变重力场中理想气体的“P—V”循环及熵变

在恒定的重力场中密闭于刚性容器中的理想气体在垂直方向上的压缩和膨胀构成“压力一体积”（P-V）循环,利用此循环可实现“热一功”转化,但气体必须工作在两个不同温度的热源之间。由于重力场中刚性容器中的气体的压力分布随重力的变化而变化,因此可通过增、减重力加速度使密闭容器中气体压力改变构成P—V循环,通过此循环也可实现“热-功”转化,此类“热-功”转化的循环有别于传统的卡诺循环。变重力场中理想气体的P—v循环导致的“热-功”转化不需要两个不同温度的热源。本文的计算表明在可逆过程中此P—V循环的熵变量不符合热力学第二定律,深刻地揭示了热力学第二定律的局限性。     

发现气体温差定律

我们已有这样的经验:热气体易上升,冷气体易下降。对这种“热气体上升,冷气体下降”的现象我们已习以为常。然而最近人们发现:在一个只受恒定重力场作用的系统中,气体会自然地趋于“冷气体上升,热气体下降”这种与我们传统的经验相反的现象。这就是我国科学工作者新发现的一条物理定律——重力场气体温度按高度分布律,简称重力场气体温差定律或气体温差定律。     

专利展示

本人有“开放容器负压虹吸器”和“密闭容器正、负压虹吸器”两项专利申请。本发明是一种利用大气压力为动力,将各种液体从一个不能密闭的容器中向另一个地理位置相对较低的容器中输送的方法和装置。     

旋片式真空泵节能控制的实现

指出了用于从密封容器中抽除气体的旋片式真空泵的负荷随容器真空压力变化情况,在这种场合旋片式真空泵的拖动电动机大部分时间处于轻载运行,电动机的效率及功率因数较低;提出以真空压力信号为控制依据,对异步电动机采用轻载降压运行方式来提高其运行效率及功率因数措施,并在电子束焊机抽真空过程应用实践证明节能效果显著。     

“白色垃圾”终结者

普通的水在一个大气压的环境中加热至100℃时就会沸腾,并转变为水蒸汽,这是人所共知的。然而,如果在压力锅之类的密闭容器中水蒸汽不能外泄的条件下加热,那么会出现什么情况呢?这时容器内的压力会增大,沸点也会相应地升高。当温度上升到大约347℃,压力达到220个大气压时,因高温膨胀的水的密度与因高压而被压缩的水蒸汽的密度正好相同,此时的气体和液体已变得毫无区别,均为同样的气体。这一温度和压力被称为"临界点",超过临界点的状态就是超临界水。那么这种超临界水有什么特性和作用呢?     

青藏高原东北缘重力变化及机理研究

青藏高原东北缘是青藏高原向大陆内部扩展的前缘部位,该地区构造变形与地震活动显著,一直受到国内外地学家高度重视,是2008年汶川8．0级地震之后最有可能发生大震的地区之一。重力场变化对认识强烈地震孕育、发生和发展的深层过程具有独特的优势。重力场的时空动态变化能较好地反映深部物质运移与地壳密度变化等构造活动信息,重力场随时间变化与地震的形成和发展有着内在联系。     

晶体

在日常生活里,我们有时遇到“晶体”这东西,究竟“晶体”是什么东西呢?现在我们就来讨论一下。 (一)晶体是什么? 我们知道自然界里的物质都是由98种元素的原子所构成的,而以气体、液体和固体三种不同的形态呈现在我们的面前。气体.液体和固体,这三种物态各有它的物理特性。像气体有大压缩性,液体的形状随容器而变,它们为什么有这些物理特性表现出来呢?这是因为组成它们的分子或原子间的距离不一样的缘放。距离不同,分子或原子相互间的吸引力就不一样,距离愈大,吸引力反而愈小。气体分子相互远离,每一个分子均可自由行动,     

他颠覆了化学世界——[法国]拉瓦锡(1743～1794年)

亚里士多德的“四元素说”中有水土互变的提法,17世纪比利时化学家海尔蒙特曾以柳树的实验来支持这一观点。然而,有个年轻人却不相信这个说法。1768年的一天,这位年轻人耐心地观察着一个正在被加热的容器,这个容器里的水已经沸腾了100天,这些水在不断被蒸馏的同时也不断被冷却流回这个密闭容器。当他仔细地称量出容器、水以及沉淀物的质量时,脸上不禁露出了笑容:沉淀物的质量恰好等于容器减少的质量,而水的质量在整个蒸馏过程中丝毫未变。他用精确科学的实验,有力地驳倒了当时化学界十分流行的水转化为土之说。这位相信实证、不盲从权威的年轻人,就是现代化学的奠基人——拉瓦锡。     

天然气井井底压力数值计算方法

在计算井底流压的过程中,采用微元分析法,从井口到井底分成多个微元,针对每个微元具有不同温度,压力变化范围,采用不同的天然气偏差系数计算模型,并对高含硫化氢的酸性气体进行临界温度与临界压力的校正进而较准确的求取天然气的偏差系数;同时考虑到每个微元摩阻系数,气体密度及气体粘度随井深的变化,求得井底静压和流压的数值。     

超临界二氧化碳热物性参数计算研究

CO_2气体的热物性参数受压力与温度影响较大。运用S-W与Vesovic方程对二氧化碳气体在不同压力温度下进行密度,黏度,导热系数与定压热容的参数计算,在各温度压力下得到热物性参数的变化曲线。运用计算精度较高的P-R方程得到二氧化碳密度数据,与S-W方程的计算误差进行对比,P-R方程的误差最大值达到了5.204%,不满足工程计算要求,而S-W方程的计算误差小于0.25%。S-W与Vesovic在预测二氧化碳热物性参数上具有更高的精度,能够为二氧化碳气井生产,提高采收率等井筒温度压力精准预测提供方法。     

Mechanical efficiency of kinematic heat engines

A general theory of the mechanical efficiency of kinematic heat engines is presented. Concepts are introduced that precisely relate mechanical efficiency to general characteristics of an engine. Theorems are proven that lead to a mathematically explicit limit to the mechanical efficiency of reciprocating engines. This limit is the mechanical analogue of the Carnot limit to thermal efficiency. The ideal Stirling engine plays a key role in this theory.     

卡诺热泵的热力性能

从热量交换和循环运行两个方面研究了了卡诺热泵,导出了卡诺热泵的泵热率与致热系数间的关系,指出了卡诺热泵的最佳泵热率与热系数间的关系是没有实际意义的。     

1000MW机组锅炉烟气余热回收装置应用探讨

烟气余热回收装置可以提高机组热效率,节能、节水、降低锅炉烟尘排放,符合国家“节能减排”政策,是火力发电机组完成节能指标、降低运营费用的重要手段之一。本文将针对1000MW机组安装烟气余热回收装置的系统构成、可靠性分析以及经济分析进行论述。     

热电热机内可逆卡诺循环特性的实验研究

利用基于热电效应的半导体热电堆技术,设计了一个可以模拟实际两源热机工作的实验系统,并对有限时间热力学的内可逆卡诺循环特性做了初步的定量分析。     

太阳能内可逆量子卡诺热机的优化分析

基于量子内可逆卡诺热机模型和太阳能集热器的线性热损失模型，研究热阻对太阳能量子卡诺热机优化性能的影响，导出了系统在最大效率时集热器的最佳工作温度。所得结论可为实际太阳能量子系统的优化设计提供些新的理论依据。     

中国林木生物质能源替代煤炭的减排效益评估

应对全球气候变化的能源转型方案中,生物质能源替代化石燃料是重要的选项,中国资源丰富的林木生物质在替代化石燃料的能源转型中具有重要价值。本文以木质颗粒燃料及传统的化石燃料（煤炭）为研究对象,基于生命周期思想梳理不同能源系统的温室效应排放指标与经济评价指标边界,从传统的生命周期分析与经济指标分析两方面,探讨中国木质颗粒燃料替代煤炭的减排效益和经济效益。结果表明：①木质颗粒燃料替代煤炭供热或供电时,单位能量的供应能耗降低0.01~0.176 MJ,在碳中性假设下,木质颗粒燃料具有显著的碳减排效益;②平均市场价格下,木质颗粒的单位热能成本高于煤炭,即用木质颗粒燃料替代煤炭供能时,单位热能或电能的使用需要付出较高的燃料成本,约为16.06~34.16元;③敏感性分析表明,能量转换率、燃料热值和燃料的价格对替代效益的影响最为显著,提高能源使用效率、降低燃料价格等措施可以大幅度降低燃料替代使用成本,实现环境与经济双赢。生物质能源的开发及利用在未来中国能源结构转型中具有重要地位,本文从碳中性下的净减排、生物质原料问题、提高减排效率和财政补贴等方面提出了针对性建议。     

Bond graphs for thermal energy transport and entropy flow

The transport of thermal energy in thermodynamics is described as the product of entropy flow and of the absolute temperature, in analogy to the volume flow and pressure in oil hydraulics and to electric charge flow (= current) and voltage in electronics. Bond graphs are shown to be especially suitable to describe the splitting of applied thermal energy into internal energy and external mechanical work. Transformers and the 0- and 1-junctions of Paynter can illustrate various entropy flow processes, including Carnot engines and heat exchangers. Entropy flow in heat conduction is distinguished from entropy convection, or transport by moving mass, where the entropy/temperature characteristic or equation of state is important. Irreversibilities are represented by impedance transformers reducing temperature and increasing entropy flow but conserving power.     

可再生能源的热利用与综合利用

分布式热利用与综合利用是可再生能源消纳的重要方式。文章从建筑、工业和城镇化发展等领域分析了分布式可再生能源热利用与综合利用的需求,同时根据能源需求、技术发展进程,评估了分布式可再生能源热利用与综合利用的发展潜力,进而阐明了可再生能源梯级利用、互补利用与综合利用的技术发展前景和方向,并制定了技术发展路线图。明确提出了工业领域是提高可再生能源占比的主要领域,太阳炉等技术是可再生能源热利用和综合利用的研发重点。     

太阳能热发电系统基础理论与关键技术战略研究

太阳能热发电技术是将太阳能转化为热能,然后利用热力循环的方法带动发电机发电的热发电技术的简称,是太阳能的高品位利用方式.本文总结了我国在太阳能热发电研究领域的总体布局,分析了太阳能通过热的形式转换成电能需要经过的多个能量转换环节及其涉及的大量基础科学问题,指出了各个能量传递与转换环节的热传递机理及热流特性,光一热一电转换系统的集成理论以及关键材料和技术是太阳能热发电技术中急需解决的重要基础问题,最后给出了国家自然科学基金委员会今后在太阳能热发电领域的优先资助方向.