天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2016年第03期杂志 文档列表

天津大学学报杂志主编特邀——大型民用客机座舱气流组织的实验研究和数值模拟

客舱内自然对流运动对流场影响的实验研究221-230

摘要：空间狭小且乘客密集的客舱内流场是自然对流与强制对流相互作用的结果．针对自然对流对舱内流场的影响，以Boeing737．200的7排模拟舱为研究对象，采用二维粒子图像测速法（PIV）测量舱内流场，对比等温与非等温流场定性分析自然对流的加入对舱内热环境的影响：宏观上，可加强流场对称性和流速分布均匀；微观上，加强射流卷吸和削弱贴壁效应．在此基础上进一步设置多种设计范围内的合理实验工况，以阿基米德数0r）和雷诺数纽8）量化分析自然对流运动对射流和整体流场的影响：自然对流作用的增强使射流衰减趋势更加缓慢，射流中心衰减系数Cw与Ar存在正比的线性关系；Re〉3800和Ar〈6时，可在过道中线一侧形成完整涡旋流动．

飞机客舱中人体辐射散热的实验与模拟231-238

摘要：辐射散热是人体显热散热的重要途径，决定着人体的热舒适和飞机客舱内流场的分布，是分析和设计健康舒适客舱环境的重要因素．针对客舱中人员的辐射散热问题，在简化的半机舱模型中通过实验研究自然对流状态下单体坐姿仿真人体辐射散热；并选择CFD提供的DTRM、DO、S2S辐射模型进行数值预测．研究显示默认划分射线数量的DTRM模型可以精确预测人体各部位的辐射换热量，但创建射线文件比较消耗计算机资源，单核运算最大消耗25％的CPU进程，计算时间相对适中．DO模型的计算精度强烈依靠经度角和纬度角的划分，计算时间偏长，但不需要消耗瞬时大量的CPU进程．相比前两者，在计算时间和人体壁面网格数量（表面束的划分）方面，S2S辐射模型有较大的优势．结果表明CFD具有精确预测人体辐射散热的能力，可为以后室内环境研究者提供方法和参考．

耗散修正湍流模型在有个性通风机舱气流模拟中的应用239-247

摘要：针对机舱大空间与局部个性通风口之间的高比例尺度问题给舱内气流数值模拟带来的网格质量与数量挑战，通过引入适于个性通风口圆射流的数值耗散修正模型（MDR κ-ε湍流模型），并采用合理的机舱网格尺度配比，实施了有温差单排机舱舱内气流流动特征的数值模拟．通过与实验对比，验证了模型的可靠性，进而数值探究了个性通风口射流作用对舱内气流和乘客舒适度的影响，为舱内颗粒污染物控制的进一步研究提供了基础．

天津大学学报杂志化学工程

半晶态硅酸钙材料结晶状态对过滤分离的影响248-252

摘要：以Na2SiO3·9H2O和CaO为原料，采用水热合成法通过控制反应时间合成了不同结晶度的硅酸钙产品．利用XRD和SEM等技术手段对合成样品的结晶状态进行表征，并利用自组装过滤性能测试装置对合成样品的过滤性能进行分析．研究了硅酸钙类材料结晶状态对其过滤性能的影响．结果表明，在200℃条件下，经过8h的合成反应结晶过程基本完成，反应的历程为：C—S—H凝胶→结晶C—S—H→硬硅钙石晶体．随着反应时间的延长，硅酸钙产品的晶体结构由团絮状向纤维状结构转化4h样品过滤性能最好，其平均过滤速度比结晶过程完成时提高了40％，滤饼含水率下降了4％．

暴露锐钛矿高能晶面的异质结TiO2／SrTiO3光电化学性能研究253-260

摘要：通过两步阳极氧化法结合水热法，制备不同水热反应时间条件下的异质结TiO2／SrTiO3纳米管阵列，利用x射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、场发射投射电镜（FE—TEM）表征手段对异质结TiO2／SrTiO3材料进行表征，并通过开路电压谱和瞬态光电流图谱分析对异质结光催化材料的光电化学特性进行了研究，同时紫外光下降解罗丹明B（Rh．B）来研究异质结TiO2／SrTi03材料的光电催化活性和耐光腐蚀稳定性．实验研究表明，TiO2表面发生原位取代形成SrTiO3晶体颗粒，并促使TiO2锐钛矿（004）晶面的趋向生长．水热1～5h的异质结TiO2／SrTiO3纳米管阵列仍具有较好的催化活性．通过光电性能测试，水热反应2h后的异质结材料表现出最好的光电化学特性．此外，光电催化结果表明，光电催化200S、水热反应2h的异质结材料的降解率是纯TiO2纳米管的1．71倍，且表现出较好的耐光腐蚀稳定性．

新型固井降失水剂HTF-210C的研发及性能评价261-266

摘要：针对当前高温降失水剂与其他外加剂配伍性差，低温条件下易造成水泥石强度发展缓慢，甚至产生超缓凝现象等问题，通过引入一种偏硅酸盐，研制了高温降失水剂HTF-210C．经红外分析表明，偏硅酸盐是以共混的形式存在于降失水剂中；经热重分析表明该降失水剂具有良好的耐热性能，耐热温度可达300℃；经水泥浆性能评价表明，该降失水剂控滤失性能好，抗盐达饱和，与其他外加剂配伍性好，低温强度发展快，稠化曲线无“鼓包”、“包芯”现象，且重复性好，稳定性高．

微乳体系下甲烷水合物生成和储气性能研究267-272

摘要：以正癸烷为分散剂模拟油相体系，一定比例的Span80＋Tween80为乳化剂，在超高速搅拌下形成油包水乳液，在自制的高压反应釜中利用恒容降压法进行甲烷水合物生成实验，探究了搅拌速度、温度、乳化剂质量分数以及“记忆效应”对于甲烷水合物生长速率和储气性能的影响．结果表明：一定范围内搅拌速度越大，温度越低，乳化剂质量分数越大，水合物生长速率越大；在273．35K、700r／min、2％（质量分数）Span80条件下1体积水合物能储存120倍体积的甲炕，相比于纯水体系40倍体积的储气性能有了很大提高．此外，对乳液体系下甲烷水合物生成过程进行了分析．

温度对水热反萃法合成锂离子电池正极材料LiFePO4的影响273-278

摘要：采用水热反萃法合成了锂离子电池正极材料LiFeP04，重点研究了温度对LiFeP04结构、形貌和电化学性能的影响．分别采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）及恒电流充放电测试对样品的结构、形貌和电化学性能进行了表征．结果表明：在140～250℃范围内水热反萃法可以合成纯相的LiFeP04．用制备的LiFeP04作为电池的正极材料，其电化学测试表明：250℃合成的样品极化最小，同时具有最小的电荷转移阻抗和最大的Li‘扩散系数，0．1C下首次放电比容量为151．7mA·h／g，较高倍率下循环40次再采用0．1C时的放电比容量可达到161．9mA·h／g，具有良好的倍率循环性能．

对二甲苯模拟移动床分离过程的模拟与优化279-286

摘要：对国内外模拟移动床的研究状况及模拟移动床的设计方法进行了简短的综述，基于AspenChromatography软件，以对二甲苯模拟移动床吸附分离过程为研究对象，结合实际工况数据，采用模拟移动床SMB模型，对模拟移动床吸附分离过程进行设计与模拟，抽取液中对二甲苯的纯度高达99．98％，收率高达98．08％．考察了切换时间（ts）、抽取液流量（OE）、进料量（QF）、吸附剂钝化以及管路死体积对吸附分离过程的影响．模拟结果表明：借助于AspenChromatography．采用SMB模型能较好地描述模拟移动床分离过程的真实情况，对模拟移动床分离过程的工艺设计、优化及操作具有重要的指导意义．

Dawson型多金属氧酸盐-双氢氧化物超薄膜的合成287-292

摘要：通过层接层方法制备了基于剥离的锌钛双氢氧化物单层和典型的Dawson型多金属氧酸盐阴离子仪．P2W18O62（P2W18）间作用的新型超薄膜．采用UV／DRS、XRD、FT—IR、ICP—AES和SEM方法对样品的结构和形貌进行了表征．结果表明，P2W18的结构在超薄膜中未发生改变，超薄膜的厚度在纳米范围，表面形貌完整有序均匀．以制备的超薄膜为光催化剂测试了对偶氮类染料刚果红（CR）的可见光催化降解活性．超薄膜表现出比纯Dawson型多金属氧酸盐阴离子高得多的催化活性，主要归因于剥离的锌钛双氢氧化物单层和金属氧酸盐阴离子的强化学作用对其可见光光响应能力的提高．

悬浮聚合制备非球形聚苯乙烯／蒙脱土复合粒子293-298

摘要：以一种片层状的有机蒙脱土作为改性剂，通过悬浮聚合法制备了毫米级的非球形聚苯乙烯粒子．利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析了蒙脱土的片层状结构，通过x射线能谱（EDS）和SEM表征了蒙脱土在聚苯乙烯粒子中的分布情况．考察了悬浮聚合中不同的蒙脱土含量、油水比及分散剂含量对产物粒子形态的影响，并分析了非球形粒子的形成机理．结果表明：随着蒙脱土含量的增加，产物粒子由椭球形向梭形转变；随着油水比的增大，产物由梭形变为盘状；当分散剂含量提高到一定值时，产物将由非球形向球形转变．

超声空化强度的化学计量表征方法299-304

摘要：以对苯二甲酸（TA）和亚甲基蓝（MB）为羟自由基捕捉剂，采用荧光分析法和紫外-可见光分光光度法分别探究了超声辐照时间、频率、功率对超声空化强度的影响，最佳工艺条件均为80w和40kHz，超声空化强度随时间呈线性变化．实验对比分析了这两种化学计量方法，其中荧光分析法更能精确表征固液体系的空化场强度．结果表明，一定固体颗粒的存在会增强空化效应，同时固体颗粒会影响声场和流场，导致测量温度范围（20～80℃）内体系最优值由60℃变为40℃．

径向流空气纯化器内流场的模拟与分析305-313

摘要：运用计算流体力学（CFD）的方法研究了8万吨空气纯化器内部流场分布及影响因素．研究发现，吸附和脱附过程中，内外流道横截比达到一定值时可以使气流均匀度达到最大值，降低分子筛床层的空隙率两床层气流均匀度都有所提高．此外，加入导气锥会使吸附过程床层气流均匀度下降较小，但是可以使脱附过程中床层内流场均匀度有较大上升．最终提出最优的提高气流均匀度的方案：同时降低分子筛和氧化铝床层空隙率到0．33和0．35；加入锥体，使脱附和吸附过程床层压降小幅增加，两床层内得到更均匀的气流分布．

天津大学学报杂志环境科学与工程

一种高温热泵制冷剂的理论和实验研究314-319

摘要：提出一种ODP为0的高温非共沸制冷剂BY4，通过与其他4种纯制冷剂的理论循环计算对比，得出BY4在冷凝温度区间（90～110℃）的COP、单位容积功、冷凝压力方面性能优越，且热物理性质良好；同时设计了以BY4为工质的高温热泵机纽，在经过改造的热泵检测系统上进行了蒸发器进水温度在40～60℃的实验工况测试实验结果表明：冷凝器侧最高出水温度能达到110℃，此时排气温度和冷凝压力适中；当冷凝器侧出水温度和蒸发器侧进水温度差小于35℃时，COP总是大于3．5．

基于贝叶斯网络的渤海湾水体富营养化模型320-325

摘要：基于渤海湾的现场监测数据，结合已有水体富营养化建模经验，用结构方程模型（SEM）对渤海湾水体富营养化因子与叶绿素a之间的因果关系进行了识别和验证．根据SEM提供的因果关系，建立了基于贝叶斯网络（BN）模型的渤海湾赤潮监控区海域水体的富营养化模型，并用监测数据对BN模型进行了检验和性能评价．研究结果表明：与物理因子相比，营养物质对渤海湾海域富营养化的影响较大；近年来无机磷一直为渤海湾浮游植物生长的限制因子，但是硅酸盐对浮游植物生长的影响程度越来越大．

三套管蓄能型热泵的制冷实验326-331

摘要：为考察三套管蓄能型热泵（TRESE）的制冷性能，对一台2HP样机的4种制冷模式分别进行了实验研究．实验结果表明，夜间室外干球温度低于25℃时，三套管蓄能型热泵的周期制冷COP较高，其值在2．4～3．7之间；三套管蓄能器与空气源热泵联合供冷模式的COP较高，在室外千球温度为35～43℃的范围内，其值在2．4～2．9之间，较空气源热泵单独供冷模式的COP提高了15％；当三套管蓄能器供冷水流量为40L／h时，联合供冷期间三套管蓄能器的供冷百分比稳定在7．7％左右，受室外气温的影v向不大；若将样机中3组三套管蓄能器同时开启，则三套管蓄能器的供冷率在联合供冷中的比例可提升至23％．