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考虑局部胶结破损热力学行为的结构性黄土二元介质本构模型
1
作者 王番 郅彬 +4 位作者 刘恩龙 王小婵 邓博团 李金华 张辉 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期97-109,共13页
建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-... 建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-应变非均匀分布特征,提高了模型对变形的预测精度,其在数学形式上同剑桥模型类似。首先,通过热力学能量守恒定律,确定结构性黄土压缩变形过程中的结构破损功数学表达式,并发现结构性黄土局部损伤耗散的热力学行为主要来源:(1)破损集合体与未破损集合体之间的相互摩擦作用;(2)未破损集合体向破损集合体转换时,部分细观结构破损的不可逆热力学行为。基于此认识,建立了考虑胶结破损热力学行为的宏-细观本构模型框架,并通过分析结构性黄土变形机制(摩擦+胶结+破损共同作用),确定其自由能、耗散能和破损耗散能表达式;推导了一个考虑体积破损和剪切破损演化规律的损伤屈服函数及本构关系。通过所建立本构关系对已有试验数据进行预测,验证其合理性。 展开更多
关键词 结构性黄土 本构模型 局部破损 热力学 二元介质模型
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砷黄铁矿生物氧化热力学分析
2
作者 李骞 韩雨琪 +2 位作者 张雁 杨永斌 姜涛 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
生物氧化法是各类含砷金矿预处理方法中最具发展前景的方法之一,然而,生物氧化速率慢、周期长,且含砷金矿中砷黄铁矿(FeAsS)作为最主要的载金矿物在生物氧化过程中,其表面易形成钝化物,这些问题严重制约含砷金矿生物预氧化技术的工业化... 生物氧化法是各类含砷金矿预处理方法中最具发展前景的方法之一,然而,生物氧化速率慢、周期长,且含砷金矿中砷黄铁矿(FeAsS)作为最主要的载金矿物在生物氧化过程中,其表面易形成钝化物,这些问题严重制约含砷金矿生物预氧化技术的工业化应用。针对以上问题,本文从热力学角度出发,分析FeAsS的氧化溶解及钝化过程。研究结果表明:在pH为0~3,电位-0.4<E<0.2 V(pH=3)或-0.4<E<0.4 V(pH=0)时,FeAsS在氧化过程中不可避免地会形成中间钝化产物As_(2)S_(2)、As_(2)S_(3)和S0;通过提高溶液电位可使这些钝化产物不能稳定存在;当E>0.2V(pH=3)或E>0.4V(pH=0)时,FeAsS会被氧化生成含Fe沉淀物,其中,H_(3)OFe_(3)(SO_(4))_(2)(OH)_(6)和FeO∙OH最容易形成;在实际氧化过程中,应尽量控制溶液电位不宜过高或尽量减少体系的总硫浓度,以避免含铁钝化物的生成。该热力学分析可为砷黄铁矿的高效生物氧化提供参考。 展开更多
关键词 含砷金矿 砷黄铁矿 生物氧化 钝化产物 热力学分析
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回收炭渣电解质的热力学和旋风燃烧实验研究
3
作者 郭小惠 赵娜 +1 位作者 伍永福 王日昕 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期248-254,共7页
从电解铝阳极炭渣中高效回收电解质,对于电解铝工业的可持续发展、电解质资源高效利用以及环境保护具有重要意义。然而,在回收过程中,同时确保炭和电解质的高效分离及高纯度回收,仍是一项极具挑战性的技术难题。提出低温燃烧策略,采用... 从电解铝阳极炭渣中高效回收电解质,对于电解铝工业的可持续发展、电解质资源高效利用以及环境保护具有重要意义。然而,在回收过程中,同时确保炭和电解质的高效分离及高纯度回收,仍是一项极具挑战性的技术难题。提出低温燃烧策略,采用旋风燃烧技术回收炭渣中电解质,并结合电解质热力学相图分析,实现了炭渣低温燃烧回收电解质。热力学相图计算表明,在富氧区、炭渣燃烧温度可以提高到900℃。燃烧实验表明,温度为830℃时、电解质回收率和炭燃烧率分别可达82.4%和32.03%,有望实现废渣零排放,高效回收电解质。 展开更多
关键词 阳极炭渣 旋风燃烧器 热力学相图 电解质
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固相还原法制备纳米氧化铁热力学分析及其实验研究
4
作者 任根宽 罗欣 +1 位作者 朱登磊 张敏 《无机盐工业》 北大核心 2025年第4期73-78,共6页
热力学分析是研究化学反应的重要手段,通过对FeS_(2)-FeSO_(4)反应体系进行热力学分析可预测反应体系中可能发生的化学反应及反应条件对化学平衡组成的影响。为了揭示出FeS_(2)还原FeSO_(4)制备纳米氧化铁反应体系的反应机理及工艺参数... 热力学分析是研究化学反应的重要手段,通过对FeS_(2)-FeSO_(4)反应体系进行热力学分析可预测反应体系中可能发生的化学反应及反应条件对化学平衡组成的影响。为了揭示出FeS_(2)还原FeSO_(4)制备纳米氧化铁反应体系的反应机理及工艺参数对平衡组成的影响,用HSC Chemistry软件对FeS_(2)-FeSO_(4)反应体系进行热力学分析,然后通过实验进行验证。根据不同温度下反应过程的Δ_(r)G^(Θ)及化学平衡组成,推断出FeS_(2)-FeSO_(4)反应体系在450℃时主要按R1~R2反应生成α-Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),生成的Fe_(3)O_(4)与FeSO_(4)按R12反应生成α-Fe_(2)O_(3),但此温度下R1~R2反应不完全。热力学分析表明:R1~R2均为吸热反应,相同温度下R1反应的Δ_(r)G^(Θ)恒小于R2反应的Δ_(r)G^(Θ),且R1平衡常数大于R2平衡常数,升高温度更有利于R1反应的进行,当温度升高至500℃时,此时R1~R2反应可进行较为完全。此外,通过控制n(FeSO_(4))/n(FeS_(2))(13∶1)大于反应R1理论配比促使生成的Fe_(3)O_(4)与FeSO_(4)能充分反应生成α-Fe_(2)O_(3)。基于分析结果,控制反应温度为500℃、反应时间为60 min,采用固相还原法成功合成纳米α-Fe_(2)O_(3)颗粒,其平均粒径为62 nm。由此可见,FeS_(2)-FeSO_(4)反应体系的热力学分析为α-Fe_(2)O_(3)纳米颗粒制备提供理论依据。 展开更多
关键词 硫酸亚铁 二硫化铁 氧化铁 热力学分析
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静磁场中物体的热力学
5
作者 金晓峰 《物理》 北大核心 2025年第3期202-207,共6页
针对当前《热力学与统计物理》教材中磁功表达式存在的普遍矛盾,文章通过梳理理论的历史演进,阐明了从(包括物体和磁场的)整体表达式δw=∫_(全空间)H·δBd^(3)r到物体表达式δw'=μ_(0)∫_(物体内)H_(a)·δMd^(3)r的物... 针对当前《热力学与统计物理》教材中磁功表达式存在的普遍矛盾,文章通过梳理理论的历史演进,阐明了从(包括物体和磁场的)整体表达式δw=∫_(全空间)H·δBd^(3)r到物体表达式δw'=μ_(0)∫_(物体内)H_(a)·δMd^(3)r的物理关联性,为相关教学内容提供了清晰的物理图像和理论框架。 展开更多
关键词 静磁场 物理图像 热力学与统计物理 教学内容 关联性 全空间 历史演进 理论框架
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关于新工科背景下《材料热力学》课程思政教学设计探讨
6
作者 陶然 宋佳男 +1 位作者 陈刚 吴继礼 《中国科技期刊数据库 科研》 2025年第4期130-133,共4页
在新工科背景下,将《材料热力学》课程与思想政治教育相结合,探讨其教学设计与实践策略。通过融入科学家精神、工程伦理和家国情怀等思政元素,能够促进学生全面发展,提升工程素养与思政水平,强化工程伦理教育,培养负责任的工程师,以及... 在新工科背景下,将《材料热力学》课程与思想政治教育相结合,探讨其教学设计与实践策略。通过融入科学家精神、工程伦理和家国情怀等思政元素,能够促进学生全面发展,提升工程素养与思政水平,强化工程伦理教育,培养负责任的工程师,以及激发学生科技创新的动力。通过分析课程思政教学面临的挑战,如内容与思政理念深度融合、教师思政素养与教学能力提升、学生参与度与思政兴趣培养,以及教学评价体系与思政效果评估等难题。基于此,提出融合策略、提升策略、激发策略和评价策略,通过案例分析、专题研讨、创新融合点、教师培训、多媒体教学、互动式教学、游戏化学习元素以及科学评价体系的构建等具体方法,实现专业知识与思政理念的深度融合,增强教学效果,为《材料热力学》课程的思政教学提供新的思路和实践路径。 展开更多
关键词 新工科 材料热力学 课程思政 教学设计 工程伦理 科学家精神 家国情怀
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聚焦热力学问题中的易错点
7
作者 王祺 《高中数理化》 2025年第2期36-37,共2页
热力学问题涉及的状态量有温度、压强和体积等,涉及的过程量有热量和功等,解题时应用的规律包括理想气体状态方程和热力学定律等,概念多、规律繁,极易混淆.下面对热力学问题中的几个易错点展开分析.
关键词 易错点 理想气体状态方程 热力学定律 热力学问题 易混淆
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锰二次资源阳极泥高效提取工艺中碳热还原焙烧热力学分析
8
作者 万凌云 周新锋 +8 位作者 张小慧 柯平超 周义朋 万廷勇 徐玲玲 王昊鹏 胡馨文 谢龙飞 高杰 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2025年第1期50-58,65,共10页
针对某企业产生的电解金属锰阳极泥,采用碳热还原焙烧—酸浸工艺回收其中的Mn和Pb。首先利用化学分析剖析该阳极泥的化学物相及元素组成,然后采用焙烧条件试验,并借助X射线衍射表征手段以及HSC chemistry热力学分析软件,揭示锰、铅元素... 针对某企业产生的电解金属锰阳极泥,采用碳热还原焙烧—酸浸工艺回收其中的Mn和Pb。首先利用化学分析剖析该阳极泥的化学物相及元素组成,然后采用焙烧条件试验,并借助X射线衍射表征手段以及HSC chemistry热力学分析软件,揭示锰、铅元素在碳热还原焙烧过程中的相变规律,为电解锰阳极泥还原焙烧工艺优化提供理论指导。 展开更多
关键词 电解锰阳极泥 碳热还原 热力学分析 物相转变
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氧化矿添加下铜闪速熔炼过程热力学仿真分析
9
作者 冯雨辰 李明周 +3 位作者 道永琪 黄金堤 谢剑才 李俊标 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第3期10-20,共11页
针对氧化矿添加下铜闪速熔炼过程特性变化不明的难题,采用构建的铜闪速熔炼过程多相平衡热力学模型及计算系统,考察氧化铜精矿添加率和组分含量对主要技术指标、产物组分含量以及过程热量控制等的影响。结果表明,适量添加氧化铜精矿可... 针对氧化矿添加下铜闪速熔炼过程特性变化不明的难题,采用构建的铜闪速熔炼过程多相平衡热力学模型及计算系统,考察氧化铜精矿添加率和组分含量对主要技术指标、产物组分含量以及过程热量控制等的影响。结果表明,适量添加氧化铜精矿可有效提升铜锍品位,减少高熔点炉渣生成,但过量添加会导致能耗增加和炉况恶化。综合分析后,建议控制添加率在8%左右,同时入炉添加氧化铜精矿组分含量控制在合适范围,如Cu品位高于25%,FeO含量大于5%,S含量小于0.9%,SiO2含量低于30%,从而确保良好产品质量和主要技术指标。 展开更多
关键词 氧化矿 铜闪速熔炼 多相化学平衡 热力学仿真 MetCal
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钒渣钙化焙烧物相变化及热力学动力学分析
10
作者 邵甲骥 孙小涵 +3 位作者 贺永东 赵亿坤 陈守俊 梁飞龙 《矿冶工程》 北大核心 2025年第1期103-108,共6页
对钒渣原料及钙化焙烧过程进行研究,并采用反应热力学和动力学对其焙烧机理进行理论论证。结果表明:钙化焙烧主要包括铁氧化、橄榄石氧化分解、尖晶石氧化分解及钙化反应;经理论和数据分析,含钙相的形成顺序依次为CaV_(2)O_(6)、Ca_(2)V... 对钒渣原料及钙化焙烧过程进行研究,并采用反应热力学和动力学对其焙烧机理进行理论论证。结果表明:钙化焙烧主要包括铁氧化、橄榄石氧化分解、尖晶石氧化分解及钙化反应;经理论和数据分析,含钙相的形成顺序依次为CaV_(2)O_(6)、Ca_(2)V_(2)O_(7)、Ca_(3)V_(2)O_(8)、CaSiO_(3)。高温情况下,过量的CaO会与钒反应生成Ca_(3)V_(2)O_(8)、CaSiO_(3)。钒尖晶石的氧化钙化过程受三级反应控制,表观活化能为282.45kJ/mol。浸出实验中,焙烧温度860℃、焙烧时间120min所得焙烧渣的钒浸出率较高,与钙化焙烧理论分析结果一致。 展开更多
关键词 钒渣 钙化焙烧 相变过程 热力学 动力学 提钒
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高镁铬铁合金烟尘中锌还原热力学及工艺研究
11
作者 陈学刚 党辉 +4 位作者 郭亚光 周国治 张国华 苟海鹏 宋言 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第4期169-180,共12页
以高镁铬铁合金烟尘为原料,通过热力学分析、小试及扩大试验对不同条件下锌的还原率进行研究。结果表明:当熔渣参数分别为MgO质量分数25%、二元碱度(CaO/SiO_(2)质量比)0.5,MgO质量分数25%、二元碱度0.6,MgO质量分数20%、二元碱度0.8时... 以高镁铬铁合金烟尘为原料,通过热力学分析、小试及扩大试验对不同条件下锌的还原率进行研究。结果表明:当熔渣参数分别为MgO质量分数25%、二元碱度(CaO/SiO_(2)质量比)0.5,MgO质量分数25%、二元碱度0.6,MgO质量分数20%、二元碱度0.8时,可获得较低的液相线温度及适合的黏度体系组成。以上述热力学最优参数进行小试试验发现,熔炼温度升高、保温时间延长和配碳比提高对锌挥发有促进作用,而增加CO浓度则会降低锌的挥发效果,这与气固反应速率较慢有关。在合适的工艺条件下,样品中残留的锌含量均低于0.005%。最优条件为:反应温度1450℃、反应时间2 h、MgO质量分数25%、二元碱度0.5、炭黑与物料的质量比0.04。扩大试验验证了侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术和烟化炉工艺处理铬铁冶炼烟灰的可行性,在1400~1450℃条件下可实现物料的良好熔化及锌的回收,尾渣锌的质量分数最低可降至0.1%以下,富锌烟灰中锌质量分数最高达到41%。 展开更多
关键词 高镁铬铁合金烟尘 锌还原 热力学计算 液相线温度 黏度模型
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高强度奥氏体不锈钢中析出相的热力学计算与试验分析
12
作者 俞占扬 信瑞山 +4 位作者 曹晨星 王建强 姚斌 王利伟 赵吉庆 《金属热处理》 北大核心 2025年第4期89-94,共6页
基于Thermo-Calc热力学软件计算了新型高强度奥氏体不锈钢的平衡相图及析出相中元素含量变化,同时结合SEM和TEM分析方法,对固溶处理试验钢中析出相类型进行判定,并计算了钢中C、Nb、V、N、Ni、Mo、Cr和Mn元素含量变化时析出相的析出温... 基于Thermo-Calc热力学软件计算了新型高强度奥氏体不锈钢的平衡相图及析出相中元素含量变化,同时结合SEM和TEM分析方法,对固溶处理试验钢中析出相类型进行判定,并计算了钢中C、Nb、V、N、Ni、Mo、Cr和Mn元素含量变化时析出相的析出温度和析出量。结果表明,经固溶处理后,新型高强度奥氏体不锈钢中析出相主要为大尺寸棒状析出相和细小球状析出相,均为Z相。Z相主要受C、Nb、V、N元素的影响,随C、V含量增加,Z相析出温度降低;随Nb、V含量增加,其析出量增加;随着N含量增加,Z相析出量降低。Ni、Mo、Cr和Mn元素对Z相的析出影响较小。综合考虑元素在材料中的固溶强化、析出强化作用和对晶界腐蚀的影响,在成分范围内,C、Nb和N元素是试验钢成分优化的重点。 展开更多
关键词 高强度奥氏体不锈钢 热力学计算 平衡相图 析出相
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甲醇重整固体氧化物燃料电池热电联产系统热力学分析与优化设计
13
作者 李青山 郝勇生 +2 位作者 翁方龙 韩敏芳 孙立 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期502-512,I0009,共12页
甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型... 甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型,通过Aspen Custom Model软件建立SOFC机理模型。针对甲醇重整过程水醇比及反应器温度、SOFC工作过程燃料利用率及工作温度双参数共同作用的影响进行详细分析。结果表明,甲醇重整过程最佳水醇比为1.3/1,最佳反应出口温度为280℃;SOFC最佳工作温度和燃料利用率分别为760℃和0.65;系统能量损失和(火用)损失随SOFC电功率增加而增加;SOFC电功率为50 kW时,SOFC电效率、系统能量效率和(火用)效率分别为59%、89%和41%。所提出的热电联产系统可实现高效热电供应,为SOFC船舶平台应用提供一定建议。 展开更多
关键词 甲醇蒸汽重整 固体氧化物燃料电池 低温催化燃烧 热力学性能
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pH对海藻酸钠膜污染的影响及热力学分析
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作者 姚凌翔 滕佳恒 林红军 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第1期30-39,共10页
超滤膜技术以其操作简便和高效的分离能力,被认为是缓解全球水资源短缺问题的重要手段.然而,膜污染问题,尤其是由天然有机物(NOM)引起的膜污染,严重限制了该技术的广泛应用.为此,本研究选用海藻酸钠作为模型污染物,模拟了不同pH条件下... 超滤膜技术以其操作简便和高效的分离能力,被认为是缓解全球水资源短缺问题的重要手段.然而,膜污染问题,尤其是由天然有机物(NOM)引起的膜污染,严重限制了该技术的广泛应用.为此,本研究选用海藻酸钠作为模型污染物,模拟了不同pH条件下的膜污染现象.死端过滤结果显示,当pH=3时,海藻酸钠的结垢现象最为严重,显著高于其他pH条件下的;随着pH升至7,膜污染显著减轻,比过滤阻力(SFR)下降了约77%.通过Zeta电位分析和接触角测定等方法表征了污染物的表面性质,并结合XDLVO理论进行界面热力学建模以深入探讨其潜在机制.结果发现,在不同pH环境下,污染物间的静电斥力以及污染物与膜之间的界面自由能变化是影响膜污染行为的关键.这些发现为深入理解膜污染问题提供了重要的理论支持,有望为膜污染控制策略的制定提供新的视角与思路. 展开更多
关键词 超滤 膜污染 海藻酸钠 PH 热力学分析
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超级马氏体不锈钢04Cr13Ni5Mo转轮锻造仿真热力学参数的稳健设计
15
作者 孙统辉 陈慧琴 张博 《锻压技术》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
为了提高超级马氏体不锈钢04Cr13Ni5Mo转轮锻造仿真温度场、载荷场的预测精度,提出了一种锻造仿真热力学参数的稳健设计方法。分析了建模基本参数对仿真结果偏差的影响,确定坯料-环境换热系数h_(1)、坯料-模具换热系数h_(2)为主要影响因... 为了提高超级马氏体不锈钢04Cr13Ni5Mo转轮锻造仿真温度场、载荷场的预测精度,提出了一种锻造仿真热力学参数的稳健设计方法。分析了建模基本参数对仿真结果偏差的影响,确定坯料-环境换热系数h_(1)、坯料-模具换热系数h_(2)为主要影响因素,并利用有限元软件Forge建立仿真模型,结合39 t转轮实测数据,对h_(1)和h_(2)进行优化反求,得到有利于提高热力学参数稳健性的建模参数组合。比对发现,h_(1)和h_(2)值优化后,仿真温度场偏差率由9.9%降低至3.6%,最大载荷偏差率由14.6%降低至4.8%。对54 t转轮的镦粗、局部(渐进)镦粗、冲孔3个工序进行仿真,并与实际生产情况对比,各工序仿真温度场偏差率在±4%以内,最大载荷偏差率在±7%以内,表明该锻造仿真热力学参数的稳健设计方法具有较高的可靠性。 展开更多
关键词 锻造 超级马氏体不锈钢04Cr13Ni5Mo 转轮 热力学参数 温度 载荷
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熔池分层形态的热力学计算研究
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作者 陈二慧 张丽 +3 位作者 李楠 元一单 丁叶晴 鲁晓刚 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期413-421,共9页
熔融物堆内滞留(IVR)是利用外部冷却水淹没压力容器下封头,带走熔融物衰变热,从而缓解核电厂严重事故进程的一种技术手段。在此过程中,堆芯熔融物形成的熔池分层决定了压力容器内壁面热流密度,直接影响IVR技术的有效性。分析熔池分层需... 熔融物堆内滞留(IVR)是利用外部冷却水淹没压力容器下封头,带走熔融物衰变热,从而缓解核电厂严重事故进程的一种技术手段。在此过程中,堆芯熔融物形成的熔池分层决定了压力容器内壁面热流密度,直接影响IVR技术的有效性。分析熔池分层需要核材料在高温下的体积数据。本文在热力学数据库NUCLEA15的基础上,整合建立了一个体积数据库,可利用Thermo-Calc软件对堆芯熔池进行热力学平衡计算,分析不同铀/锆原子比、锆氧化程度和不锈钢含量的熔融物形成的平衡熔池的分层密度和元素分布。计算发现当熔融物中不锈钢含量越少或锆的氧化份额越低,金属层中铀/铁原子比越高,此时金属层密度增大,倾向位于熔池下层。计算结果与国内外熔融物分层实验MASCA及CESEF的分析结果一致,证明了该数据库可以用在堆芯熔融物熔池分层形态分析和IVR应用中。 展开更多
关键词 熔池分层 热力学计算 液相密度 严重事故
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激光清洗光学玻璃表面微纳米颗粒的热力学效应研究
17
作者 谢仑靖 何长涛 +4 位作者 熊玲玲 宋倩倩 牛富增 张雨阳 韩敬华 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期67-79,共13页
激光清洗具有非接触、精度高等优点,被广泛应用于光学玻璃元件表面的微纳米颗粒污染物的清洗。光学玻璃的材质、激光清洗能量及微纳米颗粒污染物的尺寸等参数对清洗的效果影响显著,尤其是选择恰当的激光能量是决定玻璃表面微纳颗粒清洗... 激光清洗具有非接触、精度高等优点,被广泛应用于光学玻璃元件表面的微纳米颗粒污染物的清洗。光学玻璃的材质、激光清洗能量及微纳米颗粒污染物的尺寸等参数对清洗的效果影响显著,尤其是选择恰当的激光能量是决定玻璃表面微纳颗粒清洗效果的关键。研究激光与玻璃表面微纳米颗粒的作用机理,通过分析作用过程的综合效应预测清洗效果,选择合适的清洗能量,达到理想的清洗效果。建立清洗过程的热/热应力模型,利用COMSOL进行仿真,得到当激光能量密度大于0.764 J/cm^(2)时,由于热应力的作用使粒径大于1μm的微纳米污染物剥离玻璃表面,表面得到清洗且无热损伤,当激光能量超过1.426 J/cm^(2)时,由于热效应颗粒温度超过玻璃基底的熔点以产生的热应力与冲击波,导致玻璃表面出现损伤。以K9玻璃为基底材料,氧化铈颗粒作为玻璃表面的污染物,采用颗粒沉积的方法制备清洗样本,并进行激光清洗实验和分析。实验表明,0.815 J/cm^(2)的激光能量使玻璃表面大颗粒得到较好的清洗效果,当清洗能量密度增大到1.120 J/cm^(2)时清洗效果进一步提高,当能量密度为1.426 J/cm^(2)时,玻璃表面出现明显的热力学损伤,如凹坑、形变。实验与理论结果一致。 展开更多
关键词 激光清洗 激光诱导损伤 热力学效应 多物理场仿真 微纳颗粒
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