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CO2水合物浆作为空调载冷剂的流动和传热特性研究进展
应明,振兴,范兴龙
化工进展 , 2014,
Abstract: 综述了国内外在CO2水合物浆的流动和传热特性方面的最新研究进展。在流动特性部分,介绍了流体的五大类型(牛顿流体、假塑性流体、膨胀性流体、宾翰流体和赫-巴流体)以及CO2水合物浆的表观黏度计算公式,研究表明CO2水合物浆是非牛顿流体,表观黏度较小,因而具有优秀的流动性能;在传热特性部分,介绍了水合物浆在板式换热器中的总体换热系数计算方法,研究表明CO2水合物浆的对流换热系数高达3658W/(m2?K),因此有优秀的传热性能,而且传热性能会受到晶体直径和分布规律、流速、固体含量和管道尺寸等因素的影响。综上所述,CO2水合物浆具有良好的流动和传热特性,在空调领域有着广阔的应用前景。最后简要展望了今后的研究重点。
SDS影响蓄冷用异丁烷水合物生成特性的实验研究
李刚,应明,刘道平
化工学报 , 2008,
Abstract: 为探讨表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对新型蓄冷工质——异丁烷水合物快速生成的影响,利用自行设计的小型搅拌式水合物制备系统,在定容法实验条件下,比较无SDS情况下和不同SDS浓度情况下水合物的生成特性。实验结果表明:与无SDS情况下相比,有SDS情况下的异丁烷水合物诱导时间缩短约18min,且水合物生成量较多,含气率较大,主要是SDS能有效降低水气界面的界面张力,增快气体分子进入水气界面层速率。此外,不同SDS浓度下(0.8×10-3、1.0×10-3和1.2×10-3)水合物生成诱导时间比较接近(约20min),且水合物生成量趋于一致。
水合物法高效储存二氧化碳气体的实验研究
刘妮,刘道平,应明
中国电机工程学报 , 2009,
Abstract: 在小型水合物反应装置上对CO2水合物的生成特性进行了实验研究,探讨不同种类的添加剂对水合物快速生成特性的影响。实验表明,CO2在纯水体系中生成速度缓慢,通过添加十二烷基硫酸钠(sodiumdodecylsulfate,SDS),可以促进水合物的生成,浓度越高,效果越好;而添加剂四氢呋喃(tetrahydrofuran,THF)对CO2水合物生成的影响不大。但浓度为0.3%的SDS和4%的THF两者混合后却对CO2水合物的生成起到了显著的改善效果。反应釜内气体压降达到2.11MPa,是相同反应时间内0.3%SDS浓度时压降的2.7倍,生成的CO2水合物量多而密实。在混合添加剂的基础上,通过搅拌可以使系统提前约100min完成反应。
充注压力对压缩式制冷循环连续制备CO2水合物的影响
振兴,应明,周兴法,方亚军
化工学报 , 2014, DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.06.047
Abstract: 研制了一台能够连续制备蓄冷用CO2水合物的压缩式循环实验装置,并在该装置上研究了充注压力对水合物的预冷时间、生成质量、水合比例和潜热蓄冷量的影响。实验结果表明水合物在CO2气泡上升过程中生成,在气液界面处堆积。高的充注压力有着更理想的蓄冷特性,当充注压力为4.2MPa时,预冷时间为8min、水合物生成质量为8.44kg、水合比例为75.1%、水合物潜热蓄冷量为4.22MJ。充注压力为3.8MPa及以上时,水合物生成量大,水合物阻碍釜内各部分的传热,使釜内中层、下层的温差较大。水合物生成过程后期,水合放热量减少,液体CO2在反应釜内的蒸发吸热效应使得釜内温度继续降低,一直到低于0℃,充注压力越高,此现象越明显。
四丁基氯化铵水合物的蓄冷特性
应明,魏晶晶,刘道平,时竞竞,刘妮,祁影霞
化工学报 , 2010,
Abstract: 探讨了一种新型季铵盐——四丁基氯化铵的水合物作为蓄冷工质的可行性,对其蓄冷特性进行了实验研究:研究了溶液浓度、循环次数及添加成核剂硼砂对四丁基氯化铵水合物的生长特性的影响。实验结果表明:浓度为40%的TBAC溶液相变过程相对稳定,更适合空调蓄冷工况;添加成核剂硼砂使TBAC溶液的相变温度降低了2℃,结晶过冷度减小2℃;经过多次重复水合反应后,溶液在结晶过程中的过冷度减小了1.5℃,相变温度无变化。利用DSC测试得到四丁基氯化铵水合物相变温度为10.41℃,相变潜热为197.707J·g-1。
直接接触式制备CO2水合物的生长和蓄冷特性
周兴法,应明,杨亮,方亚军,闫琳,鲍郑军
化工学报 , 2015, DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20141327
Abstract: 采用直接接触式水合物反应釜,并在釜内初始水温为26℃和15℃以及充注压力为3.6~4.2MPa的条件下制备CO2水合物,研究其生长和蓄冷特性。实验结果表明:在初始水温为15℃、充注压力为3.6MPa时,预冷时间较短(11min),水合物开始生长时过冷度约为1.3℃,温升不明显,平均蓄冷速率和平均蓄冷效率分别为82.4kJ·min-1和4.34;在其他温压条件下,预冷时间较长(20~55min),但随充注压力的升高而减小,过冷度较大(5.5~9.7℃),水合物生长迅速且密集,温升明显,并在充注压力为4.0MPa时温升幅度最大,水合物平均生长速率、总蓄冷量、平均总蓄冷速率和效率随充注压力的升高而变大,其最大值分别为77和154g·min-1,3.725和3.791MJ,64.1和99.5kJ·min-1,3.14和4.91。水合物释冷分解是一个相变过程,相变温度一般在10~14℃。
机械强化制备二氧化碳水合物的特性研究
刘妮,李菊,陈伟军,刘道平,应明,祁影霞
中国电机工程学报 , 2011,
Abstract: 搅拌是促进CO2水合物快速制备的1种有效的机械强化方法。为提高水合物的生成速率并且降低能耗,在小型高压水合物反应装置上实验研究不同搅拌时机对CO2水合物生成特性的影响。结果发现,搅拌可以大大提高CO2的溶解速率,使CO2气体在3min内即可达到溶解饱和。此外,水合物生成过程中搅拌时机的选择也非常关键。研究发现,仅在气体溶解和降温成核过程中实施35min的搅拌不仅可以显著提高CO2水合物的生成速率,而且大大缩短了搅拌时间,与静态反应系统相比,能耗可降低86%。
一种新型储氢方法——水合物储氢的研究概况与发展方向
应明,龚金明,刘道平,李刚,刘妮,祁影霞
化工进展 , 2010,
Abstract: 指出了氢能对人类可持续发展的重要意义,介绍了一种新型的储氢方法——采用水合物储存氢气的方法,主要从Ⅰ型、Ⅱ型、H型、半笼形等不同的储氢水合物结构展开论述,介绍了国内外采在水合物储氢方面的研究进展。这门技术还达不到实用的储氢密度,还处于起步研究阶段,不同研究者的研究结果有很大差异,所以为了提高这门技术还有很多工作有待进行。最后,从3个方面指出了今后应该进一步开展研究的重要内容。
啶虫脒和仲丁威在水稻、土壤及田水中的残留消解动态
荔草,孙扬,秦旭,王倩,孙约兵,应明
环境化学 , 2015,
Abstract: 在天津、浙江和山东三地开展了两年田间试验研究,建立了一种同时测定水稻、土壤及田水中啶虫脒和仲丁威残留量的分析方法.结果表明,在0.005—0.5mg·kg-1添加水平范围内,啶虫脒在水稻、土壤和田水中的添加平均回收率为74.21%—106.5%,变异系数为5.6%—14.2%;仲丁威在水稻、土壤和田水中的添加平均回收率为81.12%—108.6%,变异系数为2.31%—10.9%.啶虫脒和仲丁威的最小检出量分别为3.8×10-11g和2.3×10-11g;在稻米、稻壳、植株和土壤中的最低检出浓度为0.01mg·kg-1,在田水中的最低检出浓度为0.005mg·kg-1.田间试验结果表明,啶虫脒和仲丁威在水稻植株、土壤和田水中的残留消解动态规律均符合一级动力学反应模型,啶虫脒在水稻植株、土壤和田水中的残留消解半衰期分别为7.0—20.4d、2.8—7.62d和6.7—15.0d;仲丁威在水稻植株、土壤和田水中的残留消解半衰期分别为5.7—10.0d、10.8—15.2d和2.6—9.5d.以推荐施药剂量60g/亩和1.5倍推荐施药剂量90g/亩,在水稻灌浆期开始第1次施药,最多施药3次,距最后一次施药21d时,啶虫脒和仲丁威在稻米中的最高残留量分别为0.42mg·kg-1和0.054mg·kg-1,低于我国农业行业标准规定的小麦中啶虫脒最大残留限量0.5mg·kg-1和我国国家标准规定的糙米中仲丁威最大残留限量0.5mg·kg-1.
四丁基溴化铵-四氢呋喃系蓄冷水合物
李刚,应明,刘道平,张亮,汤成伟,魏晶晶
过程工程学报 , 2009,
Abstract: 基于二元工质水合物相对单一工质水合物在蓄冷特性方面的优越性,在水合物客体组分总质量分数为31.4%的条件下,实验研究了四丁基溴化铵(TBAB)-四氢呋喃(THF)混合水合物蓄冷特性.通过改变TBAB-THF组分配比,考察了水合物的诱导时间、近似相变温度、蓄冷面积及释冷面积的变化.结果表明,TBAB-THF系中TBAB浓度减少使诱导时间增长、温度突变点降低、近似相变温度降低,从而减小了水合物在生长阶段的蓄冷面积,缩短了分解阶段的分解完成时间;TBAB浓度在25.7%~27.4%时,相变温度在6.3~8.0℃之间,与空调冷冻水相近,且释冷面积相对其他浓度较高,可作为蓄冷空调的良好介质.
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