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浮选固液系统的热力学理论及应用
1
作者 文书明 《有色金属（选矿部分）》 CAS 2024年第4期1-22,共22页
浮选是发生在固液界面的物理化学行为,涉及多种物质组分之间的相互作用,是浮选理论研究的难题之一。同时,多种浮选药剂联合使用,提高矿物的浮选效果,是提高难处理矿产资源高效利用的有效手段。但对浮选固液复杂系统的研究极其困难,至今... 浮选是发生在固液界面的物理化学行为,涉及多种物质组分之间的相互作用,是浮选理论研究的难题之一。同时,多种浮选药剂联合使用,提高矿物的浮选效果,是提高难处理矿产资源高效利用的有效手段。但对浮选固液复杂系统的研究极其困难,至今没有形成系统的理论,组合药剂提高浮选效果的物理机制也还没有获得统一的认识,这都限制了浮选理论的发展和浮选技术的进步。基于热力学基本方程,研究了浮选过程中药剂在矿物表面吸附的嫡变和吉布斯自由能变化,构建了各种物质组分相互作用的热力学平衡方程组,提出了反映浮选药剂在矿物表面吸附能力的吸附平衡常数。应用浮选热力学平衡方程组,揭示浮选中各种矿物表面同质化效应的物理本质,推导出了浮选溶度积理论、双电层理论、吸附理论的数学表达式。建立了通过增加矿物表面吸附浮选药剂种类,提高浮选药剂的吸附熵变,减少吉布斯自由能变化,提高浮选药剂吸附的效率和稳定性,从而提高难处理矿物的浮选效果的高嫡浮选理论和技术方法。 展开更多
关键词 浮选固液系统 热力学理论 吸附嫡变 热力学平衡方程组 吸附平衡常数 高浮选
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FactSage热力学计算在耐火材料抗渣侵蚀性中的应用
2
作者 郭伟杰 朱天彬 +4 位作者 李亚伟 廖宁 桑绍柏 徐义彪 鄢文 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第3期1110-1122,共13页
商用热力学计算软件FactSage在耐火材料抗渣侵蚀性研究中起到重要作用,因此在耐火材料研究中应用越来越广泛。本文总结了近15年来热力学计算在耐火材料抗渣侵蚀性研究中的应用,重点介绍了耐火材料抗渣侵蚀研究中常用的热力学计算模型,... 商用热力学计算软件FactSage在耐火材料抗渣侵蚀性研究中起到重要作用,因此在耐火材料研究中应用越来越广泛。本文总结了近15年来热力学计算在耐火材料抗渣侵蚀性研究中的应用,重点介绍了耐火材料抗渣侵蚀研究中常用的热力学计算模型,分析了各种模型的原理、特点、适用情景、精确度与局限性,并给出了详细的运用实例。此外,本文介绍了热力学计算与其他方法相结合运用的实例,包含ANSYS、动力学分析、分子动力学模拟等方法,规避热力学计算的局限性,更加全面地分析熔渣对耐火材料的侵蚀行为。最后,本文对热力学计算存在的问题进行了归纳,并基于现有研究现状对其发展前景与方向进行了展望。 展开更多
关键词 耐火材料 热力学计算 抗渣侵蚀性 FactSage 热力学模型
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工程认证背景下“化工热力学”课程思政设计与实践
3
作者 王菊 许洁 +2 位作者 吴现力 李双双 杜春华 《化工时刊》 CAS 2024年第1期51-55,共5页
“化工热力学”是化工类专业的核心课程之一。如何将抽象难懂的专业知识与课程思政有机融合,达到润物无声的育人效果,是专业课程思政建设必须要解决的难题。作者围绕政治认同、家国情怀、职业操守、科创精神四个思政方向,从课程发展历... “化工热力学”是化工类专业的核心课程之一。如何将抽象难懂的专业知识与课程思政有机融合,达到润物无声的育人效果,是专业课程思政建设必须要解决的难题。作者围绕政治认同、家国情怀、职业操守、科创精神四个思政方向,从课程发展历程、课程内容、课程本身特点及生产生活实例中提炼思政元素;通过线上线下混合式教学模式,全方位、多角度地融入思政元素;改革课程考核及评价方法,对课程的思政目标进行科学有效的考核,在传授专业知识的同时引导学生树立正确的人生观、价值观和世界观,有效实现专业教育和思想政治教育的有机融合。 展开更多
关键词 化工热力学 课程思政 线上线下混合式教学
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关于热力学的几点新视角下的思考
4
作者 曹则贤 《物理》 CAS 北大核心 2024年第1期60-62,共3页
为了准备2023年12月31日的跨年科学演讲,我又得以系统地阅读了一些热力学发展史上的经典文献。相比于2015年那次为了讲授热力学去浏览热力学文献,如今因为获取文献更加容易因此也就略全面了一些,个人对相关问题的理解也有了一点儿进步... 为了准备2023年12月31日的跨年科学演讲,我又得以系统地阅读了一些热力学发展史上的经典文献。相比于2015年那次为了讲授热力学去浏览热力学文献,如今因为获取文献更加容易因此也就略全面了一些,个人对相关问题的理解也有了一点儿进步。在准备讲稿的过程中,对热力学这门比较年久的物理学基础学科有了几点新视角下的思考,粗略整理一下,就教于方家。 展开更多
关键词 经典文献 热力学 新视角下 物理学 基础学科 发展史
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线上线下双模式教育的应用——以机械电子工程专业必修课《热力学与传热学基础》为例
5
作者 支有冉 李果 +2 位作者 张烽 王云龙 汤巧云 《广东化工》 CAS 2024年第6期150-152,共3页
后疫情时代,为适应教学要求,逐渐衍生出线上线下双模式的教学方式。本文以机械电子工程专业的必修课《热力学与传热学基础》为例介绍了线上线下双模式教育在教学中的应用。首先介绍了《热力学与传热学基础》这门专业必修课的主要授课内... 后疫情时代,为适应教学要求,逐渐衍生出线上线下双模式的教学方式。本文以机械电子工程专业的必修课《热力学与传热学基础》为例介绍了线上线下双模式教育在教学中的应用。首先介绍了《热力学与传热学基础》这门专业必修课的主要授课内容、学习目标和考核标准,其次以理想气体基本热力学过程的p-v图和T-s图为例,说明了双模式教育的应用为教学带来的好处。 展开更多
关键词 热力学与传热学基础 双模式教育 教学应用 P-V图 T-S图
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多种构型超临界CO_(2)循环热力学解构分析与参数优化
6
作者 张斌 刘嘉楷 +1 位作者 张逸飞 辛团团 《节能技术》 CAS 2024年第2期143-149,共7页
新型超临界CO_(2)(S-CO_(2))循环可通过流程改良提高效率,构型复杂多样。为了直观阐明各种流程改良措施对循环效率提升的作用机制,本文将预压缩、后压缩、再压缩、间冷、再热等五种构型的S-CO_(2)循环解构为若干热功转换过程,建立各解... 新型超临界CO_(2)(S-CO_(2))循环可通过流程改良提高效率,构型复杂多样。为了直观阐明各种流程改良措施对循环效率提升的作用机制,本文将预压缩、后压缩、再压缩、间冷、再热等五种构型的S-CO_(2)循环解构为若干热功转换过程,建立各解构过程与循环效率之间的关联方程,进而开展流程参数优化。研究结果表明,预压缩、后压缩和再压缩方案均是通过增加压缩耗功,减少吸热量实现循环效率提升,其中再压缩方案效果最优,再压缩流量优化后循环效率提高5.1%;采用部分间冷方案,可有效降低压缩功耗,同时避免高品位热量贬值,间冷压力优化后循环效率提高2.2%;再热方案在不改变压缩耗功的前提下,增加透平出功,再热压力优化后循环效率提高1.9%;最后,循环联用再压缩、间冷和再热三种节能措施,可使效率提高9.3%。 展开更多
关键词 超临界CO_(2)循环 流程改良 热力学优化 过程解构分析 热功等效转换
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“工程热力学”课程思政之设计与实现
7
作者 王晓云 罗丹 张锦华 《常州工学院学报》 2024年第1期101-104,共4页
在仔细梳理“工程热力学”知识目标的基础上,深挖课程思政案例,确定课程的能力目标和课程思政的价值目标是节能环保的爱国情怀、职业担当的民族自豪感、专注强国的社会责任感、乐于奉献的人生价值观、勇于探索的科研追求感。在教学设计... 在仔细梳理“工程热力学”知识目标的基础上,深挖课程思政案例,确定课程的能力目标和课程思政的价值目标是节能环保的爱国情怀、职业担当的民族自豪感、专注强国的社会责任感、乐于奉献的人生价值观、勇于探索的科研追求感。在教学设计中以热力学第二定律为例给出具体的教学案例,分别详细说明热力学第二定律的知识目标、能力目标和价值目标的实现要求,并对教学手段进行设计。教学结果表明,采用这样的教学设计可以提高学生对知识目标的掌握程度,提升学生的能力目标,引领学生的价值目标,为日后课程的持续改进提供依据,对其他理工科专业课具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 课程思政 工程热力学 教学设计
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水合物模拟装置优化及热力学抑制剂性能研究
8
作者 汪杰 余菲羽 +4 位作者 敢家悦 高博伦 杨逸超 尹家城 郭盼阳 《长江大学学报（自然科学版）》 2024年第1期99-108,共10页
为了解决钻井过程中抑制生成的水合物对井筒造成堵塞问题,对天然气水合物生成及评价模拟装置釜内搅拌杆结构及其内部封头进行了重新设计和改进,在此基础上研究了淡水及模拟海水中水合物生成规律,并对比分析了NaCl、MgCl_(2)和Al_(2)(SO_... 为了解决钻井过程中抑制生成的水合物对井筒造成堵塞问题,对天然气水合物生成及评价模拟装置釜内搅拌杆结构及其内部封头进行了重新设计和改进,在此基础上研究了淡水及模拟海水中水合物生成规律,并对比分析了NaCl、MgCl_(2)和Al_(2)(SO_(4))_(3)三种热力学抑制剂对水合物生成的抑制效果。研究结果表明,相比于其他类型的实验装置,具有可视化功能的双反应釜体系,可以同时模拟温度相同时不同液体和压力下水合物生成实验。当热力学抑制剂质量分数为12%时,NaCl产生的离子可以优先与水分子结合,并产生强大的破坏作用,有利于水合物分解,对水合物生成的抑制效果最佳。在温度、初始压力和搅拌速度相同时,改变三种热力学抑制剂的质量分数,分析水合物生成过程中的压降与水合物生成量,1%的MgCl_(2)、10%的Al_(2)(SO_(4))_(3)和20%NaCl对水合物生成的抑制效果最好。研究成果对认识不同基液中水合物生成、热力学抑制剂的抑制规律具有一定借鉴意义,同时为配制更安全的钻井液体系提供思路。 展开更多
关键词 水合物模拟装置 热力学抑制剂 压降 水合物生成量 钻井液
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中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统热力学性能分析 被引量：1
9
作者 令兰宁 姚尔人 +5 位作者 孙昊 李瑞雄 邹瀚森 王焕然 席光 张孙孝 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期126-137,共12页
针对地热能发电技术效率低、稳定性差的问题,提出一种兼具同轴套管取热技术和压缩空气储能技术特点的中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统,通过建立系统的热力学模型,研究了典型工况下系统关键参数和热力学性能的演化规律,揭示了不... 针对地热能发电技术效率低、稳定性差的问题,提出一种兼具同轴套管取热技术和压缩空气储能技术特点的中深层地热能同轴套管换热器储能发电系统,通过建立系统的热力学模型,研究了典型工况下系统关键参数和热力学性能的演化规律,揭示了不同运行特征下地热恢复与提取的动态机制。研究结果表明:储能发电系统的运行分为非稳定循环和稳定循环阶段,在非稳定循环阶段中,热提取量和膨胀机输出功随循环次数的增加而增加,而热补偿量和系统效率呈相反趋势变化;当热提取量、热补偿量和地热消耗量达到平衡时,储能发电系统从第8次循环进入稳定循环阶段,稳定循环中各参数不随循环次数改变,单次循环输出电量为47 956.7 kW·h,系统效率达到63.5%;通过提升压缩机压比和补热水流量可以提升地热恢复温度:当压缩机压比由6提升至7时,深度为1 300 m、半径为0.116 m处,岩土温度多提升4.3℃,当补热水流量由4.5 m^(3)/h提升至6 m^(3)/h,同一处岩土温度多提升6.4℃,该研究为提高地热能发电效率和稳定性提供了新方案。 展开更多
关键词 地热发电 稳定性 地热恢复 热力学性能
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酶法辅助提取人工培育蝉花多糖工艺优化及其动力学、热力学、抗氧化研究
10
作者 谢娜 程俊文 +5 位作者 徐娟 吴学谦 李春如 王玉芹 熊科辉 贺亮 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2024年第4期151-160,共10页
目的:优化酶法辅助提取人工培育蝉花多糖的工艺,考察料液比、酶添加量、酶解温度、提取时间等单因素对多糖得率的影响。方法:借助Box-Behnken设计的四因素三水平法建立了该多糖提取工艺的理论模型,并研究多糖对三种自由基的清除效果,根... 目的:优化酶法辅助提取人工培育蝉花多糖的工艺,考察料液比、酶添加量、酶解温度、提取时间等单因素对多糖得率的影响。方法:借助Box-Behnken设计的四因素三水平法建立了该多糖提取工艺的理论模型,并研究多糖对三种自由基的清除效果,根据Fick第二定律建立了人工培育蝉花提取的动力学模型,并根据速率常数、相对萃余率、活化能等参数,研究其动力学和热力学性质。结果:经响应面分析得到该多糖最佳提取工艺为:料液比1:30 g/mL、酶添加量1.6%、酶解温度67℃、提取时间90 min,在此条件下蝉花多糖的得率可达7.91%,与理论值接近。在该工艺下的人工蝉花粗多糖的DPPH自由基和羟自由基的IC_(50)值分别为0.54和0.60 mg/mL,ORAC值是45.62 Troloxμmol/g,具有良好的体外抗氧化活性。结论:利用酶法辅助提取人工培育蝉花多糖,为该类已商业化的蝉花资源的多糖组分开发提供了理论基础。 展开更多
关键词 人工培育蝉花多糖 提取 响应面法 动力学 热力学 抗氧化活性
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初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线及其热力学性质研究
11
作者 陈卓 陈家鼎 +5 位作者 毛岚 白涛 李生栋 王涛 宋朝鹏 张豹林 《河南农业科学》 北大核心 2024年第4期143-151,共9页
为探究初烤烟叶主脉与叶片在吸湿过程中所表现出的水分吸附特性,测定初烤烟叶主脉与叶片在环境温度20、25、30、35、40℃以及环境相对湿度50%、60%、70%、80%、90%下的吸湿情况,绘制初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线,采用5种常用的农产... 为探究初烤烟叶主脉与叶片在吸湿过程中所表现出的水分吸附特性,测定初烤烟叶主脉与叶片在环境温度20、25、30、35、40℃以及环境相对湿度50%、60%、70%、80%、90%下的吸湿情况,绘制初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线,采用5种常用的农产品吸附等温线模型对试验数据进行拟合,并在此基础上探究初烤烟叶主脉与叶片的热力学性质。结果表明,初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线属于Ⅲ型等温线,在环境相对湿度相同的条件下,初烤烟叶主脉与叶片的平衡含水率随环境温度的升高而降低。MHAE模型是描述初烤烟叶主脉与叶片吸附等温线的最佳模型,决定系数(R2)为0.99877~0.99905,平均相对百分率误差(MRE)为1.45515%~2.94968%。热力学性质研究结果表明,在平衡含水率发生变化时,初烤烟叶主脉与叶片的净等量吸附热(Qst)与微分吸附熵(ΔS)有相似的变化趋势,均随平衡含水率的升高而下降,且两者与温度之间都没有明显关系。在初烤烟叶主脉与叶片的水分吸附过程中,熵-焓补偿理论也同样存在并适用,并且水分吸附过程是自发的由焓所驱动的反应。综上,初烤烟叶主脉与叶片在水分吸附过程中的热力学性质较为相似,MHAE模型适合用来描述初烤烟叶主脉与叶片在温度20~40℃的吸附等温线。 展开更多
关键词 初烤烟叶 含水率 吸附等温线 数学模型 热力学性质
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低价锆氧化物Zr_(3)O的结构、热力学和弹性性质第一性原理研究
12
作者 周虹伶 陈莉君 +3 位作者 杨晓玲 刘许旸 孙超 栾佰峰 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期952-965,共14页
采用第一性原理系统地研究3种Zr_(3)O晶形(空间群分别为R3c(斜方六面体)、R32(斜方六面体)和P6322(六面体))的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的3种Zr_(3)O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外,证明3种Zr_(3)... 采用第一性原理系统地研究3种Zr_(3)O晶形(空间群分别为R3c(斜方六面体)、R32(斜方六面体)和P6322(六面体))的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的3种Zr_(3)O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外,证明3种Zr_(3)O结构在动力学和热力学上均具有稳定性。获得了3种Zr_(3)O晶形在0~1500 K温度范围内的熵、焓、吉布斯自由能、比热容、热膨胀系数和弹性模量等性质。发现3种Zr_(3)O晶形在0K时的相对稳定性顺序为Zr_(3)O(R3c)>Zr_(3)O(R32)>Zr_(3)O(P6_(3)22);然而,在50 K时Zr_(3)O(R3c)转变成Zr_(3)O(R32),在540K时转变为Zr_(3)O(P6_(3)22)。相较于其他2种Zr_(3)O相,Zr_(3)O(R32)表现出更优越的力学性能。 展开更多
关键词 第一性原理 Zr_(3)O 晶格动力学 热力学性质 弹性模量
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燃煤电站掺烧污泥热力学与经济性分析
13
作者 刘铭宇 陈志董 +4 位作者 张浩儒 余建豪 张国强 张锴 杨立军 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期73-83,共11页
我国污泥产量逐年增加,如何对其进行无害化、资源化处理成为亟待解决的问题,拟将燃煤电站与污泥干燥系统耦合,湿污泥干燥后进行掺烧。以某典型超临界660MW机组为研究对象,在THA工况下,通过对锅炉进行热力计算和对系统整体进行热力学分... 我国污泥产量逐年增加,如何对其进行无害化、资源化处理成为亟待解决的问题,拟将燃煤电站与污泥干燥系统耦合,湿污泥干燥后进行掺烧。以某典型超临界660MW机组为研究对象,在THA工况下,通过对锅炉进行热力计算和对系统整体进行热力学分析及经济性分析,研究掺烧不同含水率(10%、20%、35%、50%、65%)不同掺烧量(2%、4%、6%、8%、10%)的干化污泥对排烟温度、锅炉效率、净发电效率、湿污泥发电折合净效率和干化污泥发电折合净效率等参数的影响。结果表明:当干化污泥含水率超过50%时会导致参数恶化且随掺烧量的增加变化趋势加剧;干化污泥的含水率应控制在50%及以下,若超过此值,掺烧量应小于4%;掺烧污泥导致系统的㶲效率降低,主要原因是锅炉和干燥设备的㶲损失增加;当掺烧含水率为20%,掺烧量为10%的干化污泥时,系统经济性最好,动态回收周期仅为4.02年。 展开更多
关键词 污泥干燥 含水率 掺烧量 燃煤电站 热力学分析 经济性分析
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转炉钢渣碳热还原的热力学模拟分析
14
作者 张博康 罗果萍 +1 位作者 郝帅 柴轶凡 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期42-51,共10页
为研究转炉钢渣碳热还原平衡产物的物相种类和含量随还原温度、碱度及配碳量(即焦渣比)的变化规律,使用FactSage7.1热力学软件计算并进行分析。研究表明,在焦渣比一定的情况下,随着还原温度的升高,平衡物相组成中残C含量呈现下降趋势,Fe... 为研究转炉钢渣碳热还原平衡产物的物相种类和含量随还原温度、碱度及配碳量(即焦渣比)的变化规律,使用FactSage7.1热力学软件计算并进行分析。研究表明,在焦渣比一定的情况下,随着还原温度的升高,平衡物相组成中残C含量呈现下降趋势,Fe_(3)C和P_(2)气体含量则呈现升高趋势,表明高温有利于铁氧化物和磷灰石的还原,特别是有利于气化脱磷;随着还原温度的升高,平衡物相组成中Fe_(3)P/Fe_(2)P含量减少,Mn_(2)P和P_(2)(g)含量增多,表明还原温度对含磷物相的稳定顺序有较大影响,温度升高其稳定性增强的顺序为Fe_(3)P→Fe_(2)P→Mn_(2)P→P_(2)(g),高温有利于气化脱磷。在焦渣比和还原温度一定时,随着混合料碱度的升高,平衡物相组成中Fe_(3)C含量均呈现升高趋势,表明提高碱度有利于铁氧化物的还原;随着混合料碱度的升高,平衡物相组成中硅酸盐液相含量呈现降低趋势,碱度为1.8时所生成的液相量最多;混合料碱度在1.8到2.2之间时,有利于α-C_(2)S的生成及产物的自粉化,碱度为2.0时α-C_(2)S含量最多。焦渣比的变化对转炉钢渣碳热还原平衡产物的物相种类和含量影响不大。热力学计算表明,利于钢渣微粉化的温度范围为1450~1500℃,碱度范围为1.8~2.2,焦渣比范围为10∶90~15∶85,该条件范围利于α-C_(2)S的生成且钢渣粉化效果最好。 展开更多
关键词 转炉钢渣 碳热还原 热力学计算 平衡产物 物相组成
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热重分析法对废旧电路板热解过程动力学和热力学分析
15
作者 阳宇 夏勇 +3 位作者 王君 欧阳少波 熊道陵 李立清 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期43-50,共8页
废旧电路板(SPCB)是一种典型的有机废弃物,可通过热解技术实现其资源化利用。采用热重分析技术(TGA)对其热解特性进行研究,揭示热解过程反应动力学和热力学。实验在氮气气氛下,考察了不同升温速率(5、10、15℃/min)对SPCB热失重特性的影... 废旧电路板(SPCB)是一种典型的有机废弃物,可通过热解技术实现其资源化利用。采用热重分析技术(TGA)对其热解特性进行研究,揭示热解过程反应动力学和热力学。实验在氮气气氛下,考察了不同升温速率(5、10、15℃/min)对SPCB热失重特性的影响,结果表明热解过程主要发生在250~400℃温度区间,随着升温速率增大,SPCB热失重(TG)曲线逐渐向高温方向偏移,在对应的热失重速率(DTG)曲线中,存在一个明显的失重峰,且峰值温度不断增加,热滞后现象显著。采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)模型、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)模型和Friedman(FM)模型进行动力学分析,拟合得到平均表观活化能(Ea)分别为168.46、167.31、234.84 kJ/mol,活化能均随转化率增加而相应增大。利用FWO模型对热力学参数进行计算,在相同升温速率下,随着转化率的增大,吉布斯自由能变(ΔG)逐渐降低,对应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)不断增加;在相同转化率时,ΔH和ΔS随升温速率增加稍有降低,而ΔG逐渐增加。 展开更多
关键词 废旧电路板 热解特性 动力学 热力学
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基于相变材料的蒸汽卡诺电池热力学循环设计
16
作者 林小杰 徐家豪 +2 位作者 孙鹏 钟崴 胡亚才 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期161-168,共8页
为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.... 为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.通过探究发现,低温相变材料的相变温度和高温相变材料的相变温度是影响蒸汽卡诺电池性能的主要因素,得到蒸汽卡诺电池的高循环性能区.优化蒸汽卡诺电池的参数与结构,结果表明,循环效率可达56.96%,热泵系数可达2.55,供热(火用)效率可达68.74%. 展开更多
关键词 卡诺电池 储能 热力学分析 蒸汽生产 余热利用
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第一性原理计算研究γ'-Co3(V,M)(M=Ti,Ta)相的结构稳定性、力学和热力学性质
17
作者 袁文翎 姚碧霞 +2 位作者 李喜 胡顺波 任伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期261-272,共12页
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法并结合准谐德拜模型,对Co基高温合金中γ'-Co_(3)(V,M)(M=Ti,Ta)相的结构稳定性、热力学性质以及有限温度下的力学性质进行了系统的研究和讨论.结果表明,γ'-Co_(3)(V,M)相能以L1... 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法并结合准谐德拜模型,对Co基高温合金中γ'-Co_(3)(V,M)(M=Ti,Ta)相的结构稳定性、热力学性质以及有限温度下的力学性质进行了系统的研究和讨论.结果表明,γ'-Co_(3)(V,M)相能以L12结构稳定存在,其具有良好的抵抗变形的能力.γ'-Co_(3)(V,Ti)相的热力学性能对温度的敏感性要大于γ'-Co_(3)(V,Ta)相,且γ'-Co_(3)(V,M)相具有高温稳定性.在有限温度下,随着温度的升高,γ'-Co_(3)(V,M)相由塑性材料向脆性材料过渡转变,而且,除了硬度性能有所提升外,γ'-Co_(3)(V,MM=Ti,Ta)相的力学性能均呈下降趋势. 展开更多
关键词 高温合金 第一性原理 结构稳定性 热力学性质
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基于ThermaKin模型的环氧树脂热解反应动力学与热力学研究
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作者 陈湛文 丁雁 +3 位作者 王鑫杨 龚俊辉 胡红云 方庆艳 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期34-43,共10页
为评估环氧树脂涂层材料的火灾危险性,提出了一种借助ThermaKin模型解析腰果酚改性胺固化的环氧树脂(EP-PAA)材料热解特性的方法。该方法通过对热重分析(TGA)试验结果进行数值反演,获取EP-PAA材料的热解反应动力学参量,并通过对差示扫... 为评估环氧树脂涂层材料的火灾危险性,提出了一种借助ThermaKin模型解析腰果酚改性胺固化的环氧树脂(EP-PAA)材料热解特性的方法。该方法通过对热重分析(TGA)试验结果进行数值反演,获取EP-PAA材料的热解反应动力学参量,并通过对差示扫描量热分析(DSC)试验结果进行数值反演,求取EP-PAA材料的固相反应物与生成物的比热容及热解反应热,建立完整的热解反应模型。结果表明:EP-PAA材料的热失重主要集中于550~800K温度区间,且其质量损失速率峰呈双峰分布;通过由两步连续一级反应(均为吸热反应)组成的热解反应模型实现了对TGA和DSC试验结果的准确预测;不同升温速率条件下该热解反应模型的残碳值和质量损失速率峰值预测结果与TGA试验结果的误差分别小于5%和8%,该研究结果进一步验证了本模型的可靠性和准确性。 展开更多
关键词 环氧树脂 热解 ThermaKin模型 反应动力学 热力学
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基于分子动力学的芳纶/功能化碳纳米管复合材料体系热力学性能模拟
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作者 张文琦 范晓舟 +2 位作者 李宇轩 庾翔 律方成 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1510-1523,共14页
对位芳纶绝缘纸以其优异的介电性能、力学性能在电气绝缘领域得到广泛应用。为探究不同功能化碳纳米管与对位芳纶共掺的复合材料热力学性能,该文通过分子动力学模拟方法建立了对位芳纶分子体系模型、未功能化碳纳米管以及分别接枝羟基... 对位芳纶绝缘纸以其优异的介电性能、力学性能在电气绝缘领域得到广泛应用。为探究不同功能化碳纳米管与对位芳纶共掺的复合材料热力学性能,该文通过分子动力学模拟方法建立了对位芳纶分子体系模型、未功能化碳纳米管以及分别接枝羟基、羧基和氨基官能团的芳纶/功能化碳纳米管复合体系模型。在Materials Studio和LAMMPS中计算了复合材料热导率、玻璃化转变温度、力学性能、结构参数及相对介电常数。结果表明,芳纶复合材料体系各项性能均有不同幅度提升。芳纶/羧基化碳纳米管(PPTA/CNT—COOH)的热导率较掺杂前提升了75.4%,玻璃化转变温度提升了43.29 K。芳纶/羟基化碳纳米管(PPTA/CNT—OH)和芳纶/氨基化碳纳米管(PPTA/CNT—NH2)的热导率依次提升70.2%和63.2%。在力学性能上,复合材料比掺杂前的弹性模量平均增强30%以上,剪切模量增强15%以上。通过计算体系结构参数,从均方位移、自由体积占比、氢键数量与结合强度等分子层面阐释了材料性能增强的内在机理,最终发现PPTA/CNT—COOH在热力学性能上较其他掺杂体系提升最为明显,且碳纳米管的掺入未对材料介电常数引起较大改变,所得结果可为对位芳纶复合绝缘材料的掺杂设计、性能调控提供理论支持。 展开更多
关键词 电气绝缘 芳纶 功能化碳纳米管 分子动力学 热力学性能
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