一、磁场中相平衡热力学模型的研究(论文文献综述)
阮永欣[1](2021)在《Mg-RE(Y/Gd)-Zn体系中长周期有序堆垛相的相平衡及热力学研究》文中研究指明Mg-RE-TM(RE=Y,Gd,Nd,Sm 等;TM=Zn,Ag,Cu,Ni 等)体系中存在的长周期堆垛有序(Long-Period Stacking Ordered,LPSO)相,能够显着地改善镁合金的高温强度和抗蠕变性能。本文重点关注Mg-RE(Y/Gd)-Zn体系,开展相平衡实验及热力学优化工作,以期对Mg-RE合金的成分设计和热处理工艺的优化选取提供重要的参考依据。首先,针对Mg-Y-Zn和Mg-Gd-Zn体系,实验测定了 LPSO相在富Mg端的相平衡关系。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)等表征手段,测定了三元铸态合金的凝固组织、各个组成相的晶体结构和化学成分,开展了铸态合金凝固过程的分析,构筑了相关的液相面投影图。在此基础上,对铸态合金进行长时间等温退火,获得了 400和500℃时富Mg端的相平衡关系和等温截面图。对于Mg-Y-Zn体系,从原子尺度上证实了(14H+18R),(18R+10H)以及(14H+18R+α-Mg)的等温平衡共存关系,否定了等温截面图中文献报道但未经实验证实的(14H+1 8R+Mg24Y5)三相区的存在。对于Mg-Gd-Zn体系,只存在一种由固态转变形成的稳定的LPSO相14H,本文重点测定了 500℃时14H相与富Mg端其他溶体相/化合物相的相平衡关系。在文献和本工作中均发现了 Mg-Y-Zn和Mg-Gd-Zn体系中的LPSO相具有较大的溶解度。其次,根据LPSO相的晶体结构特征,重新建立了 18R、14H和10H相的热力学模型,对Mg-RE-Zn(RE=Y,Gd)体系进行了热力学参数的优化评估。基于(RE8Zn6Mg)团簇中的原子尺寸大小和取代关系,通过四亚点阵模型[(Mg2,YZn)x(Mg,Y)y(Mg,Va)z](Mg)w 描述了 LPSO 相 18R、14H 和 10H 中的原子置换方式。此外,由于Mg-Y-Zn和Mg-Gd-Zn体系中的相平衡关系有了最新的实验信息,本文还建立了其他溶体相和化合物相的热力学模型。基于文献报道和本文测定的相平衡关系,对Mg-Y-Zn和Mg-Gd-Zn体系进行了优化评估,获得了自洽合理的热力学参数。富Mg端的等温截面图、液相面投影图和垂直截面图等的计算结果能够很好地符合实验数据。再次,在Mg-Y-Zn体系相平衡热力学计算的辅助下,进行了合金成分、合金相组成和热处理温度的设计,目标是设计出不同LPSO相含量的合金组织并确定LPSO相对合金力学性能的影响。采用CALPHAD技术,计算获得了 Mg-Y-Zn三元系的液相面投影图、等温截面图和垂直截面图等。在此基础上选定了两个有代表性的合金成分:Mg95.3Y2..55Zn2.16和Mg86.2Y7.7Zn6.1,并确定了热处理温度为500℃。使用SEM-EDS、TEM和HAADF-STEM对合金中各相的结构和成分进行了分析测试,结果表明,铸态相组成包含α-Mg、WMg3Y2Zn3 和 18R 的 Mg95.3Y2.6Zn2.2 合金,在 500℃等温热处理 240 h 以后转变成了由α-Mg、14H和18R组成的合金;铸态相组成包含α-Mg、WMg3Y2Zn3、18R 和 14H 的 Mg86.2Y7.7Zn6.1合金,在500℃等温热处理 240 h以后彻底转变成了由18R和14H两种LPSO相组成的合金。铸态合金分别经短时间均匀化处理和长时间等温处理后,进行10:1热塑性变形以获得细小致密的微观组织,之后的力学性能测试结果表明,在合金设计时,不能以单纯追求高强度为目标而一味增加LPSO相的相对含量,而应该使合金组织中保留一定含量的α-Mg,从而在提高合金强度的同时使合金获得良好的塑性。此外,对Mg86.2Y7.7Zn6.1三元合金的组织演化过程进行的细致研究表明,Mg86.2Y7.7Zn6.1合金的铸态组织通过固态转变“18R+α-Mg+WMg3Y2Zn3→14H”生成14H相,铸态组织中以初晶相存在的18R被部分消耗而有所剩余,最终形成(14H+18R)两相平衡组织。这种有效的热力学计算辅助合金设计方法表明,可以利用CALPHAD技术有目的地设计合金成分和制订热处理温度,增加合金相组成的可预测性。最后,考虑到相平衡对温度(T)和压力(P)的依赖性,优化和建立了 Mg体系和Zr体系的P-T相图。采用真实溶体模型考虑气体组分的逸度因子,描述高温高压下气相的摩尔Gibbs自由能;采用具有温度和压力依赖性的Murnaghan方程来描述凝聚态相的摩尔Gibbs自由能。根据文献报道的实验信息,使用Pandat热力学软件优化了各相的热力学参数。相平衡、热容、热膨胀系数、压缩系数、摩尔体积等热力学、热物理和物理性质的计算结果与文献报道的实验结果之间具有良好的一致性,表明本文优化结果的合理性和可靠性。从计算结果可以看出,当体系的压力超过109 Pa数量级,考虑压力对凝聚态相和总体系的摩尔Gibbs自由能的贡献是极其必要的。Mg和Zr单元体系的P-T关系相图建立过程中所采用的优化评估方法可以推广应用于其他纯组元体系。本文的研究结果,可用于丰富多元Mg-RE合金体系的热力学数据库,特别是对含有LPSO结构的Mg-RE(Y/Gd)-Zn合金的成分优化和工艺控制等具有重要的参考作用,能够获得具有良好力学性能的合金材料。
佘端[2](2021)在《相对论磁流体力学的理论研究》文中指出在温度大于1012K的早期宇宙中,由质子和中子组成的普通物质被溶解成夸克和胶子组成的等离子体。这种原始物质状态被称为夸克-胶子等离子体(QGP),可以通过相对论重离子对撞机(RHIC)和大型强子对撞机(LHC)的相对论重离子对撞对其特性进行研究。研究QGP的理论基础是强相互作用的色SU(3)规范理论,即量子色动力学(QCD)。为了使QCD预言和实验数据之间建立联系,必须开发一套描述相对论重离子碰撞中产生的热致密物质时空演化的一般框架。相对论流体力学辅以合适的初始条件是已知的这样一个框架。近年来,理论上和实验上都认识到了在假设完美QGP流体之外考虑耗散效应的重要性。我们首先介绍热力学基本定律和推导将在本论文后面用到的热力学关系。接着,简要回顾了相对论理想流体力学并推导理想流体守恒流的一般形式和其运动方程。利用流体力学四维速度的定义,给出了协变热力学关系。利用热力学第二定律推导出Navier-Stokes理论的协变版本。本文讨论了相对论Navier-Stokes理论存在的一些问题,即理论的因果性和不稳定性。我们也回顾了 Israel-Stewart理论,并展示如何从热力学第二定律推导因果流体力学方程。非对心重离子碰撞会产生极强的磁场和巨大的轨道角动量。在相对论重离子碰撞实验RHIC能量下,对撞产生的磁场预计高达1018高斯,在大型强子对撞机LHC能量下,磁场将高达1019高斯。这种瞬变电磁场在夸克胶子等离子体的流体力学描述中可能产生各种新的效应。在强磁场背景下,需要引入流体和磁场的耦合方程以及磁场的演化方程,于是流体力学模型将会扩展成相对论磁流体力学(MHD)。首先介绍了相对论磁流体和相对论理想磁流体力学的基本知识。然后,介绍了1+1维相对论理想磁流体力学中Bjorken流解析解的工作,该工作也是我们第一个工作的理论基础。中间快度区域束流方向膨胀的夸克胶子等离子体可以用1+1维Bjorken流较好的描述。这导致末态粒子谱平坦的快度分布,但与RHIC和LHC的观测结果不一致。而且,实际情况下,中间快度的能量密度比Bjorken流下降得更快。虽然Bjorken解被广泛使用,但流体力学的纵向膨胀动力学似乎能够为初始能量密度的估计和末态的描述提供更真实地估计。因此,我们研究了均匀横向磁场下1+1维相对论磁流体力学的纵向加速度效应,并且给出了特殊状态方程下能量密度的解析解和一般状态方程下能量密度的数值解。结果表明纵向加速度参数、磁场衰减参数、初始磁化参数和状态方程参数对系统能量密度演化有不寻常的效应。最后,也介绍了含磁化效应的均匀横向磁场背景下1+1维相对论磁流体力学中Bjorken流解析解的工作,该工作也是我们第一个工作的理论基础。此外也介绍了相对论耗散磁流体力学的工作,这个工作对我们第三个工作有一定启发意义。接着介绍了反常流体最早期的工作,通过热力学关系可以确定一些输运系数,而且这块内容是目前的新动向。接着我们详细介绍了我们的第二个工作,由含纵向加速度的1+1维相对论电阻磁流体力学模型给出了电磁场解析解和能量密度分布的数值解。该研究表明,由于电磁场的存在,流体能量密度比Bjorken流下降得更快,即能量流到大快度区域。受到自旋流体力学有关工作的启发,基于粘滞流体的理论基础,我们将其推广到角动量粘滞流体的初期理论领域,基于理想流体引入一阶耗散量来描述粘滞流体,其中用到匹配条件、耗散量张量分解、速度场的定义等标准粘滞流体推导技巧,并通过热力学第二定律推导出角动量粘滞一阶流体理论,希望提供一种能解释Λ超子极化效应的流体力学模型。
张坤[3](2020)在《仿生水凝胶软体机器人设计及其致动机理研究》文中研究表明软体机器人由可承受大应变的柔性材料制成,具有无限多自由度和连续变形能力,可在大范围内任意改变自身形状和尺寸,相较于传统机器人具有更好的环境适应性。然而新型柔性材料的应用给软体机器人的驱动设计带来新的挑战,传统机器人的设计路线不再适用。目前,各驱动方式的软体机器人在医疗检测、深海探索、隐蔽侦察、灾后搜救等领域展现出广阔的应用前景,但是普遍存在承重能力较弱、响应速度较慢、难以实现“无尾化”远程控制等问题,制约着软体机器人的实际应用效果。鉴于此,针对软体机器人在远程控制等方面存在的问题,本文利用响应水凝胶驱动的激励方式多样性的优势,结合纳米复合温敏水凝胶的复合材料改性机制,探索双层结构磁性温敏水凝胶的体积相变行为差异和交变磁场远程调控水凝胶的温度共同作用下的水凝胶软体机器人磁热耦合响应形变致动机理,研制了具有磁性温敏双重响应的双层结构仿生水凝胶软体机器人,构建了磁感应温敏水凝胶的溶胀模型和磁热耦合效应有限元分析模型。具体研究工作如下:(1)根据磁感应有/无机交联温敏水凝胶在不同温度下溶胀平衡状态体积相变测试结果,结合非离子型凝胶的化学式变化模型及Flory-Huggins混合自由能理论修正模型,构建温敏水凝胶溶胀行为数学模型。使用相同规格模具,分别以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为有机交联剂、LAPONITE为无机交联剂、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为温敏单体、纳米Fe3O4为磁性颗粒,制作有机交联温敏水凝胶(OCTH)、磁感应有机交联温敏水凝胶(MOCTH)、无机交联温敏水凝胶(ICTH)和磁感应无机交联温敏水凝胶(MICTH)。样品浸泡至溶胀平衡状态,探究其不同温度条件下的体积和质量变化。实验结果表明各NIPAM温敏水凝胶的最低临界溶解温度(LSTC)均在30℃左右,且使用无机交联剂的两组NIPAM温敏水凝胶在体积相变前后的体积收缩率(45.60%和41.63%)明显高于使用有机交联剂的两组(24.22%和17.10%)。根据非离子型凝胶的化学式变化模型及Flory-Huggins混合自由能理论修正模型,构建有机交联温敏水凝胶和无机交联温敏水凝胶溶胀行为数学模型。数学模型与根据实验数据计算所得各温敏水凝胶不同温度下的平衡溶胀率(ESR)拟合优度较高。(2)通过COMSOL多物理场耦合仿真工具构建磁感应温敏水凝胶磁热耦合仿真模型,对磁感应温敏水凝胶在交变磁场环境中的磁热效应及热传递现象进行仿真计算,研究磁场条件、磁性纳米Fe3O4颗粒分布及感应加热时间对磁感应温敏水凝胶内部温度场的影响规律。利用COMSOL软件建立磁感应温敏水凝胶磁热效应有限元仿真模型,以铜制线圈为热源,通入10 A交变电流产生所需磁场环境,加热磁感应温敏水凝胶。仿真结果表明,超高频磁场对磁感应温敏水凝胶具有明显的感应加热效果,在200-600 kHz磁场条件下感应加热速度随磁场频率的增大而减少,且随着磁场频率的增大所需时间的减少率变小;纳米Fe3O4颗粒密度较高时加热速度明显优于分布密度较低时。(3)观察实蝇幼虫蠕动爬行步态、体足分布和结构,基于不同材料在体积相变行为、保水率等性质上的差异,设计磁感应温敏水凝胶致动器,研制并测试仿实蝇幼虫水凝胶软体机器人的运动性能。结合材料性质差异和感应加热共同作用下的水凝胶软体机器人致动机理研究,设计出具有差异化双层结构的磁感应温敏水凝胶致动器,可在交变磁场中升温实现弯曲致动;研制并测试了仿实蝇幼虫水凝胶软体机器人,在粗糙表面测试其蠕动爬行运动性能。测试结果表明,M-M型双层结构仿实蝇幼虫水凝胶软体机器人在超高频交变磁场环境中,借助粗糙接触面所提供的定向摩擦力可完成简单的蠕动爬行,蠕动前进的速度为0.23 mm/s(即0.009 BL/s),实现了软体机器人的无线控制。综上所述,利用磁感应有机交联温敏水凝胶和磁感应无机交联温敏水凝胶体积相变行为的差异,研制的双层结构仿实蝇幼虫水凝胶软体机器人具有良好的可操控性,为软体机器人的无线控制提供了可靠的理论支撑与实验依据。
郑嘉男[4](2020)在《气体水合物法淡化海水的理论基础与技术》文中研究指明气体水合物是一种笼型晶体化合物,具有特定的热力学性质和独特的储气与排盐特点,其生成、分离与分解过程是一种淡化海水的新型方案。目前,气体水合物法海水淡化技术仍缺乏系统性的研究,尤其是水合物相平衡热力学条件、水合物生成耗气、耗水及其定量关系、水合物浆液分离与脱盐效率以及水合物法海水淡化一体化系统等方面并未形成体系。本文着眼于气体水合物法淡化海水的理论基础与技术,开展了实验与方法研究,为水合物技术在海水淡化领域的应用提供了理论基础。为指导水合物法海水淡化的客体分子选择及反应工况设定,本文开展了多孔介质内二氧化碳-丙烷混合气体水合物、二氧化碳-环戊烷水合物和二氧化碳-甲基环戊烷水合物的生成分解实验,确定了不同比例混合客体分子水合物的相平衡条件,发现结构Ⅱ型水合物相平衡条件较为温和。同时,比较了单位体积水生成水合物的相对气体消耗量,阐明了结构Ⅱ型水合物(含丙烷或环戊烷)降低相对气体消耗量、结构H型水合物(含甲基环戊烷)提高相对气体消耗量的一般规律。能在较短的反应时间内得到较高的水合物生成量是水合物法海水淡化的内在要求,本文利用低场强的核磁共振实验系统,快速测量了多孔介质内二氧化碳水合物恒压生成过程实时气-水消耗定量关系,发现了水合物生成存在的成笼-填充两阶段的气、水消耗速率不同步的变化规律,并准确获取了 2.7、3.0和3.3 MPa生成压力下二氧化碳水合物稳定状态时真实水合值。为进一步揭示水合物生成过程中水分时空变化规律,利用核磁共振成像系统,动态观察了多孔介质内二氧化碳-丙烷水合物生成分解过程液态水消耗特性,发现了丙烷存在时水合物生成诱导水分迁移现象,揭示了水合物吸水、朝气侧生长、不断运移的演变过程,验证了水合物随机成核与规律生长的普遍性。降低水合物吸水能够提高水合物淡化海水的脱盐效率,本文开发了水合物浆液的气驱分离方法,并设计搭建了一套可连续生成、保压分离的气体水合物法海水淡化实验系统,比较了自然升温、压缩分离和气驱分解三种分离方法的脱盐效率,分析了气驱水合物分解法对天然海水中不同离子的去除作用,通过多次注水、生成和分离的连续海水淡化过程得到最终脱盐效率超过83%、淡水回收率达到30%。基于本文上述主要实验研究结果,利用Aspen Hysys软件模拟了集3000 m3/h烟气中二氧化碳捕集、1 t/h海水淡化和LNG冷能利用三个过程于一体的水合物法海水淡化系统,分别采用简化的分离器模型和30%水转化率模型模拟烟气捕集和海水淡化过程的反应器,并引入液化天然气冷能将两个过程的能耗分别降低52%和97%。
寇超兴[5](2019)在《气液传质过程中界面对流现象的纹影观察及理论分析》文中提出界面传质或者传热过程中存在的浓度或者温度分布不均,发展到一定程度将会引发界面流动,即密度梯度引发的界面Rayleigh对流以及界面张力梯度导致的界面Marangoni对流。这种无外扰引入的界面对流会加速流体混合,促进传质或者传热。深入的机理研究对促进传质分离工程的发展,换热设备的优化改性意义重大,本文从实验现象观察与热力学分析的角度考察了气液界面对流传质过程,以期为更深入的研究界面对流对界面传递过程的影响。论文通过搭建合理的纹影装置,采用冷光源消除空气热扰动的影响,详细地记录了乙醇吸收二氧化碳过程对流发生发展的过程,并分析了液相粘度、惰性气体N2、界面小涡流结构等对界面对流结构发生、发展以及变化的影响。通过对传质界面的定量测量,得到准确的界面结构,准确的确定了传质界面,为后续的定量分析奠定了基础。论文通过引入非平衡热力学中熵产生的理论,定量分析了乙醇吸收二氧化碳过程的能量耗散情况,得到了Rayleigh对流引发前局部熵产率的具体分布以及变化趋势:近界面传质局部熵产率随着传质时间的增加而逐渐降低,传质过程瑞利数的最大值却随着时间的增加逐渐增加。这一实验结果对临界Rayleigh数(Ra数)存在与之对应的临界熵产率提出了质疑。论文通过改变传质装置放置的水平角度,构造了传质略微偏离均衡的条件,将通常伴随着界面羽状流而存在的界面小涡流状结构与羽状对流结构分开,使界面小涡流先于羽状流发展,创造了独立研究界面小涡流结构的条件。得到了界面小涡流扰动前后传质层浓度具体分布,通过对传质层进行局部熵产率分析,定量分析了界面小涡流结构对界面传质能量耗散的影响。同时,与不存存在界面小涡流结构的情况进行对照,分析了界面小涡结构在近界面浓度均布,产生新的羽状对流结构等方面的作用。全局熵产率的变化表明,随着有序羽状对流结构的出现,对流的不可逆路径由线性变为非线性,对流传质的复杂程度进一步加深。
金永丽[6](2019)在《含铁矿物低温还原的磁场强化机制》文中提出针对低品位、复合共伴生矿产资源利用率低的现状,应用“低温还原-磁选或熔分”思路,将铁与其他有价元素进行分离。为了提高低温还原的反应效率,本文首次提出将稳恒磁场作用于铁矿还原过程,以期实现磁场对铁矿还原的强化作用,为开发低品位、复合共伴生铁矿低温磁场强化还原技术提供理论基础与技术支持。基于经典热力学模型、固态相变理论及磁能理论,将磁能引入含铁矿物固态还原过程,提出了磁能反应热力学模型、磁能形核热力学模型。发现磁场能够影响化学反应的平衡状态,是诱导新相克服临界形核功的有利条件,其影响程度取决于磁场强度、不同价态铁氧化物的电子结构以及与外加磁场的相互作用。对Fe2O3→Fe3O4和FexO→Fe反应,磁场降低了反应的吉布斯自由能,提高了平衡常数,而对Fe3O4→FexO,磁场则降低了反应的平衡常数。磁场能够降低金属铁的临界形核半径,在低还原温度条件下磁场促进形核的效果更为显着。另一方面,从磁介质力磁效应的热力学分析指出,磁场增大了铁氧化物的晶格常数,使其晶体产生膨胀。采用等温失重实验,研究了磁场作用下铁氧化物的反应特性,从反应效率、物相组成、组织形貌等方面,对铁氧化物逐级还原过程中磁场的影响进行评价。研究发现,施加磁场可以显着提高氧化铁还原的反应效率,缩短还原时间。对Fe3O4→FexO反应,当还原度达到96%时,反应时间仅为无磁条件下的1/2;对FexO→Fe反应,t=10min时,金属化率是无磁条件的2.26倍,金属化率为70%时,还原时间则缩短了60min。磁场的作用强度随着反应温度、反应时间增加而减弱,即在低温和反应初期时磁场对铁氧化物固态还原的促进作用更为显着。磁场作用下铁氧化物的还原按照Fe2O3→Fe3O4→FexO→Fe的顺序进行,还原样品结构疏松,且在致密反应物内部有少量新相呈点状生长。在气固反应动力学模型的基础上,分析了磁场条件下铁氧化物还原的反应动力学。发现磁场对铁氧化物还原的强化作用,主要是通过提高界面化学反应速率,改善气体扩散动力学条件来实现的。在Fe形成过程中,温度750-850℃范围内,施加磁场反应速率常数增大了9%-27%,气体在多孔介质中的扩散系数增加了17%-85%。可见,磁场对降低还原气体内扩散阻力的作用更明显。基于经典形核理论和扩散理论,对反应物活化分子浓度和Fe原子扩散展开讨论,探索了磁场对Fe原子形核生长动力学的影响,并从晶体结构变化的角度分析了磁场对Fe形核生长取向的影响。研究表明,磁场显着增加了反应物活化分子浓度,在FexO→Fe的转变过程中,参与反应的FexO活化分子浓度增加了近2个数量级。磁场是通过降低空位形成能,增大空位浓度,从而促进Fe原子的扩散,与常规条件下的情况相比,施加磁场Fe原子扩散系数增加了29%,扩散激活能为72.55KJ/mol。这证明稳恒磁场加快了Fe原子的形核速率,促进了金属铁层的生长,有磁和无磁条件下,Fe形核速率比(35)I与还原温度T(℃)的关系式为(35)I(28)65.402e(7)-.0002T(8)。从Fe晶体结构而言,磁场作用下,浮氏体在{100}晶面优先析出?Fe晶核,与常规冶金条件相一致;?Fe的生长方向由<100>方向优先生长逐渐向<100>、<101>和<111>方向偏转。对于磁场下矿质氧化物和共生元素的反应行为及赋存状态的研究表明,磁场对Ca3(PO4)2、Ca O、Si O2等氧化物的影响加快了氧化铁的还原。主要体现在,外加磁场对反应体系产生的力磁效应改变了含铁矿物的显微形貌;促进了Ca元素在FexO内部的扩散;使得Ca3(PO4)2与含铁相的形貌特征、聚合程度朝着有利于Fe、P分离的方向发展。磁场下P在渣相的富集程度高于常规条件。对于低品位白云鄂博矿固态还原反应特性的研究表明,磁场显着提高了白云鄂博矿含碳球团的还原效率,60min时还原度达到93.18%,是无磁条件的2.22倍。说明施加磁场可以实现铁矿的低温快速还原。同时发现磁场对于低品位铁矿还原产生的效应,与氧化铁相比较有明显差异。这说明铁矿中铁氧化物、其他元素氧化物、脉石矿物等多个同时发生的固态反应既有其自有特性,又相互作用,共同促进了金属铁的生成。磁场对铁矿还原的强化效应随TFe增大而减弱。可见,利用直接还原技术处理低品位的难选冶铁矿石时,磁场可以作为有效的强化手段。
薛雨凝[7](2019)在《建筑墙体材料内部水分冻结温度计算模型研究》文中研究表明建筑墙体的热湿耦合传递特性对建筑能耗、耐久性和室内舒适性有着重要影响,建筑墙体材料是典型的多孔介质材料,由固体骨架和含有水分(气态、液态、固态)和空气的孔隙组成。在严寒和寒冷地区,内部水分会冻结为冰,使得求解建筑墙体热湿耦合传递问题更加复杂。确定墙体材料内部水分是否冻结及含冰量是求解冻结工况热湿耦合传递问题的基础。本文通过理论分析、物理试验和数值模拟计算相结合的方法,研究了建筑墙体材料内部孔径分布,得到了冻结温度和未冻水含量的变化规律,建立并验证了建筑墙体材料内部水分冻结温度计算模型,主要研究成果如下:1)得到了蒸压灰加气、砂加气砌块的孔径分布、累计孔体积和尺寸特征参数。综合利用压汞法、气孔分析法和核磁共振法等现代孔径分析测试技术,完成了材料孔径分布试验,通过对比三种方法得到的孔径分布结果可知,压汞法测孔范围广泛,可以很好的应用于加气混凝土材料。2)建立了以平衡相对湿度为变量的灰加气、砂加气砌块当量孔径计算模型。对灰加气、砂加气砌块的平衡含湿量进行了试验研究,得到了质量含湿量与平衡相对湿度的关系;基于小孔饱和、大孔干燥的孔隙水分布原则,得到了当量孔径与体积含湿量的关系,结合平衡相对湿度与质量含湿量的关系,计算了不同平衡相对湿度下的当量孔径。3)设计搭建了建筑墙体材料冻结温度试验平台,完成了灰加气、砂加气砌块三种含湿状态下的冻结温度试验。结果表明冻结温度随含湿量的下降而下降,其中,毛细饱和状态下,其冻结温度接近0℃;平衡相对湿度0.991时,灰加气砌块冻结温度和最大过冷温度分别为-1.34℃和-2.95℃,砂加气砌块的冻结温度和最大过冷温度分别为-1.79℃和-2.22℃;平衡相对湿度0.942的试样,无明显的冻结温度,但其分别从-6.94℃和-7.06℃起降温明显减缓。4)建立了建筑墙体材料内部水分冻结温度计算模型。基于相平衡和Gibbs-Thomson公式,确定了毛细效应作用下固定孔径内液态水的冻结温度,结合不同平衡相对湿度下的当量孔径计算模型,计算了材料内部水分冻结温度,结果与冻结温度试验值吻合较好;利用模型计算得到了不同负温下灰加气、砂加气砌块的未冻水含量,并与核磁共振法测量的0℃至-20℃的未冻水含量进行了对比,两者具有很好的一致性。5)进行了冻结工况建筑墙体热湿耦合传递特性数值模拟计算,利用建立的冻结温度计算模型,提高了计算的精度;同时针对北京地区各个月份生产的加气混凝土砌块进行了数值模拟计算,得到了其在自然环境下的干燥特性。该论文有图87幅,表23个,参考文献131篇。
蒙健佳[8](2019)在《静电场下的电介质气液平衡系统特征规律研究》文中研究指明气液平衡态是热力学研究最重要的一个状态,也是工业化工应用的基础。非平衡态的系统经过能量的转移和传递最终达到平衡态,处于平衡态的系统可以用具体的状态参量描述。电场能提高系统的传质传热效率,使系统达到一个新的平衡。电场对电介质系统具有积极影响,探究其作用机理和特征规律能够为实际应用打下坚实的理论基础。外加电场以电场能量形式引入到扩展的热力学基本微分方程中,得到描述系统状态的静电场下的自由能微分方程。两相平衡条件要求各相温度,等效压强,等效化学势,电势分别相等。运用等效压强相等条件,发现电场对相界面有电场力的作用,两相的真实压强不相等,电场力方向与电场施加方向有关。电场方向平行于相界面,介电常数大的相压强较大;电场方向垂直于相界面,介电常数大的相压强较小。对于气液两相系统,Et=(?)En,电场力为零,两相压强相等。与电流体动力学得出的结论一致。利用等效化学势相等条件推导出电场作用下电介质系统温度和蒸气压的Antoine方程。电场作用效果与物质物性、电场大小方向有关。电场方向平行于相界面,使蒸气压降低,沸点升高;只作用于液相蒸气压降的更低,沸点升的更高;只作用于气相,蒸气压升高,沸点降低。电场方向垂直于相界面,使蒸气压升高,沸点降低。电场方向与相界面法向夹角为π/8时,无作用效果。在任意大小方向的电场作用下,作用效果:乙醇>水>苯。该热力学结论与许多计算模拟、理论、实验结果一致。运用广义Gibbs-Duhem方程,由静电场作用下自由能微分方程得到静电场作用下两组分系统的Gibbs-Duhem方程。在恒温恒压且电场强度一定时,得到两组分气液平衡系统物质分布变化规律。利用等效化学势条件得到电场作用下的拉乌尔定律,并推出静电场下的两组分气液平衡系统分布关系式,完成由单组分理论体系到两组分物质分布的拓展。将电场对电介质系统的影响以热力学理论公式表示,形成了电场作用下的热力学理论体系。
邹晋[9](2018)在《交变磁场下Cu-Fe原位复合材料组织与性能研究》文中提出近年来,金属材料电磁凝固技术的应用不仅丰富和发展了金属凝固理论,而且还有力推动了新材料新技术的发展。Cu-Fe形变原位复合材料因其良好的综合性能被认为是一种极具工业应用前景的高强高导电铜基材料,但其凝固组织中发达的Fe枝晶与残留的固溶Fe原子极大约束了 Cu-Fe复合材料的推广应用。外加磁场能够改变凝固过程中熔体的热量、质量与动量传输过程,从而调控材料的组织、溶质分布和性能,且具有无污染、非接触等优点。本文聚焦如何在Cu-Fe合金凝固过程中调控初生Fe相的生长分布和促进Cu基体中固溶Fe原子析出这两个关键科学问题,提出了采用外加交变磁场调控凝固组织、促进析出的研究思路。基于Cu-14Fe和Cu-8Fe两种复合材料,研究交变磁场对Cu-Fe原位复合材料凝固行为的影响规律及作用机制,在凝固工艺参数优化的基础上建立了高强高导电铜材料交变磁场凝固工艺。结合相图热力学计算,探索了交变磁场和Ag微合金化复合工艺下Cu-Fe形变原位复合材料从凝固到形变阶段组织与性能的演变规律。得到以下主要结论:(1)交变磁场下Cu-Fe原位复合材料凝固行为研究表明,交变磁场从晶核游离、枝晶臂熔断和固/液界面稳定性等三个方面影响了初生Fe相的形核与生长,促进初生Fe相由发达的树枝晶转变为细小蔷薇状或球状晶粒,且晶粒分布更均匀。交变磁场下熔体的强制对流能够有效抑制Fe相由于比重差造成的上浮迁移,促进Fe相均匀分布,显着改善宏观偏析等缺陷。交变磁场的应用影响了溶质元素的传输过程,有效降低了材料的氧含量并显着影响了 Cu基体和初生Fe相中的溶质分布。提出了 Cu-Fe原位复合材料的强化机制包括固溶强化、析出强化和细晶强化三类强化方式,其强化模型可表示为遵循ROM法则和Hall-Petch效应下三种强化机制的交互作用。Cu-Fe原位复合材料的导电机制主要取决于Cu基体中的杂质散射电阻,氧含量和Cu基体中Fe含量的下降均有利于材料电导率的改善。交变磁场凝固工艺在电气化铁路产品用Cu-Fe-P-RE合金中的应用试验表明,铸坯中晶粒的尺寸和分布显着改善,力学性能和耐蚀性均有所提高,材料综合性能优于原常规熔铸生产产品。(2)交变磁场在Cu-Fe原位复合材料凝固过程中的应用能够有效降低Cu基体中固溶Fe原子的含量。Cu-Fe原位复合材料经不同电磁参数交变磁场处理后,Cu基体中Fe的含量有所下降,且Fe含量水平随磁感应强度的增加而逐渐降低。依据力学性能与导电性能的测试结果与计算,通过热力学和动力学机制分析,本文提出了交变磁场凝固下固溶Fe原子的析出机制,认为在交变磁场影响下,熔体过冷度的增加降低了晶体的形核自由能,减小了原子簇团从液相到固相需要克服的势垒,有利于促进凝固过程中Fe原子的析出形核,从而降低Cu基体中固溶Fe原子的含量。(3)微量Ag元素的加入能有效细化初生Fe相并降低Cu基体中Fe的含量。综合运用交变磁场对Fe原子的促进析出作用和Ag对Fe原子的抑制固溶作用,交变磁场和Ag微合金化复合工艺下Cu-Fe原位复合材料组织和性能的优化效果更为显着。相比常规凝固工艺,初生Fe相平均晶粒尺寸下降约25%,材料电导率提高约20%。凝固组织中初生Fe相的形态分布和Cu基体中Fe的含量对材料形变后的综合性能有重要影响。Cu-Fe形变原位复合材料的强化机制包括位错强化、Fe纤维的Hall-Petch效应和Fe粒子的析出强化。复合工艺下凝固组织中初生Fe相的细化和弥散分布减小了形变后Fe纤维的尺寸和间距,提高了等应变量下复合材料的抗拉强度和塑性。Cu-Fe形变原位复合材料的导电机制取决于Cu基体中杂质散射电阻与相界面散射电阻的综合影响,形变加工初期,Cu基体中的杂质和缺陷是影响材料导电性能的主要因素,当η>3.7时,相界面密度的上升成为影响材料电导率的主要因素。交变磁场和Ag微合金化复合工艺制备的Cu-Fe形变原位复合材料综合性能显着改善,Cu-14Fe形变原位复合材料抗拉强度最大提高约16%,电导率最大提高达20%。
汤伟伟[10](2017)在《有机晶体成核的分子机理研究》文中研究指明溶液结晶是一项重要的固-液分离纯化手段,广泛应用于化学、制药与材料领域。结晶产品的性能取决于对晶体成核与生长过程的理解和有效控制;成核是关键的一步,决定着晶体的堆积结构,手性和粒度分布等。然而,成核过程的分子机理仍不清楚。在晶体成核中溶液分子聚集体(以下简称溶液聚集体)可能扮演着重要角色,但对其研究表征极其困难,直到最近包括全反射技术的多种光谱表征与计算手段的兴起与迅速发展,使得溶液聚集体研究成为了可能。因此,本论文的主要研究目标是理解有机晶体成核的分子机理,特别地,探究溶质分子间的缔合与组装过程,溶液聚集体结构及其成核机理。本论文主要使用全反射-傅里叶红外(ATR-FTIR)、拉曼(Raman)和核磁(NMR)光谱技术并结合密度泛函理论(DFT)计算手段,探讨固-液相平衡热力学、溶液条件(溶剂,pH和浓度等)对溶液分子聚集体与多晶型成核的影响,得到了如下主要研究成果与结论:(1)评估了基于第一性原理的真实溶剂类导体屏蔽(COSMO-RS)模型与Jouyban-Acree、两液体非随机片段活度系数(NRTL-SAC)模型对两种不同类型的混合溶剂溶解度的预测能力,COSMO-RS模型表现了最好的预测结果。(2)发现了托灭酸(TFA)分子存在两种截然不同的自缔合路径,即羧酸二聚化和芳环二聚化。这些自缔合过程是晶体成核的第一步,决定了TFA多晶型的形成,溶质-溶剂和溶质-溶质相互作用的竞争与协同决定了溶液聚集体与晶体合成子是否存在结构关联。运用数值模拟与实验验证结合方法确立了多晶型伴随结晶的判定依据,即两晶型伴随结晶中TFA稳定晶型组成存在极小点。(3)发现了苯甲酸(BA)在甲苯溶剂中首先通过氢键主要作用力形成羧酸二聚体,随后二聚体间通过π?π次级力缔合形成高阶四聚体,揭示了非共价相互作用力的层级性在主导分子识别与自组装过程中的重要角色。(4)实验确认了甘氨酸(Gly)在纯水中的自缔合现象,发现了缔合体主要以开环二聚体结构存在;揭示了pH依赖的分子自缔合与多晶型形成的关联性,探讨了Glyα与γ晶型的可能成核机理。基于DL-蛋氨酸(DL-Met)α与γ晶型在水中的伴随结晶现象以及Met分子自发缔合形成类胶束聚集体的实验发现,提出了“非经典”成核的可能分子机理。(5)溶液聚集体结构决定成核动力学的分子路径。利用高通量方法测量了4400组甲灭酸(MFA)诱导时间数据,确认了成核过程的随机性,建立了溶液聚集体与成核动力学关联,提出基于线簇内部脱溶剂化的成核分子路径假说。
二、磁场中相平衡热力学模型的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁场中相平衡热力学模型的研究(论文提纲范文)
(1)Mg-RE(Y/Gd)-Zn体系中长周期有序堆垛相的相平衡及热力学研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 稀土镁合金的研究概况 |
2.1.1 稀土镁合金的强韧化方法 |
2.1.2 LPSO相的研究进展 |
2.1.3 含有LPSO相的Mg-RE-Zn体系热力学研究现状 |
2.1.4 LPSO相对稀土镁合金力学性能的影响 |
2.2 CALPHAD相图计算技术 |
2.2.1 CALPHAD相图计算的一般过程 |
2.2.2 相平衡计算的基本原理 |
2.2.3 热力学特征函数的优化原理及基本过程 |
2.2.4 CALPHAD技术的应用 |
2.3 课题研究内容 |
3 Mg-Y/Gd-Zn体系富Mg端相平衡的实验测定 |
3.1 研究背景 |
3.2 Mg-Y-Zn体系富Mg端相平衡的实验测定 |
3.2.1 合金制备与表征方法 |
3.2.2 结果与讨论 |
3.2.3 小结 |
3.3 Mg-Gd-Zn体系富Mg端相平衡的实验测定 |
3.3.1 合金制备与表征方法 |
3.3.2 结果与讨论 |
3.3.3 小结 |
4 Mg-Y/Gd-Zn体系相图的热力学计算 |
4.1 研究背景 |
4.2 Mg-Y-Zn体系相图的热力学计算 |
4.2.1 文献信息总结 |
4.2.2 热力学模型 |
4.2.3 优化与计算 |
4.2.4 结果与讨论 |
4.2.5 小结 |
4.3 Mg-Gd-Zn体系相图的热力学计算 |
4.3.1 文献信息总结 |
4.3.2 热力学模型 |
4.3.3 优化与计算 |
4.3.4 结果与讨论 |
4.3.5 小结 |
5 Mg-Y-Zn合金成分和组织的CALPHAD设计及力学性能的实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 合金成分设计及热处理温度制订 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 含LPSO相的合金样品的组织演化 |
5.3.2 含LPSO相的合金样品的力学性能测试 |
5.3.3 LPSO相14H的形成规律 |
5.4 小结 |
6 Mg和Zr纯组元体系的优化评估 |
6.1 文献信息 |
6.1.1 Mg体系 |
6.1.2 Zr体系 |
6.2 热力学模型 |
6.2.1 气相 |
6.2.2 凝聚态相 |
6.3 优化结果 |
6.4 结果与讨论 |
6.4.1 Mg体系的lg(P)-T和P-T相图 |
6.4.2 Mg体系热力学数据的验证 |
6.4.3 Zr体系的lg(P)-T和P-T相图 |
6.4.4 Zr体系热力学数据的验证 |
6.4.5 温度和压力对G_(press)的影响 |
6.5 小结 |
7 结论 |
主要创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)相对论磁流体力学的理论研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 相对论重离子碰撞与夸克胶子等离子体简介 |
1.2 相对论流体力学 |
1.3 相对论耗散流体力学的问题 |
1.4 约定和符号 |
1.5 本文提纲 |
第二章 热力学和相对论流体力学 |
2.1 热力学 |
2.2 相对论理想流体力学 |
2.3 协变热力学 |
2.4 相对论耗散流体力学 |
2.4.1 匹配条件 |
2.4.2 耗散量的张量分解 |
2.4.3 速度场的定义 |
2.4.4 相对论Navier-Stokes理论 |
2.4.5 Israel-Stewart理论 |
2.5 本章小结 |
第三章 相对论理想磁流体力学 |
3.1 洛伦兹变换 |
3.2 相对论气体动力学和能动量张量 |
3.3 电磁场张量和麦克斯韦方程 |
3.4 相对论理想磁流体力学 |
3.5 1+1维相对论磁流体力学中的解析Bjorken流 |
3.6 含纵向加速度的1+1维相对论磁流体力学 |
3.7 含磁化效应的1+1维相对论磁流体力学 |
3.8 本章小结 |
第四章 相对论电阻磁流体力学 |
4.1 相对论耗散磁流体力学 |
4.2 反常磁流体力学 |
4.3 含纵向加速度的1+1维相对论电阻磁流体力学 |
4.4 本章小结 |
第五章 角动量粘滞流体力学 |
5.1 角动量理想流体力学 |
5.1.1 热力学 |
5.1.2 角动量理想流体力学 |
5.1.3 协变热力学 |
5.2 角动量粘滞流体 |
5.2.1 匹配条件 |
5.2.2 耗散量的张量分解 |
5.2.3 速度场的定义 |
5.2.4 一阶角动量粘滞流体力学 |
5.3 本章小结 |
第六章 工作总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
附录A 附录 |
A.1 坐标变换 |
A.1.1 Minkowski时空 |
A.1.2 光锥坐标 |
A.1.3 Milne坐标 |
A.2 电磁场变换规则 |
参考文献 |
在校期间发表的论文、科研成果等 |
致谢 |
(3)仿生水凝胶软体机器人设计及其致动机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义与目的 |
1.2 软体机器人研究现状 |
1.2.1 形状记忆合金驱动 |
1.2.2 流体驱动 |
1.2.3 电活性聚合物驱动 |
1.2.4 响应水凝胶驱动 |
1.3 纳米复合磁感应温敏水凝胶软体机器人研究现状 |
1.3.1 纳米复合水凝胶 |
1.3.2 纳米复合磁感应温敏水凝胶软体机器人 |
1.3.3 磁感应温敏水凝胶体积相变、力学响应及磁热效应 |
1.4 论文主要研究内容和技术路线 |
1.4.1 论文研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 磁感应温敏水凝胶软体机器人的材料制备与拉伸性能测试 |
2.1 材料及设备 |
2.1.1 制备材料及试剂 |
2.1.2 样品制备所需仪器设备 |
2.2 磁感应温敏水凝胶的制备过程 |
2.2.1 磁感应有机交联温敏水凝胶制备 |
2.2.2 磁感应无机交联温敏水凝胶制备 |
2.3 磁感应有/无机交联温敏水凝胶拉伸性能测试 |
2.3.1 磁感应有机交联温敏水凝胶拉伸性能测试 |
2.3.2 磁感应无机交联温敏水凝胶拉伸性能测试 |
2.4 本章小结 |
第三章 磁感应有/无机交联温敏水凝胶的体积相变 |
3.1 水凝胶体积相变行为计算 |
3.1.1 热膨胀系数 |
3.1.2 平衡溶胀率 |
3.1.3 保水率 |
3.2 磁感应有/无机交联温敏水凝胶的热膨胀 |
3.2.1 温度-线膨胀实验 |
3.2.2 温度-线膨胀曲线方程 |
3.2.3 热膨胀系数 |
3.3 磁感应有/无机交联温敏水凝胶的溶胀率 |
3.3.1 溶胀率实验 |
3.3.2 溶胀率 |
3.4 磁感应有/无机交联温敏水凝胶的保水率 |
3.5 本章小结 |
第四章 磁感应温敏水凝胶溶胀模型与溶胀行为仿真 |
4.1 温敏水凝胶溶胀模型 |
4.1.1 混合自由能理论 |
4.1.2 弹性自由能理论 |
4.1.3 节点数 |
4.1.4 溶胀平衡的热力学模型 |
4.2 温敏水凝胶溶胀行为仿真 |
4.3 本章小结 |
第五章 磁感应温敏水凝胶磁热耦合模型与仿真 |
5.1 磁感应温敏水凝胶磁热耦合数学模型 |
5.1.1 电磁场方程 |
5.1.2 温度场方程 |
5.1.3 磁热耦合场方程 |
5.2 磁感应温敏水凝胶磁热耦合有限元仿真分析 |
5.2.1 感应加热简化模型 |
5.2.2 模型参数优化 |
5.2.3 磁热耦合仿真结果 |
5.3 磁场频率对感应加热效果的影响规律 |
5.4 纳米Fe_3O_4颗粒分布对感应加热效果的影响规律 |
5.5 本章小结 |
第六章 仿实蝇幼虫水凝胶软体机器人致动器设计及测试 |
6.1 仿生机器人致动器结构设计 |
6.1.1 实蝇幼虫表面微结构及步态研究 |
6.1.2 双层磁感应温敏水凝胶致动器设计及制备 |
6.2 仿实蝇幼虫水凝胶软体机器人实验平台 |
6.2.1 实验平台搭建 |
6.2.2 磁感应加热测试 |
6.3 仿实蝇幼虫水凝胶软体机器人运动性能测试 |
6.3.1 启动测试 |
6.3.2 连续蠕动测试 |
6.3.3 爬坡测试 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
图表清单 |
(4)气体水合物法淡化海水的理论基础与技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 气体水合物基础理论概述 |
1.2.1 笼型水合物晶体与结构 |
1.2.2 气体水合物相平衡理论概述 |
1.2.3 气体水合物其他特性概述 |
1.3 水合物法海水淡化研究现状 |
1.3.1 水合物客体分子研究进展 |
1.3.2 水合物生成强化方法研究进展 |
1.3.3 水合物法脱盐效率研究进展 |
1.3.4 水合物法海水淡化系统与方案研究进展 |
1.4 本文主要研究思路 |
2 气体水合物相平衡与耗气特性研究 |
2.1 气体水合物相平衡实验介绍 |
2.1.1 实验系统、材料及步骤 |
2.1.2 气体水合物相平衡点确定方法 |
2.1.3 水合物相对气体消耗量计算 |
2.2 含二氧化碳体系水合物相平衡研究 |
2.2.1 二氧化碳-丙烷水合物 |
2.2.2 二氧化碳-环戊烷水合物 |
2.2.3 二氧化碳-甲基环戊烷水合物 |
2.3 含二氧化碳体系水合物耗气特性研究 |
2.3.1 二氧化碳-丙烷水合物生成耗气研究 |
2.3.2 二氧化碳-环戊烷/甲基环戊烷水合物生成耗气研究 |
2.3.3 水合物结构与相对气体消耗量的关系 |
2.4 本章小节 |
3 水合物生成过程水分消耗与迁移规律研究 |
3.1 二氧化碳水合物生成过程气-水消耗关系研究 |
3.1.1 核磁共振实验方法 |
3.1.2 水合物恒压生成过程气-水消耗规律 |
3.1.3 不同压力下水合物生成气-水消耗特性比较 |
3.2 二氧化碳-丙烷水合物生成诱导水分迁移规律研究 |
3.2.1 核磁共振成像实验方法 |
3.2.2 水合物恒容生成过程水分消耗特性 |
3.2.3 水合物恒压再生成和快速分解过程水分变化 |
3.2.4 水合物生成诱导水分迁移规律 |
3.3 本章小节 |
4 气体水合物法淡化海水脱盐效率研究 |
4.1 气体水合物浆液分离方法与实验系统 |
4.1.1 水合物浆液的气驱分离方法 |
4.1.2 基于气驱分离法的水合物法海水淡化实验系统 |
4.2 不同分离模式对水合物法脱盐效率的影响 |
4.2.1 自然升温法 |
4.2.2 压缩分离法 |
4.2.3 气驱分解法 |
4.3 气驱分解水合物法淡化天然海水研究 |
4.3.1 不同离子去除效率 |
4.3.2 初始水量对脱盐效率的影响 |
4.3.3 连续海水淡化过程的脱盐效率 |
4.4 本章小结 |
5 气体水合物法海水淡化一体化系统流程模拟 |
5.1 利用LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统 |
5.1.1 系统组成 |
5.1.2 运行策略 |
5.2 利用LNG冷能的烟气水合物法海水淡化流程模拟 |
5.2.1 模拟流程搭建 |
5.2.2 流程模拟分析 |
5.3 利用LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统评价 |
5.3.1 系统评价指标 |
5.3.2 边际能耗成本 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(5)气液传质过程中界面对流现象的纹影观察及理论分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 界面对流研究进展 |
1.2.1 界面Rayleigh对流的研究 |
1.2.2 界面Marangoni对流的研究 |
1.3 热力学熵产生及其分析 |
1.3.1 热力学基础 |
1.3.2 熵产的含义 |
1.3.3 系统的熵产生分析 |
1.4 研究界面对流的意义 |
1.5 本文主要工作 |
第2章 界面传质纹影实验原理及操作 |
2.1 引言 |
2.2 纹影装置原理与操作过程 |
2.2.1 纹影装置介绍 |
2.2.2 纹影实验试剂以及操作流程 |
2.3 纹影定量的原理 |
2.3.1 浓度与折射率关系的定量基础 |
2.3.2 定量纹影系统的标定 |
2.4 纹影实验中影响因素的分析 |
2.4.1 温度效应的影响 |
2.4.2 溶剂对N_2吸收效应的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 气液界面传质的定性分析 |
3.1 Rayleigh对流 |
3.1.1 Rayleigh对流的界面小涡分析 |
3.1.2 不同Rayleigh对流结构的差异分析 |
3.2 N_2对实验的影响 |
3.2.1 CO_2吸收实验中N_2的影响 |
3.2.2 CO_2解吸实验中N_2的影响 |
3.3 界面小涡流结构对传质的影响 |
3.3.1 传质装置水平度的影响 |
3.3.2 界面对流的发展过程 |
3.4 纹影图像中气液界面的确定 |
3.5 本章小结 |
第4章 气液传质过程的热力学分析 |
4.1 基础熵产关系式 |
4.2 界面对流体系的熵产分析 |
4.2.1 CO_2-乙醇体系的熵产生关系式 |
4.2.2 传质过程局部浓度以及熵产率分布 |
4.2.3 临界Rayleigh数的分析 |
4.2.4 液相主体平均熵产率的分布 |
4.2.5 液相主体全局熵产率的分析 |
4.3 界面受力的分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 研究结论 |
5.2 研究展望 |
符号说明 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(6)含铁矿物低温还原的磁场强化机制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 前言 |
1.3 我国铁矿资源的利用现状和发展趋势 |
1.3.1 我国铁矿资源特点及利用现状 |
1.3.2 我国铁矿资源供需现状 |
1.4 低品位、复合共生铁矿直接还原的技术优势 |
1.5 低温固态还原的强化技术 |
1.6 磁场对化学反应的影响 |
1.7 论文的选题背景和研究内容 |
1.7.1 选题背景 |
1.7.2 研究内容 |
第二章 实验原料与研究方法 |
2.1 实验原料 |
2.1.1 原料特性与制备方法 |
2.2 实验设备 |
2.2.1 磁场还原炉 |
2.2.2 其他设备 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 实验流程和实验条件 |
2.3.2 分析测试方法 |
第三章 磁场作用下铁氧化物还原的热力学分析 |
3.1 铁氧化物的结构与性质 |
3.2 常规冶金条件下CO还原铁氧化物的热力学 |
3.2.1 CO还原铁氧化物的反应热力学 |
3.2.2 CO的分解反应及铁的渗碳 |
3.3 磁场作用下CO还原铁氧化物的热力学 |
3.3.1 化学反应的磁热力学 |
3.3.2 磁场作用下CO还原铁氧化物热力学初探 |
3.4 铁氧化物力磁耦合效应的基础理论研究 |
3.4.1 磁介质力学效应和磁效应的热力学 |
3.4.2 磁介质内部的能量变化 |
3.4.3 磁场下铁氧化物的晶格变形 |
3.5 磁场作用下新相形核过程中能量分析 |
3.5.1 晶核形成时的能量分析和临界晶核半径 |
3.5.2 磁场对αFe晶核形成时的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 恒磁场下铁氧化物还原的实验研究 |
4.1 磁场对铁氧化物还原效率的影响 |
4.1.1 磁场对还原时间的影响 |
4.1.2 磁场对还原温度的影响 |
4.2 磁场对还原过程中物相变化的影响 |
4.3 磁场对还原物料显微形貌的影响 |
4.3.1 Fe_3O_4→Fe_xO转变中磁场对反应物和产物形貌的影响 |
4.3.2 Fe_2O_3→Fe转变中磁场对反应物和产物形貌的影响 |
4.3.3 Fe_xO→Fe转变中磁场对金属铁析出形貌的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 磁场作用下铁氧化物还原的动力学分析 |
5.1 铁氧化物磁场强化还原的动力学机理与模型 |
5.2 Fe_3O_4→Fe_xO转变的动力学分析 |
5.3 Fe_xO→Fe转变的动力学分析 |
5.4 Fe原子扩散的动力学分析 |
5.4.1 Fe原子扩散的动力学 |
5.4.2 磁场对Fe原子扩散的作用机理 |
5.5 Fe原子形核与生长的晶体取向 |
5.6 本章小结 |
第六章 CaO\SiO_2对铁氧化物磁场强化还原的影响 |
6.1 磁场作用下Fe_2O_3-SiO_2 体系的还原特性 |
6.2 磁场作用下Fe_2O_3-CaO体系的还原特性 |
6.3 磁场作用下Fe_2O_3-SiO_2-CaO体系的还原特性 |
6.4 磁场条件下四种体系还原结果对比 |
6.5 磁场对体系还原影响的热力学和动力学分析 |
6.6 本章小结 |
第七章 磁场下铁氧化物低温还原中P的赋存行为 |
7.1 含磷铁氧化物的反应行为及形貌变化 |
7.2 磁场对Fe相和P相分离的影响 |
7.3 本章小结 |
第八章 恒磁场下白云鄂博矿还原反应特性 |
8.1 磁场对白云鄂博矿还原的影响 |
8.2 白云鄂博矿磁场强化还原的动力学 |
8.2.1 磁场强化还原过程的限速环节 |
8.2.2 磁场强化还原过程的阻力分析 |
8.3 本章小结 |
第九章 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间科研成果 |
作者在攻读博士学位期间获得其它成果 |
作者在攻读博士学位期间所作的项目 |
致谢 |
(7)建筑墙体材料内部水分冻结温度计算模型研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景、目的及意义 |
1.2 冻结温度试验研究现状 |
1.3 冻结温度计算模型研究现状 |
1.4 主要问题 |
1.5 研究内容 |
1.6 技术路线 |
2 建筑墙体材料孔径分布特性试验 |
2.1 试验方案 |
2.2 压汞试验孔径分布 |
2.3 气孔分析试验孔径分布 |
2.4 核磁共振试验孔径分布 |
2.5 孔径分布对比分析 |
2.6 本章小结 |
3 建筑墙体材料当量孔径计算模型 |
3.1 理论饱水孔径 |
3.2 平衡含湿量变化规律 |
3.3 当量孔径计算模型 |
3.4 本章小结 |
4 建筑墙体材料冻结温度和未冻水含量变化规律试验 |
4.1 试验方案 |
4.2 冻结温度变化规律 |
4.3 未冻水含量变化规律 |
4.4 本章小结 |
5 建筑墙体材料冻结温度计算模型 |
5.1 冻结过程热力学分析 |
5.2 冻结温度计算模型 |
5.3 本章小结 |
6 冻结温度计算模型应用实例 |
6.1 冻结工况建筑墙体热湿耦合传递特性 |
6.2 蒸压加气混凝土出厂干燥过程 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)静电场下的电介质气液平衡系统特征规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 热力学系统 |
1.2 热力学平衡系统 |
1.2.1 热力学的平衡状态 |
1.2.2 平衡态的描述 |
1.3 外场的影响与工业工程应用 |
1.3.1 电场和磁场 |
1.3.2 电场的影响及应用 |
1.3.3 其他外场的应用 |
1.3.3.1 磁场 |
1.3.3.2 电磁场 |
1.4 电场对热力学系统的影响及其应用 |
1.5 电场作用下热力学研究现状 |
1.6 论文的研究目的及内容 |
第二章 静电场作用下电介质系统相界面的平衡 |
2.1 引言 |
2.2 外场参量的引入 |
2.3 静电场作用下两相相界面上的平衡 |
2.3.1 电场作用下热力学系统的微分方程 |
2.3.2 静电场作用下两相平衡分析 |
2.3.3 力学平衡条件下的相界面平衡 |
2.4 EHD理论中的相界面电场力 |
2.5 本章小结 |
第三章 静电场对纯物质饱和蒸气压和沸点的影响 |
3.1 引言 |
3.2 静电场作用下气液平衡系统的饱和蒸气压 |
3.2.1 无外场时的气液平衡系统 |
3.2.2 静电场作用下的气液平衡系统 |
3.2.3 静电场作用下的饱和蒸气压 |
3.2.4 数值计算与分析讨论 |
3.2.4.1 任意方向的电场作用下的气液平衡系统 |
3.2.4.2 电场方向平行于相界面作用于系统 |
3.2.4.3 电场垂直于相界面作用于气液平衡系统 |
3.3 静电场作用下气液平衡系统的沸点 |
3.3.1 电场作用方向对沸点的影响 |
3.3.2 电场强度对沸点的影响 |
3.3.3 沸点与蒸气压的讨论 |
3.4 本章小结 |
第四章 静电场作用下两组分气液平衡系统的物质分布 |
4.1 引言 |
4.2 两组分混合物气液平衡系统 |
4.3 电场作用下的Gibbs-Duhem关系式 |
4.4 电场作用下混合物气液平衡系统的摩尔分数 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(9)交变磁场下Cu-Fe原位复合材料组织与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
本文主要创新点 |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景 |
1.2 高强高导电铜材料的研究现状 |
1.2.1 高强高导电铜材料的设计与制备 |
1.2.2 Cu基形变原位复合材料的理论基础 |
1.3 高强高导电Cu-Fe复合材料研究现状 |
1.3.1 Cu-Fe复合材料的制备工艺 |
1.3.2 Cu-Fe复合材料的显微组织 |
1.3.3 Cu-Fe复合材料的综合性能 |
1.3.4 Cu-Fe复合材料研究的关键科学问题 |
1.4 交变磁场在金属凝固控制技术中的应用 |
1.4.1 交变磁场对铸造缺陷的影响 |
1.4.2 交变磁场对凝固组织的影响 |
1.4.3 交变磁场对溶质分布的影响 |
1.5 本文主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 实验路线和研究方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 技术路线 |
2.3 材料制备 |
2.3.1 合金熔炼 |
2.3.2 合金交变磁场凝固处理 |
2.3.3 形变加工 |
2.4 组织表征与性能测试 |
2.4.1 微观组织表征 |
2.4.2 元素和相分析 |
2.4.3 性能测试 |
参考文献 |
第三章 Cu-Fe-(C,Ag)相图热力学计算 |
3.1 相图计算方法 |
3.2 热力学模型 |
3.3 相图计算 |
3.3.1 Cu-Fe-C相图 |
3.3.2 Cu-Fe-Ag相图 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 交变磁场下Cu-Fe原位复合材料凝固行为研究 |
4.1 Cu-Fe原位复合材料凝固组织 |
4.1.1 交变磁场对显微组织的影响 |
4.1.2 交变磁场对宏观偏析和气孔的影响 |
4.1.3 交变磁场下Cu-Fe原位复合材料显微组织的影响机制 |
4.1.4 交变磁场下Cu-Fe原位复合材料宏观偏析的影响机制 |
4.2 Cu-Fe原位复合材料元素分布 |
4.2.1 交变磁场对氧元素含量的影响 |
4.2.2 交变磁场对溶质分布的影响 |
4.2.3 交变磁场下Cu-Fe合金熔体溶质分布的影响机制 |
4.3 Cu-Fe原位复合材料力学性能 |
4.3.1 交变磁场对Cu基体硬度的影响 |
4.3.2 交变磁场对初生Fe相力学性能的影响 |
4.3.3 交变磁场下Cu-Fe原位复合材料强化机制 |
4.4 Cu-Fe原位复合材料导电性能 |
4.4.1 交变磁场对复合材料电导率的影响 |
4.4.2 交变磁场下Cu-Fe原位复合材料导电机制 |
4.5 交变磁场凝固工艺的应用试验 |
4.5.1 Cu-Fe-P-RE合金交变磁场凝固试验 |
4.5.2 交变磁场凝固工艺的影响 |
4.6 本章小结 |
参考文献 |
第五章 交变磁场和Ag微合金化复合工艺下Cu-Fe原位复合材料研究 |
5.1 复合工艺对凝固组织的影响 |
5.2 复合工艺对溶质分布的影响 |
5.3 复合工艺对显微硬度的影响 |
5.4 复合工艺对导电性能的影响 |
5.5 Cu-Fe形变原位复合材料组织和性能的研究 |
5.5.1 Cu-Fe形变原位复合材料显微组织的演变 |
5.5.2 Cu-Fe形变原位复合材料力学性能的影响 |
5.5.3 Cu-Fe形变原位复合材料导电性能的影响 |
5.6 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
作者在攻读学位期间参与的课题与取得的成果 |
致谢 |
(10)有机晶体成核的分子机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 固-液相平衡热力学 |
1.1.1 热力学基础 |
1.1.2 结晶驱动力 |
1.2 多晶型现象 |
1.2.1 多晶型的药物相关性 |
1.2.2 伴随多晶型现象 |
1.2.3 多晶型热力学 |
1.2.4 多晶型转变动力学 |
1.3 晶体成核 |
1.3.1 经典成核理论 |
1.3.2 两步成核机理 |
1.3.3 成核前线簇模型 |
1.4 成核分子机理与多晶型形成 |
1.5 问题阐述 |
1.6 研究目标和论文结构 |
1.6.1 研究目标 |
1.6.2 论文结构 |
第二章 溶液热力学与溶解度预测 |
2.1 引言 |
2.2 溶解度模型 |
2.2.1 经验方程 |
2.2.2 理论方程 |
2.2.3 预测模型 |
2.2.4 回归分析 |
2.2.5 热力学混合性质计算 |
2.3 材料与方法 |
2.3.1 材料 |
2.3.2 溶解度测定 |
2.3.3 固态性质表征 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 固态性质表征 |
2.4.2 纯溶剂溶解度 |
2.4.3 二元混合溶剂溶解度 |
2.5 本章小结 |
第三章 溶液化学与多晶型成核机理 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 材料 |
3.2.2 晶体结构解析 |
3.2.3 ATR-FTIR光谱 |
3.2.4 NMR光谱 |
3.2.5 能量计算 |
3.2.6 结晶实验 |
3.3 结果 |
3.3.1 结晶结果和晶体堆积分析 |
3.3.2 浓度依赖的NMR化学位移 |
3.3.3 ATR-FTIR光谱 |
3.3.4 自扩散测量 |
3.3.5 二维NOESY谱 |
3.4 讨论 |
3.4.1 溶质自缔合和构象 |
3.4.2 溶液化学与多晶型成核关联 |
3.5 本章小结 |
第四章 多晶型伴随结晶或溶剂介导转晶? |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 材料 |
4.2.2 Raman光谱 |
4.2.3 UV-Vis光谱 |
4.2.4 结晶实验 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 溶质浓度和晶型组成标准曲线 |
4.3.2 多晶型伴随结晶 |
4.3.3 温度与浓度影响 |
4.3.4 成核机理 |
4.4 本章小结 |
第五章 高阶苯甲酸溶液自组装体 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 材料 |
5.2.2 ATR-FTIR光谱 |
5.2.3 NMR光谱 |
5.2.4 DFT计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 ATR-FTIR光谱 |
5.3.2 溶液NMR光谱 |
5.3.3 NMR化学位移计算 |
5.3.4 浓度依赖的自扩散 |
5.3.5 电子密度计算 |
5.4 本章小结 |
第六章 pH依赖的甘氨酸多晶型现象:溶液自缔合影响 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 材料 |
6.2.2 NMR光谱 |
6.2.3 ATR-FTIR光谱 |
6.2.4 pH测量 |
6.2.5 计算方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 甘氨酸存在状态的pH依赖性 |
6.3.2 ATR-FTIR光谱 |
6.3.3 浓度依赖的NMR化学位移 |
6.3.4 二维NOESY谱 |
6.3.5 pH依赖的自缔合 |
6.3.6 DFT计算 |
6.3.7 溶液自缔合与甘氨酸多晶型的成核机理 |
6.4 本章小结 |
第七章 DL-蛋氨酸溶液自组装:非经典结晶机理 |
7.1 引言 |
7.2 材料与方法 |
7.2.1 材料 |
7.2.2 X-射线衍射—晶体结构解析 |
7.2.3 Raman光谱 |
7.2.4 pH测量 |
7.2.5 芘荧光表征 |
7.2.6 NMR光谱 |
7.2.7 结晶实验 |
7.2.8 溶解度与转晶实验 |
7.2.9 DFT计算 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 蛋氨酸存在状态的pH依赖性 |
7.3.2 伴随结晶现象 |
7.3.3 晶体结构和晶格能 |
7.3.4 晶型溶解度与稳定性 |
7.3.5 构象稳定性与过渡态 |
7.3.6 浓度依赖的NMR化学位移 |
7.3.7 浓度依赖的NMR-T |
7.3.8 芘荧光表征 |
7.3.9 NMR化学位移计算 |
7.3.10 非经典成核分子路径与结晶机理 |
7.4 本章小结 |
第八章 溶液聚集体对成核动力学的影响 |
8.1 引言 |
8.2 材料与方法 |
8.2.1 材料 |
8.2.2 ATR-FTIR光谱 |
8.2.3 溶解度测量 |
8.2.4 诱导期测定 |
8.2.5 DFT计算 |
8.3 结果与讨论 |
8.3.1 溶解度 |
8.3.2 ATR-FTIR光谱 |
8.3.3 DFT计算 |
8.3.4 成核动力学 |
8.3.5 溶液聚集体与成核动力学关联 |
8.4 本章小结 |
第九章 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望与建议 |
参考文献 |
附录 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
四、磁场中相平衡热力学模型的研究(论文参考文献)
- [1]Mg-RE(Y/Gd)-Zn体系中长周期有序堆垛相的相平衡及热力学研究[D]. 阮永欣. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]相对论磁流体力学的理论研究[D]. 佘端. 华中师范大学, 2021(02)
- [3]仿生水凝胶软体机器人设计及其致动机理研究[D]. 张坤. 江苏大学, 2020(02)
- [4]气体水合物法淡化海水的理论基础与技术[D]. 郑嘉男. 大连理工大学, 2020(01)
- [5]气液传质过程中界面对流现象的纹影观察及理论分析[D]. 寇超兴. 天津大学, 2019(01)
- [6]含铁矿物低温还原的磁场强化机制[D]. 金永丽. 上海大学, 2019
- [7]建筑墙体材料内部水分冻结温度计算模型研究[D]. 薛雨凝. 中国矿业大学, 2019(01)
- [8]静电场下的电介质气液平衡系统特征规律研究[D]. 蒙健佳. 华南理工大学, 2019(01)
- [9]交变磁场下Cu-Fe原位复合材料组织与性能研究[D]. 邹晋. 上海大学, 2018(02)
- [10]有机晶体成核的分子机理研究[D]. 汤伟伟. 天津大学, 2017(06)