热力学性能

摘要： 有机朗肯循环(ORC)是一种高效回收余热的可靠手段。考虑蒸发器的换热面积和系统的热力性能,自定义了性能评价指标F(·),在热源温度为105~165°C、蒸发器夹点温差为3~30°C时,分别从工质流量和蒸发温度的角度,模拟分析了夹点温差对系统性能的影响。结果表明:系统的净输出功和热效率均随夹点温差的降低而增加,且分别在热源温度为165°C、夹点温差为3°C时达到最大值53.53 kW和12.21%;一定工质流量下,热源温度为165°C时,F(·)的值最小,此时最优夹点温差为15°C;一定蒸发温度下,F(·)的值随夹点温差的增大一直减小。在自主搭建的小型ORC低温余热发电试验平台上,分别研究了不同的热源流量、冷却水流量和工质流量下,蒸发器夹点温差对ORC系统性能的影响。结果发现:当热源流量为4 m^(3)/h,系统在较低的蒸发器夹点温差下有更好的表现,此时存在使系统性能最佳的工质流量和冷却水流量,分别为700 kg/h和3 m^(3)/h。

摘要： 目前有机朗肯循环低温余热发电系统的研究主要存在系统的评价指标不一、工质的可比性比较弱、不能全面地反映系统的综合性能等问题。针对90~240°C低温余热资源,从安全性、环保性、经济性和工质物性角度出发初选工质,得到R11、R123、R245fa和R365mfc等有机工质,通过MATLAB和REFPROP软件建立了该系统的数学模型,对系统进行了热力性能研究。研究结果表明:系统的热效率和净输出功均随着蒸发温度的升高而逐渐增大,随着冷凝温度的升高而逐渐降低;最佳蒸发温度与最佳的冷凝温度分别控制在120~140°C与20~30°C;氢氟烃类有较高的净输出功率,环保性能好,氯氟烃类工质热效率高于其他类工质;综合评价得出R365mfc净输出功率最高,㶲损失较少,环保又安全,为最佳制冷剂;系统各部件蒸发器的㶲损失最大,冷凝器和膨胀机次之,工质泵最小。

摘要： 随着氢能产业的发展,氢燃料电池汽车因无污染、零排放等优点逐渐进入公众的视野,引起了人们的强烈关注。在氢燃料电池汽车系统中,车载储氢罐发挥着至关重要的作用,为提高其体积储氢密度并确保其应用的安全性,国际标准组织氢技术委员会规定储氢罐最多可充入70 MPa的氢气。因此,实现氢气的安全、高效加注是氢燃料电池汽车市场化的关键,这也对加氢站中氢压缩机的研发提出了更高的要求。现阶段,大多数已建成的加氢站均使用机械式氢压缩机,其普遍存在安全性差、振动与噪音大以及维护成本高等缺点。金属氢化物氢压缩机是利用储氢合金(氢压缩材料)在不同温度下平台压的不同对氢气进行增压。相比传统的机械式氢压缩机,金属氢化物氢压缩机具有安全、环保、无振动和噪音、密封性好、无摩擦、能有效提纯氢气以及维护成本低等优点。为提升其加氢压力和压缩比,通常将几种不同的氢压缩材料串接设计为多级氢压缩机。而提升各级氢压缩材料的热力学与动力学性能则是优化整个金属氢化物氢压缩系统性能的关键。氢压缩材料的改性主要集中于合金化。例如:LaNi_(5)合金A侧常被混合稀土Mm和Ml取代,而B侧常被Co、Al、Mn、Sn等元素取代,改性后的AB_(5)型合金因具有较低的吸放氢平台、较强的抗毒化性能与循环稳定性,通常作为高密度储氢材料或初级氢压缩材料;而TiCr_(2)合金A侧常被同族的Zr取代,B侧常被同周期的V、Mn、Fe、Co、Ni等元素取代,改性后的AB_(2)型合金具有较高的吸放氢平台、较大的储氢量,一般可作为中级或末级氢压缩材料。除此之外,具有极高平台压的ZrFe_(2)基合金也是应用于氢压缩领域的潜在材料。本文首先介绍了金属氢化物氢压缩机的工作原理与特点,然后设计了三级氢压缩机系统并综述了各级氢压缩材料的研究进展,最后还对未来氢压缩材料的发展方向进行了展望。

摘要： 鉴于目前的碳中和目标与天然气短缺的情况,以北京市为例提出利用燃气热电联产与地源热泵耦合替代燃气锅炉供热的方案,该方案将燃气热电联产产生的电能直接用于地源热泵供热。根据北京市供热实际数据,对燃气热电联产耦合地源热泵供热方案和燃气锅炉供热方案的热力学性能和二氧化碳排放性能进行了详细的对比分析。结果表明:燃气热电联产耦合地源热泵供热方案不仅提高了化石燃料利用率,同时也减少了二氧化碳排放量;在相同单位供热量下,燃气热电联产耦合地源热泵供热方案的化石燃料利用率为燃气锅炉供热方案的2.22倍,可减排二氧化碳55.02%;燃气热电联产耦合地源热泵供热方案的初投资较高,但其补贴后的供热年综合成本低于燃气锅炉供热方案。

摘要： 制备4种不同组分的变电站组合电器用环氧树脂胶粘剂,研究了不同胶粘剂成分配比试样的力学性能和热力学性能,考察了乙烯-醋酸乙烯共聚物加入量对EVA-环氧树脂自愈合胶粘剂弯曲强度和玻璃化转变温度的影响。结果表明,在环氧树脂Ts中加入高温固化剂有助于提升环氧树脂的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、玻璃化转变温度,降低环氧树脂的拉伸模量、弯曲模量;添加发烟二氧化硅后环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、玻璃化转变温度会有所减小,断裂伸长率有所增大;加入EVA的EVA-环氧树脂自愈合胶粘剂的弯曲强度、玻璃化转变温度进一步减小;但仍然高于环氧树脂Ts。随着EVA-环氧树脂自愈合胶粘剂试样中EVA质量分数的增加,试样的弯曲强度逐渐减小。当EVA质量分数为5%时,试样具有最大的弯曲强度;而EVA质量分数对环氧树脂胶粘剂热力学性能影响较小。

摘要： 以烧结机烟气低温余热的有机朗肯循环发电为研究对象,选用R245fa,R113以及R600a三种适合低温热源的干工质,分析了蒸发温度、冷凝温度、热源温度、热源质量流量等操作参数对低温余热循环发电系统的输出功率和?效率的影响.该研究内容同样适用于其他低温热源的有机朗肯循环发电热力学性能分析.

摘要： 高温混凝土在使用过程中,受到外界循环变化的温度作用会产生热应力裂纹,甚至最终失效。为探索孔半径对高温混凝土热力学性能的影响,建立了含有圆形孔隙的高温混凝土模型,对不同孔半径的混凝土的隔热、高温热应力和高温热应变性能进行模拟分析。结果表明,随着高温混凝土内圆形孔孔径的增大,高温混凝土的隔热性能变好,高温热应力减小,高温热应变增加。可以通过调节孔半径,提高高温混凝土的热力学性能,从而延长其使用寿命。

摘要： 合成了双酚A二炔丙醚(BADPE)和双酚E二炔丙醚(BEDPE)2种炔丙醚,分别与双酚A型氰酸酯树脂(BADCy)和双酚E型氰酸酯(BEDCy)共混制备了4种改性氰酸酯树脂。对改性氰酸酯的固化反应、热性能及力学性能进行了研究。结果表明,双酚二炔丙醚(BPDPE)可催化氰酸酯的固化反应,降低固化反应温度和反应活化能,加入中性镍催化剂可显著降低共混树脂的起始固化温度(T_(i)),200°C时可实现共混树脂的固化。BPDPE改性氰酸酯树脂固化物在氮气中5%热失重(T_(d5))温度在370°C以上,800°C残留率(Y_(r800°C))可达40%以上,在空气中的T_(d5)保持在380°C以上、极限氧指数(LOI)高于34%。BPDPE改性氰酸酯树脂的玻璃化转变温度(T_(g))高于200°C。BPDPE改性BEDCy树脂催化固化的浇铸体弯曲强度达129.4 MPa、弯曲模量达4.3 GPa、冲击强度达27.3 kJ/m^(2)。

摘要： 采用机械球磨法制备了非晶纳米晶PrMg_(12)+x%Ni(x=0、10、20、30)合金,系统地研究了镍含量对该合金储氢热力学与动力学的影响。利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)两种方法分析了合金的相组成及微观组织结构。结果表明:PrMg_(12)+x%Ni(x=0、10、20、30)合金的微观结构主要为非晶纳米晶;加入镍前,吸氢前后的主相分别为PrMg_(12)相、MgH_(2)相以及PrH_(2.92)相;加入镍后,吸氢前后的主相分别为Ni相、PrMg_(12)相、MgH_(2)相以及Mg_(2)NiH_(4)相。采用Sieverts装置测定了合金的P-C-T曲线与吸放氢动力学曲线,并结合Van't Hoff方程、JMAK模型和Arrhenius法计算了热力学与动力学参数。结果表明:随着镍含量由0%增加至30%,合金氢化物的放氢焓值由89.881 kJ/mol降低至82.764 kJ/mol,放氢活化能由126 kJ/mol降低至90 kJ/mol,这进一步证明添加镍可以显著改善球磨PrMg_(12)型合金氢化物的释氢热力学和动力学。

摘要： 大气等离子喷涂制备的LaMgAl_(11)O_(19)(LMA)热障涂层无定型相含量较高,会严重影响涂层服役寿命。通过900~1600°C不同温度热处理12 h,研究晶粒尺寸和孔隙率等微观结构和无定形相含量对LMA涂层力学、热物理以及抗热震性能的影响。结果表明:喷涂态LMA涂层具有900和1163°C两个结晶温度点。900°C热处理后,LMA涂层中含有较多的无定形相以及最高的孔隙率((18.88±2.15)%),1000°C测试时,具有最低的热扩散系数(0.53 mm^(2)/s);由于重结晶和烧结作用使得无定型相含量和孔隙率降低,1100~1400°C之间热处理的涂层具有较高的硬度(1100°C时达到最高值(12.08±0.58)GPa);1300°C热处理的涂层中含有大量微米级片状晶,具有较高的应变容限以及平均热循环寿命(588次);热处理温度达到1500°C时,由于片状晶平行堆叠,晶粒厚度迅速增加,孔隙率增加,力学性能显著降低。热震过程中由于热应力的反复作用,涂层内出现晶粒破碎和裂纹扩展等现象,导致涂层最终失效。

摘要： 利用GT-POWER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： 根据2D编织CVI SiCf/SiC复合材料微观单向结构RVE模型、细观含孔隙的编织结构RVE模型和微观组份材料性能,采用热固耦合双尺度渐进均匀化分析方法的分析程序,依次预测了复合材料微观、细观的热力学性能.分析得到了完整的SiCf/SiC复合材料宏观热力学性能,宏观弹性模量预测值与实验测量值相对误差7％以内,导热系数和热膨胀系数预测值基本落在试验结果统计范围内,为2D编织CVI SiCf/SiC复合材料构件热固耦合分析提供了基本材料参数.

摘要： 选取三个厂家玻璃试样,开展了热力学性能参数和力学性能参数试验研究,研究结果表明:随着温度增加(25.5°C-300°C),玻璃试样膨胀值逐渐变大,膨胀系数基本保持不变,温度300°C时膨胀系数约为6.6×10-6/K;不同厂家玻璃原片热传导系数随着温度的增加而增大,A厂和C厂热传导系数基本相同,B厂相对较小;不同厂家玻璃试样力学性能基本相同,颗粒度对玻璃试样力学性能参数影响很小.

摘要： 本研究基于Aspen Plus工艺流程模拟软件对以对苯二甲酸和乙二醇为单体生成聚酯PET的逐步加成聚合反应过程中的酯化反应体系进行了建模.对比并分析了六种具有不同气液接触模式的反应器性能.采用UNIFAC模型,通过再参数化法确定模型的基团交互作用参数,确定了PET酯化过程中组分物性的计算方法以此准确预测酯化反应体系中组分的热力学性能及相平衡数据.酯化产物计算值与工厂数据吻合较好,最大误差低于3％.通过考察停留时间等操作变量对酯化过程的影响,对比并评价不同形式反应器的反应性能及能量消耗.研究结果表明,多级塔式反应器对比单个搅拌槽式反应器表现了更好的反应性能.此外,气液接触模式对多级塔式反应器的酯化反应效率影响显著.其中气液逆行的塔式反应器具有最高的反应性能,但反应过程中生成的副产物与能量消耗也明显高于其他几种塔式反应器.相比较气液并行的塔式反应器策略较优,具有良好反应性能与产品质量及较低的能量消耗.

摘要： 光热电站开发主要条件光热资源，气象条件，环保，水源燃气等。建立太阳能辐射观测站，收集逐时太阳能辐射数据，作为评判依据。集热区增加光学测量仪表，用以评价光学效率、光热转换效率等。储热区、换热区及发电区增设仪表，以评价热力学性能。建立评价模型，对整体性能进行评价。针对未满足设计参数的部分进行专项研究，建立改善措施。总结申报、建设、调试等开发全过程中遇到的问题，为今后开发积累经验提供基础数据。

摘要： 利用纤维素纳米晶须(Cellulose nanocrystals,CNCs)搭载碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)在水相中形成均一稳定的CNC-CNT纳米导电复合物,并将其均匀分散于聚乙烯醇(Polyvinylalcohol,PVA)基体中制得纺丝液,采用静电纺丝技术制备纤维定向排列CNC-CNT/PVA复合导电膜.结果表明:CNC-CNT复合物增强了纤维膜热力学性能,并赋予其导电功能;纤维的定向排列显著提高了膜的力学性能;随CNTs含量增加,纺丝液电导率和粘度提高,纤维直径减小;当CNCs和CNTs含量分别为8.0wt％和1.0wt％时,纤维直径、拉伸强度和电导率分别可达182±35nm、15.99±1.25MPa和1.2×10-3S/cm;当电流密度为0.5A/g时,其比电容可达127.1F/g,且经过1500次充放电循环后电容量仍保持在83.14％.基于导电膜优良热学、力学和电学性能,其有望应用于超级电容器、柔性传感器和电极材料等领域.

摘要： 小型J-T节流制冷器在红外探测、热成像和冷冻手术刀等许多设备中得到了广泛应用.本文基于有限体积法建立了一维可压缩实际气体热力学模型,用于研究J-T节流制冷器的热力学性能和流动换热特性.由于超高压低温工质流动换热过程中压力、温度和密度变化剧烈,在压力修正方程计算中考虑了密度项的修正.基于所建立的模型,论文进行了低温节流制冷器非稳态性能分析.计算结果表明,随着流体入口压力升高,质量流量和制冷量呈线性增加的趋势.由于流量增加导致冷流体侧阻力增大,节流背压升高,节流后两相流体蒸发(制冷)温度升高.节流制冷器的数值模型的建立,能够预测系统流量以及冷量等性能,对制冷器的设计和应用具有一定的指导意义.

摘要： 介绍了一台由中国电子科技集团公司第十六研究所研制的高效气动型膜片弹簧支撑斯特林制冷机样机,主要包括高效动磁式压缩机和膜片弹簧支撑的气动型膨胀机.为满足膜片弹簧支撑的斯特林制冷机热力学性能,对动磁式压缩机进行了优化改进.设计了膜片弹簧支撑型气动膨胀机结构,对膨胀机动力学进行了分析.实验研究了充气压力、膜片弹簧轴向刚度对气动型膜片弹簧支撑斯特林制冷机性能影响.经过优化,制冷机制冷性能可达3W/80K@60WAC,制冷机效率5％.

摘要： 采用凝胶渗透色谱及旋转流变仪,研究了烟用聚丙烯丝束专用料T30S-Y结构与加工性能的关系.实验结果表明,T30S-Y具有良好的加工性能,适合用于加工成烟用聚丙烯丝束.

摘要： 采用凝胶渗透色谱及旋转流变仪,研究了烟用聚丙烯丝束专用料T30S-Y结构与加工性能的关系.实验结果表明,T30S-Y具有良好的加工性能,适合用于加工成烟用聚丙烯丝束.

摘要： 本发明涉及功能天然橡胶复合材料领域，具体涉及一种轮胎用高导热低生热力学性能优异的石墨烯‑二氧化硅改性天然橡胶复合材料的制备方法；以GO水分散液、SiO2粒子和天然橡胶（NR）胶乳为原料，采用有机化合物和GO两次改性SiO2，利用胶乳共沉淀法在共水相中制备GO‑SiO2改性NR复合材料。不仅能够减少橡胶制备过程中的混炼段数、混炼时间，减少混炼能耗，降低粉尘污染，而且还可以改善GO‑SiO2在橡胶基体中的分散性，提高GO‑SiO2与橡胶基体间的界面相互作用，使最终制备的橡胶复合材料的力学性能明显提升；同时，可以降低填料‑基体间的摩擦生热和填料‑基体间的界面热阻，降低轮胎在行驶过程中的温升，从而减缓橡胶轮胎在动态使用过程中的热老化速度，延长橡胶轮胎的使用寿命。

摘要： 本发明涉及一种车用燃料电池动态工况下热力学性能的综合评价方法，该方法包括如下步骤：(1)建立车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统模型，主要包括：电压模型、空压机模型、加湿器模型、冷却水泵、氢气循环泵模型。对模型进行实验验证与参数分析。(2)通过给定PEMFC阶跃变化电流以达到模拟燃料电池汽车在行驶过程中负载变化情况。(3)利用电效率、热效率、全系统效率等模型对系统在电流阶跃变化情况下的热力学性能进行评价以达到车用PEMFC动态动态工况下的系统热力学评价。与现有技术相比，本发明评价结果更客观可靠，与行驶过程中的燃料电池热力学性能更相一致。

摘要： 本发明涉及Al基二元金属间化合物热力学性能实验装置，有效的解决了现有的实验装置体积过大，需要使用多台设备，操作繁琐，使用不便以及不能针对不同需求进行相应的实验环境改变的问题；解决方案是包括保温壳、内壳和试块，内壳内前后滑动连接有低温板，低温板上方置有高温板，高温板左右两侧下端均接触连接有升降支撑板，升降支撑板均和滑动连接在内壳左右两外侧壁的升降齿条连接，两个升降齿条均和转动连接在内壳左右侧壁的驱动齿轮相啮合，左侧驱动齿轮和转动连接在保温壳侧壁的摇柄轮固定连接，高温板下端面和低温板上端面均固定连接有温度传感器，温度传感器和固定连接在保温壳上的控制模块相连；且结构简洁稳定，实用性强。

摘要： 一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置，由水冷式阻热器、耐高温的机械式槽型夹具、高温环境箱、耐高温的柔性保湿盒、温控补水箱以及液体温控器组成。液体温控器的进、出水管分别与水冷式阻热器以及温控补水箱相连，实现水冷式阻热器的降温以及温控补水箱内的水温调节。耐高温的柔性保湿盒将含湿复合材料试样的工作段密封包裹，实现试样的保湿。耐高温的机械式槽型夹具一端安装在水冷式阻热器上，另一端通过螺栓的预紧力夹持装有保湿盒的含湿试样。高温环境箱将夹具及其夹持的试样密封包容，实现高温环境的密闭和保温。本发明的环境模拟装置通过合理的配合和连接，可有效地实现复合材料湿热力学性能测试的的试验环境模拟。

摘要： 本发明涉及功能天然橡胶复合材料领域，具体涉及一种轮胎用高导热低生热力学性能优异的石墨烯‑二氧化硅改性天然橡胶复合材料的制备方法；以GO水分散液、SiO2粒子和天然橡胶（NR）胶乳为原料，采用有机化合物和GO两次改性SiO2，利用胶乳共沉淀法在共水相中制备GO‑SiO2改性NR复合材料。不仅能够减少橡胶制备过程中的混炼段数、混炼时间，减少混炼能耗，降低粉尘污染，而且还可以改善GO‑SiO2在橡胶基体中的分散性，提高GO‑SiO2与橡胶基体间的界面相互作用，使最终制备的橡胶复合材料的力学性能明显提升；同时，可以降低填料‑基体间的摩擦生热和填料‑基体间的界面热阻，降低轮胎在行驶过程中的温升，从而减缓橡胶轮胎在动态使用过程中的热老化速度，延长橡胶轮胎的使用寿命。

摘要： 本发明涉及一种车用燃料电池动态工况下热力学性能的综合评价方法，该方法包括如下步骤：(1)建立车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统模型，主要包括：电压模型、空压机模型、加湿器模型、冷却水泵、氢气循环泵模型。对模型进行实验验证与参数分析。(2)通过给定PEMFC阶跃变化电流以达到模拟燃料电池汽车在行驶过程中负载变化情况。(3)利用电效率、热效率、全系统效率等模型对系统在电流阶跃变化情况下的热力学性能进行评价以达到车用PEMFC动态动态工况下的系统热力学评价。与现有技术相比，本发明评价结果更客观可靠，与行驶过程中的燃料电池热力学性能更相一致。

摘要： 本发明涉及Al基二元金属间化合物热力学性能实验装置，有效的解决了现有的实验装置体积过大，需要使用多台设备，操作繁琐，使用不便以及不能针对不同需求进行相应的实验环境改变的问题；解决方案是包括保温壳、内壳和试块，内壳内前后滑动连接有低温板，低温板上方置有高温板，高温板左右两侧下端均接触连接有升降支撑板，升降支撑板均和滑动连接在内壳左右两外侧壁的升降齿条连接，两个升降齿条均和转动连接在内壳左右侧壁的驱动齿轮相啮合，左侧驱动齿轮和转动连接在保温壳侧壁的摇柄轮固定连接，高温板下端面和低温板上端面均固定连接有温度传感器，温度传感器和固定连接在保温壳上的控制模块相连；且结构简洁稳定，实用性强。

摘要： 本发明属于半导体设计技术领域，尤其涉及一种基于烷基链调整热力学性能的有机半导体设计、分析和筛选方法，其包括以下步骤，在有机半导体材料结构中修饰不同长度的烷基链结构，随后对材料进行热力学性能分析，并根据热力学性能对材料进行筛选。本发明的方法，为材料设计、性能优化以及高性能半导体材料筛选提供依据。

摘要： 本发明公开了一种有机分子光电材料热力学性能测试方法，该有机分子光电材料热力学性能测试方法具体步骤如下：S1：采用双酚环氧树脂加热升温至60‑65°C，搅拌15‑20min降低树脂的黏度，将有机分子光电材料的纳米颗粒加入环氧树脂中；S2：使用超声波清洗器对混合溶液进行超声分散1.5‑2h，以保证纳米颗粒在环氧树脂中混合均匀；S3：滤除混杂于溶液中的气泡；S4：固化完全后冷却至室温，获得固化光电材料备用。本发明通过利用熔融共混法获得的有机分子光电材料固化材料进行热力学参数测试，建立有机分子光电材料从微观到宏观的材料成分‑相组成‑弹性性能的跨尺度关联测试，提高了有机分子光电材料有热力学性能测试效率和准确性，适合广泛推广。

摘要： 一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置，由水冷式阻热器、耐高温的机械式槽型夹具、高温环境箱、耐高温的柔性保湿盒、温控补水箱以及液体温控器组成。液体温控器的进、出水管分别与水冷式阻热器以及温控补水箱相连，实现水冷式阻热器的降温以及温控补水箱内的水温调节。耐高温的柔性保湿盒将含湿复合材料试样的工作段密封包裹，实现试样的保湿。耐高温的机械式槽型夹具一端安装在水冷式阻热器上，另一端通过螺栓的预紧力夹持装有保湿盒的含湿试样。高温环境箱将夹具及其夹持的试样密封包容，实现高温环境的密闭和保温。本发明的环境模拟装置通过合理的配合和连接，可有效地实现复合材料湿热力学性能测试的的试验环境模拟。