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正弦型微通道内液-液两相流型及流动特性实验研究 被引量：1
1
作者 张井志 赵玉婷 +2 位作者 王英迪 齐建荟 雷丽 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1111-1118,共8页
采用实验的方法对不混溶的液液两相流体在不同入口结构下的正弦微通道(直通道正弦、波峰正弦和波中正弦)内液滴的流动特性进行了分析。硅油作为离散相,含有0.5%SDS的蒸馏水作为连续相,观测到弹状流、滴状流和射状流。分析了两相流动参... 采用实验的方法对不混溶的液液两相流体在不同入口结构下的正弦微通道(直通道正弦、波峰正弦和波中正弦)内液滴的流动特性进行了分析。硅油作为离散相,含有0.5%SDS的蒸馏水作为连续相,观测到弹状流、滴状流和射状流。分析了两相流动参数及不同的微通道入口结构对流型和液滴长度的影响。流型受微通道入口结构影响较大,波峰正弦微通道能够生成最大范围的稳定的流型。液滴长度随离散相体积流量和离散相与连续相体积流量之比的增大而增大,随连续相的体积流量和毛细数的增大而降低。微通道入口结构对液滴长度有影响,直通道的正弦微通道内液滴长度最短,更有利于液滴的形成。三种通道生成的液滴中,最大的液滴尺寸是最小的液滴尺寸的1.15~1.39倍,但正弦流动段对液滴速度几乎没有影响。 展开更多
关键词 微通道 两相流 入口结构 流型 毛细数
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煤灰和生物质灰组成及灰熔融温度预测 被引量：2
2
作者 黄奎霖 韩奎华 齐建荟 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期126-138,共13页
炉内结渣是影响火电机组和气化工艺可靠运行的关键因素之一,准确及时测量灰熔融温度可提高火电机组和气化炉运行的安全性和经济性。但灰熔融温度测量过程中存在诸多不确定因素,建立灰熔融温度预测方法不仅能验证试验数据可靠性,也可在... 炉内结渣是影响火电机组和气化工艺可靠运行的关键因素之一,准确及时测量灰熔融温度可提高火电机组和气化炉运行的安全性和经济性。但灰熔融温度测量过程中存在诸多不确定因素,建立灰熔融温度预测方法不仅能验证试验数据可靠性,也可在一定程度上代替繁琐复杂的试验。论述了煤灰和生物质灰的组成、分类方法及异同点,综述了不同氧化物对灰熔融性的影响。阐述了经验公式、机器学习模型、多元相图这3种主要煤和生物质灰熔融温度预测方法,并分析了各类方法的优缺点和适用范围。认为经验公式更适合品种单一且数量较少的煤灰数据集,但不适用于生物质灰熔融温度预测。机器学习模型对煤灰和生物质灰预测效果优良,但建模难度更大,所需训练样本数据更多。基于相图预测灰熔融温度受限于灰熔融性测试方法,预测效果并不优于经验公式和机器学习模型,但对4种典型煤种有较好的预测精度,而生物质灰相较煤灰而言特殊样本更多,能否用于生物质灰熔融温度预测需进一步研究。今后可考虑构建K近邻回归、随机森林等解决回归问题突出的模型,扩充生物质数据库样本,提升预测模型的精度和泛化能力。 展开更多
关键词 煤 生物质 灰熔融温度 机器学习
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氮磷共改性浒苔基多孔炭的制备及其电化学性能 被引量：3
3
作者 李明 韩奎华 +3 位作者 滕召才 王梅梅 曹阳 李贤 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期427-434,共8页
文章以浒苔和磷酸氢二铵为原料,通过炭化和活化制备了氮磷共改性浒苔基多孔炭(EPAP-PC-3)。与未经氮磷共改性处理的浒苔基多孔炭(EP-PC)相比,其在2~6 nm内的中孔结构得到了显著发展,这有利于提高多孔炭有效比表面积和减小离子迁移的阻力... 文章以浒苔和磷酸氢二铵为原料,通过炭化和活化制备了氮磷共改性浒苔基多孔炭(EPAP-PC-3)。与未经氮磷共改性处理的浒苔基多孔炭(EP-PC)相比,其在2~6 nm内的中孔结构得到了显著发展,这有利于提高多孔炭有效比表面积和减小离子迁移的阻力;EPAP-PC-3的表面含有适量的含氮和含氧官能团,使其能够保持良好的表面润湿性,而C元素的原子百分比含量和石墨化N的相对强度百分比含量的增加能够增强其导电性,降低电阻;受益于发达的孔隙结构和优异的表面化学性质,在1 A/g的电流密度下,EPAP-PC-3的质量比电容高达311.9 F/g,比EP-PC提高了约29%,而且它具有卓越的倍率性能和长循环性能。 展开更多
关键词 浒苔 磷酸氢二铵 多孔炭 孔隙结构 超级电容器 电化学性能
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生物质飞灰超声波辅助滤洗试验
4
作者 韩奎华 刘文洋 +6 位作者 宋传林 任科 滕召才 牛胜利 王永征 朱应泉 龙慎伟 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第6期184-191,共8页
生物质发电锅炉产生的飞灰一般用作建筑原料和肥料生产的辅料,然而飞灰中的有害成分会降低建筑材料的稳定性,造成农田重金属富集。因此,飞灰原料的预处理和适用性改善成为关键。以生物质电厂飞灰为原料,筛分得到粒径<0.2 mm的细灰,... 生物质发电锅炉产生的飞灰一般用作建筑原料和肥料生产的辅料,然而飞灰中的有害成分会降低建筑材料的稳定性,造成农田重金属富集。因此,飞灰原料的预处理和适用性改善成为关键。以生物质电厂飞灰为原料,筛分得到粒径<0.2 mm的细灰,将细灰与去离子水配制浆液,采用超声辅助浸出、过滤处理;考察超声时间、浆液温度、固液质量比对宏量金属元素K、Na、Zn、Ca以及4种微量重金属元素Co、Cr、Ni、Pb浸出的影响规律,并探索适宜的操作参数。结果表明,试验采用的细灰富含CaO、SiO_(2)和K_(2)O。对于宏量金属元素,超声时间1~30 min,随时间延长金属元素浸出质量浓度和浸出量增大且趋向恒定,而Ca^(2+)由于发生碳酸化反应而先增大后缓慢减小。浆液温度25~70℃时,浆液浸出生成Ca^(2+)离子和碳酸盐化受温度影响尤其显著,随浆液温度升高,Ca^(2+)浸出质量浓度先增大后减小,其他金属元素浸出质量浓度和浸出量均增大。固液质量比1∶3~1∶6时,随固液质量比减小,金属元素浸出质量浓度降低,而金属元素浸出率增大。超声时间20 min、浆液温度50℃、固液质量比1∶5时,钾元素浸出率达到47.22%。超声时间、浆液温度和固液质量比对于微量重金属元素的浸出过程存在一定影响,在试验参数范围内重金属浸出率和浸出量维持在很低水平。典型操作参数为:超声时间30 min、浆液温度25℃、固液质量比1∶5时,Co、Cr、Ni和Pb四种重金属元素浸出率分别低于0.10%、0.30%、0.05%和0.10%。综合考虑技术系统实施和运行成本,适宜的超声时间为15~20 min、浆液温度为40~50℃、固液质量比为1∶3~1∶5。通过对比超声处理的浸出液和残渣中关键碱金属元素、硫和氯元素,宏量可溶性元素大量迁移至滤液中,且微量重金属含量极低,浸出液用作肥料和土壤调节剂具有现实意义。由于可溶性碱金属盐以及氯化物的滤出,残渣中其含量明显减少,有利于将其用作工业建材原料。 展开更多
关键词 生物质飞灰 超声波 碱金属元素 重金属元素 超声波辅助滤洗
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ZnO对于CaO吸附CO_(2)性能影响的DFT研究 被引量：2
5
作者 张友浩 徐运飞 +1 位作者 王菲菲 李英杰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4657-4665,共9页
通过挤出成型法制备了ZnO掺杂CaO吸附剂,研究ZnO掺杂CaO吸附剂的CO_(2)吸附性能。基于密度泛函理论,建立CaO(001)和Zn-CaO(001)表面模型,计算2种材料吸附CO_(2)的构型、吸附能、分态密度以及差分电子密度,通过对比改性前后2种材料的计... 通过挤出成型法制备了ZnO掺杂CaO吸附剂,研究ZnO掺杂CaO吸附剂的CO_(2)吸附性能。基于密度泛函理论,建立CaO(001)和Zn-CaO(001)表面模型,计算2种材料吸附CO_(2)的构型、吸附能、分态密度以及差分电子密度,通过对比改性前后2种材料的计算结果,从微观原子层面揭示ZnO掺杂对CaO吸附CO_(2)性能的影响机理。研究结果表明:随着ZnO添加量从1%增加到5%,CaO的CO_(2)吸附性能随之增加。当ZnO添加量为3%时,ZnO/CaO吸附剂第1次和第5次循环的碳酸化转化率分别为0.86和0.76。加入ZnO后,CO_(2)吸附能由-1.184 eV下降为-1.947 eV,且相比于Ca原子,Zn原子与O原子之间存在更多的共振峰,Zn-CaO(001)表面的Zn原子、C原子与O原子在-6.06 eV处出现高态密度的3个原子电子轨道共振峰,这表明掺杂ZnO提高了CaO结构的稳定性,且Zn原子、表面O原子与C原子之间有更多的电荷转移。Zn原子与O原子间的电荷转移提高了O原子的反应活性,使其更易与C原子成键,导致CO_(2)以CO32-的结构吸附在ZnO/CaO表面。因此,ZnO提高了CaO的CO_(2)吸附性能,是一种理想的添加剂。 展开更多
关键词 CaO吸附剂 ZNO CO_(2)吸附 密度泛函理论
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兰炭和秸秆掺混燃料热重分析及动力学研究 被引量：8
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作者 武鹏魁 韩奎华 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第5期134-142,共9页
现有兰炭具有高固定碳、低灰、低硫、低磷等优点,但其挥发分低,着火缓慢。在兰炭燃料中掺混少量生物质可有效改善其燃烧性能,减少燃煤污染物排放,优化生物质秸秆的利用现状。通过热重分析法分别研究了3种兰炭、麦秆和玉米秆单独及混合... 现有兰炭具有高固定碳、低灰、低硫、低磷等优点,但其挥发分低,着火缓慢。在兰炭燃料中掺混少量生物质可有效改善其燃烧性能,减少燃煤污染物排放,优化生物质秸秆的利用现状。通过热重分析法分别研究了3种兰炭、麦秆和玉米秆单独及混合燃料的燃烧特性,分析了掺混样品种类和掺混比例对混合燃料着火温度、燃尽温度、燃烧特性指数和热释放速率等的影响,并确定了最佳掺混比例。结果表明:兰炭与秸秆掺混后的燃烧效果与掺混样种类及掺混比例密切相关。5种样品中燃烧性能从大到小依次是麦秆、玉米秆、府谷兰炭、大同兰炭和包头兰炭,府谷兰炭掺混玉米秆后燃烧特性优于其他掺混燃料,燃料的着火温度和燃尽温度相比兰炭原样分别降低了约200℃和40℃,综合燃烧特性指数是原样的1.5倍左右。在府谷兰炭/秸秆掺混比为8∶2时,着火特性指数仅为0.625,小于原样的0.979,此时第1波峰实际值也小于理论模拟值,混合燃料对低温段秸秆的挥发分析出有抑制作用,随着秸秆掺混比例增大,促进作用大于抑制作用,第1个波峰迁移且增大,第2个波峰减小,掺混比为6∶4时,第2个波峰处出现短暂增大,可能是由于秸秆占比增大,裂解出大量易燃半焦导致燃烧短时间加速。兰炭中掺混一定比例秸秆,有利于减少燃料主要燃烧阶段的活化能,但随掺混比例的增加其燃烧性能提升有限,掺混比为6∶4时,府谷兰炭活化能下降近36 kJ/mol。府谷兰炭和玉米秆掺混比例约7∶3时,混合燃料的释热率明显高于其他掺混比,结合其燃烧特性发现此时燃烧效果最好。 展开更多
关键词 兰炭 生物质秸秆 混合燃料 热重分析 动力学 活化能
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