扩散阻力的存在能“延缓”由于失活导致的表观反应速率下降。对于存在强内扩散限制的此反应体系,表观失活速率只有不存在内扩散影响的失活速率的50.8%。内扩散对失活动力学方程实验测量有很大影响,必须区分本征失活动力学和宏观失活动力学。当催化剂活性降低到一定程度,可以提高反应温度以保证反应在高速率区间进行。应用此模型能指导反应器设计和失活状态下反应器的操作参数优化。 展开更多
关键词 失活动力学 失活内扩散效率因子 非稳态过程 异形催化剂 有限元算法
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聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜式人工肺膜组件的氧气和二氧化碳传质性能研究
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作者 臧慧 樊文玲 李磊 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期858-864,共7页
采用自制的聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜式人工肺组件,进行了氧气和二氧化碳传质性能研究.实验采用自制的模拟液循环装置,模拟液在膜丝外部流动,在氧气通入之前,用驱氧装置实现氧气的排出和二氧化碳的吸收,模拟静脉血,从而达到循环的效果... 采用自制的聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜式人工肺组件,进行了氧气和二氧化碳传质性能研究.实验采用自制的模拟液循环装置,模拟液在膜丝外部流动,在氧气通入之前,用驱氧装置实现氧气的排出和二氧化碳的吸收,模拟静脉血,从而达到循环的效果.氧气在膜丝内部流动,经过膜组件部分溶解在膜丝外的模拟液中后,剩余氧气排出.模拟液选用去离子水、PBS缓冲溶液(78 v%PBS缓冲溶液,22 v%去离子水)、甘油-水溶液(50 wt%甘油,50 wt%去离子水)和亚硫酸钠水溶液(0.9 wt%亚硫酸钠,99.1 wt%去离子水).实验测定了在不同气-液流速、气相压力和气-液比下,氧气和二氧化碳的传质速率.实验测试表明,随着气-液流速增加,氧气和二氧化碳的传质效果明显增加,在去离子水中,在300mL·min^(-1)流速下,传质速率可达57.11 mL·min^(-1)·m^(-2)和103.59 mL·min^(-1)·m^(-2).随着气相压力的增加,氧气传质效果增速先增后减,逐渐趋于平衡,而二氧化碳的传质效果有所下降.随着气-液比的增加,氧气传质效果有所增加,而二氧化碳传质效果保持不变. 展开更多
关键词 聚-4-甲基-1-戊烯 膜式人工肺 氧气传质性能 二氧化碳传质性能 模拟液循环装置
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液化天然气绕管式换热器壳侧混合工质流动及传热特性
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作者 陈林 徐培渊 +6 位作者 张晓慧 陈杰 徐振军 陈嘉祥 密晓光 冯永昌 梅德清 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期4496-4503,共8页
绕管式换热器壳侧的流动及传热特性对大型液化天然气/浮式液化天然气装备设计和优化具有重要意义。本文建立了两相流动沸腾数值模型以预测壳侧流型、压降及其传热效果。通过耦合VOF模型、相变传质模型和表面张力模型,探究了不同质流密... 绕管式换热器壳侧的流动及传热特性对大型液化天然气/浮式液化天然气装备设计和优化具有重要意义。本文建立了两相流动沸腾数值模型以预测壳侧流型、压降及其传热效果。通过耦合VOF模型、相变传质模型和表面张力模型,探究了不同质流密度、干度等因素对壳侧流动传热特性的影响,并通过绕管式换热器流动换热实验平台进行了实验验证,证明了模拟所得规律与实验结果有良好的吻合性。结果表明:压降随干度的增加而增加;传热系数随干度的增加有所减小;壳侧制冷剂在不同干度下主要呈现柱状流、滴状流、气状流等流型。本研究为设计和优化绕管式换热器提供了理论基础。 展开更多
关键词 数值模型 绕管式换热器 流动压降 沸腾传热
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