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蔗渣纤维乳化沥青吸附机制

北京工业大学学报 2024年第10期50卷 1219-1227页

作者：禤炜安彭佳慧张茂霖杨宗昊阳恩慧邱延峻西南交通大学土木工程学院成都610031 广西交科集团有限公司南宁530007 广西道路结构与材料重点实验室南宁530007 道路工程四川省重点实验室成都610031

为了探索蔗渣纤维与沥青吸附机制的问题,通过BET(Brunauer-Emmet-Teller, BET)比表面积检测法、挂篮吸附实验以及棒状薄层色谱-氢火焰离子探测实验(thin-layer chromatography with flame ionization detection, TLC-FID),研究改性前后蔗渣纤维的孔隙结构特性、改性蔗渣纤维对沥青组分的吸附性能的影响,以及不同改性蔗渣纤维掺量对吸附过程的影响,并结合吸附动力学模型进行理论验证分析吸附机理。实验结果表明:蔗渣纤维具有大孔与狭缝孔结构,改性后蔗渣纤维的表面积略有增加,总孔体积、微孔面积与体积增加幅度较大,分别达到241%、170%和276%;达到吸附平衡后,饱和分质量分数降低5.77%、芳香分质量分数增加20.75%、胶质质量分数降低29.37%,以及沥青质质量分数降低5.66%,说明改性蔗渣纤维最易吸附的沥青组分为胶质;随着改性蔗渣纤维掺量的增加,吸附率从15.25%增加至34.16%,而单位平衡吸附量从4.827减小至2.162;实验采用准一级、准二级吸附动力学模型,其中准二级动力学模型拟合效果更好,模型预测单位平衡吸附量q_e(3.247)更接近实验测得的q_e(3.098);胶质的吸附过程是由外向内的,驱动力不足以及吸附点位的数量影响使得吸附达到平衡。

关键词：蔗渣纤维纤维改性 BET比表面积检测法棒状薄层色谱沥青四组分吸附动力学模型

熔盐堆非能动余热排出系统换热元件传热特性研究

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熔盐堆非能动余热排出系统换热元件传热特性研究

作者：杨宗昊哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在熔盐堆正常或事故停堆时,能否充分、及时地导出堆芯剩余衰变热成为保证核反应堆安全的关键,熔盐堆的非能动余热导出系统正是确保实现这一任务的重要组分之一。在熔盐堆的余热导出系统中,有一种热量导出方式是利用套管式换热元件来导... 详细信息

在熔盐堆正常或事故停堆时,能否充分、及时地导出堆芯剩余衰变热成为保证核反应堆安全的关键,熔盐堆的非能动余热导出系统正是确保实现这一任务的重要组分之一。在熔盐堆的余热导出系统中,有一种热量导出方式是利用套管式换热元件来导出堆芯燃料盐的衰变热。本文以熔盐堆停堆余热导出系统为研究目标,设计并搭建了一套使用熔融态碳酸盐来模拟堆芯燃料盐高温环境的含有六根套管式换热元件的熔盐堆非能动余热导出系统模拟实验台。利用搭建的含有熔融盐的实验台来对套管式换热元件中的沸腾流动过程进行了实验研究,分析了套管式换热元件在自然循环下的两相流动特性。此外,为了能深入了解到这种在熔盐堆非能动余热导出系统中应用到的套管式换热元件的换热规律,了解这种特殊结构的换热元件中流体的流动能力,本文还利用数值计算对换热元件中的传热过程进行研究,并将数值计算结果与实验结果相对比,分析研究这种套管式换热元件在自然循环条件下的两相流动特性与沸腾换热能力,为熔盐堆非能动余热导出系统中换热元件的设计以及高温熔融盐的热量导出提供一定的参考。根据研究目的与内容,本文开展了在给定炉温条件下的稳态工况时的热量导出实验,研究了热流密度、流量等因素对两相流动换热与自然循环规律的影响,并将实验处理结果与Chen、Shah、Sun等众多饱和沸腾公式进行对比,结果表明,Sun公式与实验结果符合最好,最大误差为6%,基于对比结果,分析了对流项、沸腾项对饱和沸腾换热系数的影响。此外,本文还将两相流动上升段阻力的实验值与Chisholm-B、Tran等公式进行对比,结果表明Chisholm-B公式与实验值符合较好,最大误差在不足10%。关于两相流动沸腾的数值计算研究,本文使用二维与三维两种模型对换热与流动状态进行计算研究,计算的边界条件由实验给定,结果表明,模型计算的换热元件出口含气量、质量流量与实验值相比符合较好,平均误差在5%。根据数值计算的温度场进行分析知,在700°C炉温条件下,单相段流体受环隙流体加热的作用,从入口到最底端水温会升高2°C左右,环隙中水会在距底部0.5m左右开始沸腾,0.5m以下还未达到饱和,处于单相状态。此外,由计算结果还可以发现,在套管环隙中的水温沿着轴向有先升高再降低的趋势,环隙上升段的水温值与实验测点的水温值符合良好,可以利用数值计算的水温结果来对实验过程中的水温数据予以补充。利用数值计算得到的换热系数与实验值相差不到5%。此外,本文还分析了数值计算结果与实验的差异,在低压两相沸腾流动数值计算过程中,发现当以500°C炉温条件下的实验边界条件进行数值计算时,换热套管中并没有出现沸腾现象,而实际上在实验中出现了沸腾现象,说明数值计算软件中的模拟两相饱和沸腾换热的模型还需要继续完善。

关键词：熔盐堆非能动余热导出系统套管式换热元件换热特性

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安全级数字化仪控系统优先级逻辑模块的分析

上海交通大学学报 2018年第S1期52卷 10-13页

作者：杨宗昊马权黄伟杰肖鹏中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 环境保护部核与辐射安全中心北京100082

安全级数字化仪控系统(Digital Control System, DCS)优先级逻辑模块是核反应堆仪控系统重要的组成部分之一,其主要功能是针对不同的DCS控制命令进行优先级判断,然后驱动专设安全设施及支持系统的泵、阀等相关设备.文中对国内3种优先级... 详细信息

安全级数字化仪控系统(Digital Control System, DCS)优先级逻辑模块是核反应堆仪控系统重要的组成部分之一,其主要功能是针对不同的DCS控制命令进行优先级判断,然后驱动专设安全设施及支持系统的泵、阀等相关设备.文中对国内3种优先级逻辑模块进行了介绍,通过分析不同优先级逻辑模块的实现方式与功能,对比其特点与优势.结果表明NASPIC的ACM模块在防止软件共因故障方面表现更为优异.这种纯硬件结构不仅能降低模块响应的时间,还能有效地避免软件共因故障,但这也导致了其能够实现的功能相对有限.Firmsys平台CIM的功能更为复杂.CIM中既含有MCU又含有CPLD,能够对设备实现分类化、精细化控制.NASPIC的PLM是完全基于CPLD建立起来的,PLM可以实现的功能相对丰富,为了避免软件共因故障,PLM中没有设计微处理器结构.目前,国内外基于自身理念设计的不同优先级逻辑模块的相关文献十分有限,因此,本文具有重要的工程意义与参考价值.

关键词：核反应堆安全级分布式控制系统优先级逻辑模块仪表与控制

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高等学校财务内部控制问题研究

高等学校财务内部控制问题研究

作者：杨宗昊大连海事大学

学位级别：硕士

随着2013年《行政事业单位内部控制规范》和2014年新的《高等学校会计制度》的出台,在各级主管部门管理和监督的新常态下,各高校对财务管理体制进行了相应的改革,这些改革措施的实施,对于公共财政色彩浓厚的高校来说,是对管理的合规性... 详细信息

随着2013年《行政事业单位内部控制规范》和2014年新的《高等学校会计制度》的出台,在各级主管部门管理和监督的新常态下,各高校对财务管理体制进行了相应的改革,这些改革措施的实施,对于公共财政色彩浓厚的高校来说,是对管理的合规性和精细化提出了更高的要求,使高校财务管理的机制得到了转换,财务人员的结构得到了优化,进而在一定程度上达到了提高了财务管理水平的目的。同时随着十八大以来数十位各级高校的领导相继落马,高校科研经费、国有资产管理、基本建设等管理成为重点风险区域,这就要求我们需要在最快的时间内建立起一套符合高等学校特点的财务内控体系。再加上国家对于高等教育投入在近年来的持续加大,各个高校的资金量的膨胀与规模扩张,需要系统化的内部控制体系作为事业发展的管理支撑。多渠道的资金来源于多元化的业务活动,行政管理与学术管理并重的管理模式,也需要行之有效的内控体系提供管理支持。新的制度的施行,所带来的新的理念和观念的产生,就势必会对一些已有的工作方法和流程产生影响,这时候如何在新的形势下,有效地约束新的工作行为,这就需要尽早尽快的强化和完善内部控制制度。本文通过对财务内部控制理论的综述和高校财务内部控制现状的分析,从预算管理、会计审核、组织结构、资金管理、资产管理、内部审计六方面在内部控制中的作用和存在的不足之处,运用自己在工作中积累的实践知识和理论知识,对财务内部控制中主要的关键点提出了一些改进和完善的措施,并在一些章、节中插入了自己在会计工作中遇到的实际例子,用实例证实理论。文章最后提出了高校实施内部控制过程中应注意的问题,目的在于为各高校在实施财务内部控制时得到警示,更好地防范局限性和避免问题的出现,使高校财务内部控制得到更好的执行效果。

关键词：高等学校财务内部控制

热氧条件下纳米蒙脱土/SBS改性沥青及混合料自愈合性能

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热氧条件下纳米蒙脱土/SBS改性沥青及混合料自愈合性能

作者：杨宗昊东北林业大学

学位级别：硕士

近年来随着我国基础设施网络的加快完善,沥青混凝土路面成为了我国新建高等级公路路面面层最常用的材料之一。然而由于沥青路面在长期使用过程沥青路面中的一些不可见的轻微损伤将逐渐萌生并扩展为可见的宏观裂纹,破坏了沥青路面的整体... 详细信息

近年来随着我国基础设施网络的加快完善,沥青混凝土路面成为了我国新建高等级公路路面面层最常用的材料之一。然而由于沥青路面在长期使用过程沥青路面中的一些不可见的轻微损伤将逐渐萌生并扩展为可见的宏观裂纹,破坏了沥青路面的整体稳定性。因而近年来研究人员开始致力于引入以纳米材料愈合法为代表的主动愈合增强技术来促进沥青材料的自主愈合,与被动愈合增强技术相比,经过纳米材料改性过后的沥青路面可以在不依赖外界环境的前提下达成促进沥青内部微裂纹愈合的目的。尽管目前相关领域研究学者对纳米改性沥青愈合规律进行了诸多研究,但目前对不同热氧老化程度下纳米改性沥青及混合料的自愈合性能的研究仍有待进一步完善,针对热氧老化对纳米改性沥青愈合性能的影响机理的研究更为稀少。因此需要研究不同愈合环境下纳米蒙脱土/SBS改性沥青（MS）及其混合料的自愈合性能,重点分析热氧老化对MS自愈合性能的影响机理。研究基于动态剪切流变仪以时间扫描模式进行损伤-愈合加载试验,通过设计不同水平的愈合温度、损伤度、愈合时间以及老化程度,基于能量耗散理论研究不同损伤次数下MS的自愈合性能;并辅以扫描电子显微镜试验、傅里叶红外光谱试验以及凝胶色谱试验分析沥青微观形貌、化学结构以及分子量分布对其多次损伤愈合性能的影响,以此对热氧老化对MS愈合性能的影响机理进行表征;最终以多次愈合指数（MHI）为指标,基于半圆弯拉试验对MS混合料的自愈合性能进行研究。研究结果表明:MS比SBS改性沥青具有更好的自愈合能力。加入纳米蒙脱土后,即使经过多次损伤,沥青仍可保持较好的自愈合性能。通过适当提高愈合温度及时间可改善MS的自愈合性能,损伤程度与老化程度的增加则将导致沥青愈合性能的下降。而纳米蒙脱土的加入可以削弱热氧老化对沥青愈合性能的影响,同时沥青中也具有更多的长分子链及小分子,有效的抑制了氧化过程对沥青化学结构与分子量分布的影响,从而保证了经过热氧老化后的沥青依然具有较好的愈合性能。基于疲劳-愈合加载模式下的半圆弯拉疲劳试验表明纳米蒙脱土可以有效的促进沥青混合料的多次愈合性能,同时削弱老化对其愈合性能的影响。MS混合料适宜的愈合温度及愈合时间分别为40℃及2h,沥青混合料的愈合指数MHI可达54.4%,但随着损伤程度及老化程度的增加,沥青混合料的自愈合性能呈加速下降的趋势。综上所述,纳米蒙脱土/SBS改性沥青及其混合料具有良好的自愈合性能,并可抑制热氧老化对沥青愈合性能的影响,在适宜的愈合条件下老化后的沥青依然具有较好的愈合能力。研究结果可为纳米改性沥青自愈合性能后续的相关研究及应用提供参考。

关键词：道路工程热氧老化纳米蒙脱土多次损伤愈合微观机理

热老化下纳米蒙脱土/SBS复合改性沥青愈合性能及微观机制分析

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材料导报 2022年第9期36卷 110-115页

作者：程培峰杨宗昊张展铭徐进东北林业大学土木工程学院哈尔滨150040 黑龙江龙格工程设计有限公司哈尔滨150000

为研究热氧老化对纳米蒙脱土(MMT)改性沥青多次损伤愈合性能的影响,基于动态剪切流变仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱以及凝胶色谱试验,研究了沥青微观形貌、化学结构以及分子量分布对其愈合性能的影响,并探讨了纳米改性沥青在不同老... 详细信息

为研究热氧老化对纳米蒙脱土(MMT)改性沥青多次损伤愈合性能的影响,基于动态剪切流变仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱以及凝胶色谱试验,研究了沥青微观形貌、化学结构以及分子量分布对其愈合性能的影响,并探讨了纳米改性沥青在不同老化时间的多次损伤愈合规律。结果表明:随着老化时间的延长,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青的愈合性能呈下降趋势,且随着损伤次数的增加,老化时间对SBS改性沥青愈合性能的影响逐渐加剧。而MMT可以增强沥青的抗老化能力,在短期老化阶段沥青的轻质组分变化受到抑制,沥青中的分子链数量、支链长度及小分子含量受老化时间的影响较小,从而减小了老化时间对沥青愈合性能的影响。但随着老化时间的继续延长,沥青中以片层状分布的MMT同沥青相分离,导致其抗老化性能减弱,因此长期老化对MMT改性沥青多次愈合性能的影响显著。

关键词：道路工程热氧老化纳米蒙脱土(MMT) 多次损伤愈合微观机理

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熔盐堆余热排出系统闪蒸流动的不稳定性

核技术 2017年第12期40卷 55-62页

作者：杨宗昊孟兆明阎昌琪张鹏陈凯伦吴祥成哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室哈尔滨150001 中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区上海201800

套管式换热元件是熔盐堆非能动余热排出系统的重要组成部分之一。设计并搭建了单根套管式换热元件自然循环实验台,模拟熔盐堆停堆后排盐罐中熔盐的显热与衰变热的导出过程。在这种以套管式换热元件为基础的自然循环回路中,发现了闪蒸流... 详细信息

套管式换热元件是熔盐堆非能动余热排出系统的重要组成部分之一。设计并搭建了单根套管式换热元件自然循环实验台,模拟熔盐堆停堆后排盐罐中熔盐的显热与衰变热的导出过程。在这种以套管式换热元件为基础的自然循环回路中,发现了闪蒸流动不稳定现象的存在。分析了在闪蒸过程中压力与温度的变化情况,以及这种闪蒸流动不稳定性的特点,并研究了在闪蒸过程中的换热系数的变化情况。结果表明,当外层套管外壁温度从440oC上升到700oC时,单根套管式换热元件的换热量会从550 W上升到1 900 W。此外,在闪蒸过程中,换热元件中的沸腾换热系数在800-1 700 W·(m^2·K)^(-1)之间变化,换热元件壁温与自然循环流量的周期性变化引起管壁周期性热应力与系统的周期性机械振动。因此,在熔盐堆余热排出系统的设计过程中,为保证热量导出的安全性与稳定性,需要考虑到闪蒸现象。

关键词：熔盐堆余热排出自然循环闪蒸流动不稳定性