热力学分析

摘要： 船品建造中常遇到一个问题:为了减轻船的重量、提高航速,主船体采用钢质结构,上层建筑采用铝质结构。主船体及上层建筑与铝合金-钛-钢复合过渡接头分别进行焊接,在实际建造中出现了钢铝过渡接头分层的质量问题,极大危及了船体本身的安全。对此,文中开展了钢铝过渡接头热影响研究:首先进行了钢铝复合接头残余应力试验,然后对钢围栏型钢铝过渡接头焊接过程中的残余应力与温度场进行有限元仿真计算分析,并从两个焊接速度及焊接电流两个角度对钢铝过渡接头的焊接工艺进行分析。仿真结果与残余应力结果趋势吻合度较好,表明仿真方法可行,并且得到结论,即:焊接速度越快,焊接电流越小,焊接温度影响越低。

摘要： 为了研究CO_(2)增压制冷新系统形式及能效提升,建立了常规的CO_(2)增压制冷系统和带内部热交换器的CO_(2)增压制冷系统模型,并对其热力学性能进行了分析和对比,通过典型城市的全年性能分析,对系统在各个气候区域的性能进行评价。结果表明,引入内部热交换器,可提高增压制冷系统在高环境温度工况下的性能,压缩机总功耗最高可降低8.73%,系统能效最高可提升6.36%,最优排气压力最高降低0.55 MPa。通过对我国典型城市的全年性能分析发现,内部热交换器在热带和亚热带地区发挥了积极作用,COP可提升1.7%。本文为CO_(2)增压制冷系统在我国的推广应用提供了一定的理论参考。

摘要： 为了解决以光伏为代表的可再生能源发电过程中电能输出存在的随机性和波动性问题,结合热力学基本原理提出了一种双罐式压缩空气储能系统,在此基础上利用多变指数提出了针对双罐式水气压缩系统的计算方法,建立了描述该系统工作过程的热力学模型并进行了分析,重点研究了系统中加热和再热后气体温度、多变指数、循环压缩装置进气压力和循环膨胀装置排气压力等对系统性能的影响规律。研究表明,气体加热和再热后温度的升高以及多变指数的降低均会使得电—电效率和能量效率提高;在参数选取范围内,循环压缩装置进气压力应尽量小,循环膨胀装置排气压力应尽量高;综合考虑电—电效率和系统能量效率随着热力学参数的变化,系统能量效率达到46.52%时电—电效率可以达到98.57%。该研究结果可为压缩空气储能技术和新能源发电技术发展提供理论依据。

摘要： 普通硅酸盐水泥中通常含有一定量的石灰石粉作为辅助性胶凝材料降低单位体积混凝土中水泥熟料的用量,达到经济环保的目的。但近年来随着对于碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀案例的深入研究,碳酸盐类辅助性胶凝材料的应用前景不明。热力学计算模拟了石灰石粉对于水泥胶凝体系中水化产物的影响,并进行了相关试验验证,结果表明水泥胶凝体系中使用10%以下的石灰石粉作为辅助性胶凝材料并不会增大碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的风险。

摘要： 提出一种压缩空气与抽水蓄能耦合的新型储能系统,包括压缩空气部分(CAES)和抽水压缩空气部分(PHCA),可实现压力能的梯级利用,改善两部分的各自运行工况,具有较高的电-电转化效率,同时也为浅层废弃隧道及洞穴利用提供了新途径。针对该系统的结构特点,首先对系统进行了热力学分析,分析表明:新型系统的电-电转化效率为53.82%,能量转化效率为41.06%;PHCA部分具有较高的效率,CAES部分具有较高的容量和储能密度。随后,对能量运转较为复杂的CAES部分进行了分析,结果表明:CAES部分的主要输入能量来自于压缩机(76.05%),最大损失发生在高压储气空间的节流(23.33%)和蓄热器的蓄热(22.9%)过程。最后,对该系统进行了敏感性分析,结果表明:增加两储气空间的压力差和提升再热温度均可以提升系统的性能,而提升再热温度的收益最大,系统的电-电转化效率最高可达77%。

摘要： 超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术具有高效、清洁、结构紧凑等优点,是一种极具发展前景的新型发电循环技术。文章建立了超临界CO_(2)回热循环和分流再压缩循环的计算模型,分析了最低温度、最低压力、最高温度、最高压力对热效率的影响。结果表明,回热循环和分流再压缩循环热效率随着最低温度的升高而降低,随着最高温度的升高而升高。分流再压缩循环热效率随着最佳最低压力和最佳最高压力的升高出现先增大后减小的情况。

摘要： 铝电解废阴极炭块由于含有氟化物和少量氰化物被称为危险固体废弃物,直接填埋或堆存都对环境有很大危害。提出了铝电解槽碳质固废连续隔氧超高温氟、碳高效分离回收技术。通过TGA热重试验和热力学模拟分析热处理过程中的热行为,并利用XRF、XRD和SEM-EDS等分析手段探究焙烧前后阴极炭块的赋存状态及分布规律。研究表明,经隔氧超高温热处理后,所得的石墨碎产品中氰化物充分分解、氟化物含量仅为0.074%,石墨碎中石墨含量达到98.53%。

摘要： 文章基于吉布斯自由能最小化原理对生物质重整气化过程进行了热力学分析,研究了气化温度、CO_(2)/C和S/C等参数对生物质重整气化过程的影响。研究结果表明:适当提高气化温度可以增大H_(2)和CO产率、降低CH_(4)和C产率;气化剂中CO_(2)的增加可以提高CO产率、降低H_(2)/CO,H_(2)O的增加可以提高H_(2)产率、增大H_(2)/CO;通过调控CO_(2)/H_(2)O,可有效调节合成气的H_(2)/CO;当气化温度为700°C,CO_(2)/C为0.5,S/C为1.5时,H_(2)产率为1.07 m^(3)/kg,CO产率为0.56 m^(3)/kg,基本没有CH_(4)和C的生成,气化效率达到了111.88%,合成气的H_(2)/CO约为2。

摘要： 在资源与环境的双重压力下,如何解决有色冶金行业产生的冶炼钙砷渣无害化和资源化问题,成为彻底消除“砷害”的关键所在,对于整个冶金工业具有非常重要的意义。采用铁热还原短流程直接还原钙砷渣,砷以砷单质的形式得以回收。结果表明,在还原温度为1050°C,还原时间为30 min,铁配入系数为1.5的工艺条件下,可以得到比较理想的脱砷效果,砷还原率可达到96.56%。所得产物和还原后渣经XRD仪、扫描电镜和能谱仪分析,生成物为单质砷,纯度达到99%,反应后渣中主要成分为Ca_(2)Fe_(2)O_(5)和CaO。

摘要： 如何对污泥进行低成本的无害化处理及资源化利用已经成为亟待解决的问题。首先基于传热传质的原理建立了污泥干燥过程的热力模型;其次提出了污泥干燥过程的综合评价指标,从热力学第二定律的角度对干燥过程所耗热量和功量进行综合评价;最后对污泥干燥过程与燃煤电站耦合的系统进行热力学分析。结果显示:与发电系统耦合时,在满足换热温差的前提下,风泥比为3.32时的干燥综合能耗为最低;相比案例机组,耦合系统的供电量和供电效率有较大的提升;此外敏感性分析发现,干燥机压损比例的增加会使干燥综合能耗有不同程度的增加;考虑因掺烧污泥导致锅炉效率降低时的供电效率有一定的下降。

摘要： 采用热力学分析法剖析了烧结余热产生、转换与利用过程,绘制了烧结-冷却-余热回收系统的物流图和流图,建立了有关能量输出、转换与利用的评价指标,借此研究了国内某360m2烧结机的余热利用状况.结果表明:输出效率、转换效率、利用效率等指标可用来评价烧结余热回收等能量利用状况;烧结机、冷却机、余热锅炉、汽轮机发电4个环节的利用效率分别为0.30、0.52、0.71、0.39;目前烧结余热回收存在的主要问题是烧结烟气和冷却三段冷却废气所携带的显热尚未被利用;将烧结烟气和冷却三段废气余热用于点火煤气预热或锅炉给水预热,可使得烧结机和环冷机利用效率分别提高0.19和0.18.

摘要： 对正丁烯与甲基丙烯酸加成酯化反应体系进行了热力学分析.计算了甲基丙烯酸仲丁酯合成过程的反应热及其吉布斯自由能与温度之间的关系,考察了反应温度和进料组成等因素对化学平衡的影响.通过定量分析,获得了反应体系的基本特征,为甲基丙烯酸仲丁酯合成反应器的模拟计算和研究开发提供了必要依据.

摘要： 为研究严寒地区钢-混凝土组合结构的温度荷载,以西宁市作为严寒地区的代表,在现场进行了水平放置带加劲肋的矩形钢管混凝土构件截面温度场测试试验,对日照作用下钢管混凝土构件截面温度分布进行了研究.同时还将矩形钢管混凝土构件的三维温度场简化为二维温度场,建立了ABAQUS有限元热力学分析模型,在考虑太阳辐射、风速以及环境温度等参数的作用下提出了构件截面温度场有限元计算方法.结果表明:钢管混凝土构件钢管测点及管内混凝土测点温度的实测值均与有限元计算值吻合良好;考虑日照作用的矩形钢管混凝土截面温度场为非均匀温度场,构件截面存在着明显的温度梯度;钢管温度受到环境温度的直接影响,其温度变化略微滞后于环境温度变化,温度极值明显大于环境温度极值;管内混凝土的温度则受到环境温度的间接影响,其温度变化明显滞后于环境温度变化,温度极值则小于钢管温度极值;矩形钢管混凝土截面温度分布还会受到管内纵向加劲肋的影响,该加劲肋增大了其与混凝土的接触面积,减少了管内混凝土温度变化的滞后程度,降低了构件截面的梯度温差.

摘要： 以国内某260万t/a烧结机对应的竖罐式余热回收利用系统为研究对象,建立烧结余热回收与利用的热力学评价模型,围绕余热的产生、转换、回收与利用环节,对烧结机、竖罐和余热锅炉等子系统的各相关参数进行计算,绘制各子系统的热平衡表和(火用)流表,籍此,开展热(火用)分析与评价.研究结果表明:烧结子系统、竖罐子系统、余热锅炉子系统和全系统的热效率分别为35.67％、86.36％、79.83％和24.59％,与传统烧结机—环冷—锅炉余热回收系统比热效率提高39.32％;对应的(火用)效率分别为25.28％、71.57％、91.09％和16.48％,与传统烧结机-环冷-锅炉余热回收系统比炯效率提高94.79％.

摘要： 众所周知，TiN, TiC, Ti(C,N)作为钦族非氧化物陶瓷，均具有高硬度(约9莫氏硬度，其中TiC仅次于自然界最硬物质金刚石)，高熔点，低的热膨胀系数和摩擦系数，优良的抗熔融金属侵蚀性，优异的化学稳定性等特点，将这些性能良好的材料引入到耐火材料中作为结合相或复合相，可显著改善含碳耐火材料的性能与使用寿命。以99％(w)的电极石墨和锐钛型TiO2为原料,在1550K的不同气氛下进行碳热还原氮化反应.首先热力学计算得出Ti-C-O-N系不同相的稳定存在区域,以此为依据选定气氛的试验条件,通过控制反应气氛中N2分压与CO分压,使所需钛族非氧化物物相稳定存在.其次,通过扫描电子显微镜、化学组成分析,X衍射分析等手段对产物的相组成、化学组成和微观组织形貌进行研究.结果表明,当石墨作为碳源时,nTi:nC=1:3为最佳配碳比,并在nTi:nC=1:3的试样表面成功制备出了TiN0.93,Ti(C0.4,N0.6)等钛族非氧化物.以流动氮气埋碳的气氛反应时,较之目前常见的直接流动氮气、空气埋碳等气氛,反应更彻底,氮化率更高,可显著降低TiN以及Ti(C,N)的合成温度,是一种高效、节能的新型反应条件.

摘要： 带LTE烟气余热利用系统、带FAP烟气余热利用系统、X-Cycle电站三种改进的燃煤超超临界蒸汽发电系统方案。对改进的方案进行热力计算，并进行热力学分析。结果表明，在X-Cycle电站中，烟气-凝结水预热器替换了常规电站系统的空气预热器来加热凝结水，其中保持烟气的热容流率与凝结水的相等，空气则在空气加热器中由汽轮机抽汽加热。

摘要： 中科院上海应用物理研究所将建造上海硬X射线自由电子激光装置的主加速器、波荡器和部分线站.该装置的运行电子能量为8GeV、电子束流强为0.3mA,位于上海张江高科技园区.一期工程包含一台主加速器、三条波荡器、光学诊断区和多条线站用户装置.当装置正常出光的情况下,会有电子束流不断打到波荡器末端的主废束桶上,在主废束桶周围会形成一个稳定的强辐射场;而随着电子能量不断在主废束桶内不断沉积,会形成一个稳定的温度场.因此对于主废束桶的设计包括热力学分析和辐射屏蔽设计.

摘要： 热量计是实现大功率离子源束流检测的重要部件.本文采用ANSYS对不同结构的热量计进行了热力学分析对比,再结合HUST引出束流的特点,设计出了合适的热量计物理结构.本文还提出了一种新的热量及功率计算模型,有效减小了水冷带来的误差.基于仿真结果,给出了完整的水冷策略,并验证可行.

摘要： 采用FactSage热力学软件对不同体系下磷矿物的还原进行了热力学分析,探索了高磷鲕状赤铁矿中的某些组分对磷矿物还原的影响.计算结果表明,CaO对磷矿物的还原没有直接影响,而SiO2,Al2O3和Fe2O3能降低磷矿物的起始还原温度,促进磷矿物的还原.热力学计算结果与参考文献中实际试验得出的结论相吻合,表明热力学模拟分析可作为磷矿物还原特性研究的指导手段.

摘要： 随着生活质量的提高,人们对物质生活的要求也越来越高,食品的保鲜成为了越来越被关注的话题.本文研究了使用30％～40％浓度的乙二醇溶液作为载冷剂的保鲜冷库系统性能.研究发现,冷库温度、载冷剂流量、冷库湿度都对间接冷却制冷系统性能有影响,冷库温度在4°C左右,载冷剂流量过低,冷库湿度过高都对系统运行不利,在使用间接冷却制冷系统时,需要控制以上参数在合适的范围.

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： 本发明涉及生物信息分析技术领域，提供了一种基于混合并行方式的蛋白质热力学分析高效随机模拟方法，包括：步骤A：确定蛋白质能量模型和能量区间；步骤B：确定所述蛋白质能量区间的分段方式；步骤C：模拟及计算蛋白质系统态密度。采用本发明提供的方法，可以高效地分析和研究蛋白质折叠的整个热力学过程，进而对蛋白质折叠过程进行探索和研究。

摘要： 本发明涉及生物计算与蒙特卡洛模拟技术领域，具体公开一种基于蒙特卡洛模拟的蛋白质热力学分析方法，包括步骤A：确定蛋白质能量模型；步骤B：模拟及计算蛋白质系统态密度。采用本发明提供的方法，可以高效地分析和研究蛋白质折叠的整个热力学过程，进而对蛋白质折叠过程进行探索和研究。

摘要： 本发明公开了一种基于热力学分析夹点技术的天然气换热网络优化方法，包括如下步骤：S1、提取天然气处理厂换热网络的冷热物流建立换热网络模型；S2、基于夹点技术分析确定换热网络模型的最小温差ΔTmin、夹点位置及存在违反夹点设计原则的问题，发现冷热能利用的缺陷；S3、基于热力学分析换热网络模型优化潜力，基于热力学第一定律的传热有效度可反映换热器所传递热量的相对大小，同时结合基于热力学第二定律的效率可从能量品质高低评价换热器换热过程的能效水平，两个指标对天然气处理厂换热网络的换热过程能效水平进行评价；S4、结合夹点技术换热网络准则，在工艺存在限制的范围内，应用夹点技术合理匹配冷热物流，优化天然气处理厂换热网络。

摘要： 本发明涉及制冷领域，具体涉及到基于软件的热力学分析验证方法，特别是涉及到以REFPROP软件验证Engineering Equation Solver软件得到的热力学数据的验证方法。本发明提供了基于软件的热力学分析验证方法，通过国际权威工质物性计算软件REFPROP内的工质物性和用其工质物性得到的热力学数据验证Engineering Equation Solver软件的仿真结果及其计算过程中得到的热力学数据的准确性，避免了先前验证时复杂的实验设计，在满足假设条件的情况下，提出一种新的验证方式，提高了研究人员的工作效率。

摘要： 本发明涉及制冷领域，具体涉及结合软件的双级压缩制冷循环热力学分析方法，运用Engineering Equation Solver软件对双级压缩制冷循环中各状态点的热力学关系进行编译并根据Engineering Equation Solver软件内置制冷剂热力性质参数表，研究人员可以通过对制冷系统中蒸发温度、气体冷却器出口温度、高压级压缩机排气压力、回热器换热温度、有效过热度、中间冷却器换热温度、制冷量、等熵效率及高级压缩机吸气过热度设定值的改变探究改变值对制冷系统性能的影响。本发明省去了繁杂的热力学性质查询和复杂的热力学计算，并提高了计算过程的准确性，大大节省了研究人员的时间。

摘要： 本发明涉及生物信息分析技术领域，提供了一种基于混合并行方式的蛋白质热力学分析高效随机模拟方法，包括：步骤A：确定蛋白质能量模型和能量区间；步骤B：确定所述蛋白质能量区间的分段方式；步骤C：模拟及计算蛋白质系统态密度。采用本发明提供的方法，可以高效地分析和研究蛋白质折叠的整个热力学过程，进而对蛋白质折叠过程进行探索和研究。

摘要： 本发明涉及生物计算与蒙特卡洛模拟技术领域，具体公开一种基于蒙特卡洛模拟的蛋白质热力学分析方法，包括步骤A：确定蛋白质能量模型；步骤B：模拟及计算蛋白质系统态密度。采用本发明提供的方法，可以高效地分析和研究蛋白质折叠的整个热力学过程，进而对蛋白质折叠过程进行探索和研究。