检索结果-内蒙古大学图书馆

化工学报 2024年第11期75卷 4196-4204页

作者：冀昕宇张芫通杨小平魏进家西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

为实现高热通量电子器件冷却,以HFE-7100作为工作流体,对3种楔形歧管微通道流动沸腾特性进行实验研究,并与常规的矩形歧管微通道进行对比,讨论了不同流量和过冷度条件下两种歧管几何形状和两种表面强化结构对沸腾传热系数、临界热通量... 详细信息

为实现高热通量电子器件冷却,以HFE-7100作为工作流体,对3种楔形歧管微通道流动沸腾特性进行实验研究,并与常规的矩形歧管微通道进行对比,讨论了不同流量和过冷度条件下两种歧管几何形状和两种表面强化结构对沸腾传热系数、临界热通量和流动压降的影响。结果表明:楔形歧管结构能够促进流型由搅拌流转变为环状流,并提高流体输送效率与蒸汽排放效率,从而在改善换热性能的同时降低流动压降。与微针翅结构相比,采用激光烧蚀的多孔表面提供了一种简单便捷的强化沸腾换热的方法,能够极大地拓展换热表面,提供大量的成核位点,显著提高临界热通量(CHF)。将楔形歧管供液结构与多孔微通道相结合,歧管微通道平均两相传热系数提高了21.6%,临界热通量提高了30.4%,两相压降降低了12.7%,实现微通道散热器综合性能的显著提升。

关键词：微通道流动沸腾换热两相流综合性能

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悬挂链增韧的可再加工热固性聚氨酯的合成

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功能高分子学报 2025年第1期38卷 71-77页

作者：呼延辰熙韩祥王子币王天雨刘栋陈飞西安交通大学化学工程与技术学院

以4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、1,2-己二醇(HDO)为反应单体进行预聚，丙三醇(GI)进行后交联，制备了一种具备微相分离的纯硬段热固性聚氨酯（HMDI-HDO-GI）。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、小角X射线散射（SAXS）和动... 详细信息

以4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、1,2-己二醇(HDO)为反应单体进行预聚，丙三醇(GI)进行后交联，制备了一种具备微相分离的纯硬段热固性聚氨酯（HMDI-HDO-GI）。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、小角X射线散射（SAXS）和动态热机械分析（DMA）等对聚氨酯的微相结构和力学性能进行了详细研究。结果表明：通过调节含有悬挂链的HDO含量，可以调控HMDI-HDO-GI的微相分离结构，并赋予其高韧性。同时通过HMDI与HDO和GI反应过程中形成的大量氨基甲酸酯键与氢键可使交联网络实现再加工及自修复。该材料的微相分离结构使得纯硬段聚氨酯具有高达540.29 MPa的杨氏模量和63.89 MJ/m3的韧性，并且在160℃热压1 h的条件下可实现再加工。

关键词：聚氨酯微相分离韧性再加工悬挂链

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富氮多孔碳纳米片的氮掺杂构型调控及其储锌性能

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化工进展 2024年第5期43卷 2673-2683页

作者：刘思宇杨卷陈培陈祖田闫斌刘育红邱介山西安交通大学化学工程与技术学院北京化工大学化学工程学院

基于多孔碳正极和锌金属负极构建的水性锌离子电容器（ZICs）具有成本低、环境友好、安全性高和长期耐用等优点，近年来受到广泛关注。本文以具有共价有机框架结构（COF）的富氮聚合物为碳源前体，通过简单的炭化自活化策略，合成了富... 详细信息

基于多孔碳正极和锌金属负极构建的水性锌离子电容器（ZICs）具有成本低、环境友好、安全性高和长期耐用等优点，近年来受到广泛关注。本文以具有共价有机框架结构（COF）的富氮聚合物为碳源前体，通过简单的炭化自活化策略，合成了富氮多孔碳纳米片（NPCN-x）。研究表明，基于聚合物前体丰富的COF结构特点，炭化温度对所制备碳材料的氮含量和氮掺杂构型有显著影响，且碳材料表面的吡咯氮含量与其储锌性能呈现高度线性相关。优化后的NPCN-800其吡咯氮原子分数高达2.15%，作为ZICs的正极材料，在0.5A/g的电流密度下，展现出158mAh/g的高比容量和优异的循环稳定性。结合密度泛函理论计算发现，碳材料表面的吡咯氮构型具有优异的电化学活性，能够显著增强Zn离子的化学吸脱附过程。该研究为高性能ZICs用碳基电极材料的设计构建提供了新思路。

关键词：多孔碳纳米片氮掺杂调控锌离子存储电化学优化设计

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钛合金靶材颗粒冲蚀磨损及能量转化特性数值研究

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表面技术 2023年第8期52卷 151-160,207页

作者：侯燕芳蔡柳溪姚佳伟贺尧李云西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

目的解决钛合金材料固体颗粒磨损问题。方法采用显式动力学有限元分析手段,结合Johnson-cook材料模型和应变累积失效模型,对多颗粒连续冲击Ti-6Al-4V钛合金靶材的冲蚀特性和能量转化特性进行数值模拟。结果在颗粒以倾斜角度连续冲击靶材... 详细信息

目的解决钛合金材料固体颗粒磨损问题。方法采用显式动力学有限元分析手段,结合Johnson-cook材料模型和应变累积失效模型,对多颗粒连续冲击Ti-6Al-4V钛合金靶材的冲蚀特性和能量转化特性进行数值模拟。结果在颗粒以倾斜角度连续冲击靶材时,最大冲蚀应力呈现一定波动性。当颗粒在法向连续冲击时,靶材会快速进入稳定冲蚀阶段。在不同入射角度下,多颗粒连续冲击靶材的最大应力均位于靶材产生材料堆积的位置。在入射角90°和入射速度130 m/s下,当颗粒尺寸从50μm增至150μm时,最大冲击坑深度从3.124μm增至8.997μm。当颗粒尺寸超过100μm后,由于加工硬化机制的影响,后续颗粒冲击产生的应力比第1次冲击产生的应力降低了30%~60%。在冲角为30°下,当摩擦因数从0增至0.2时,颗粒动能损失增大了22.69%。随着入射角度的增加,摩擦因数对颗粒动能损失的影响逐渐减弱。结论从微观机制上解释了入射角度和颗粒粒径对多颗粒连续冲蚀行为的影响,明确了摩擦因数对颗粒冲蚀过程中能量转化特性的影响。

关键词：钛合金冲蚀磨损能量转化摩擦因数数值模拟

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基于压缩机选型的炼厂氢网络集成

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第5期63卷 723-729页

作者：周迎千冯霄杨敏博西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

随着原油劣质化趋势加重,炼厂的氢气(H_(2))需求日益增加,通过氢网络集成提高氢气的利用效率变得至关重要。压缩机费用是炼厂氢网络中除新氢外的第二大费用,往复式压缩机和离心式压缩机被广泛用于氢气输送网络。该文提出了一种考虑多级... 详细信息

随着原油劣质化趋势加重,炼厂的氢气(H_(2))需求日益增加,通过氢网络集成提高氢气的利用效率变得至关重要。压缩机费用是炼厂氢网络中除新氢外的第二大费用,往复式压缩机和离心式压缩机被广泛用于氢气输送网络。该文提出了一种考虑多级离心式压缩机和多级往复式压缩机选型的超结构,约束条件包括压缩机的流量和出口压力;基于此超结构建立了一个混合整数非线性规划模型,以最小总年化成本为目标函数,其中综合考虑了新氢的成本、压缩机的投资费用和操作费用;并通过案例分析证明了模型的实用性。

关键词：化工系统工程氢网络集成压缩机类型多级压缩混合整数非线性规划模型

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采用不同分离技术的甲醇制芳烃流程对比分析与优化

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西安交通大学学报 2023年第7期57卷 213-220页

作者：江健荣杨敏博冯霄西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

为了降低甲醇制芳烃流程的能耗以及操作费用,提高经济性和竞争力,对采用冷油吸收法和精馏法进行轻烃回收的甲醇制芳烃流程进行了对比研究以及优化分析。首先,在Aspen HYSYS中建立了严格的流程模型,计算得到两个流程的能量平衡以及能量... 详细信息

为了降低甲醇制芳烃流程的能耗以及操作费用,提高经济性和竞争力,对采用冷油吸收法和精馏法进行轻烃回收的甲醇制芳烃流程进行了对比研究以及优化分析。首先,在Aspen HYSYS中建立了严格的流程模型,计算得到两个流程的能量平衡以及能量平衡数据,对流程操作以及产品数据进行了分析。然后,通过Aspen HYSYS和Matlab的数据连接,建立了以轻烃产品标准为约束的操作费用最小化的优化模型,并对两个流程进行了优化。结果表明:精馏流程的分离效果以及产品回收率均优于油洗流程;优化后油洗流程的总操作费用略高于精馏流程;从具体的操作费用贡献来看,精馏流程的电耗为油洗流程的1.46倍,并且需要使用更低温度的冷却剂,而油洗流程的中压蒸汽消耗量比精馏流程高出44.3%。该研究结果对进一步降低甲醇制芳烃工艺的能耗以及操作费用提供参考依据。

关键词：甲醇制芳烃轻烃分离油洗精馏

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Ca(OH)_(2)/CaO热化学储能过程中变孔隙率影响的多物理场耦合数值模拟研究

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工程热物理学报 2023年第2期44卷 289-296页

作者：徐其利孙杰魏进家西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

基于Ca(OH)_(2)/CaO的热化学储能体系在实验中均表现出孔隙结构的显著变化,而该现象在已有的大多数数值模拟研究中并未被考虑。本文针对该现象建立了变孔隙率反应动力学模型及非稳态“流动–传热–化学反应”耦合模型,并基于此对直接、... 详细信息

基于Ca(OH)_(2)/CaO的热化学储能体系在实验中均表现出孔隙结构的显著变化,而该现象在已有的大多数数值模拟研究中并未被考虑。本文针对该现象建立了变孔隙率反应动力学模型及非稳态“流动–传热–化学反应”耦合模型,并基于此对直接、间接传热式固定床反应器中Ca(OH)_(2)/CaO的定/变孔隙率脱水反应过程特征参数(反应渗透率、压力、温度、反应速率及转化率等)变化进行了对比模拟研究。结果表明:定孔隙率模型与变孔隙率模型之间有明显的差异,且变孔隙率模型更能体现实际反应过程的特征。以初始孔隙率为0.8的工况为例,定孔隙率假设在直接传热式反应器中的转化速率比变孔隙率模型快19.8%,而在间接传热式反应器中转化速率比变孔隙率慢6.1%。说明以往研究中使用的定孔隙率假设高估了直接传热式反应器的性能,而低估了间接传热式反应器的性能。

关键词：热化学储能 Ca(OH)_(2)/CaO 变孔隙率多物理场耦合

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跨临界CO_(2)两相引射器喷嘴扩张段传热的影响分析

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制冷学报 2024年第3期45卷 72-80页

作者：冯义博何阳邓建强西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

跨临界CO_(2)引射器主动流入口状态对引射器性能具有显著影响,主动喷嘴壁面传热会改变主动流状态,其对引射器性能的影响有待研究。基于均质平衡模型假设,构建了跨临界CO_(2)两相引射器的CFD模型,模拟研究了喷嘴扩张段传热对引射器性能... 详细信息

跨临界CO_(2)引射器主动流入口状态对引射器性能具有显著影响,主动喷嘴壁面传热会改变主动流状态,其对引射器性能的影响有待研究。基于均质平衡模型假设,构建了跨临界CO_(2)两相引射器的CFD模型,模拟研究了喷嘴扩张段传热对引射器性能和流场结构的影响,并分析了对冷凝器出口分流引射膨胀制冷系统性能的影响。研究结果表明:引射器引射系数随喷嘴扩张段热流密度和喷嘴扩张段长度的增大而增大,但在适用热流密度(小于120 kW/m^(2))下并不明显,引射系数变化范围在1%以内,其影响可以忽略不计;喷嘴扩张段传热对引射器内部流场的影响较小,喷嘴扩张段内流体温度略有升高,引射器出口干度略有增加,喷嘴出口和混合室内混合流的马赫数也略有增加;对于冷凝器出口分流引射膨胀制冷系统,利用引射器壁面传热可以过冷流体,系统COP显著提高,COP最大提升比例为8.89%。总体而言,对引射器主动喷嘴扩张段加热,对引射器性能影响甚微,但对冷凝器出口分流引射膨胀制冷系统的性能有较明显的提高。

关键词：两相引射器均质平衡模型传热制冷系统 CO_(2)

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跨临界CO_(2)两级压缩直冷制冰系统热力学性能研究

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制冷学报 2024年第4期45卷 104-113页

作者：李文龙何阳邓建强西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

为降低CO_(2)制冰系统能耗,提高系统性能,提出了双级压缩中间完全冷却引射膨胀直冷制冰系统(TCEIS)。通过构建热力学模型,分析了关键参数对系统性能的影响,在此基础上对TCEIS应用于不同季节和城市的COP R+HR、年耗电量和热回收量及年运... 详细信息

为降低CO_(2)制冰系统能耗,提高系统性能,提出了双级压缩中间完全冷却引射膨胀直冷制冰系统(TCEIS)。通过构建热力学模型,分析了关键参数对系统性能的影响,在此基础上对TCEIS应用于不同季节和城市的COP R+HR、年耗电量和热回收量及年运行费用和热回收收益进行了研究,并与双级压缩直冷制冰系统(TCS)、双级压缩中间完全冷却直冷制冰系统(TCIS)和单级压缩引射膨胀直冷制冰系统(ES)进行对比。结果表明:在考虑热回收的情况下,TCEIS具有最高的COP R+HR,且在越炎热的季节和城市优势越明显。TCEIS在广州运行时,在分别满足冬季(410.989 kW)、过渡季(542.092 kW)和夏季(701.353 kW)制冷负荷的需求下,年运行成本相较于TCIS、TCS和ES可分别减少10.76万元、39.79万元和58.31万元。可为CO_(2)直冷制冰系统的构建和应用提供理论参考。

关键词：直冷制冰性能系数经济性分析双级压缩喷射器 CO_(2)

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双连续相增韧离子凝胶的制备及水下黏附性能

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功能高分子学报 2024年第4期37卷 322-331页

作者：王子币刘子璐韩祥王天雨刘栋陈飞西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

以2-丙烯酸-2-甲氧基乙酯(MEA)和2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为共聚单体,在混合离子体系中通过自由基聚合诱导相分离方法,制备了一种由刚性液晶相和柔性渗透相组成的双连续相P(MEA-co-FMA)离子凝胶黏结剂,并对其力学性能和水下... 详细信息

以2-丙烯酸-2-甲氧基乙酯(MEA)和2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为共聚单体,在混合离子体系中通过自由基聚合诱导相分离方法,制备了一种由刚性液晶相和柔性渗透相组成的双连续相P(MEA-co-FMA)离子凝胶黏结剂,并对其力学性能和水下黏附性能进行了详细研究。通过调节FMA单体及离子液体(IL)的组分比,来调控聚合物网络的微相分离结构和可逆的非共价键作用,以实现对离子凝胶力学性能和水下黏附性能的同步提升。结果表明:该疏水双连续相结构离子凝胶具有高达24.2 kJ/m^(2)的断裂韧性和1.76 MPa的断裂强度,对不同基材的水下界面黏附韧性最高可达2260 J/m^(2),界面黏附的疲劳阈值可达558 J/m^(2),表现出了长效耐久的水下黏附性。

关键词：离子凝胶聚丙烯酸酯水下黏附微相分离强韧化

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