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粒子图像测速技术:从实验室到工业应用的进展(特邀)

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光子学报 2023年第3期52卷 36-58页

作者： Muhammad Bilal 田振玉中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

粒子图像测速(PIV)已成为测量流体流动速度场的重要实验技术。该方法产生瞬时流型的定量表示,通常用于帮助构建复杂流动的现象学模型和数值模拟验证。PIV分析可广泛用于实验流体力学等多个研究领域。两步处理法,即自相关和互相关,已被... 详细信息

粒子图像测速(PIV)已成为测量流体流动速度场的重要实验技术。该方法产生瞬时流型的定量表示,通常用于帮助构建复杂流动的现象学模型和数值模拟验证。PIV分析可广泛用于实验流体力学等多个研究领域。两步处理法,即自相关和互相关,已被用于检查时空流演化,可以实现作为空间分辨率函数的涡度测量和精度估计。PIV的发展与测量流场的复杂性和难度逐渐增加紧密相关。用于测量的PIV技术发展迅速,并呈现出新的趋势,主要体现在立体PIV、断层PIV、大型PIV、微型PIV、3D PIV、行人PIV以及使用高时间/空间分辨率设备。PIV在医学研究、能源燃料、燃烧、流场测量、实时过程监测、结构变形、灌溉、声学、地质学、海洋学、水资源、林业、人群监测和采矿矿物加工等各种研究领域有着广泛的应用。本文对实验室PIV发展进行全面概述,通过在工业过程和日常生活中采用PIV进行实时监控,讨论了PIV如何以精确的时间分辨率和特殊分辨率取代现有的分析成像技术。此外,还综合比较了数值模拟和目前可用的PIV分析技术。

关键词：粒子图像测速过程监控PIV PIV的应用流场测量人群监测

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县域新型工业化发展研究

山东社会科学 2005年第12期 81-83页

作者：田振玉东营市人民政府山东东营257091

一、县域新工业化问题的提出

关键词：工业化发展县域现代信息技术信息技术改造传统工业化新型工业化新工业化高附加值相互渗透高效率

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氧化铜薄膜的制备及其催化燃烧应用

工程热物理学报 2014年第3期35卷 598-603页

作者：田振玉 VIEKER Henning GLZHUSER Armin KOHSE-HINGHAUS Katharina Department of Chemistry Bielefeld University 中国科学院工程热物理研究所北京100190 Department of Physics Bielefeld University

本文将单相CuO薄膜用于丙烯的催化燃烧。利用脉冲喷雾热蒸发化学气相沉积（PSE—CVD）制备了CuO薄膜。对沉积条件进行了优化，并对所得薄膜的物相、表面形态和光学性质进行了表征。结果表明400℃、4Hz和7ms条件下能获得最快的生长速率... 详细信息

本文将单相CuO薄膜用于丙烯的催化燃烧。利用脉冲喷雾热蒸发化学气相沉积（PSE—CVD）制备了CuO薄膜。对沉积条件进行了优化，并对所得薄膜的物相、表面形态和光学性质进行了表征。结果表明400℃、4Hz和7ms条件下能获得最快的生长速率。所得薄膜为单相CuO结构，其光学能隙为1．8—1．86eV。催化特性测试表明氧化铜薄膜可以在很低的温度下完全燃烧丙烯，其催化性能可与贵金属相比。因此，氧化铜在挥发性有机化合物的催化燃烧中具有很强的应用前景。

关键词：催化燃烧挥发性有机化合物氧化铜氧化还原性

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苯高压氧化实验和模型研究

工程热物理学报 2023年第7期44卷 2005-2011页

作者：于旭鹏田东旭王杜田振玉华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100190

利用射流搅拌反应器研究了1.2MPa、当量比为1、温度范围880~1010K下苯的氧化反应动力学。利用气相色谱和色谱质谱联用仪检测到了20种产物和中间组分。根据实验结果发展了一个272种组分、1702个反应的动力学模型,合理地模拟了实验结果。... 详细信息

利用射流搅拌反应器研究了1.2MPa、当量比为1、温度范围880~1010K下苯的氧化反应动力学。利用气相色谱和色谱质谱联用仪检测到了20种产物和中间组分。根据实验结果发展了一个272种组分、1702个反应的动力学模型,合理地模拟了实验结果。与常压实验相比,检测到乙醛、丙烯醛、甲苯、苯乙烯、苯甲醛、萘、茚和二苯并呋喃等新组分;反应的初始温度由1000K降低为950K,反应区间由300K减少至70K;探明了高压低温下苯通过苯醌消耗的新分解路径。根据敏感性分析,A_(1)+OH=A_(1^(-))+H_(2)O是促进其消耗最重要的反应,A_(1)OH+O_(2)=A_(1)O+HO_(2)是抑制苯消耗最重要的反应。本模型合理预测了苯在常压的氧化和不同压力下的层流火焰速度。

关键词：苯高压实验射流搅拌反应器低温氧化反应机理

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异丙苯低压层流预混火焰实验研究

燃烧科学与技术 2021年第5期27卷 487-492页

作者：田东旭翁俊桀田振玉中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

利用光电离分子束质谱对异丙苯(A1CH(CH_(3))_(2))在30 mmHg实验压力下,当量比为0.45、1.00和1.58的层流预混火焰进行了研究.实验结果表明,随着当量比的增加,A1CH(CH_(3))_(2)需要在燃烧器上方更高的位置消耗完全.实验中共测得了14种燃... 详细信息

利用光电离分子束质谱对异丙苯(A1CH(CH_(3))_(2))在30 mmHg实验压力下,当量比为0.45、1.00和1.58的层流预混火焰进行了研究.实验结果表明,随着当量比的增加,A1CH(CH_(3))_(2)需要在燃烧器上方更高的位置消耗完全.实验中共测得了14种燃烧产物,包括CH3自由基、小分子烃类、含氧类物质、单环和多环芳烃.根据实验结果对A1CH(CH_(3))_(2)的燃烧分解路径和多环芳烃生成路径进行了分析.结果表明A1CH(CH_(3))_(2)可以通过多种路径消耗,如在异丙基上发生脱氢反应和脱甲基反应.此外萘(A2)是生成多环芳烃的重要前驱体.

关键词：层流预混火焰异丙苯芳烃分子束质谱

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同步辐射单光子电离技术研究乙醚富燃火焰

工程热物理学报 2008年第9期29卷 1607-1611页

作者：袁涛田振玉李玉阳王晶齐飞中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽合肥230029

本文利用同步辐射单光子电离和分子束质谱技术研究了乙醚在富燃条件下的低压预混火焰。通过测量光电离质谱和扫描光电离效率谱,我们鉴别了该火焰中大部分的燃烧中间体及产物。此外,通过改变燃烧炉的位置测量光电离质谱,得到了各燃烧中... 详细信息

本文利用同步辐射单光子电离和分子束质谱技术研究了乙醚在富燃条件下的低压预混火焰。通过测量光电离质谱和扫描光电离效率谱,我们鉴别了该火焰中大部分的燃烧中间体及产物。此外,通过改变燃烧炉的位置测量光电离质谱,得到了各燃烧中间体及产物的摩尔分数曲线。实验结果为深入研究乙醚燃烧动力学并揭示含氧有机化合物在火焰中的反应机理提供了依据。

关键词：同步辐射单光子电离分子束质谱低压预混火焰乙醚

In situ Fourier Transform Infrared Spectroscopy Diagnostic for Characterization and Performance Test of Catalysts

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Chinese Journal of Chemical Physics 2017年第5期30卷 513-520,I0001页

作者： Patrick Mountapmbeme Kouotou 田振玉中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 马鲁阿大学萨赫拉高等研究院喀麦隆

The present work establishes a systematic approach based on the application of in-situ Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR） for the investigation of the crystal structure, thermal stability, redox behavior （temperature-programmed reduction/temperatureprogrammed re-oxidation） as well as the catalytic properties of Co3O4 thin films. The syntheses of Co3O4 were achieved by chemical vapor deposition in the temperature range of 400-500℃. The structure analysis of the as-prepared material revealed the presence of two prominent IR bands peaking at 544 cm-1 （υ1） and 650 cm-1 （υ2） respectively, which originate from the stretching vibrations of the Co-O bond, characteristic of the Co3O4 spinel. The lattice stability limit of Co3O4 was estimated to be above 650℃. The redox properties of the spinel structure were determined by integrating the area under the emission bands υ1 and υ2 as a function of the temperature. Moreover, Co3O4 has been successfully tested as a catalyst towards complete oxidation of dimethyl ether below 340 ℃. The exhaust gas analysis during the catalytic process by in situ absorption FTIR revealed that only CO2 and H2O were detected as the final products in the catalytic reaction. The redox behavior suggests that the oxidation of dimethyl ether over Co3O4 follows a Mars-van Krevelen type mechanism. The comprehensive application of in situ FTIR provides a novel diagnostic tool in characterization and performance test of catalysts.

关键词： In situ Fourier transform infrared spectroscopy Diagnostic Thermal stability Redox property Catalytic mechanism

国家自然科学基金工程热物理与能源利用学科研究方向与关键词修订

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工程热物理学报 2022年第2期43卷 281-284页

作者：关永刚史翊翔田振玉林哲张亚宁国家自然科学基金委员会工程热物理与能源利用学科北京100085 清华大学能源与动力工程系北京100084 中国科学院工程热物理研究所北京100190 浙江理工大学能源与动力工程系杭州310018 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

2021年国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程热物理与能源利用学科对学科代码下的研究方向和关键词进行了梳理和修订,调整了学科资助布局,合并了相近的研究方向,删除了不恰当的研究方向,增加了反映新趋势的研究方向,精炼了各研... 详细信息

2021年国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程热物理与能源利用学科对学科代码下的研究方向和关键词进行了梳理和修订,调整了学科资助布局,合并了相近的研究方向,删除了不恰当的研究方向,增加了反映新趋势的研究方向,精炼了各研究方向下的关键词,使研究方向和关键词更加全面合理。通过本次修订进一步厘清了学科的内涵和外延,有利于国家自然科学基金项目的申请和管理。

关键词：国家自然科学基金工程热物理与能源利用学科研究方向关键词

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利用同步辐射研究乙醇汽油的燃烧特性

内燃机学报 2007年第5期25卷 390-395页

作者：姚春德刘士钰李菁王晶田振玉李玉阳天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽合肥230029

介绍利用同步辐射结合飞行分子束质谱技术,分别检测了加入乙醇前后的汽油在低压预混平面火焰中的燃烧中间物和产物。通过推导,得到两种火焰中的燃烧中间物和产物浓度的具有可比性的算式。借助此算式,比较了标准汽油与乙醇汽油在火焰中... 详细信息

介绍利用同步辐射结合飞行分子束质谱技术,分别检测了加入乙醇前后的汽油在低压预混平面火焰中的燃烧中间物和产物。通过推导,得到两种火焰中的燃烧中间物和产物浓度的具有可比性的算式。借助此算式,比较了标准汽油与乙醇汽油在火焰中的成分差异、温度变化规律,以及几种典型燃烧中间物和产物的空间分布曲线,分析了乙醇对汽油的抗爆性能和排放特性的影响,为日后分析燃烧中间产物和活性基团的分布特性和生成规律以及进一步弄清其燃烧反应动力学机理提供参考。

关键词：汽油乙醇低压预混火焰燃烧机理同步辐射光电离