热力学过程

摘要： 在燃料电池宏观层面上,提出了电池运行时水平衡计算模型。通过理想气体等一系列简化假设,分别以状态方程和含湿量方程两种推导方式计算燃料电池运行时电池进口水、反应生成水和电池出口水,这两种推导方式无偏差。实验中,电池恒电流运行数小时,采用电池阴阳极出口接汽水分离器的方式,将液态水和气态水分离,液态水的质量称量得到,气态水的质量通过水平衡计算模型计算得到,即通过将水平衡模型与实验耦合,计算实验中电池阴阳极水平衡及电池总体水平衡。结果表明,电池总水平衡的误差在±3%以内。由此可见,水平衡模型可应用于实际燃料电池运行当中,对研究燃料电池运行时水的跨膜运输及水淹现象具有指导意义。

摘要： 针对10 t/d级氢液化装置研制要求,构建了液氮预冷的连续转化型双压Claude氢液化流程,并开展了氢物性计算方法筛选、连续转化热模型构建以及流程热力设计与参数优化,分析了膨胀机等熵效率、换热器窄点温差以及原料氢沿程阻力等因素对流程参数的影响,给出了不同工况下的流程性能及各关键部件的热力设计参数范围,可为膨胀机、换热器的研制提供设计热力输入参数。该氢液化流程在基础工况下(考虑较恶劣膨胀机运行条件)的最大理论液氢产量12.96 t/d,液氢产品仲氢含量97%;理论总氢液化比功耗为10.50 kWh/kg LH_(2)(不含原料氢增压),对应的流程[火用]效率为35.06%;可为连续转化式大型氢膨胀液化装置的研制提供参考。

摘要： 为了解气垫式调压室气室内温度和压力变化过程,在水位波动方程和能量守恒方程基础上,提出了考虑传热影响的调压室内压缩空气温度和压力的计算方法,并进行了合理性验证.研究结果表明,调压室在运行工况条件下,气室内气体温度可能出现大幅度的变化,并且气室内压缩空气有可能出现负温现象;气室初始高度、初始压强、气体初始温度和水体温度对气室内压缩空气状态演化规律都有较显著的影响.

摘要： 利用超长重力热管开采干热岩热能可以避免增强型地热系统存在的工质损失、腐蚀结垢和井下连通困难等问题;相比于单井井下换热器系统,热管管内液-气相变使得管壁与热储之间的传热温差增大,使用重力热管开采地热能有望获得更高的单井采热量.本文开发了能对重力热管内部过程与裂隙热储渗流过程进行耦合求解的数值模型,模拟了管长4500 m的重力热管地热系统运行过程,研究了裂隙热储中的流体自然对流对地热系统性能的影响,并与套管式井下换热器地热系统进行了对比研究.进一步分析比较了重力热管、套管井下换热器、增强型地热系统电站的发电成本.研究结果表明,重力热管地热系统单井发电量可达240 kW以上,发电成本约为1.124 CNY/(kW·h),与增强型地热系统电站发电成本接近,优于井下换热器式地热系统;如果利用废弃油气井建设重力热管地热系统,发电成本仅0.644 CNY/(kW·h).

摘要： 为探究大规模空分系统中空压机余热利用的可行方法,提出利用压缩余热驱动有机朗肯-蒸汽压缩制冷耦合循环,所得制冷量用于空压机入口空气冷却,从而提高压缩系统效率,实现空压机余热自利用和压缩过程自增效的目的.以6万空分规模中空压系统的余热回收为例,利用MATLAB对该余热自利用系统进行了热力学建模;进一步,以系统经济性最大化为目标,针对典型湿度地区的运行工况采用萤火虫算法对主要蒸发器换热面积进行优化.结果表明,在入口空气相对湿度为70％和30％时,该多级空压余热自利用系统的节能率分别可达到4.6％和4.2％,回收周期分别为4.4年和5.5年,系统显示出较好的节能效果和较高的经济价值.

摘要： 为了解地下储气库内的湿度变化过程及其对压缩空气热力学过程的影响,基于压缩空气热力学理论,分析了水蒸气的相变传热机理,提出了考虑空气湿度因子影响的压缩空气热力学模型,并进行了验证.通过算例,分析了湿度变化对压缩空气压力与温度变化规律的影响以及储气库冷凝与蒸发效应.研究结果表明,入库气体含湿量大小对储气库压缩空气的压力影响较弱,对压缩空气的温度影响较为显著.在放气阶段,储气库内的相对湿度逐渐升高,并有可能达到100％,从而产生冷凝现象;在充气阶段,储气库内的相对湿度逐渐降低,并将产生蒸发现象.储气库内的冷凝水量总体上大于蒸发量.工程设计时,应关注储气库长期运行后的冷凝水处理问题.

摘要： 为深入了解岩穴储气库的天然气储气能力及库容可利用率,假定储气库内各部位天然气的温度相同以及储气库周围的岩体为同一介质,基于能量和质量守恒原理,考虑天然气的真实可压缩性,研究了定容岩穴储气库内压缩天然气的温度和压力变化过程,进而提出了岩穴地下储气库库容和储气能力的计算方法,并分析了垫底气压力大小对岩穴储气库的储气能力及库容可利用率的影响.研究表明:随垫底气压力增大,岩穴储气库的总储气量相应增加,注采比和库容可利用率则呈现出先增加后减小的变化趋势,且在垫底气压力约为3.0 MPa时,库容可利用率达到最大值.采气完成后的待储阶段,储气库内天然气的压力出现了逐渐恢复现象;垫底气压力增大,天然气压力恢复程度越小;垫底气压力大于3.0 MPa后天然气压力恢复值逐渐趋于稳定.研究结论可为各类天然气储气库的可行性研究与设计提供理论指导.

摘要： 自由活塞斯特林制冷机具有环保、制冷温区广、制冷量易控等优势.针对一台普冷温区小型自由活塞斯特林制冷机展开了试验研究.试验中分别使用层叠丝网和卷绕丝网作为回热器,考察了不同温度下的制冷特征.其中,当使用层叠丝网时,制冷机在235 K制冷温度、100 W制冷量下,制冷系数为0.94,在200 K制冷温度、80 W制冷量下,制冷系数为0.49;当使用卷绕丝网时,制冷机在235 K制冷温度、100 W制冷量下,制冷系数为0.8,在200 K制冷温度、55 W制冷量下,制冷系数为0.32.最后对各部件损失进行理论分析,为后期优化提供方向.

摘要： 加氢站对车载高压气瓶充注之前,需先对高压氢进行预冷,以防加氢过程的气体升温带来的车载气瓶的结构性损伤.提出了一种基于涡流管预冷的新型加氢流程,该流程采用涡流管取代了传统的预冷装置.并采用计算流体力学的方法对加氢流程中的关键部件涡流管开展了数值计算.计算结果表明,高压加氢流程工况下的涡流管同样具有能量分离效应.且随着加氢过程的进行,涡流管出口背压提高,能量分离效应减弱,即冷端降温减缓.该过程恰好与气瓶充气增压过程升温减缓相吻合.数值计算结果初步证明了该流程的可行性.

摘要： 根据电动汽车热泵在低温下的制热需求并延长车辆行驶里程,开发了车外换热器支路和余热换热器支路并联的余热回收系统并进行了制热性能试验研究.试验结果显示,对于并联余热回收支路的喷射补气式热泵系统,补气支路压力和补气流量均随着余热量的增加而有明显的提升,而吸气主路流量受余热换热器出口过热度的影响.车外换热器支路和余热换热器支路的流量比也呈线性关系,流量比斜率与余热换热器出口相态有关.并联余热回收喷射补气热泵系统的制热性能随余热量的变化受压缩机吸气量和补气量这两个因素的共同影响.在7°C相对较高的环境工况下,余热量的增加有利于制热量的提升但COP没有优势;在-20°C较低的环境工况下,余热量的增加使得补气流量增长较大,但吸气流量衰减严重,对系统的制热性能提升不明显;在-10～0°C的环境工况下,制热量和COP都随余热量的增加而提升较大,-10°C时,1.8 kW余热量条件下的制热量比0.9 kW余热量条件下的制热量增加了11.6％,COP提升9.18％.

摘要： 应用2010年夏季北冰洋中心区海冰上的观测资料和融池模式,对北极融池的热力学过程及海冰融化过程进行了模拟研究.结果表明,模拟的融池表面的净长波辐射和融池水的温度与测量结果基本一致.融池吸收的太阳辐射能达到总辐射能的85％,虽然以感热和潜热形式向大气放出热量,但所站比例很小(15％),超过50％的能量被融池所吸收,消耗于融池底部海冰的融化,融池水温日变化范围为0-0.3°C,在水体垂直方向有对流混合,导致融池的温度和盐度比较均匀.融池底部海冰融化速率与融池的深度有关,当融池深度小于0.4 m时,融化速率变化较大;大于0.4 m时,融化速率变化较小,平均约1.0 cm/d.本文结果显示了北极融池在海冰快速变化的作用,为进一步研究北极地区融池在气候变化中的作用提出了重要依据.

摘要： 应用2010年夏季北冰洋中心区海冰上的观测资料和融池模式,对北极融池的热力学过程及海冰融化过程进行了模拟研究.结果表明,模拟的融池表面的净长波辐射和融池水的温度与测量结果基本一致.融池吸收的太阳辐射能达到总辐射能的85％,虽然以感热和潜热形式向大气放出热量,但所站比例很小(15％),超过500的能量被融池所吸收,消耗于融池底部海冰的融化,融池水温日变化范围为0～0.3°C,在水体垂直方向有对流混合,导致融池的温度和盐度比较均匀.融池底部海冰融化速率与融池的深度有关,当融池深度小于0.4m时,融化速率变化较大;大于0.4m时,融化速率变化较小,平均约1.0cm/d.本文结果显示了北极融池在海冰快速变化的作用,为进一步研究北极地区融池在气候变化中的作用提出了重要依据.

摘要： 本文介绍我们在教学中如何加强学生理解"热力学过程"这部分教学内容,使学生认识到"热力学过程"的数学描述并不是惟一的,而可能有多种表述.设1mol理想气体的热力学过程的摩尔热容可以表示为c=c-2R,这里R为理想气体常数:cv为定容比热.根据热容量定义,当系统经历某一微小过程时,其热量的变化可以表示为dQ=cdT=(CV-2R)dT,再根据理想气体方程pV=RT和热力学第一定律dQ=dW+dE=pdV+cdT,式中dQ、dW和dE分别为热力学微元过程中气体吸收的热量。

摘要： 火积损失即为热力学过程中火积的减少量，由火积耗散和功火积两部分组成。对于传热过程，火积损失仅包括火积耗散，为火积损失的不可逆部分，反映了热力学第二定律。对于卡诺循环，火积损失仅包括功火积，具有可逆特性，反映了热力学第一定律。对于包括传热过程和热功转换过程的系统，火积损失等于火积耗散与功火积之和。火积损失可应用于包含热功转换的过程以优化系统输出功，算例表明在一定条件下输出功和火积损失相对应。

摘要： 以（火用）损系数作为目标函数来表征热力学过程的不可逆程度，分析了在管道壁温为定值时管道内对流换热过程的（火用）损。考察了管道壁温与工质入口温度差值及其它一些参数对（火用）损系数的影响，并得出在管道壁温为定值的条件下，（火用）损系数的变化规律。

摘要： 随着氧化物冶金技术的发展,合理利用细小弥散的非金属夹杂物来获得高质量的钢铁产品.因此在钢水中如何控制夹杂物的数量、种类、尺寸、分布成为了关键.结合前人对钢中铝钛脱氧的实验研究,本文研究了钛脱氧热力学和动力学过程,研究结果表明:脱氧热力学数据建议采用Cha的推荐值;在相同条件下,Ti3O5比Ti2O3粗大.

摘要： 随着氧化物冶金技术的发展,合理利用细小弥散的非金属夹杂物来获得高质量的钢铁产品.因此在钢水中如何控制夹杂物的数量、种类、尺寸、分布成为了关键.结合前人对钢中铝钛脱氧的实验研究,本文研究了钛脱氧热力学和动力学过程,研究结果表明:脱氧热力学数据建议采用Cha的推荐值;在相同条件下,Ti3O5比Ti2O3粗大.

摘要： 随着氧化物冶金技术的发展,合理利用细小弥散的非金属夹杂物来获得高质量的钢铁产品.因此在钢水中如何控制夹杂物的数量、种类、尺寸、分布成为了关键.结合前人对钢中铝钛脱氧的实验研究,本文研究了钛脱氧热力学和动力学过程,研究结果表明:脱氧热力学数据建议采用Cha的推荐值;在相同条件下,Ti3O5比Ti2O3粗大.

摘要： 随着氧化物冶金技术的发展,合理利用细小弥散的非金属夹杂物来获得高质量的钢铁产品.因此在钢水中如何控制夹杂物的数量、种类、尺寸、分布成为了关键.结合前人对钢中铝钛脱氧的实验研究,本文研究了钛脱氧热力学和动力学过程,研究结果表明:脱氧热力学数据建议采用Cha的推荐值;在相同条件下,Ti3O5比Ti2O3粗大.

摘要： 随着氧化物冶金技术的发展,合理利用细小弥散的非金属夹杂物来获得高质量的钢铁产品.因此在钢水中如何控制夹杂物的数量、种类、尺寸、分布成为了关键.结合前人对钢中铝钛脱氧的实验研究,本文研究了钛脱氧热力学和动力学过程,研究结果表明:脱氧热力学数据建议采用Cha的推荐值;在相同条件下,Ti3O5比Ti2O3粗大.

摘要： 一种红外造影机(4)，从位于造影机(4)视野(92)内的患者(P)获取红外辐射的多个帧(94)。每个帧(94)是在对应的帧取样间隔期间获取的，且每个帧(94)对应在其帧取样间隔期间从视野(92)内的光学元件(90)阵列获取的红外辐射。根据从光学元件(90)阵列接收的红外辐射确定多个积分，且每个积分对应于至少两个帧(94)中从相同光学元件(90)接收的红外辐射。每个积分被映射为一种色彩或灰度，而每个积分的色彩或灰度被映射至图像中与视野(92)中的相应光学元件(90)的位置相应的位置。造影机(4)可应用于肿瘤疾病过程的早期检测、血管生成的检测和/或疼痛处理疗法的处理部位的识别。

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： 本发明公开了一种快速测定矿物浮选热力学及过程动力学参数的方法，是将矿物原料配成悬浮液加入到LB拉膜仪的液槽中；然后按照设定的浮选方案进行浮选(加捕收剂、起泡剂、活化剂等)，并在浮选过程中利用LB拉膜仪进行过程动力学曲线(π‑t曲线)的测定，在浮选结束后进行热力学曲线(π‑A曲线)的测定，再根据所得曲线获取浮选热力学及过程动力学参数。本发明的方法可以为矿物浮选提供快捷、精准的试验数据，避免了体相浮选试验数据测定的困难，且本发明建立了一种通用方法，适用于硫化物矿等多种矿石浮选数据的快速测定。

摘要： 一种红外造影机(4)，从位于造影机(4)视野(92)内的患者(P)获取红外辐射的多个帧(94)。每个帧(94)是在对应的帧取样间隔期间获取的，且每个帧(94)对应在其帧取样间隔期间从视野(92)内的光学元件(90)阵列获取的红外辐射。根据从光学元件(90)阵列接收的红外辐射确定多个积分，且每个积分对应于至少两个帧(94)中从相同光学元件(90)接收的红外辐射。每个积分被映射为一种色彩或灰度，而每个积分的色彩或灰度被映射至图像中与视野(92)中的相应光学元件(90)的位置相应的位置。造影机(4)可应用于肿瘤疾病过程的早期检测、血管生成的检测和/或疼痛处理疗法的处理部位的识别。

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： 提供一种包括计算机、热力学过程仿真应用和热力学状态方程应用的热力学建模系统。热力学状态方程应用根据脱离状态方程的第一和第二偏离点，并且根据第一和第二外推方程，确定密度根。第一偏离点满足压力相对于密度的偏导数＝第一常数×压力/密度+第二常数的方程。在相2下，当规定压力大于第二偏离点压力时，和在相1下，当规定压力小于第一偏离点压力时，以伪密度的形式确定密度根。热力学过程仿真应用调用热力学状态方程应用，以根据密度根确定结果。

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