简介:目的:喷雾气液吸收化学反应广泛存在于能源、化学和环境工程中。比如在能源环境领域,湿法烟气脱硫(WFGD)中的碱性喷雾吸收脱除气体污染物,乙醇胺(MEA)吸收脱除CO_2酸性气体。对这类反应的表征,有利于控制和改善污染物脱除效率。本文尝试利用气液吸收沉淀反应过程中液滴折射率的变化来原位表征反应进程。创新点:1.基于彩虹折射法,首次对气液吸收沉淀反应的原位表征进行探究;2.通过若干实验和详细的传热计算分析,成功验证了其可行性和有效性。方法:1.通过与Abbe折射仪对比,确定全场彩虹测量的准确性(图3和公式(5));2.搭建全局彩虹技术(GRT)测量系统进行喷雾测量实验(图2),并记录反应过程中的彩虹图像和离线采样液滴用于显微分析(图4和5);3.对涉及到的气液吸收沉淀反应进行传热计算和分析(公式(7)~(13))。结论:1.初步表明了利用溶液折射率表征Ca(OH)_2质量分数的可行性。2.实验结果表明GRT的测量结果精确;反应后液滴折射率减少并趋向于水,反应进程可体现在彩虹角(即折射率)的变化上。3.不同浓度Ba(OH)_2吸收CO_2的反应进一步证明了该方法原位表征气液吸收沉淀反应的可行性。4.反应的传热计算和分析表明反应热所造成的温度升高可以忽略,验证了该方法的有效性。
简介:2003年,瑞典皇家科学院决定将该年度的诺贝尔物理学奖颁给AlexeiA.Abrikosov,VitalyL.Ginzburg和AnthonyJ.Leggett,以表彰他们对超导和超流理论开创性的贡献。
简介:目的:对柴油机Urea.SCR系统还原剂添加过程进行建模,探讨SCR系统中尿素结晶的主要影响因素,研究排气温度、流量和尿素水溶液喷射速率等对结晶成分、位置和总结晶量的作用规律。创新点:1.考虑喷雾和壁膜内尿素热解过程的差异,分别采用尿素的直接分解和化学反应动力学方法对喷雾和壁膜内的尿素热解过程进行描述;2.提出一维壁膜的概念,将尿素热解的化学反应动力学模型嵌入一维壁膜中,实现对结晶成分、位置和总结晶量的计算。方法:1.采用欧拉方法求解气相流动以及拉格朗同方法跟踪喷雾运动,通过附加源项方式实现气液两相之间的耦合;2.对尿素水溶液喷雾的蒸发、热解、碰壁和结晶等过程进行建模,并对仿真结果进行验证;3.对SCR系统中尿素结晶进行仿真分析,对排气温度、流量和尿素水溶液喷射速率等影响因素进行变参数研究。结论:1.排气温度的降低可以减小壁膜范围以及结晶量;结晶成分与温度密切相关:当温度较低时,结晶以尿素为主,随着温度升高,缩二脲和三聚氰酸开始逐渐形成;2.尿素水溶液喷射速率会影响壁膜范围以及结晶量,但其对结晶成分影响不大;3.排气流量的增大能够促进排气与液滴以及排气管壁之间的传热,从而减小壁膜范围以及结晶量。
简介:强激光在冕区等离子体中传播到临界面附近生成相对论电子和相对论电子束流在随后较长一段稠密等离子体区的能量传输是快点火中的关键问题。对快点火条件下的激光等离子体参数,临界面附近产生的前向快电子电流往往超过阿尔芬极限电流,必须在稠密等离子体中产生中和回流,快电子流才能在稠密等离子体中向前输运。横向电磁不稳定性(类Weibel不稳定性,WI)和纵向静电双流不稳定性(TSI)很容易在这种电子双流体系中激发,前向电子束会被调制或成丝状结构,同时激发电磁场,粒子部分动能会转化为电磁场能量。不稳定性在非线性饱和后,发生电流丝的合并、磁场重联等过程,部分电磁场能量会再转化为粒子能量,表现为对离子体的横向加热。Weibel不稳定性的作用可能形成围绕传播电子束的磁通道,对快电子的定向和准直传播是重要的。TSI激发的纵向静电场对磁场通道会有明显的调制甚至破坏作用,直接影响高能电子流从激光吸收区到燃料压缩区的准直传播。