热力学

摘要： 通过工业试验取样研究了X80管线钢精炼过程夹杂物的类型、尺寸、成分等变化规律,并结合FactSage8.1软件对钙处理和钢液冷却凝固过程夹杂物的演变机理进行了热力学计算分析.试验结果表明,LF精炼结束时夹杂物主要为MgO–Al_(2)O_(3)和MgO–Al_(2)O_(3)–CaO,数量占比分别为25%、75%,其尺寸主要分布在1~5μm之间,且1~2μm和2~5μm的夹杂物比例分别为56.0%、37.3%;RH精炼中T[O]、[N]质量分数分别由LF精炼结束时的0.0022%、0.0059%降低至0.0010%、0.0035%,夹杂物数量密度由LF结束约23.07 mm^(–2)降低至7.44 mm^(–2),夹杂物去除率约67.8%;钙处理时,夹杂物主要为MgO–Al_(2)O_(3)–CaO和CaS–Al_(2)O_(3)–CaO系,夹杂物中CaS平均质量分数由RH精炼结束时的8%增加至36%,CaO平均质量分数由24%减少至12%;软吹结束时,尺寸40μm的夹杂物中SiO_(2)占比在6.0%~8.0%之间,尺寸>40μm的夹杂物主要为CaO–Al_(2)O_(3)–MgO–SiO_(2),其化学成分与精炼渣化学成分基本一致,其来源为精炼渣卷入.热力学计算结果表明,当[Ca]质量分数在10.5×10^(–6)~15.8×10^(–6)时,尖晶石夹杂全部完成改性,夹杂物全部为液态钙铝酸盐;当钢液在浇铸温度下,夹杂物主要为液态的钙铝酸盐,当温度降低至1428°C时,液态夹杂物完全转化为固态,随着温度继续下降1309°C以下,夹杂物的类型基本不发生改变,整个温降过程夹杂物中CaO含量减少,CaS含量增加.

摘要： 本文对内蒙古蛇纹石矿石进行了硫酸浸出试验,并研究了不同浸出工艺参数对金属浸出效率的影响。在H_(2)SO_(4)浓度为5 mol/L、液固比为4 mL/g、浸出温度为100°C的条件下,Mg、Fe、Al、Ni、Co的浸出率分别达到93.98%、60.09%、82.08%、90.58%、94.06%,表明硫酸浸出能有效地从蛇纹石中回收有价金属。利用X射线衍射分析了浸出后Mg、Fe和少量Al在浸出渣中的浸出行为,未反应的Mg和Fe以MgFe_(2)O_(4)的形式存在于浸出渣中,少量的Al以Al_(2)Si_(2)O_(5)(OH)_(4)的形式存在于浸出渣中。在浸出过程中分别对Mg和Ni进行了动力学研究,其中Mg的浸出符合缩核模型,在浸出过程中受扩散与化学反应的混合控制,活化能为16.95 kJ/mol。Ni的浸出符合Avrami方程,在浸出过程中受扩散控制,活化能为11.57 kJ/mol。该研究以高效、低成本的方法从蛇纹石矿物中提取有了价金属元素,具有重要的实用价值。

摘要： 含铬废液中三价铬含量控制是含铬废液处理的重要组成部分。作为微量元素,体内含铬量不能超标吸收或体内缺失。铬在不同情形下显示不同形态化学变化。三价铬吸附热力学与动力学为从宏观和微观角度理解三价铬在吸附剂上的吸附行为提供理论基础。本文介绍铬价态变化、三价铬含量的传统与最新测试方式,分析近期三价铬吸附相关文献的吸附热力学与动力学成果,为进一步准确分析三价铬的吸附热力学函数和吸附参数随时间的变化提供理论依据,并指出目前的废水Cr(Ⅲ)吸附热力学与动力学中的研究空白。

摘要： 分别采用碱性、酸性、中性氧化铝吸附脱除氮质量分数为1732μg g的模拟油(吡啶的正十二烷溶液)中的吡啶,确定最佳吸附剂,并探究各因素对其吸附脱氮效果的影响。结果表明:在处理15 mL模拟油时,使用1.2 g碱性氧化铝在303 K下吸附30 min的吸附脱氮效果最佳,氮去除率为61.24%;碱性氧化铝对模拟油中吡啶的吸附行为符合Langmuir-Freundlich混合模型,该吸附过程可自发进行,属于放热物理吸附,吸附过程符合准一级动力学模型;经过高温焙烧和乙醇洗涤的碱性氧化铝吸附剂,再生率分别为72.04%和71.48%,说明碱性氧化铝具有良好的再生性能。

摘要： 本文通过对我校矿物加工工程本科专业的物理化学教学中引入超临界CO_(2)布雷顿循环的相关知识进行的实践,使得学生对卡诺循环和热力学第二定律的理解进一步加深了,同时由于紧密结合了目前碳达峰碳中和以及减排增效等热点问题,使得同学们对物理化学的学习兴趣得以提升,对物理化学整体知识体系有了更加全面的掌握,从而取得了良好的教学效果。

摘要： 为了验证甲醇同系化制乙醇的可行性,并为相关的实验研究提供理论依据,采用HSC Chemistry软件对甲醇同系化制乙醇反应进行热力学分析,考察反应压力、反应温度和氢碳比对原料转化率和产物选择性等指标的影响。结果表明,在压力为4 MPa、温度为250°C、氢碳比为2.0∶1(MeOH/CO比为0.1∶0.9)最佳反应条件下,乙醇选择性为97.00%,氢气转化率为40.00%,一氧化碳转化率为100.00%,甲醇转化率为100.00%。甲醇同系化制乙醇实验研究表明,乙醇选择性与热力学理论值还有些差距,催化剂对于原料转化率和乙醇选择性还有待提高。

摘要： 氢气由于燃烧发热量高、储量丰富、环境友好,被誉为“21世纪绿色清洁能源”,近年来,甲烷水蒸气重整制氢方法备受关注。但是甲烷重整反应的复杂性及反应机理的不确定性是制约甲烷水蒸气重整制氢工业生产的重要因素。从甲烷水蒸气重整制氢过程、反应机理、热力学分析、催化剂种类以及反应器选择5个方面对重整过程进行了归纳与分析;阐述了甲烷水蒸气重整制氢过程中吉布斯自由能的变化趋势、工况参数对重整反应的影响规律、重整过程反应器的选择、重整反应过程的微观机理以及不同催化剂对重整反应的影响程度;全面总结了甲烷水蒸气重整制氢过程的变化规律;展望了甲烷水蒸气重整制氢的发展前景与研究方向。

摘要： 以聚丙烯腈(PAN)为载体,六水合硝酸铈[Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O]为原料,采用静电纺丝法制备了Ce(NO_(3))_(3)/PAN纤维,在空气中热处理得到CeO_(2)微纳米纤维,通过XRD、BET和SEM对CeO_(2)微纳米纤维进行表征。采用静态吸附实验探讨了CeO_(2)微纳米纤维去除水溶液中氟离子的性能,考察了溶液pH值、初始氟离子浓度及共存阴离子等对吸附性能的影响。结果表明,pH=3时,CeO_(2)微纳米纤维对F-的吸附性能最佳,CeO_(2)吸附量随着F-浓度的增大呈上升趋势。CeO_(2)微纳米纤维对F-的吸附等温线遵循Langmuir模型,二级动力学模型能很好地描述CeO_(2)微纳米纤维对F-的吸附过程。CeO_(2)微纳米纤维的除氟性能优良,可为其实际应用提供理论参考。

摘要： 随着全球变暖的趋势加剧,人类生存环境受到严重威胁,发展节能环保的冷却降温技术迫在眉睫。辐射冷却材料由于其不消耗能源便可辐射散热等特性引起了国内外研究者的广泛关注,但同时其存在着制备复杂、成本较高、耐候性较差等问题,导致其在实际应用中受到限制。目前,对于各类辐射冷却材料性能的优化是辐射冷却领域的核心课题。本文从辐射冷却机理出发,对近几年来辐射冷却材料的相关研究进行归纳与总结,主要介绍了各类辐射冷却材料的设计思路,进一步阐述了辐射冷却材料应用于实际工业领域的性能情况。总结了目前辐射冷却材料仍面临的问题与发展趋势,指出进一步将不同类别的辐射冷却材料进行合理结合,以及根据当地环境特点对材料的辐射冷却特性进行完整评估将是未来研究的主要方向。辐射冷却材料的研制与应用将对我国节能减排事业做出巨大贡献。

摘要： 基于能量守恒定律探讨了热力学体系存在的和过程中出现的能量形式,研究了过程中能量形式的转换和守恒规律。揭示出体系的总能量是焓,而基于内能守恒推导的热力学第一定律方程式不能表述过程以非等温路径发生时的能量守恒。活塞型热机热-功转换过程以非等温路径发生时,还存在体系和环境之间传递的第三种能量形式。这一形式的能量没有做功而伴随位移功离开体系。基于焓守恒提出了新的热力学第一定律第一方程式,新方程式包括了这部分能量。把热-焓转换过程、活塞型热机热-功转换过程和涡轮型热机热-功转换过程归类为基本热力学过程,提出用3个热力学第一定律方程式分别表述3种热力学过程的能量守恒规律,还给出了过程中热与功的关系。

摘要： 利用中国东南沿海白至纪花岗质火山-侵入杂岩及火山机构地质出露良好的优势，通过精细的地质学-显微岩相学-高精度年代学-地球化学-热力学数值模拟紧密结合，可在准确刻画岩浆作用过程各个不同阶段特征、约束火山作用与侵入作用的P-T-XH2O-fO2结晶条件、建立火山岩与侵入岩内在成因联系等方面取得突破，提升花岗岩研究的基础理论水平、增强中国东南沿海花岗岩成因与活动大陆边缘演化、花岗质岩浆演化与成矿效应的认知。

摘要： 地球内部是一个复杂的高温高压系统,了解地球内部的物质组成以及物理化学性质对认识地球的结构、地震波速度以及动力学过程有着非常重要的作用.其中石榴子石是组成地球地壳、上地幔和过渡带的重要组成矿物之一.在地幔岩模型中,上地幔由60％的橄榄石、15％的石榴子石以及25％的辉石组成,并随着深度的增加,辉石融入进石榴子石中,其体积分数可逐渐在过渡带增至40％左右.而在榴辉岩模型中,石榴子石的比例成分更大,其体积分数由上地幔顶部地区的30％增加到过渡带的约90％以上.因此,了解石榴子石和其各个端元矿物的热力学和弹力性质对理解上地幔和过渡带的成分、结构以及动力学过程有着至关重要的作用.

摘要： 一个热力学系统的平衡态是由温度T和一些描述系统的宏观外参量x1,x2,…xf所唯一确定,其中f是问题中所涉及的必要的外参量的数目,或称该热力学系统的自由度.所有热力学态函数,如内能函数U、自由能函数F、吉卜斯函数G、熵函数S等都是T,x1,x2,…xf的函数.

摘要： 以钛铁矿、焦炭粉和高纯氮气为原料,通过热力学计算和试验研究了真空炉内碳热还原氮化过程相转变和产物的C含量.首先采用热力学计算软件HSC分析了钛精矿碳热还原氮化的反应历程;根据热力学分析结果进行了不同反应温度条件下的试验研究;最后对反应产物进行了XRD和SEM-EDS分析.研究结果表明:TiN和TiC的生成主要由Ti3O5→TiN和Ti3O5→TiC控制,两者转化温度分别为:1231°C和1319°C;试验研究表明:在1200°C时,产物中就有TiCxN1-x的生成,整个升温过程中没有出现TiC和TiN的单相,并且随着反应温度升高,TiCxN1-x中C原子含量逐渐增大,当反应温度从1200°C升高到1350°C时,生成物TiCxN1-x的C原子含量由9.8％升高到36.273％,N原子的质量分数42.14％降到18.456％.

摘要： 利用焦煤吸附亚甲基蓝,考察了煤粉投加量、吸附时间、初始浓度以及温度对其吸附性能的影响,并对其吸附动力学和热力学进行了分析.研究结果表明:焦煤对亚甲基蓝具有较好的吸附能力,吸附反应较快,吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附热力学过程符合Langmuir模型,说明该吸附过程是以化学吸附为主且是典型的单分子层吸附.热力学参数ΔG0、ΔH0、ΔS0表明焦煤吸附亚甲基蓝是一个吸热熵增、自发进行的过程.

摘要： 基于对双气囊平流层飞艇热运动特性的分析,建立热力学与动力学耦合的双气囊飞艇模型,并采用该模型对双气囊平流层飞艇的保形上升过程进行仿真分析.结果表面:平流层浮空器保形上升过程中内部气体“超冷现象”明显.特别是空气囊,受膨胀和排气作用,这一现象更为明显.在飞艇初始上升过程中空气囊温度过低,密度相对较高,导致飞艇净浮力减小,上升速度降低,甚至出现飞艇在一定高度缓慢震荡上升的现象.仿真结果对平流层飞艇的设计和放飞控制具有一定的指导作用.

摘要： 利用GT-ISE软件对某款增压汽油发动机进行热力学性能仿真.主要进行了增压器的选取、中冷模型的建立和发动机性能的优化.并通过后期试验验证,确认计算结果是合理可信的.

摘要： 随着中国汽车保有量的增加及环境和能源问题的日益突出,迫切需要寻求一种内燃机替代清洁燃料.氢气作为可再生清洁能源,是一种理想的内燃机替代燃料.本文利用CONVERGE软件模拟了氢内燃机正常燃烧和爆震燃烧,从热力学、爆震频率以及中间产物三个方面比较分析了其燃烧特点,为进一步探索氢内燃机爆震发生机理奠定基础.

摘要： 本文分析了影响实际氩气循环发动机指示热效率的因素,通过热力学方法分析并计算了压缩比与比热容比对指示热效率的影响,并考虑燃烧不完全损失、实际传热损失及其他损失的作用.结果表明,据奥托循环效率公式,氨气循环发动机在压缩比14.5,比热容比1.67的情况下,理论热力学循环效率可达83％.而已经实际获得的氩气循环发动机指示热效率仅约41％～44％.分析表明,压缩比过低是最大的影响因素,压缩比从14.5降至4.0～5.5时导致约19％的指示热效率损失;实际工质比热容比受混合气比例、化学反应与温度的影响,在氩气浓度为72％～88％时导致约10％的指示热效率损失.为避免压燃,以压缩比上限为9.5且实现50％以上的指示热效率为条件,氩气浓度应不低于72％.在压缩比为9.5,氩气浓度为78％,有望实现51％的指示热效率.

摘要： 对自制室温下固化的环氧树脂胶黏剂进行了湿热环境下的加速老化试验.在70°C,相对湿度65％,75％,85％,95％四个环境下,分别进行了30天的老化试验.老化试验之后对胶黏剂试样进行了动态机械热分析(DMA).温度谱表明,在高温高湿条件下,高温对胶黏剂的后固化增强作用和湿度对其的弱化作用同时存在,但增强作用远大于弱化作用,经过不同湿度老化后的试样储能模量E'均较未老化时增大.频率谱表明,未老化试样和在相对湿度65％,75％,85％,95％老化30天后的试样,在不同温度(40°C,50°C,60°C,70°C,80°C,90°C,100°C)下的E'-f曲线变化规律大致相同.通过Arrhenius方程计算得到环氧树脂胶黏剂湿热老化前后的玻璃化转变表观活化能△E之比.结果表明,试样经过四个不同相对湿度老化后,环氧树脂胶黏剂的链段活化能变化不大,说明相对湿度从65％增加到75％,胶黏剂的性能变化不大,耐湿热老化性能较好.

摘要： 一种用于冷却或加热包含液体或半液体类型的食品的至少第一容器(22)的热力学系统，包括采用热交换器流体的回路，并且至少具有：‑压缩机(2)，其具有用于所述热交换器流体的至少一个入口(I)和用于所述热交换器流体的一个出口(U)；‑连接到所述压缩机(2)的出口(U)的第一热交换器(3)；‑连接到所述第一热交换器(3)的出口的至少一个第一膨胀元件(4a)；‑第二热交换器(5a)，其能与所述第一容器(22)相关联并且具有连接到所述至少一个第一膨胀元件(4a)的出口的入口(5a')；‑返回管道(6)，其具有连接到第二热交换器(5a)的出口的入口部分(6')和连接到压缩机(2)的入口(I)的出口部分。

摘要： 本发明涉及核动力学，并可在含铅的液态金属冷却剂发电站中，尤其是在快中子反应堆中使用。所提供的具有设置在反应堆壳体的“热的”和“冷的”区域内的连续运行的氧气热力学活度传感器的核反应堆、监测冷却剂中氧气的热力学活度的方法和系统以及附加的定期运行的传感器能够对在任何规定的运行模式下的液态金属冷却剂中氧气的热力学活度是否维持在规定的数值进行持续监测。

摘要： 一种测量四大热力过程热力学参数的驱动模型测试装置，设置一带支撑装置的刚性耐压容器(1)，在容器外壁开有一组孔，孔口处配合一端部伸进容器内腔的接头，一接头端部固定有作试验的气球(11)，接头由紧固装置固定位置，沿接头轴线方向穿入多个功能装置的连接线、管(10)。使用本装置能准确地获得四大热力过程中各个热力学过程的始态和终态参数，实验误差小，将所得到的值可用于计算等温可逆功W

摘要： 本发明公开了一种用于钢铝焊的热力学和本征力学性质计算的元素的添加方法，首先通过Miedema理论对合金化元素X分别和Fe，Al形成的Fe‑X，Al‑X二元系统以及Fe‑Al二元系统的标准摩尔生成焓进行计算，初步确定合金化元素。然后通过第一性原理方法对以上各二元系统中可能生成的相的形成热和吉布斯自由能进行计算，结合形成热和吉布斯自由能结果确定各二元系统中最易形成的相。最后计算上述最易形成的相的弹性常数，确定其延脆性，进而判断该合金化元素是否适合添加。该方法为改善钢铝焊接接头的力学性能提供了一种可靠的合金化元素选择方法，通过本发明可以快速准确的确定合金化元素，从而节省了大量的时间和科研成本，避免了实验方案设计过程中的不确定性。

摘要： 本发明提供一种基于热力学和动力学预测珠光体钢显微组织的方法，属于珠光体钢显微组织计算领域。该方法利用热力学计算珠光体钢的准平衡相图并提取共析点成分、共析点温度、先共析相种类及形成温度。然后将珠光体钢成分、冷却速度、先共析相形成温度、共析点温度、模型尺寸等参数作为输入进行动力学计算，得到先共析相界面位置和珠光体片层间距曲线，进而转换为先共析相含量和珠光体片层间距。根据本热力学、动力学和数据提取方法，能够预测指定珠光体钢成分和冷却速度条件下的显微组织特征参量，从而实现珠光体钢的显微组织预测，避免或减少了繁冗耗时的实验流程。

摘要： 一种用于冷却或加热包含液体或半液体类型的食品的至少第一容器(22)的热力学系统，包括采用热交换器流体的回路，并且至少具有：‑压缩机(2)，其具有用于所述热交换器流体的至少一个入口(I)和用于所述热交换器流体的一个出口(U)；‑连接到所述压缩机(2)的出口(U)的第一热交换器(3)；‑连接到所述第一热交换器(3)的出口的至少一个第一膨胀元件(4a)；‑第二热交换器(5a)，其能与所述第一容器(22)相关联并且具有连接到所述至少一个第一膨胀元件(4a)的出口的入口(5a')；‑返回管道(6)，其具有连接到第二热交换器(5a)的出口的入口部分(6')和连接到压缩机(2)的入口(I)的出口部分。

摘要： 本发明涉及核动力学，并可在含铅的液态金属冷却剂发电站中，尤其是在快中子反应堆中使用。所提供的具有设置在反应堆壳体的“热的”和“冷的”区域内的连续运行的氧气热力学活度传感器的核反应堆、监测冷却剂中氧气的热力学活度的方法和系统以及附加的定期运行的传感器能够对在任何规定的运行模式下的液态金属冷却剂中氧气的热力学活度是否维持在规定的数值进行持续监测。

摘要： 一种测量四大热力过程热力学参数的驱动模型测试装置，设置一带支撑装置的刚性耐压容器(1)，在容器外壁开有一组孔，孔口处配合一端部伸进容器内腔的接头，一接头端部固定有作试验的气球(11)，接头由紧固装置固定位置，沿接头轴线方向穿入多个功能装置的连接线、管(10)。使用本装置能准确地获得四大热力过程中各个热力学过程的始态和终态参数，实验误差小，将所得到的值可用于计算等温可逆功W

摘要： 本发明提供了一种变分渐近的细观力学模型预测复材热力学等效特性的方法，其特征在于，设置复合材料的基体相和增强相的材料参数；设置分析方法、复合材料增强相结构以及分析类型；设置分析参数，包括分析时间、时间增量、施加载荷的载荷类型、施加载荷的载荷方向以及施加载荷的载荷增长速率；设置复合材料结构组分；运行分析。本发明能够利用三维复合材料微观结构的仿真软件来模拟计算复合材料微观结构的等效特性，可以快速预测不同体积分数下复合材料等效特性，并通过计算出的结果进行快速设计，避免了对复合材料的单次计算次数，建立整个复合材料微观结构分析模型，从而在减少了计算次数、时间和资源浪费的情况下能够保证结果准确度和计算效率。

摘要： 本发明提供了一种利用中药“印迹模板”成分簇印迹动力学与热力学平衡原理确定、表征和评价药效物质的方法，属于中医药、分析化学和药理学及超分子化学结合的交叉技术领域；本发明在“印迹模板”成分簇的指纹图谱“物质单元”划分方法基础上，再建立“物质单元”‑色谱行为‑效应三者间的量‑量、量‑效、构‑构、构‑效、构‑印、印‑效、构‑印‑效等的数学模型与参数测算体系，从而获得其活度、效应、作用系数及其作用方向、强度、表观化学势，经排序确定最宜“物质单元”、药效强弱、色谱学表征方法，阐明中药作用的物质基础、机理、表征及评价方法，破解中医药现代化的国际性难题，潜在庞大市场价值。