纳米或超细WC-Co粉体制备过程强化研究进展

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作者 潘锋 尚慧俊 +1 位作者 黎亨利 杜占 《中国粉体技术》 CAS 2025年第1期1-10,共10页

【目的】总结纳米或超细碳化钨钴(WC-Co)粉体制备过程的研究,解决WC-Co做为热喷涂原料对机械零件的磨损和腐蚀的影响。【研究现状】总结纳米或超细WC-Co制备过程强化、反应路径,以及Co对还原碳化过程的作用等;其中机械作用力强化包括球... 【目的】总结纳米或超细碳化钨钴(WC-Co)粉体制备过程的研究,解决WC-Co做为热喷涂原料对机械零件的磨损和腐蚀的影响。【研究现状】总结纳米或超细WC-Co制备过程强化、反应路径,以及Co对还原碳化过程的作用等;其中机械作用力强化包括球磨强度的影响、氧化钨原料的影响、反应温度的影响,原子或分子水平强化包括气相化学合成、喷雾转化,气相碳质强化反应过程包括烃类物质、一氧化碳;纳米或超细WC-Co制备过程反应路径包括还原过程、碳化过程;对还原碳化过程的作用包括Co对氧化钨还原碳化过程具有催化作用、Co影响WC-Co产物粒径、Co含量增加降低碳化温度、Co促进气态碳源析碳等。【结论与展望】提出WC-Co粉体制备反应路径方面,应深入揭示制备反应路径,应进一步分析缺碳相η物相在制备过程中的作用,对W、Co、C扩散的影响机制;认为模拟分析反应过程中还原碳化气与固体原料之间的热量、质量传递过程,可为制备过程进一步优化调控和反应器放大设计奠定理论基础;同时WC-Co粉体热喷涂性能方面,用于机械件的喷涂处理时,应测试涂层的抗磨损和腐蚀性能,反馈调控优化和制备过程。 展开更多

关键词 硬质合金涂层 纳米或超细WC-Co 技术进展 反应路径

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颗粒间的智慧:化学工程专家李洪钟院士的流态化人生

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作者 邹正 闫冬 +1 位作者 古爱学 刘伟 《工程研究（跨学科视野中的工程）》 2024年第4期451-461,共11页

李洪钟是我国著名化学工程学家,流态化研究领域的学术带头人之一。他建立了非流态化气固两相流理论,丰富了多相流学科的科学内涵,有效解决粉体工业生产技术难题;通过自研微观摄像机,在国际上首次拍到快速流化床的颗粒聚团和稀密两相结构... 李洪钟是我国著名化学工程学家,流态化研究领域的学术带头人之一。他建立了非流态化气固两相流理论,丰富了多相流学科的科学内涵,有效解决粉体工业生产技术难题;通过自研微观摄像机,在国际上首次拍到快速流化床的颗粒聚团和稀密两相结构,引起了学术界广泛关注;提出了气固流态化散式化理论方法,大幅提高了传统多相反应器的转化效率;构建了气固流化床结构传递关系与反应行为的量化调控方法,推进流态化工业开发与过程工程学科研究。文章从李洪钟求学经历、创新科研、工业开发和著书育人等方面揭示了他献身报国的科学家精神。 展开更多

关键词 李洪钟 流化床 气固两相流 散式流态化 结构传递理论

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气固多相催化剂内扩散和反应研究进展

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作者 李昕晖 李成祥 葛蔚 《石油炼制与化工》 CAS 北大核心 2025年第1期30-39,共10页

化工过程中化学反应通常与传递过程共存,气固多相催化剂一般具有复杂多级孔道结构,其催化性能更是取决于其孔道内反应与扩散过程的耦合。揭示反应和扩散耦合规律,准确获得催化剂颗粒尺度上的反应动力学,对新型催化剂优化设计和制备具有... 化工过程中化学反应通常与传递过程共存,气固多相催化剂一般具有复杂多级孔道结构,其催化性能更是取决于其孔道内反应与扩散过程的耦合。揭示反应和扩散耦合规律,准确获得催化剂颗粒尺度上的反应动力学,对新型催化剂优化设计和制备具有重要的科学研究意义和工业应用价值。综述了气固多相催化剂孔道内扩散和反应过程的最新研究进展和反应-扩散耦合的机制,重点介绍反应-扩散耦合模拟研究中的不同模型和方法及其在气固催化反应中的应用。指出将机器学习等人工智能方法和多尺度模拟相结合将会成为研究复杂催化反应体系的一种强大工具。 展开更多

关键词 反应传递耦合 拟颗粒 多尺度 介尺度 分子模拟

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金属基磷化物纳米材料制备与电催化应用研究进展 被引量：2

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作者 刘卉 杨牛娃 +3 位作者 马梦圆 田少囡 张玉 杨军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-17,共17页

处于纳米尺度的磷化物及其与贵金属构成的复合材料具有独特的物理和化学性质,在电催化领域有广泛应用。例如,在甲醇电催化氧化反应中,由于磷(P)比金属铂(Pt)或钯(Pd)等具有更大的电负性,金属原子的外层电子被P吸引而偏向P原子,从而间接... 处于纳米尺度的磷化物及其与贵金属构成的复合材料具有独特的物理和化学性质,在电催化领域有广泛应用。例如,在甲醇电催化氧化反应中,由于磷(P)比金属铂(Pt)或钯(Pd)等具有更大的电负性,金属原子的外层电子被P吸引而偏向P原子,从而间接提高了Pt或Pd对CO类中间产物的耐受性;在电解水析氢反应中,P可以作为质子受体,增强H^(+)在金属上的吸附,从而促进析氢反应;在电解水析氧反应中,金属基磷化物容易被氧化成氧化物和氢氧化物,从而形成氧化物/氢氧化物-磷化物界面,进一步促进析氧反应。纳米颗粒的催化性能很大程度上取决于催化剂的结构、组分、组分之间的相互作用以及活性位点的电子结构,因此,对金属基磷化物基纳米复合材料的这些性质进行合理调控是提升其电催化性能的关键。本文所综述的材料范围包含金属基磷化物本身及其与贵金属构成的纳米复合材料,首先概括介绍金属基磷化物基纳米复合材料的合成方法和表征技术,进而阐述如何利用复合材料中晶格应变和电子耦合等物理效应提升电催化活性和稳定性。最后,围绕金属基磷化物基纳米复合材料电催化性能进一步提升的问题,对其未来合成策略和发展进行展望。 展开更多

关键词 金属基磷化物 纳米复合材料 电催化 甲醇氧化反应 析氢反应 析氧反应

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某尾矿强磁选预富集产品的工艺矿物学研究及可选性分析 被引量：2

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作者 郑海雷 高起方 +1 位作者 龚明辉 孙昊延 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期92-99,共8页

西南某多金属原生矿现场尾矿TFe品位13.88%,有害元素S含量为1.24%,主要脉石成分SiO2含量为40.82%,铁矿物主要以赤褐铁矿、菱铁矿及磁铁矿的形式存在,属复杂难选铁尾矿资源。为制定合理的二次资源综合回收工艺,从工艺矿物学角度出发,利... 西南某多金属原生矿现场尾矿TFe品位13.88%,有害元素S含量为1.24%,主要脉石成分SiO2含量为40.82%,铁矿物主要以赤褐铁矿、菱铁矿及磁铁矿的形式存在,属复杂难选铁尾矿资源。为制定合理的二次资源综合回收工艺,从工艺矿物学角度出发,利用场发射扫描电镜(FESEM)、背散射电子成像(BSE)、X射线能谱分析(EDS)、矿物特征自动定量分析系统(AMICS)等多种检测手段,对现场强磁选预富集产品开展了矿物组成、铁矿物粒度分布、主要元素赋存状态、嵌布特征、解离特征以及热分解特性等系统的工艺矿物学研究。结果表明:采用预氧化—低温还原磁化焙烧—弱磁选选冶联合工艺,预富集产品经550℃预氧化7.5min后,在450℃、还原势R=0.6的条件下磁化焙烧7.5min,可获得作业产率90.84%、铁品位30.02%、磁化率95.05%的磁化焙烧产品;磁化焙烧产品再磨至-38μm占89.5%,经两段弱磁选铁,可获得作业产率28.94%、铁品位60.18%、铁作业回收率63.86%的铁精矿。研究结果可为后续开展合理的资源高效、综合回收试验提供理论支撑。 展开更多

关键词 超低品位难选铁资源 菱铁矿 赤铁矿 工艺矿物学研究 预氧化-低温还原磁化焙烧

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磷石膏制备α型半水石膏晶型调控及生长机制研究

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作者 齐富有 张美菊 +2 位作者 廖开明 曲展 董宇豪 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2011-2017,2023,共8页

以柠檬酸钠为转晶剂,研究磷石膏制备α型半水石膏的晶型调控方法和晶体生长机制。结果表明,柠檬酸钠对α型半水石膏向短六棱柱状生长调控效果显著。在温度140℃,时间60 min,固液比1∶2,柠檬酸钠掺量0.40%条件下,可制备出晶粒大小均一、... 以柠檬酸钠为转晶剂,研究磷石膏制备α型半水石膏的晶型调控方法和晶体生长机制。结果表明,柠檬酸钠对α型半水石膏向短六棱柱状生长调控效果显著。在温度140℃,时间60 min,固液比1∶2,柠檬酸钠掺量0.40%条件下,可制备出晶粒大小均一、表面光滑完整、晶体长径比小于1的高强α型半水石膏;通过研究不同反应时间晶体生长过程,认为α型半水石膏的生成遵循脱水-溶解-重结晶机制,且二水石膏溶解和半水石膏结晶是同步进行的,晶体生长完整可以在5 min内完成。 展开更多

关键词 磷石膏 Α型半水石膏 晶型调控 生长机制

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NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O脱水过程及其热力学与动力学性能

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作者 胡彪 王会 +2 位作者 张振迎 薛道荣 刘抢 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期668-676,共9页

通过热重-差热分析仪(TG/DTA)测试了NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的升温脱水过程,并对其脱水过程进行热力学和动力学分析。结果表明,NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的脱水过程分为2步,第1次脱去9个水分子,形成NH_(4)Al(SO_(... 通过热重-差热分析仪(TG/DTA)测试了NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的升温脱水过程,并对其脱水过程进行热力学和动力学分析。结果表明,NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O的脱水过程分为2步,第1次脱去9个水分子,形成NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·3H_(2)O;第2次脱去剩余的3个水分子,形成NH_(4)Al(SO_(4))_(2)。热力学分析NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O脱水过程中,脱落的液态水分子随即气化。动力学分析NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O脱水过程,脱去9个水分子的反应活化能为93.53 kJ/mol,脱去3个水分子的反应活化能为118.7 kJ/mol。 展开更多

关键词 NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O 脱水过程 热力学 动力学

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十二水硫酸铝铵-十水硫酸钠共晶复合相变材料的制备及其性能研究

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作者 胡彪 王会 +1 位作者 张振迎 刘琪 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期83-89,95,共8页

针对单一水合盐相变材料相变温区适配性差,利用熔融共混法制备十二水硫酸铝铵-十水硫酸钠共晶复合相变材料,实现了单一相变材料的温度调控。共晶复合相变材料的相变温度为71℃,潜热值为242.85kJ/kg。采用质量分数为1%的氧化铝作为成核剂... 针对单一水合盐相变材料相变温区适配性差,利用熔融共混法制备十二水硫酸铝铵-十水硫酸钠共晶复合相变材料,实现了单一相变材料的温度调控。共晶复合相变材料的相变温度为71℃,潜热值为242.85kJ/kg。采用质量分数为1%的氧化铝作为成核剂,复合材料的过冷度由9.4℃降低至2.5℃;添加高导热膨胀石墨提高材料的传热性能,复合材料的导热系数为原材料的1.73倍;改性后的复合相变材料循环稳定性显著提高,且储热释热密度为259.27kJ/kg。解决了单一十二水硫酸铝铵相变温度与供热末端所需温度不匹配的矛盾,制备的新型十二水硫酸铝铵-十水硫酸钠共晶复合相变材料具有合适的相变温度和较高的相变潜热,可作为以散热器为末端的供热系统、热水系统等领域的候选材料。 展开更多

关键词 共晶相变材料 十二水硫酸铝铵 十水硫酸钠

原文传递

利用倒易点阵计算晶面间距的注记

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作者 杨军 《大学物理》 2025年第1期23-26,37,共5页

利用倒易点阵性质可以推导出计算晶面间距的通用公式,并可在计算一些具有特殊点阵参数晶体的晶面间距时进行简化.但这一公式并不能直接用来计算复杂晶胞的晶面间距.使用倒易点阵性质导出的通用公式计算复杂晶胞的晶面间距时,要么考虑该... 利用倒易点阵性质可以推导出计算晶面间距的通用公式,并可在计算一些具有特殊点阵参数晶体的晶面间距时进行简化.但这一公式并不能直接用来计算复杂晶胞的晶面间距.使用倒易点阵性质导出的通用公式计算复杂晶胞的晶面间距时,要么考虑该晶面位向上符合出现倒易点约束条件的代表晶面,要么找到复杂晶胞对应的原胞,使用其原胞的三条晶棱构建新基矢并求得倒易点阵的基矢,进而利用同名倒易基矢模长的倒数获取原复杂晶胞的晶面间距.但在新基矢体系中,原晶胞标记晶面的指数也常常相应改变,而这一点在学生计算晶面间距时常常被忽略而得不到正确结果.本文先对复杂晶胞晶面出现倒易点的约束条件进行简单描述,然后结合一个体心立方晶胞的具体示例给出利用代表晶面或构建新基矢计算晶面间距的过程,以期通过具体计算加深学生对这些知识点的理解并在实践环节中采用. 展开更多

关键词 倒易点阵 晶面间距 晶胞 体心立方晶胞

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氯苯类农药废盐有机残留物热脱除试验

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作者 毛威 顾翔宇 +2 位作者 郝熔江 马蕊 李松庚 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第1期279-288,共10页

热处理是一种有潜力的废盐有机污染物脱除技术。针对2,4-二氯苯氧乙酸农药废盐有机残留物,利用重结晶配制模拟废盐的方式,从动力学、有机物转化路径等方面,研究了有机物浓度、有机物组成、无机盐组成、气氛等因素对热处理的影响,并进一... 热处理是一种有潜力的废盐有机污染物脱除技术。针对2,4-二氯苯氧乙酸农药废盐有机残留物,利用重结晶配制模拟废盐的方式,从动力学、有机物转化路径等方面,研究了有机物浓度、有机物组成、无机盐组成、气氛等因素对热处理的影响,并进一步在实验室流化床上研究了反应温度和时间对有机物脱除的影响。结果表明:相比2,4-二氯苯氧乙酸和4-氯苯氧乙酸,钠基取代的2,4-二氯苯氧乙酸钠的分解温度更高;有机物浓度为5%时,有机物脱除表观活化能最低;废盐中氯化钠对有机物热分解有催化作用,而硫酸钠具有更高的反应能垒;废盐有机物热脱除过程涉及有机物的热分解和热挥发,有机物在氮气中易碳化,而在空气中发生碳化和氧化;流化床热脱除试验结果显示,反应温度和气氛是影响有机物脱除效果的主要因素,在600℃空气气氛中,有机物脱除率可达96.79%。 展开更多

关键词 废盐 热处理 有机污染物 动力学分析 流态化

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压滤式水电解槽乳突板内的流动特性分析与优化

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作者 白谨豪 管小平 杨宁 《化工学报》 北大核心 2025年第2期584-595,共12页

电解水制氢是引领未来绿色能源发展的重要途径。压滤式水电解槽是常用的工业制氢装置,其中电解液分布的均匀性对提高电解效率和延长电极寿命至关重要。然而,传统的乳突板内流场分布均匀性差,导致电解效率变低,甚至出现局部温度过高,从... 电解水制氢是引领未来绿色能源发展的重要途径。压滤式水电解槽是常用的工业制氢装置,其中电解液分布的均匀性对提高电解效率和延长电极寿命至关重要。然而,传统的乳突板内流场分布均匀性差,导致电解效率变低,甚至出现局部温度过高,从而引发电极烧蚀等安全问题。为改善这一现象,提出“中心密,两侧疏”的凹凸单元分布策略,以改善极板内部的碱液流场分布。首先,搭建乳突板可视化实验平台,研究碱液停留时间分布,并用于数学模型验证。进而模拟了四组不同结构乳突板的单相流特性,并耦合颗粒追踪算法定量表征流动死区。结果表明,新的凹凸单元分布策略能使电解液在电解槽内的流场更加均匀,减少碱液的返混现象,降低流动死区的产生。此外,该方法还提高了系统的操作弹性,使其能够适应更广泛的流量条件。 展开更多

关键词 电解水制氢 压滤式电解槽 凹凸结构 流动均匀性 结构改进 流动死区 停留时间分布

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基于生物质基碳纳米片的水污染物氧化脱除

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作者 郝熔江 顾翔宇 李松庚 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期144-157,共14页

通过在熔融盐辅助热解法中加入含氧酸盐(K_(2)CO_(3)或KNO_(3)),并以葡萄糖为碳源成功合成了高石墨化和多缺陷位点的多孔二维碳纳米片M-C和M-N.含氧酸盐显著提高了纳米片的比表面积,特别是KNO_(3)还促进氮掺杂,使M-N对酸性橙7(AO7)的最... 通过在熔融盐辅助热解法中加入含氧酸盐(K_(2)CO_(3)或KNO_(3)),并以葡萄糖为碳源成功合成了高石墨化和多缺陷位点的多孔二维碳纳米片M-C和M-N.含氧酸盐显著提高了纳米片的比表面积,特别是KNO_(3)还促进氮掺杂,使M-N对酸性橙7(AO7)的最大吸附容量达到480.77mg/g,远高于直接热解生物炭BC和无含氧酸盐的熔融盐热解炭M-BC.碳材料对AO7去除的吸附和催化降解过程具有协同效应,M-N活化过一硫酸盐(PMS)的活性分别为M-BC的22.64倍和BC的33.48倍.此外,通过密度泛函理论(DFT)初步计算了氮掺杂和不同缺陷对非自由基主导的催化过程的影响.本研究发现含氧酸盐可以明显降低碳纳米片制备过程中熔融盐添加量,也为开发有机污染物高效吸附和PMS高效活化的生物质基双功能碳材料提供了理论指导. 展开更多

关键词 碳纳米片 热解 吸附 催化剂 高级氧化

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多点加载下单颗粒破碎特性的离散单元法模拟

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作者 何金龙 杨阳 刘晓星 《中国粉体技术》 2025年第3期89-100,共12页

【目的】评估平均主应力准则、最大主应力准则、最大剪应力准则和最大接触力准则等4种颗粒破碎准则的适用性,探究颗粒的破碎机制。【方法】基于三维离散单元法数值模拟,考察随机多点加载以及单、双、三轴加载作用下球形和圆盘型颗粒试... 【目的】评估平均主应力准则、最大主应力准则、最大剪应力准则和最大接触力准则等4种颗粒破碎准则的适用性,探究颗粒的破碎机制。【方法】基于三维离散单元法数值模拟,考察随机多点加载以及单、双、三轴加载作用下球形和圆盘型颗粒试样的破碎特性,统计分析平均主应力、最大主应力、最大剪切应力以及最大接触力随加载点数目的变化规律。【结果】随着加载的进行,加载点附近逐渐形成拉应力集中,导致颗粒试样的拉伸破坏;无论是随机加载构型还是确定加载构型,颗粒破碎时的平均主应力和最大主应力都是加载点数目的函数;对于随机加载构型,模拟得到的最大剪应力和最大接触力的平均值都与加载数目无关,但确定加载构型下2个参数都随加载点数目而变化,说明加载点数目和空间排列方式会影响颗粒的临界破碎强度。【结论】考察的4种颗粒破碎准则都不能唯一确定颗粒的临界应力状态,基于4个参数建立颗粒破碎准则时,须要考虑加载构型的影响。 展开更多

关键词 颗粒破碎 破碎准则 多点加载 单轴加载 离散单元法

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气固表面反应-传递-传热耦合建模及模拟

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作者 邱天昊 李成祥 葛蔚 《化学反应工程与工艺》 2025年第1期143-154,共12页

为了计算气固催化反应和传热过程中能量的转移和转化,并预测固体温度的变化,采用自主提出的硬球-拟颗粒方法,建立了反应-扩散-传热过程的离散-连续耦合模型。通过模拟高温气体效应下气固作用过程,揭示了微观尺度上的能量交换机制。结果... 为了计算气固催化反应和传热过程中能量的转移和转化,并预测固体温度的变化,采用自主提出的硬球-拟颗粒方法,建立了反应-扩散-传热过程的离散-连续耦合模型。通过模拟高温气体效应下气固作用过程,揭示了微观尺度上的能量交换机制。结果表明当来流温度从600 K升高到4200 K时,固体表面总热流密度从0.4 MW/m^(2)增加到9.5 MW/m^(2),提高了23倍。模拟实现了气固表面复杂作用下固体热流和温度分布的预测,为纳微尺度材料表面反应和传热过程的研究提供了可行的模型和方法。 展开更多

关键词 拟颗粒模型 气固传热 多尺度模拟 离散-连续耦合

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谷电相变蓄冷空调系统在某大型商业超市应用的性能分析及经济性评价

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作者 王会 胡彪 +1 位作者 李嘉晨 刘琪 《暖通空调》 2025年第1期37-40,共4页

以深圳某商业超市空调制冷工程为例,结合峰谷电价差,针对水合盐相变蓄冷技术在大规模舒适性商业领域的应用进行了性能分析及经济性评价。该项目采用原制冷机房中备用制冷机组作为冷源,相变蓄冷机组夜间利用谷电蓄冷,白天将冷量供给商业... 以深圳某商业超市空调制冷工程为例,结合峰谷电价差,针对水合盐相变蓄冷技术在大规模舒适性商业领域的应用进行了性能分析及经济性评价。该项目采用原制冷机房中备用制冷机组作为冷源,相变蓄冷机组夜间利用谷电蓄冷,白天将冷量供给商业超市空调制冷系统,满足用户用冷需求。本文系统测试并分析了谷电相变蓄冷系统连续运行14天的蓄、放冷温度,蓄冷量,耗电量等实验数据。结果表明:相比原有制冷系统,采用谷电相变蓄冷系统作为冷源时,夜间制冷机组的性能系数(COP)和系统能效比(EER)大幅提高;该项目的投资回收期为5.35 a,随着峰谷电价差逐步拉大,当峰谷电价差≥1.06元/(kW·h)时,系统的投资回收期≤4 a;水合盐相变蓄冷技术结合谷电/弃电等在大规模舒适性商用空调领域应用具有可行性。 展开更多

关键词 商业超市 谷电 相变蓄冷 峰谷电价 空调系统 经济性评价

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达朗贝尔与斯托克斯佯谬的对比式教学探索

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作者 华蕾娜 王若愚 《大学物理》 2025年第1期17-22,共6页

达朗贝尔佯谬和斯托克斯佯谬是流体力学经典内容之一,也是实际教学中较易混淆的知识点.本文以无界均匀流场中圆球绕流为例,以对比的方式给出有势流动和低雷诺数流动的核心假设、方程的导出、流场速度和压强分布的解析解等,并以云图量化... 达朗贝尔佯谬和斯托克斯佯谬是流体力学经典内容之一,也是实际教学中较易混淆的知识点.本文以无界均匀流场中圆球绕流为例,以对比的方式给出有势流动和低雷诺数流动的核心假设、方程的导出、流场速度和压强分布的解析解等,并以云图量化两种流动的区别,厘清问题的假设如何导致了达朗贝尔佯谬和斯托克斯佯谬的产生.将生动的佯谬与繁多的公式推导紧密结合,有助于学生激发追本溯源的好奇心、进而深化对理论及其局限性的理解. 展开更多

关键词 佯谬 有势流动 低雷诺数流动 教学应用

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循环流化床高碱煤气化技术研发及应用进展 被引量：2

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作者 张海霞 朱治平 张思源 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2254-2278,共25页

系统回顾了循环流化床高碱煤气化技术的研发及应用历程,重点概况了在高碱煤基础理化特性、气化反应特性及碱金属的迁移特性、防结渣技术研究及循环流化床高碱煤气化工程应用四个方面的进展与成果。梳理了高碱煤的煤质特征、碱金属的赋... 系统回顾了循环流化床高碱煤气化技术的研发及应用历程,重点概况了在高碱煤基础理化特性、气化反应特性及碱金属的迁移特性、防结渣技术研究及循环流化床高碱煤气化工程应用四个方面的进展与成果。梳理了高碱煤的煤质特征、碱金属的赋存形态和含量、前处理方法对碱金属含量测定的影响,以及高碱煤的燃烧和成灰特性。总结了煤种、反应进程、气化温度、氧碳摩尔比、反应气氛等对高碱煤气化性能指标和气化灰结渣特性的影响。阐述了配煤、添加剂及更换床料等方法对预防高碱煤气化结渣的作用和反应机理,采用刚玉做床料实现了循环流化床高碱煤气化中试装置稳定运行。评述了循环流化床高碱煤气化技术的自主创新以及在工业燃气、合成气领域的成功应用。最后,从建立高碱煤气化用煤数据库、开发纯用高碱煤的气化技术、开发高效脱碱及原位耦合利用革新技术、探索高碱煤与其他物料协同利用技术并制备高性能材料四个方面展望了未来高碱煤气化技术的发展方向。 展开更多

关键词 高碱煤 循环流化床 气化 钠迁移 结渣

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颗粒体系的多尺度混合指数 被引量：1

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作者 徐嘉宇 陈飞国 +1 位作者 徐骥 葛蔚 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2214-2221,共8页

对颗粒混合物均匀性的系统研究揭示了混合过程中显著的多尺度特征,特别是宏尺度上均匀的混合物在微尺度上可能表现为极度不均匀,反之亦然,同时采用不同的采样方法和混合指数表征同一混合物在同一尺度下的均匀性可能也会有所差异。尝试... 对颗粒混合物均匀性的系统研究揭示了混合过程中显著的多尺度特征,特别是宏尺度上均匀的混合物在微尺度上可能表现为极度不均匀,反之亦然,同时采用不同的采样方法和混合指数表征同一混合物在同一尺度下的均匀性可能也会有所差异。尝试提出一种多尺度混合指数,即在不同尺度采用不同评价方法,并将混合指数表达为不同尺度上的分布,而不是在未定义尺度上的单一值。该多尺度表征方法可更精确与全面地反映混合物的均匀特性。 展开更多

关键词 颗粒体系 混合 多尺度 离散单元法 莱西指数 相对标准偏差 宏尺度混合 微尺度混合

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流化床直接还原磁铁矿的CFD-DEM-IBM模拟

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作者 兰斌 路帅 +2 位作者 徐骥 翟明 王军武 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4477-4489,共13页

磁铁矿是矿物加工领域直接还原铁的重要原料,流化床直接还原磁铁矿因具有显著降低碳排放、高效传热与传质、高速反应等优势而广泛应用于冶金行业。基于多阻力网络的未反应缩核模型,采用粗粒化CFD-DEM-IBM(计算流体力学-离散单元法-浸没... 磁铁矿是矿物加工领域直接还原铁的重要原料,流化床直接还原磁铁矿因具有显著降低碳排放、高效传热与传质、高速反应等优势而广泛应用于冶金行业。基于多阻力网络的未反应缩核模型,采用粗粒化CFD-DEM-IBM(计算流体力学-离散单元法-浸没边界法)耦合方法模拟磁铁矿在氢气气氛中的流态化还原过程,考察了不同的粗粒化率对颗粒、气体流动以及反应特性的影响。模拟结果表明,当粗粒化率不大于4时,粗粒化系统和真实系统中颗粒整体的还原特性接近,但气体、颗粒的局部流动特性存在差异。当粗粒化率为3时,计算精度在可允许的范围内,并能显著降低计算量。 展开更多

关键词 流态化 磁铁矿还原 CFD-DEM 浸没边界法 反应流 粗粒化

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冲击加载下蓝宝石力热耦合响应的分子动力学模拟

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作者 周孟谦 战金辉 +3 位作者 贺文 操秀霞 张伟 刘晓星 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期149-161,共13页

蓝宝石因其出色的强度、硬度和光学透明度,常被选为冲击波实验中的观测窗口。深入了解蓝宝石在冲击载荷下的力学和热力学响应机制以及内部损伤原因,对准确评估其性能和稳定性至关重要。利用分子动力学模拟,从原子层面探讨蓝宝石单晶在沿... 蓝宝石因其出色的强度、硬度和光学透明度,常被选为冲击波实验中的观测窗口。深入了解蓝宝石在冲击载荷下的力学和热力学响应机制以及内部损伤原因,对准确评估其性能和稳定性至关重要。利用分子动力学模拟,从原子层面探讨蓝宝石单晶在沿(0001)晶面(C面)冲击作用下的力热响应行为。模拟结果表明,蓝宝石C面冲击作用下激活的滑移系为基于R面{0112}的菱形面滑移。冲击速度为1~3 km/s时未出现滑移现象,冲击速度为4 km/s时出现菱形面滑移,冲击速度为5~6 km/s时试样出现以不规则条带为主的非均匀形变。研究表明,蓝宝石滑移系的激活不仅依赖其晶格结构,还需分剪切应力达到临界值。温度场的分析结果表明,局域温升与滑移之间存在对应关系,剪切应变集中区域的温度较高。 展开更多

关键词 分子动力学 蓝宝石 冲击响应 损伤类型

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