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以低温热为热源的再沸器(火用)经济优化与传热强化

尹清华 , 邓涛 , 陈清林 , 黄扬民 , 韩光泽 , 刘金平 , 吕树申 , 华贲

精馏塔再沸器是炼油、化工、轻工等行业中非常重要的换热设备,这种再沸器的优化和传热强化对热能的优化利用具有重要意义.本文运用经济学方法和传热强化技术,对以低温热为热源的再沸器进行优化设计,建立了同时考虑传热损、流动损和传热强化的再沸器经济优化目标函数和约束条件.并给出了应用实例.

关键词: 再沸器 , 经济优化 , 传热强化

界面常质量流湍流（火用）传递

王松平 , 陈清林 , 尹清华 , 华贲

工程热物理学报

导出了常温下充分发展湍流传递方程组,依此研究了界面常质量流管内湍流传递,研究了由于粘性耗散、径向和轴向传质不可逆性引起的损率随流体性质、边界条件及空间位置的变化规律,分析了不同地点由于不同过程产生损失的机理.对单位长度的总损率计算表明,对给定的流体单位长度总损率是传质单元几何参数、边界条件和雷诺数的多元函数,通过损率最小化可设计和优化传质单元.

关键词: 湍流 , 质量传递 , 传递 , 损耗

采用单体自增溶原位固相接枝法合成了聚乙烯与三单体固相接枝物(PETM).采用Coats-Redfern法和Doyle-Ozawa法研究了接枝物的热分解动力学.研究表明,受接枝支链的影响,PETM的热分解反应级数介于0～1之间.PETM的热分解活化能比PE高,说明PETM的热稳定性优于PE,随着St在支链中的比例增加,PETM的热稳定性有逐渐增加的趋势,这是由于St能稳定自由基,从而降低PE的热分解速率.

关键词: 聚乙烯 , 聚乙烯与三单体固相接枝物 , 热分解动力学 , Coats-Redfern法 , Doyle-Ozawa法

基于(火用)概念的能量系统环境效应评价和建模

陈清林 , 王松平 , 尹清华 , 华贲

工程热物理学报

基于环境是稀缺资源,提出环境效应的(火用)评价策略及其废物(火用)费用估算方法,引入了环境损害因子、环境污染率及环境损害函数的概念.按照能量转换、能量回收子系统系统的(火用)流变化与环境污染特征,建立了能量系统环境(火用)经济三子系统分析优化模型,并分别给出了各子系统环境(火用)经济优化的目标函数.

关键词: 能量系统 , (火用) , 环境污染 , 系统优化

强化对流传热场协同唯象机制及其控制

王松平 , 陈清林 , 尹清华 , 华贲

工程热物理学报

根据对流传热强度与流体中存在的各种内场及其外场的关系,从唯象上阐明了降低温度边界层厚度、增加流体扰动和增加近壁面速度梯度的强化对流传热方法的物理机制,其本质是控制流体中内场及其外场之间的相互协同.给出了当流体中存在内场和外场时强化对流传热场协同控制方法,以此可指导发展强化对流传热单元的新方法.

关键词: 强化传热 , 唯象关系 , 场协同 , 控制

考虑环境的能量转换系统环境(火用)经济建模与优化

陈清林 , 朱雪飞 , 王松平 , 尹清华 , 华贲

工程热物理学报

按照能量转换系统中(火用)流及废物流变化特征,提出了增设废物处理子系统进行系统排放废物的达标处理,并将整个系统划分为能量转换主子系统及废物治理附属子系统.给出了两个子系统各自的同时考虑热力学、经济学、环境三个目标的环境(火用)经济优化目标及相应的约束条件;提出了能量转换系统的环境(火用)经济分解协调优化策略,在子系统分别优化的基础上协调,达到系统全局的优化.

关键词: 能量转换系统 , 环境 , (火用)经济学 , 系统优化

传递过程的统一描述

韩光泽 , 华贲 , 陈清林 , 尹清华

工程热物理学报

提出了传递公理,即任何形式的传递过程都是在相应基本强度量差推动下,基本广延量的流动过程;基本广延量的传递过程也同时是与之对应的能和(火用)的传递过程.定义了热力学流密度和热力学力的数学表达式,在传递公理的基础上,利用能和(火用)的普遍化表达式,分别建立了三类广延量的传递定律.利用传递定律,结合广延量的平衡方程,导出了传递方程的普遍化表达式.

关键词: 传递过程 , 传递公理 , (火用) , 普遍化表达式

TiO2纳米薄膜的微结构控制

李谦 , 祝迎春 , 毛立群 , 张治军 , 华贲

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.04.041

通过有机酸修饰的水基sol-gel法,分别制备了由层状、针形和球形纳米粒子构成的纳米二氧化钛薄膜,采用SEM、XRD、红外光谱进行了表征.研究发现,调节水解过程中钛酸四丁酯:醋酸的摩尔比,可以控制薄膜的微结构,并对其机理进行了分析.该方法可以应用于sol-gel法制备其他纳米薄膜过程中的材料微结构控制.

关键词: 纳米薄膜,二氧化钛 , 溶胶-凝胶法